Okoljski dejavniki neživi. Klasifikacija dejavnikov okolja
Državna izobraževalna ustanova
Višja strokovna izobrazba.
"DRŽAVNA UNIVERZA ST. PETERSBURG
STORITEV IN GOSPODARNOST"
Disciplina: Ekologija
Inštitut (fakulteta): (IREU) “Inštitut za regionalno ekonomijo in management”
Posebnost: 080507 “Management organizacij”
Na temo: Okoljski dejavniki in njihova razvrstitev.
Izvedeno:
Valkova Violetta Sergeevna
Študentka 1. letnika
Izredni študij
Nadzornik:
Ovchinnikova Raisa Andreevna
2008 – 2009
UVOD …………………………………………………………………………………………………..3
DEJAVNIKI OKOLJA. OKOLJSKI POGOJI……………………………………...3
Abiotski
Biotična
Antropogeno
BIOTSKI ODNOSI ORGANIZMOV ……………… ……………….6
SPLOŠNE ZAKONITOSTI VPLIVOV EKOLOŠKIH DEJAVNIKOV OKOLJA NA ORGANIZME………………………………………………………………………………………………….7
ZAKLJUČEK ……………………………………………………………………………………………………………9
SEZNAM REFERENC ………… ……………………………………………………………..10
UVOD
Predstavljajmo si eno vrsto rastlin ali živali in v njej eno posameznik, ki jo mentalno izolira od ostalega živega sveta. Ta posameznik, medtem ko je bil pod vplivom okoljski dejavniki bodo pod njihovim vplivom. Glavni bodo dejavniki, ki jih določa podnebje. Vsi se na primer dobro zavedajo, da predstavniki ene ali druge vrste rastlin in živali niso povsod. Nekatere rastline živijo le ob bregovih vodnih teles, druge - pod gozdnimi krošnjami. Na Arktiki ne morete srečati leva, niti polarnega medveda v puščavi Gobi. Zavedamo se, da so pri razširjenosti vrst najpomembnejši podnebni dejavniki (temperatura, vlaga, svetloba itd.). Za kopenske živali, predvsem prebivalce tal, in rastline imajo pomembno vlogo fizikalne in kemijske lastnosti tal. Za vodne organizme so lastnosti vode kot edinega življenjskega prostora še posebej pomembne. Preučevanje učinkov različnih naravnih dejavnikov na posamezne organizme je prva in najpreprostejša delitev ekologije.
DEJAVNIKI OKOLJA. OKOLJSKE RAZMERE
Raznolikost okoljskih dejavnikov. Okoljski dejavniki so vsi zunanji dejavniki, ki neposredno ali posredno vplivajo na število (številčnost) in geografsko razširjenost živali in rastlin.
Dejavniki okolja so tako po naravi kot po vplivu na žive organizme zelo raznoliki. Običajno so vsi okoljski dejavniki razdeljeni v tri velike skupine - abiotski, biotski in antropogeni.
Abiotski dejavniki – to so dejavniki nežive narave, predvsem podnebni (sončna svetloba, temperatura, vlažnost zraka) in lokalni (relief, lastnosti tal, slanost, tokovi, veter, sevanje itd.). Ti dejavniki lahko vplivajo na telo neposredno(neposredno) kot svetloba in toplota, oz posredno, kot je na primer teren, ki določa delovanje neposrednih dejavnikov (osvetlitev, vlaga, veter itd.).
Antropogeni dejavniki – To so tiste oblike človekovega delovanja, ki z vplivi na okolje spreminjajo razmere živih organizmov ali neposredno vplivajo na nekatere vrste rastlin in živali. Eden najpomembnejših antropogenih dejavnikov je onesnaževanje.
Okoljske razmere. Okoljske razmere ali ekološke razmere so abiotski okoljski dejavniki, ki se spreminjajo v času in prostoru, na katere se organizmi glede na svojo moč različno odzivajo. Okoljske razmere nalagajo organizmom določene omejitve. Količina svetlobe, ki prodira skozi vodni stolpec, omejuje življenje zelenih rastlin v vodnih telesih. Obilje kisika omejuje število živali, ki dihajo zrak. Temperatura določa aktivnost in nadzoruje razmnoževanje mnogih organizmov.
Najpomembnejši dejavniki, ki določajo življenjske razmere organizmov v skoraj vseh življenjskih okoljih, so temperatura, vlaga in svetloba. Oglejmo si učinek teh dejavnikov podrobneje.
Temperatura. Vsak organizem lahko živi le v določenem temperaturnem območju: posamezniki te vrste umrejo pri previsokih ali prenizkih temperaturah. Nekje v tem intervalu so temperaturni pogoji najugodnejši za obstoj določenega organizma, njegove vitalne funkcije se izvajajo najbolj aktivno. Ko se temperatura približuje mejam intervala, se hitrost življenjskih procesov upočasni, nazadnje pa se popolnoma ustavijo - organizem odmre.
Meje temperaturne tolerance se med različnimi organizmi razlikujejo. Obstajajo vrste, ki lahko prenašajo temperaturna nihanja v širokem razponu. Na primer, lišaji in številne bakterije lahko živijo pri zelo različnih temperaturah. Med živalmi imajo toplokrvne živali največjo temperaturno toleranco. Tiger na primer enako dobro prenaša sibirski mraz in vročino tropskih predelov Indije ali Malajskega otočja. Obstajajo pa tudi vrste, ki lahko živijo le v bolj ali manj ozkih temperaturnih mejah. To vključuje številne tropske rastline, kot so orhideje. V zmernem pasu lahko rastejo le v rastlinjakih in zahtevajo skrbno nego. Nekatere korale, ki tvorijo grebene, lahko živijo samo v morjih, kjer je temperatura vode vsaj 21 °C. Vendar pa korale umrejo tudi, ko voda postane prevroča.
V okolju kopno-zrak in celo na številnih območjih vodnega okolja temperatura ne ostane konstantna in se lahko močno spreminja glede na letni čas ali čas dneva. V tropskih območjih so lahko letne temperaturne razlike celo manj opazne kot dnevne. Nasprotno pa se v zmernih območjih temperature v različnih obdobjih leta močno razlikujejo. Živali in rastline so se prisiljene prilagoditi neugodnemu zimskemu obdobju, v katerem je aktivno življenje oteženo ali preprosto nemogoče. V tropskih območjih so takšne prilagoditve manj izrazite. V hladnem obdobju z neugodnimi temperaturnimi razmerami se zdi, da pride do premora v življenju mnogih organizmov: hibernacija pri sesalcih, odpadanje listov pri rastlinah itd. Nekatere živali se dolgo selijo v kraje z bolj primernim podnebjem.
Vlažnost. Večino svoje zgodovine so prostoživeče živali predstavljale izključno vodne oblike organizmov. Ko so osvojili kopno, kljub temu niso izgubili odvisnosti od vode. Voda je sestavni del velike večine živih bitij: nujna je za njihovo normalno delovanje. Normalno razvijajoči se organizem nenehno izgublja vodo in zato ne more živeti v popolnoma suhem zraku. Prej ali slej lahko takšne izgube povzročijo smrt telesa.
V fiziki se vlažnost meri s količino vodne pare v zraku. Vendar pa je najpreprostejši in najprimernejši indikator, ki označuje vlažnost določenega območja, količina padavin, ki tam pade v enem letu ali drugem časovnem obdobju.
Rastline črpajo vodo iz zemlje s pomočjo svojih korenin. Lišaji lahko zajemajo vodno paro iz zraka. Rastline imajo številne prilagoditve, ki zagotavljajo minimalno izgubo vode. Vse kopenske živali potrebujejo občasno oskrbo z vodo, da nadomestijo neizogibno izgubo vode zaradi izhlapevanja ali izločanja. Mnoge živali pijejo vodo; drugi, kot so dvoživke, nekatere žuželke in pršice, ga absorbirajo v tekočem ali parnem stanju s svojimi telesnimi ovoji. Večina puščavskih živali nikoli ne pije. Svoje potrebe zadovoljujejo z vodo, ki jo dobijo s hrano. Končno so tu živali, ki pridobivajo vodo na še bolj kompleksen način – s procesom oksidacije maščob. Primeri vključujejo kamelo in nekatere vrste žuželk, kot so rižev in žitni zavijači ter oblačilni molji, ki se hranijo z maščobo. Živali imajo tako kot rastline številne prilagoditve za varčevanje z vodo.
Svetloba. Za živali je svetloba kot dejavnik okolja neprimerljivo manj pomembna kot temperatura in vlaga. Toda svetloba je za živo naravo nujno potrebna, saj ji služi kot praktično edini vir energije.
Že dolgo časa ločimo svetloljubne rastline, ki se lahko razvijajo le pod sončnimi žarki, in rastline, odporne na senco, ki dobro uspevajo pod krošnjami gozda. Večino podrasti v bukovem gozdu, ki je še posebej senčen, tvorijo sencozdržne rastline. To je velikega praktičnega pomena za naravno obnovo gozdnega sestoja: mladi poganjki številnih drevesnih vrst se lahko razvijejo pod pokrovom velikih dreves.
Pri mnogih živalih se običajni svetlobni pogoji kažejo v pozitivni ali negativni reakciji na svetlobo. Vsi vedo, kako se nočne žuželke zgrinjajo k svetlobi ali kako se ščurki razbežijo v iskanju zavetja, če je v temni sobi le prižgana luč.
Največji ekološki pomen pa ima svetloba v kroženju dneva in noči. Številne živali živijo izključno dnevno (večina pevcev), druge pa izključno nočne (številni mali glodavci, netopirji). Majhni raki, ki plavajo v vodnem stolpcu, ponoči ostanejo v površinskih vodah, čez dan pa se potopijo v globino in se izogibajo premočni svetlobi.
V primerjavi s temperaturo ali vlažnostjo ima svetloba malo neposrednega vpliva na živali. Služi le kot signal za prestrukturiranje procesov, ki se pojavljajo v telesu, kar jim omogoča, da se najbolje odzovejo na nenehne spremembe zunanjih pogojev.
Zgoraj našteti dejavniki ne izčrpajo okoljskih pogojev, ki določajo življenje in razširjenost organizmov. Tako imenovani sekundarni podnebni dejavniki, kot so veter, atmosferski tlak, nadmorska višina. Veter ima posreden učinek: s povečanjem izhlapevanja povečuje suhost. K ohladitvi prispevajo močni vetrovi. Ta ukrep je pomemben v hladnih krajih, visokih gorah ali polarnih regijah.
Antropogeni dejavniki. Onesnaževalci. Antropogeni dejavniki so po svoji sestavi zelo raznoliki. Človek vpliva na živo naravo s polaganjem cest, gradnjo mest, kmetijstvom, zapiranjem rek itd. Sodobna človekova dejavnost se vse bolj kaže v onesnaževanju okolja s stranskimi produkti, pogosto strupenimi. Žveplov dioksid, ki leti iz cevi tovarn in termoelektrarn, kovinske spojine (baker, cink, svinec), izpuščene v bližini rudnikov ali nastale v izpušnih plinih avtomobilov, ostanki naftnih derivatov, izpuščeni v vodna telesa pri pranju naftnih tankerjev - to je samo nekatera onesnaževala, ki omejujejo širjenje organizmov (zlasti rastlin).
V industrijskih območjih koncept onesnaževal včasih doseže mejne vrednosti, tj. smrtonosne za številne organizme, vrednosti. Vendar ne glede na vse bo skoraj vedno vsaj nekaj posameznikov več vrst, ki lahko preživijo v takih razmerah. Razlog je v tem, da tudi v naravnih populacijah le redko najdemo odporne posameznike. Ko se ravni onesnaženosti povečajo, so lahko odporni posamezniki edini preživeli. Poleg tega lahko postanejo ustanovitelji stabilne populacije, ki je podedovala odpornost na to vrsto onesnaženja. Zaradi tega nam onesnaženje daje priložnost, da tako rekoč opazujemo evolucijo v akciji. Seveda ni vsaka populacija obdarjena s sposobnostjo upreti se onesnaženju, četudi le v obliki posameznih osebkov.
Tako je učinek katerega koli onesnaževala dvojen. Če se je ta snov pojavila pred kratkim ali je vsebovana v zelo visokih koncentracijah, potem je vsaka vrsta, ki je bila prej najdena na onesnaženem območju, običajno predstavljena le z nekaj primerki - ravno tistimi, ki so zaradi naravne variabilnosti imeli začetno stabilnost ali najbližje tokove.
Kasneje se izkaže, da je onesnaženo območje poseljeno veliko bolj gosto, a praviloma z veliko manjšim številom vrst, kot če onesnaženja ne bi bilo. Takšne novonastale združbe z osiromašeno vrstno sestavo so že postale sestavni del človekovega okolja.
BIOTSKI ODNOSI ORGANIZMOV
Dve vrsti kakršnih koli organizmov, ki živita na istem ozemlju in sta v stiku drug z drugim, vstopita v drugačna medsebojna razmerja. Položaj vrste v različnih oblikah odnosov je označen s konvencionalnimi znaki. Znak minus (–) označuje škodljiv učinek (posamezki vrste so zatirani ali oškodovani). Znak plus (+) označuje ugoden učinek (koristijo posamezniki vrste). Predznak nič (0) pomeni, da je odnos indiferenten (brez vpliva).
Tako lahko vse biotske povezave razdelimo v 6 skupin: nobena od populacij ne vpliva na drugo (00); vzajemno koristne koristne povezave (+ +); razmerja, škodljiva za obe vrsti (– –); eni od vrst koristi, drugi doživlja zatiranje (+ –); ena vrsta koristi, druga nima škode (+ 0); ena vrsta je zatirana, druga nima koristi (– 0).
Za eno od vrst, ki živijo skupaj, je vpliv druge negativen (doživlja zatiranje), medtem ko zatiralec ne prejme niti škode niti koristi - to amenzalizem(–0). Primer amenzalizma so svetloljubna zelišča, ki rastejo pod smreko, trpijo zaradi močnega senčenja, medtem ko je samo drevo ravnodušno do tega.
Oblika odnosa, v katerem ena vrsta prejme določeno prednost, ne da bi pri tem povzročila škodo ali korist drugi, se imenuje komenzalizem(+ 0). Na primer, veliki sesalci (psi, jeleni) služijo kot nosilci sadja in semen s kavlji (kot repinca), od tega ne dobijo niti škode niti koristi.
Komenzalizem je enostranska uporaba ene vrste s strani druge brez povzročanja škode na njej. Manifestacije komensalizma so raznolike, zato se razlikujejo številne različice.
"Freeloading" je poraba lastnikovih ostankov hrane.
»Družba« je uživanje različnih snovi ali delov iste hrane.
»Bivališče« je uporaba druge vrste s strani ene vrste (njihovih teles, njihovih domov (kot zavetje ali dom).
V naravi pogosto najdemo vzajemno koristne odnose med vrstami, pri čemer imajo nekateri organizmi od teh odnosov vzajemno korist. Ta skupina vzajemno koristnih bioloških povezav vključuje različne simbiotsko odnosi med organizmi. Primer simbioze so lišaji, ki so tesno, vzajemno koristno sobivanje gliv in alg. Znan primer simbioze je sožitje zelenih rastlin (predvsem dreves) in gob.
Ena vrsta vzajemno koristnega odnosa je protokolarno sodelovanje(primarno sodelovanje) (+ +). Hkrati je sobivanje, čeprav ni obvezno, koristno za obe vrsti, ni pa nepogrešljiv pogoj za preživetje. Primer protokolarnega sodelovanja je raznašanje semen nekaterih gozdnih rastlin s pomočjo mrav in opraševanje različnih travniških rastlin s pomočjo čebel.
Če imata dve ali več vrst podobne ekološke zahteve in živita skupaj, lahko med njimi nastane negativen tip odnosa, ki se imenuje tekmovanje(rivalstvo, tekmovanje) (– –). Na primer, vse rastline tekmujejo za svetlobo, vlago, hranila v tleh in s tem za širitev svojega ozemlja. Živali se borijo za vire hrane, zavetišča in tudi za ozemlje.
Plenilstvo(+ –) je vrsta interakcije med organizmi, pri kateri predstavniki ene vrste ubijajo in jedo predstavnike druge.
To so glavne vrste biotskih interakcij v naravi. Ne smemo pozabiti, da se lahko vrsta odnosa določenega para vrst spreminja glede na zunanje pogoje ali življenjsko stopnjo medsebojno delujočih organizmov. Poleg tega v naravi v biotske odnose ni vključenih le nekaj vrst hkrati, ampak jih je veliko večje število.
SPLOŠNE ZAKONITOSTI VPLIVOV EKOLOŠKIH DEJAVNIKOV OKOLJA NA ORGANIZME
Primer temperature kaže, da ta dejavnik telo prenaša le v določenih mejah. Organizem umre, če je temperatura okolja prenizka ali previsoka. V okoljih, kjer so temperature blizu tem ekstremom, so živi prebivalci redki. Njihovo število pa narašča, ko se temperatura približuje povprečni vrednosti, ki je najboljša (optimalna) za določeno vrsto.
Ta vzorec se lahko prenese na katerikoli drug dejavnik, ki določa hitrost določenih življenjskih procesov (vlažnost, moč vetra, hitrost toka itd.).
Če na grafu narišete krivuljo, ki označuje intenzivnost določenega procesa (dihanje, gibanje, prehrana itd.) Glede na enega od okoljskih dejavnikov (seveda pod pogojem, da ta dejavnik vpliva na glavne življenjske procese), potem to krivulja bo skoraj vedno zvonasta.
Te krivulje imenujemo krivulje strpnost(iz grščine strpnost- potrpežljivost, stabilnost). Položaj vrha krivulje označuje pogoje, ki so optimalni za dani proces.
Za nekatere posameznike in vrste so značilne krivulje z zelo ostrimi vrhovi. To pomeni, da je obseg pogojev, v katerih telesna aktivnost doseže svoj maksimum, zelo ozek. Ravne krivulje ustrezajo širokemu razponu tolerance.
Organizmi s širokimi mejami odpornosti imajo gotovo možnost, da postanejo bolj razširjeni. Vendar pa široke meje vzdržljivosti za en dejavnik ne pomenijo širokih meja za vse dejavnike. Rastlina je lahko tolerantna na velika temperaturna nihanja, vendar ima ozko območje tolerance na vodo. Žival, kot je postrv, je lahko zelo občutljiva na temperaturo, vendar se prehranjuje z najrazličnejšimi živili.
Včasih se lahko v življenju posameznika spremeni njegova toleranca (skladno s tem se spremeni položaj krivulje), če se posameznik znajde v drugačnih zunanjih razmerah. Ko se znajdete v takšnih razmerah, se čez nekaj časa telo navadi nanje in se jim prilagodi. Posledica tega je sprememba fiziološkega optimuma oziroma premik kupole tolerančne krivulje. Ta pojav se imenuje prilagajanje, oz aklimatizacija.
Pri vrstah s široko geografsko razširjenostjo se pogosto izkaže, da so prebivalci geografskih ali podnebnih pasov najbolj prilagojeni ravno tistim razmeram, ki so značilne za določeno območje. To je posledica sposobnosti nekaterih organizmov, da tvorijo lokalne oblike ali ekotipe, za katere so značilne različne meje odpornosti na temperaturo, svetlobo ali druge dejavnike.
Vzemimo za primer ekotipe ene od vrst meduz. Meduze se premikajo po vodi s pomočjo ritmičnega krčenja mišic, ki potiskajo vodo iz osrednje votline telesa, podobno kot pri gibanju rakete. Optimalna frekvenca takšnega utripanja je 15-20 kontrakcij na minuto. V morjih severnih zemljepisnih širin živeči osebki se gibljejo z enako hitrostjo kot meduze iste vrste v morjih južnih zemljepisnih širin, čeprav je temperatura vode na severu lahko tudi 20 °C nižja. Posledično sta se obe obliki organizmov iste vrste lahko najbolje prilagodili lokalnim razmeram.
Zakon minimuma. Intenzivnost določenih bioloških procesov je pogosto občutljiva na dva ali več okoljskih dejavnikov. V tem primeru bo dejavnik, ki bo prisoten v minimalni količini, z vidika telesnih potreb, odločilnega pomena. To pravilo je oblikoval ustanovitelj znanosti o mineralnih gnojilih Justus Liebig(1803-1873) in prejel ime Zakon minimuma. Yu.Liebig je ugotovil, da je pridelek rastlin lahko omejen s katerimkoli osnovnim hranilom, če le tega elementa primanjkuje.
Znano je, da lahko različni okoljski dejavniki medsebojno delujejo, to pomeni, da lahko pomanjkanje ene snovi povzroči pomanjkanje drugih snovi. Zato lahko na splošno zakon minimuma formuliramo takole: uspešno preživetje živih organizmov je odvisno od niza pogojev; omejevalni ali omejevalni dejavnik je vsako stanje okolja, ki se približuje ali presega mejo stabilnosti organizmov določene vrste.
Določba o omejitvenih dejavnikih močno olajša študij kompleksnih situacij. Kljub zapletenosti odnosov med organizmi in njihovim okoljem nimajo vsi dejavniki enakega ekološkega pomena. Na primer, kisik je dejavnik fiziološke potrebe za vse živali, z ekološkega vidika pa postane omejujoč le v določenih habitatih. Če ribe poginejo v reki, je treba najprej izmeriti koncentracijo kisika v vodi, saj je zelo variabilna, zaloge kisika hitro izčrpajo in kisika je pogosto premalo. Če opazimo pogin ptic v naravi, je treba iskati drug razlog, saj je vsebnost kisika v zraku relativno konstantna in zadostna z vidika potreb kopenskih organizmov.
ZAKLJUČEK
Ekologija je za človeka življenjsko pomembna veda, ki preučuje njegovo neposredno naravno okolje. Človek, ki je opazoval naravo in njeno inherentno harmonijo, je nehote poskušal to harmonijo vnesti v svoje življenje. Ta želja je postala še posebej pereča šele relativno nedavno, potem ko so postale zelo opazne posledice nerazumnih gospodarskih dejavnosti, ki vodijo v uničevanje naravnega okolja. In to je na koncu negativno vplivalo na osebo samo.
Ne smemo pozabiti, da je ekologija temeljna znanstvena disciplina, katere ideje so zelo pomembne. In če prepoznamo pomen te znanosti, se moramo naučiti pravilno uporabljati njene zakonitosti, koncepte in izraze. Navsezadnje pomagajo ljudem določiti svoje mesto v okolju ter pravilno in racionalno uporabljati naravne vire. Dokazano je, da človekova raba naravnih virov ob popolnem nepoznavanju naravnih zakonov pogosto vodi do resnih, nepopravljivih posledic.
Vsak človek na planetu bi moral poznati osnove ekologije kot vede o našem skupnem domu – Zemlji. Poznavanje osnov ekologije bo tako družbi kot posamezniku pomagalo modro graditi svoje življenje; pomagali bodo vsakomur, da se počuti kot del velike Narave, doseže harmonijo in udobje tam, kjer je prej potekal nerazumen boj z naravnimi silami.
SEZNAM UPORABLJENIH REFERENC Ekološki okoljski dejavniki (biotski dejavniki; Biotična okolje dejavniki; Biotski dejavniki; ....5 Vprašanje št. 67 Naravni viri, njihov razvrstitev. Kroženje virov NARAVNI VIRI (naravni...
To so kateri koli okoljski dejavniki, na katere se telo odzove s prilagoditvenimi reakcijami.
Okolje je eden glavnih ekoloških pojmov, ki pomeni kompleks okoljskih razmer, ki vplivajo na življenje organizmov. V širšem smislu okolje razumemo kot celoto materialnih teles, pojavov in energije, ki vplivajo na telo. Možno je tudi bolj specifično, prostorsko razumevanje okolja kot neposredne okolice organizma – njegovega življenjskega prostora. Življenjski prostor je vse, med čimer živi organizem, je del narave, ki obdaja žive organizme in nanje neposredno ali posredno vpliva. Tisti. elementi okolja, ki do določenega organizma ali vrste niso indiferentni in tako ali drugače vplivajo nanj, so dejavniki v zvezi z njim.
Sestavine okolja so raznolike in spremenljive, zato se živi organizmi nenehno prilagajajo in uravnavajo svoje življenjske aktivnosti glede na nastajajoče spremembe parametrov zunanjega okolja. Takšne prilagoditve organizmov imenujemo adaptacija in jim omogočajo preživetje in razmnoževanje.
Vse dejavnike okolja delimo na
- Abiotski dejavniki so dejavniki nežive narave, ki neposredno ali posredno vplivajo na telo - svetloba, temperatura, vlaga, kemična sestava zraka, voda in prst okolja itd. (tj. lastnosti okolja, katerih pojav in vpliv ne neposredno odvisen od aktivnosti živih organizmov).
- Biotski dejavniki so vse oblike vpliva na telo okoliških živih bitij (mikroorganizmi, vpliv živali na rastline in obratno).
- Antropogeni dejavniki so različne oblike dejavnosti človeške družbe, ki povzročajo spremembe v naravi kot življenjskem prostoru drugih vrst ali neposredno vplivajo na njihovo življenje.
Dejavniki okolja vplivajo na žive organizme
- kot dražila, ki povzročajo prilagoditvene spremembe v fizioloških in biokemičnih funkcijah;
- kot omejitve, ki onemogočajo obstoj v danih razmerah;
- kot modifikatorji, ki povzročajo strukturne in funkcionalne spremembe v organizmih, in kot signali, ki nakazujejo spremembe drugih dejavnikov okolja.
V tem primeru je mogoče ugotoviti splošno naravo vpliva okoljskih dejavnikov na živi organizem.
Vsak organizem ima določen nabor prilagoditev na okoljske dejavnike in varno obstaja le v določenih mejah njihove variabilnosti. Najugodnejša raven faktorja za življenje se imenuje optimalna.
Pri majhnih vrednostih ali s prekomerno izpostavljenostjo dejavniku se vitalna aktivnost organizmov močno zmanjša (opazno zavira). Območje delovanja okoljskega dejavnika (območje tolerance) je omejeno z najmanjšimi in največjimi točkami, ki ustrezajo skrajnim vrednostim tega dejavnika, pri katerih je možen obstoj organizma.
Zgornja raven faktorja, nad katero postane vitalna aktivnost organizmov nemogoča, se imenuje maksimum, spodnja raven pa minimum (sl.). Seveda so za vsak organizem značilni lastni maksimumi, optimumi in minimumi okoljskih dejavnikov. Na primer, hišna muha lahko prenese temperaturna nihanja od 7 do 50 ° C, človeški valjasti črv pa živi le pri temperaturi človeškega telesa.
Optimalne, minimalne in maksimalne točke sestavljajo tri kardinalne točke, ki določajo sposobnost telesa, da se odzove na določen dejavnik. Skrajne točke krivulje, ki izražajo stanje zatiranja s pomanjkanjem ali presežkom faktorja, se imenujejo območja pesimuma; ustrezajo pesimalnim vrednostim faktorja. V bližini kritičnih točk so subletalne vrednosti faktorja, zunaj tolerančnega območja pa so letalne cone faktorja.
Okoljske razmere, v katerih katerikoli dejavnik ali njihova kombinacija presega cono udobja in deluje depresivno, se v ekologiji pogosto imenujejo ekstremni, mejni (ekstremni, težki). Ne označujejo le okoljskih razmer (temperatura, slanost), temveč tudi habitate, kjer so razmere blizu meja obstoja rastlin in živali.
Na vsak živ organizem hkrati vpliva kompleks dejavnikov, vendar je le eden od njih omejujoč. Dejavnik, ki postavlja okvir za obstoj organizma, vrste ali skupnosti, se imenuje omejujoč (omejujoč). Na primer, razširjenost številnih živali in rastlin na severu je omejena s pomanjkanjem toplote, na jugu pa je lahko omejevalni dejavnik za isto vrsto pomanjkanje vlage ali potrebne hrane. Vendar pa so meje vzdržljivosti telesa glede na omejitveni dejavnik odvisne od stopnje drugih dejavnikov.
Življenje nekaterih organizmov zahteva pogoje, omejene z ozkimi mejami, kar pomeni, da optimalni razpon za vrsto ni konstanten. Optimalni učinek faktorja je pri različnih vrstah različen. Razpon krivulje, to je razdalja med mejnimi točkami, prikazuje območje vpliva okoljskega dejavnika na telo (slika 104). V pogojih, ki so blizu mejnemu delovanju dejavnika, se organizmi počutijo depresivno; lahko obstajajo, vendar ne dosežejo polnega razvoja. Rastline običajno ne obrodijo. Nasprotno, pri živalih se puberteta pospeši.
Velikost obsega delovanja dejavnika in zlasti optimalne cone omogoča presojo vzdržljivosti organizmov glede na določen element okolja in kaže na njihovo ekološko amplitudo. V zvezi s tem se organizmi, ki lahko živijo v precej raznolikih okoljskih razmerah, imenujejo zvrybionti (iz grškega "evra" - širok). Rjavi medved na primer živi v hladnem in toplem podnebju, na suhih in vlažnih območjih ter se prehranjuje z različno rastlinsko in živalsko hrano.
V zvezi z zasebnimi dejavniki okolja se uporablja izraz, ki se začne z isto predpono. Na primer, živali, ki lahko živijo v širokem razponu temperatur, imenujemo evritermne, medtem ko se organizmi, ki lahko živijo le v ozkih temperaturnih območjih, imenujejo stenotermni. Po enakem principu je lahko organizem evrihidriden ali stenohidriden, odvisno od njegovega odziva na nihanje vlažnosti; evrihalin ali stenohalin – odvisno od sposobnosti prenašanja različnih vrednosti slanosti itd.
Obstajata še pojma ekološka valenca, ki predstavlja sposobnost organizma, da naseljuje različna okolja, in ekološka amplituda, ki odraža širino razpona faktorja oziroma širino optimalnega območja.
Kvantitativni vzorci reakcije organizmov na delovanje okoljskega dejavnika se razlikujejo glede na njihove življenjske pogoje. Stenobiontičnost ali evribiontičnost ne označujeta specifičnosti vrste glede na kateri koli dejavnik okolja. Na primer, nekatere živali so omejene na ozek razpon temperatur (tj. stenotermne), hkrati pa lahko obstajajo v širokem razponu okoljske slanosti (evrihalin).
Okoljski dejavniki vplivajo na živi organizem sočasno in skupno, delovanje enega od njih pa je v določeni meri odvisno od kvantitativnega izraza drugih dejavnikov - svetlobe, vlage, temperature, okoliških organizmov itd. Ta vzorec imenujemo interakcija dejavnikov. Včasih je pomanjkanje enega dejavnika delno kompenzirano s povečano aktivnostjo drugega; pojavi se delna nadomestljivost učinkov okoljskih dejavnikov. Hkrati pa nobenega od dejavnikov, potrebnih za telo, ni mogoče popolnoma nadomestiti z drugim. Fototrofne rastline ne morejo rasti brez svetlobe pri najbolj optimalnih temperaturnih ali prehranskih pogojih. Če torej vrednost vsaj enega od potrebnih dejavnikov preseže tolerančno območje (pod minimumom ali nad maksimumom), postane obstoj organizma nemogoč.
Okoljski dejavniki, ki imajo v določenih pogojih pesimalno vrednost, torej tisti, ki so najbolj oddaljeni od optimalnih, še posebej otežujejo možnost obstoja vrste v teh razmerah kljub optimalni kombinaciji drugih pogojev. To odvisnost imenujemo zakon omejitvenih faktorjev. Takšni dejavniki, ki odstopajo od optimalnega, pridobijo izjemen pomen v življenju vrste ali posameznih osebkov in določajo njihovo geografsko razširjenost.
Identifikacija omejitvenih dejavnikov je v kmetijski praksi zelo pomembna za ugotavljanje ekološke valence, zlasti v najbolj ranljivih (kritičnih) obdobjih ontogeneze živali in rastlin.
PREDAVANJE št. 4
TEMA: DEJAVNIKI OKOLJA
NAČRT:
1. Koncept okoljskih dejavnikov in njihova razvrstitev.
2. Abiotski dejavniki.
2.1. Ekološka vloga glavnih abiotskih dejavnikov.
2.2. Topografski dejavniki.
2.3. Dejavniki prostora.
3. Biotski dejavniki.
4. Antropogeni dejavniki.
1. Koncept okoljskih dejavnikov in njihova razvrstitev
Dejavnik okolja je vsak element okolja, ki lahko neposredno ali posredno vpliva na živ organizem vsaj v eni od stopenj njegovega individualnega razvoja.
Okoljski dejavniki so raznoliki, vsak dejavnik pa je kombinacija ustreznega okoljskega stanja in njegovega vira (zaloge v okolju).
Ekološke dejavnike okolja običajno delimo v dve skupini: dejavniki inertne (nežive) narave - abiotski ali abiogeni; dejavniki žive narave – biotski ali biogeni.
Poleg zgornje razvrstitve okoljskih dejavnikov obstaja veliko drugih (manj pogostih), ki uporabljajo druge posebne značilnosti. Tako so identificirani dejavniki, ki so odvisni in neodvisni od števila in gostote organizmov. Tako na primer na učinek makroklimatskih dejavnikov ne vpliva število živali ali rastlin, ampak so epidemije (množične bolezni), ki jih povzročajo patogeni mikroorganizmi, odvisne od njihovega števila na določenem ozemlju. Znane so klasifikacije, v katerih so vsi antropogeni dejavniki razvrščeni kot biotski.
2. Abiotski dejavniki
V abiotskem delu okolja (v neživi naravi) lahko vse dejavnike najprej razdelimo na fizikalne in kemične. Vendar pa je za razumevanje bistva obravnavanih pojavov in procesov primerno abiotske dejavnike predstaviti kot niz podnebnih, topografskih, kozmičnih dejavnikov, pa tudi značilnosti sestave okolja (vodnega, kopenskega ali talnega), itd.
Fizični dejavniki- to so tisti, katerih izvor je agregatno stanje ali pojav (mehanski, valovni itd.). Na primer temperatura, če je visoka, bo prišlo do opeklin, če je zelo nizka, bodo ozebline. Na vpliv temperature lahko vplivajo tudi drugi dejavniki: v vodi - tok, na kopnem - veter in vlaga itd.
Kemični dejavniki- to so tisti, ki izvirajo iz kemijske sestave okolja. Na primer, slanost vode, če je visoka, je lahko življenje v rezervoarju popolnoma odsotno (Mrtvo morje), hkrati pa večina morskih organizmov ne more živeti v sladki vodi. Življenje živali na kopnem in v vodi itd. je odvisno od zadostne količine kisika.
Edafski dejavniki(tla) je skupek kemijskih, fizikalnih in mehanskih lastnosti tal in kamnin, ki vplivajo tako na organizme, ki v njih živijo, torej za katere so življenjski prostor, kot na koreninski sistem rastlin. Znan je vpliv kemičnih sestavin (biogenih elementov), temperature, vlažnosti in strukture tal na rast in razvoj rastlin.
2.1. Ekološka vloga glavnih abiotskih dejavnikov
Sončno sevanje. Sončno sevanje je glavni vir energije za ekosistem. Energija Sonca se skozi vesolje širi v obliki elektromagnetnega valovanja. Za organizme je pomembna valovna dolžina zaznanega sevanja, njegova jakost in trajanje izpostavljenosti.
Približno 99 % vse energije sončnega sevanja sestavljajo žarki z valovno dolžino k = nm, od tega 48 % v vidnem delu spektra (k = nm), 45 % v bližnjem infrardečem (k = nm) in približno 7 % v ultravijolično (to< 400 нм).
Žarki z X = nm so bistvenega pomena za fotosintezo. Dolgovalovno (daleč infrardeče) sončno sevanje (k > 4000 nm) malo vpliva na vitalne procese organizmov. Ultravijolični žarki s k > 320 nm so v majhnih odmerkih potrebni za živali in ljudi, saj se pod njihovim vplivom v telesu tvori vitamin D. Sevanje s k< 290 нм губительно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.
Ko sončna svetloba prehaja skozi atmosferski zrak, se odbija, razprši in absorbira. Čist sneg odbija približno 80-95% sončne svetlobe, onesnažen sneg - 40-50%, černozemska tla - do 5%, suha lahka tla - 35-45%, iglasti gozdovi - 10-15%. Osvetljenost zemeljskega površja pa se močno spreminja glede na letni čas in dan, geografsko širino, izpostavljenost pobočij, atmosferske razmere itd.
Zaradi vrtenja Zemlje se občasno izmenjujejo svetla in temna obdobja. Cvetenje, kalitev semena pri rastlinah, selitev, prezimovanje, razmnoževanje živali in še marsikaj je v naravi povezano z dolžino fotoobdobja (dolžina dneva). Potreba rastlin po svetlobi določa njihovo hitro rast v višino in plastno strukturo gozda. Vodne rastline se širijo predvsem v površinskih plasteh vodnih teles.
Neposredno ali razpršeno sončno sevanje ne potrebuje le majhna skupina živih bitij – nekatere vrste gliv, globokomorske ribe, talni mikroorganizmi itd.
Najpomembnejši fiziološki in biokemični procesi, ki potekajo v živem organizmu zaradi prisotnosti svetlobe, vključujejo naslednje:
1. Fotosinteza (1-2% sončne energije, ki pade na Zemljo, se porabi za fotosintezo);
2. Transpiracija (približno 75% - za transpiracijo, ki zagotavlja hlajenje rastlin in gibanje vodnih raztopin mineralnih snovi skozi njih);
3. Fotoperiodizem (zagotavlja sinhronost življenjskih procesov v živih organizmih z občasno spreminjajočimi se okoljskimi pogoji);
4. Gibanje (fototropizem pri rastlinah in fototaksija pri živalih in mikroorganizmih);
5. Vizija (ena od glavnih analitičnih funkcij živali);
6. Drugi procesi (sinteza vitamina D pri ljudeh na svetlobi, pigmentacija itd.).
Osnova biocenoz osrednje Rusije, tako kot večina kopenskih ekosistemov, so proizvajalci. Njihovo uporabo sončne svetlobe omejujejo številni naravni dejavniki in predvsem temperaturne razmere. V zvezi s tem so se razvile posebne prilagoditvene reakcije v obliki razvrstitve, mozaičnih listov, fenoloških razlik itd. Rastline glede na zahteve glede svetlobnih pogojev delimo na svetlobne ali svetloljubne (sončnice, trpotec, paradižnik, akacija, melona), senčna ali neljubna (gozdna zelišča, mahovi) in odporna na senco (kislica, resje, rabarbara, maline, robide).
Rastline tvorijo pogoje za obstoj drugih vrst živih bitij. Zato je njihova reakcija na svetlobne pogoje tako pomembna. Onesnaženost okolja povzroči spremembe v osvetljenosti: zmanjšanje stopnje sončne insolacije, zmanjšanje količine fotosintetsko aktivnega sevanja (PAR je del sončnega sevanja z valovno dolžino od 380 do 710 nm) in spremembo spektra. sestava svetlobe. Posledično to uničuje cenoze, ki temeljijo na prihodu sončnega sevanja v določenih parametrih.
Temperatura. Za naravne ekosisteme našega območja je temperaturni faktor, poleg svetlobne oskrbe, odločilen za vse življenjske procese. Aktivnost populacij je odvisna od letnega časa in časa dneva, saj ima vsako od teh obdobij svoje temperaturne razmere.
Temperatura je v prvi vrsti povezana s sončnim sevanjem, v nekaterih primerih pa jo določa energija iz geotermalnih virov.
Pri temperaturah pod lediščem se živa celica zaradi nastalih ledenih kristalov fizično poškoduje in odmre, pri visokih temperaturah pa pride do denaturacije encimov. Velika večina rastlin in živali ne prenese negativnih telesnih temperatur. Zgornja temperaturna meja življenja se redko dvigne nad 40–45 °C.
V območju med skrajnima mejama se hitrost encimskih reakcij (in s tem hitrost metabolizma) podvoji z vsakim povišanjem temperature za 10 °C.
Precejšen del organizmov je sposoben nadzorovati (vzdrževati) telesno temperaturo, predvsem v najbolj vitalnih organih. Takšni organizmi se imenujejo homeotermično- toplokrvni (iz grščine homoios - podobno, therme - toplota), za razliko od poikilotermno- hladnokrvni (iz grščine poikilos - raznolik, spremenljiv, raznolik), ki ima nestabilno temperaturo, odvisno od temperature okolja.
Poikilotermni organizmi v hladni sezoni ali podnevi znižajo raven življenjskih procesov do anabioze. To se nanaša predvsem na rastline, mikroorganizme, glive in poikilotermne (hladnokrvne) živali. Aktivne ostajajo samo homeotermne (toplokrvne) vrste. Heterotermni organizmi, ki so v neaktivnem stanju, imajo telesno temperaturo, ki ni veliko višja od temperature zunanjega okolja; v aktivnem stanju - precej visoka (medvedi, ježi, netopirji, gopherji).
Termoregulacija homeotermnih živali je zagotovljena s posebno vrsto metabolizma, ki se pojavi s sproščanjem toplote v telesu živali, prisotnostjo toplotnoizolacijskih oblog, velikostjo, fiziologijo itd.
Kar zadeva rastline, so v procesu evolucije razvile številne lastnosti:
hladno odpornost– sposobnost dolgotrajnega prenašanja nizkih pozitivnih temperatur (od O°C do +5°C);
zimska trdnost– sposobnost trajnih vrst, da prenašajo kompleks zimskih neugodnih razmer;
odpornost proti zmrzali– sposobnost dolgo časa vzdržati negativne temperature;
anabioza– sposobnost prenesti obdobje dolgotrajnega pomanjkanja okoljskih dejavnikov v stanju močnega upada metabolizma;
toplotna odpornost– sposobnost prenašanja visokih (nad +38°…+40°C) temperatur brez večjih presnovnih motenj;
minljivost– zmanjšanje ontogeneze (do 2-6 mesecev) pri vrstah, ki rastejo v kratkih obdobjih ugodnih temperaturnih razmer.
V vodnem okolju so zaradi velike toplotne kapacitete vode temperaturne spremembe manj dramatične in razmere so stabilnejše kot na kopnem. Znano je, da je v območjih, kjer se temperatura čez dan in med letnimi časi močno spreminja, vrstna pestrost manjša kot v območjih s konstantnejšimi dnevnimi in letnimi temperaturami.
Temperatura je tako kot jakost svetlobe odvisna od zemljepisne širine, letnega časa, časa dneva in izpostavljenosti pobočja. Učinke ekstremnih temperatur (nizkih in visokih) še povečajo močni vetrovi.
Sprememba temperature, ko se človek dvigne v zrak ali se potopi v vodno okolje, se imenuje temperaturna stratifikacija. Običajno gre v obeh primerih za stalno zniževanje temperature z določenim gradientom. Vendar pa obstajajo tudi druge možnosti. Tako se poleti površinske vode bolj segrejejo kot globoke. Zaradi znatnega zmanjšanja gostote vode, ko se ta segreje, se začne njeno kroženje v segreti površinski plasti, ne da bi se mešala z gostejšo, hladno vodo spodnjih plasti. Posledično se med toplo in hladno plastjo oblikuje vmesno območje z ostrim temperaturnim gradientom. Vse to vpliva na postavitev živih organizmov v vodo, pa tudi na prenos in razpršitev prihajajočih nečistoč.
Podoben pojav se dogaja v atmosferi, ko se ohlajene plasti zraka pomaknejo navzdol in se nahajajo pod toplimi plastmi, torej pride do temperaturne inverzije, ki prispeva k kopičenju onesnaževal v površinski plasti zraka.
Nekatere reliefne značilnosti prispevajo k inverziji, na primer jame in doline. Nastane, ko so na določeni nadmorski višini snovi, na primer aerosoli, segrete neposredno z neposrednim sončnim sevanjem, kar povzroči intenzivnejše segrevanje zgornjih plasti zraka.
V talnem okolju sta dnevna in sezonska temperaturna stabilnost (nihanja) odvisna od globine. Velik temperaturni gradient (kot tudi vlažnost) omogoča prebivalcem tal, da si z manjšimi premiki zagotovijo ugodno okolje. Prisotnost in številčnost živih organizmov lahko vplivata na temperaturo. Na primer, pod krošnjami gozda ali pod listi posamezne rastline se pojavi drugačna temperatura.
Padavine, vlaga. Voda je nujna za življenje na Zemlji, v ekološkem smislu je edinstvena. Pod skoraj enakimi geografskimi pogoji obstajata na Zemlji vroča puščava in tropski gozd. Razlika je le v letni količini padavin: v prvem primeru 0,2–200 mm, v drugem pa 900–2000 mm.
Padavine, ki so tesno povezane z zračno vlago, so posledica kondenzacije in kristalizacije vodne pare v visokih plasteh ozračja. V prizemni plasti zraka nastajata rosa in megla, pri nizkih temperaturah pa opazimo kristalizacijo vlage – pada ivja.
Ena glavnih fizioloških funkcij vsakega organizma je vzdrževanje zadostne količine vode v telesu. Organizmi so v procesu evolucije razvili različne prilagoditve za pridobivanje in gospodarno rabo vode ter za preživetje sušnih obdobij. Nekatere puščavske živali pridobivajo vodo iz hrane, druge z oksidacijo pravočasno shranjenih maščob (npr. kamela, ki je sposobna iz 100 g maščobe z biološko oksidacijo pridobiti 107 g presnovne vode); Hkrati imajo minimalno vodoprepustnost zunanjega ovoja telesa, za suhost pa je značilno, da pade v stanje počitka z minimalno presnovo.
Kopenske rastline pridobivajo vodo predvsem iz tal. Nizka količina padavin, hitro odvodnjavanje, intenzivno izhlapevanje ali kombinacija teh dejavnikov vodijo v izsušitev, odvečna vlaga pa v zamašenost in zamašenost tal.
Ravnotežje vlage je odvisno od razlike med količino padavin in količino vode, ki je izhlapela s površin rastlin in tal ter s transpiracijo]. Po drugi strani pa so procesi izhlapevanja neposredno odvisni od relativne vlažnosti atmosferskega zraka. Ko je vlažnost blizu 100 %, se izhlapevanje praktično ustavi, če temperatura še pade, pa se začne obraten proces - kondenzacija (nastane megla, izpadeta rosa in ivja).
Poleg navedenega zračna vlaga kot okoljski dejavnik v svojih skrajnih vrednostih (visoka in nizka vlažnost) okrepi vpliv (pospešuje) vpliv temperature na telo.
Nasičenost zraka z vodno paro redko doseže največjo vrednost. Primanjkljaj vlage je razlika med največjo možno in dejansko obstoječo nasičenostjo pri dani temperaturi. To je eden najpomembnejših okoljskih parametrov, saj označuje dve količini hkrati: temperaturo in vlažnost. Večji ko je primanjkljaj vlage, bolj suho in toplo je, in obratno.
Padavinski režim je najpomembnejši dejavnik, ki določa migracijo onesnaževal v naravnem okolju in njihovo izpiranje iz ozračja.
Glede na vodni režim ločimo naslednje ekološke skupine živih bitij:
hidrobionti– prebivalci ekosistemov, katerih celoten življenjski cikel poteka v vodi;
higrofiti– rastline vlažnih rastišč (močvirski ognjič, plavalec, širokolistni rogoz);
higrofili– živali, ki živijo v zelo vlažnih delih ekosistemov (mehkužci, dvoživke, komarji, lesnice);
mezofiti– rastline zmerno vlažnih rastišč;
kserofiti– rastline suhih rastišč (perjanka, pelin, astragalus);
kserofili– prebivalci sušnih območij, ki ne prenašajo visoke vlažnosti (nekatere vrste plazilcev, žuželk, puščavskih glodalcev in sesalcev);
sukulente– rastline najbolj suhih habitatov, ki lahko akumulirajo znatne zaloge vlage v steblu ali listih (kaktusi, aloe, agave);
sklerofiti– rastline zelo sušnih območij, ki lahko prenesejo močno dehidracijo (navadni kamelji trn, saksaul, saksagiz);
efemere in efemeroidi- enoletne in trajne zelnate vrste, ki imajo skrajšan cikel, ki sovpada z obdobjem zadostne vlage.
Porabo vlage rastlin lahko označimo z naslednjimi kazalniki:
odpornost na sušo– sposobnost prenašanja zmanjšane atmosferske in (ali) talne suše;
odpornost na vlago– sposobnost prenašanja namakanja;
transpiracijski koeficient- količina vode, porabljena za tvorbo enote suhe mase (za belo zelje 500-550, za bučo - 800);
skupni koeficient porabe vode- količino vode, ki jo porabijo rastline in tla za ustvarjanje enote biomase (za travniške trave - 350–400 m3 vode na tono biomase).
Kršitev vodnega režima in onesnaževanje površinskih voda sta nevarna, v nekaterih primerih tudi škodljiva za cenoze. Spremembe v vodnem krogu v biosferi lahko povzročijo nepredvidljive posledice za vse žive organizme.
Mobilnost okolja. Vzroki za gibanje zračnih mas (veter) so predvsem neenakomerno segrevanje zemeljskega površja, ki povzroča spremembe tlaka, pa tudi vrtenje Zemlje. Veter je usmerjen v toplejši zrak.
Veter je najpomembnejši dejavnik pri širjenju vlage, semen, trosov, kemičnih nečistoč na velike razdalje in prispeva k zmanjšanju zemeljske koncentracije prahu in plinastih snovi v bližini mesta njihovega vstopa v atmosferi in povečanju koncentracij ozadja v zraku zaradi emisij iz oddaljenih virov, vključno s čezmejnim transportom.
Veter pospešuje transpiracijo (izhlapevanje vlage iz nadzemnih delov rastlin), kar še posebej poslabša življenjske razmere pri nizki vlažnosti. Poleg tega posredno vpliva na vse žive organizme na kopnem, sodeluje v procesih preperevanja in erozije.
Mobilnost v prostoru in mešanje vodnih mas pomagata ohranjati relativno homogenost (homogenost) fizikalnih in kemijskih lastnosti vodnih teles. Povprečna hitrost površinskih tokov je v območju 0,1-0,2 m/s, ponekod doseže 1 m/s, v bližini Zalivskega toka pa 3 m/s.
Pritisk. Za normalen atmosferski tlak se šteje absolutni tlak na površini Svetovnega oceana, ki znaša 101,3 kPa, kar ustreza 760 mm Hg. Umetnost. ali 1 atm. Znotraj sveta so stalna območja visokega in nizkega atmosferskega tlaka, na istih točkah pa opazimo sezonska in dnevna nihanja. Z večanjem nadmorske višine glede na gladino oceana se tlak zmanjšuje, parcialni tlak kisika se zmanjšuje in transpiracija v rastlinah se poveča.
Občasno se v atmosferi oblikujejo območja nizkega tlaka z močnimi zračnimi tokovi, ki se spiralno gibljejo proti središču in se imenujejo cikloni. Zanje je značilna visoka količina padavin in nestabilno vreme. Nasprotni naravni pojavi se imenujejo anticikloni. Zanje so značilni stabilno vreme, šibki vetrovi in ponekod temperaturne inverzije. Med anticikloni včasih nastanejo neugodne meteorološke razmere, ki prispevajo k kopičenju onesnaževal v površinski plasti ozračja.
Obstajajo tudi morski in celinski atmosferski tlaki.
Tlak v vodnem okolju med potapljanjem narašča. Zaradi bistveno (800-krat) večje gostote vode od zraka se na vsakih 10 m globine v sladkovodnem telesu tlak poveča za 0,1 MPa (1 atm). Absolutni tlak na dnu Marianskega jarka presega 110 MPa (1100 atm).
Ionizirajočesevanje. Ionizirajoče sevanje je sevanje, ki pri prehodu skozi snov tvori pare ionov; ozadje - sevanje, ki ga ustvarjajo naravni viri. Ima dva glavna vira: kozmično sevanje in radioaktivne izotope ter elemente v mineralih zemeljske skorje, ki so nekoč nastali med nastajanjem Zemljine snovi. Zaradi dolge razpolovne dobe so se jedra številnih praradioaktivnih elementov ohranila v drobovju Zemlje do danes. Najpomembnejši med njimi so kalij-40, torij-232, uran-235 in uran-238. Pod vplivom kozmičnega sevanja v ozračju nenehno nastajajo nova jedra radioaktivnih atomov, med katerimi sta glavna ogljik-14 in tritij.
Radiacijsko ozadje pokrajine je ena od nepogrešljivih sestavin njenega podnebja. Pri nastajanju ozadja sodelujejo vsi znani viri ionizirajočega sevanja, vendar je prispevek vsakega izmed njih k skupni dozi sevanja odvisen od posamezne geografske lege. Človek kot prebivalec naravnega okolja prejme večino sevanja iz naravnih virov sevanja in temu se je nemogoče izogniti. Vse življenje na Zemlji je izpostavljeno sevanju iz vesolja. Za gorske krajine je zaradi znatne nadmorske višine značilen povečan prispevek kozmičnega sevanja. Ledeniki, ki delujejo kot absorbcijski zaslon, ujamejo sevanje iz spodnje kamnine v svojo maso. Ugotovljene so bile razlike v vsebnosti radioaktivnih aerosolov nad morjem in kopnim. Celotna radioaktivnost morskega zraka je več sto in tisočkrat manjša od radioaktivnosti celinskega zraka.
Na Zemlji obstajajo območja, kjer je stopnja doze izpostavljenosti več desetkrat višja od povprečnih vrednosti, na primer območja nahajališč urana in torija. Takšni kraji se imenujejo province urana in torija. Stabilno in relativno višjo raven sevanja opazimo na območjih, kjer se pojavljajo granitne kamnine.
Biološki procesi, ki spremljajo nastanek tal, pomembno vplivajo na kopičenje radioaktivnih snovi v slednjih. Z nizko vsebnostjo humusnih snovi je njihova aktivnost šibka, černozemi pa imajo vedno večjo specifično aktivnost. Še posebej visoko je v černozemih in travniških tleh, ki se nahajajo v bližini granitnih masivov. Glede na stopnjo povečanja specifične aktivnosti lahko tla okvirno razvrstimo v naslednji vrstni red: šota; černozem; tla stepskega pasu in gozdne stepe; prsti, ki se razvijajo na granitih.
Vpliv periodičnih nihanj intenzivnosti kozmičnega sevanja v bližini zemeljske površine na dozo sevanja živih organizmov je praktično nepomemben.
Na številnih območjih sveta stopnja ekspozicijske doze, ki jo povzroča sevanje urana in torija, dosega raven sevanja, ki je obstajala na Zemlji v geološko predvidljivem času, v katerem je potekal naravni razvoj živih organizmov. Na splošno velja, da ionizirajoče sevanje bolj škodljivo vpliva na visoko razvite in kompleksne organizme, še posebej občutljiv pa je človek. Nekatere snovi so enakomerno porazdeljene po telesu, na primer ogljik-14 ali tritij, druge pa se kopičijo v določenih organih. Tako se radij-224, -226, svinec-210, polonij-210 kopičijo v kostnem tkivu. Na pljuča močno vpliva inertni plin radon-220, ki se včasih ne sprošča le iz nahajališč v litosferi, ampak tudi iz mineralov, ki jih človek izkopava in uporablja kot gradbeni material. Radioaktivne snovi se lahko kopičijo v vodi, zemlji, usedlinah ali zraku, če njihova hitrost sproščanja presega hitrost radioaktivnega razpada. V živih organizmih pride do kopičenja radioaktivnih snovi, ko vstopajo s hrano.
2.2. Topografski dejavniki
Vpliv abiotskih dejavnikov je v veliki meri odvisen od topografskih značilnosti območja, ki lahko močno spremenijo tako podnebje kot značilnosti razvoja tal. Glavni topografski dejavnik je nadmorska višina. Z nadmorsko višino se povprečne temperature znižujejo, dnevna temperaturna razlika narašča, količina padavin, hitrost vetra in intenzivnost sevanja se povečujejo, pritisk pa pada. Posledično v gorskih območjih, ko se dvignemo, opazimo navpično consko porazdelitev vegetacije, ki ustreza zaporedju sprememb v širinskih pasovih od ekvatorja do polov.
Gorske verige lahko delujejo kot podnebne ovire. Z dvigom nad gorami se zrak ohlaja, kar pogosto povzroči padavine in s tem zmanjša njegovo absolutno vsebnost vlage. Posušen zrak, ki nato doseže drugo stran gorovja, pomaga zmanjšati intenzivnost dežja (sneženja) in tako ustvari "dežno senco".
Gore lahko igrajo vlogo izolacijskega dejavnika v procesih speciacije, saj služijo kot ovira za selitev organizmov.
Pomemben topografski dejavnik je razstava(osvetlitev) pobočja. Na severni polobli je topleje na južnih pobočjih, na južni polobli pa na severnih pobočjih.
Drug pomemben dejavnik je strmina pobočja, ki vpliva na drenažo. Voda teče po pobočjih, spira zemljo in zmanjšuje njeno plast. Poleg tega pod vplivom gravitacije tla počasi drsijo navzdol, kar vodi do njihovega kopičenja na dnu pobočij. Prisotnost vegetacije zavira te procese, vendar pri naklonih, večjih od 35°, prsti in vegetacije običajno ni in nastanejo melišča iz sipkega materiala.
2.3. Vesolje dejavniki
Naš planet ni izoliran od procesov, ki se dogajajo v vesolju. Zemlja občasno trči z asteroidi, se približuje kometom, zadenejo jo kozmični prah, meteoritske snovi in različne vrste sevanja Sonca in zvezd. Sončna aktivnost se spreminja ciklično (eden od ciklov ima periodo 11,4 leta).
Znanost je zbrala veliko dejstev, ki potrjujejo vpliv kozmosa na življenje Zemlje.
3. Biotski dejavniki
Vsa živa bitja, ki obdajajo organizem v njegovem življenjskem okolju, sestavljajo biotsko okolje oz biota. Biotski dejavniki- to je niz vplivov življenjske aktivnosti nekaterih organizmov na druge.
Odnosi med živalmi, rastlinami in mikroorganizmi so izjemno raznoliki. Najprej ločite homotipično reakcije, to je interakcija osebkov iste vrste, in heterotipno- odnosi med predstavniki različnih vrst.
Predstavniki vsake vrste lahko obstajajo v biotskem okolju, kjer jim povezave z drugimi organizmi zagotavljajo normalne življenjske pogoje. Glavna oblika manifestacije teh povezav so prehranjevalni odnosi organizmov različnih kategorij, ki tvorijo osnovo prehranjevalnih (trofičnih) verig, mrež in trofične strukture biote.
Poleg prehranjevalnih povezav nastajajo med rastlinskimi in živalskimi organizmi tudi prostorski odnosi. Zaradi delovanja številnih dejavnikov se različne vrste ne združujejo v samovoljni kombinaciji, ampak le pod pogojem, da so prilagojene skupnemu življenju.
Biotski dejavniki se kažejo v biotskih odnosih.
Razlikujemo naslednje oblike biotskih odnosov.
Simbioza(sobivanje). Gre za obliko razmerja, v katerem imata oba partnerja ali eden od njiju koristi od drugega.
Sodelovanje. Sodelovanje je dolgotrajno, neločljivo, vzajemno koristno sobivanje dveh ali več vrst organizmov. Na primer odnos med rakom puščavnikom in vetrnico.
Komenzalizem. Komenzalizem je interakcija med organizmi, ko življenjska aktivnost enega zagotavlja hrano (brezplačno) ali zavetje (prenočišče) drugemu. Tipični primeri so hijene, ki pobirajo ostanke plena, ki jih levi niso pojedli, ribje mladice, ki se skrivajo pod dežniki velikih meduz, pa tudi nekatere gobe, ki rastejo ob koreninah dreves.
Vzajemnost. Mutualizem je vzajemno koristno sobivanje, ko prisotnost partnerja postane predpogoj za obstoj vsakega od njiju. Primer je sobivanje gomoljnih bakterij in stročnic, ki lahko živijo skupaj na tleh, revnih z dušikom, in z njim bogatijo zemljo.
Antibioza. Oblika odnosa, v katerem imata oba partnerja ali eden od njiju negativen vpliv, se imenuje antibioza.
Tekmovanje. To je negativen vpliv organizmov drug na drugega v boju za hrano, življenjski prostor in druge pogoje, potrebne za življenje. Najbolj jasno se kaže na populacijski ravni.
Plenilstvo. Plenjenje je odnos med plenilcem in plenom, ki vključuje en organizem, ki ga drugi poje. Plenilci so živali ali rastline, ki lovijo in jedo živali kot hrano. Levi na primer jedo rastlinojede parkljarje, ptice žuželke, velike ribe pa manjše. Plenjenje je koristno za en organizem in škodljivo za drugega.
Hkrati pa vsi ti organizmi potrebujejo drug drugega. V procesu interakcije "plenilec-plen" potekata naravna selekcija in adaptivna variabilnost, to je najpomembnejši evolucijski proces. V naravnih razmerah nobena vrsta ne želi (in ne more) voditi k uničenju druge. Poleg tega lahko izginotje katerega koli naravnega "sovražnika" (plenilca) iz habitata prispeva k izumrtju njegovega plena.
Nevtralizem. Medsebojno neodvisnost različnih vrst, ki živijo na istem ozemlju, imenujemo nevtralizem. Na primer, veverice in losi med seboj ne tekmujejo, a suša v gozdu prizadene oba, čeprav v različni meri.
V zadnjem času se vse več pozornosti namenja antropogenih dejavnikov– celota človekovih vplivov na okolje, ki jih povzroča njegova urbano-tehnogena dejavnost.
4. Antropogeni dejavniki
Današnja stopnja človeške civilizacije odraža tolikšno raven znanja in zmožnosti človeštva, da njegov vpliv na okolje, vključno z biološkimi sistemi, dobi značaj globalne planetarne sile, ki jo uvrščamo v posebno kategorijo dejavnikov - antropogene, t.j. s človeško dejavnostjo. Tej vključujejo:
Spremembe zemeljskega podnebja kot posledica naravnih geoloških procesov, okrepljenih z učinkom tople grede, ki jih povzročajo spremembe optičnih lastnosti atmosfere z emisijami vanj predvsem CO, CO2 in drugih plinov;
Smetenje vesolja blizu Zemlje (ENS), katerega posledice še niso povsem razumljene, razen resnične nevarnosti za vesoljska plovila, vključno s komunikacijskimi sateliti, lokacijami na zemeljski površini in drugimi, ki se pogosto uporabljajo v sodobnih sistemih interakcije med ljudmi , države in vlade;
Zmanjšanje moči stratosferskega ozonskega zaslona z nastankom tako imenovanih "ozonskih lukenj", zmanjšanje zaščitnih zmogljivosti atmosfere pred vstopom na zemeljsko površino trdega kratkovalovnega ultravijoličnega sevanja, nevarnega za žive organizme;
Kemično onesnaženje ozračja s snovmi, ki prispevajo k nastanku kislih padavin, fotokemičnega smoga in drugih spojin, nevarnih za objekte biosfere, vključno z ljudmi in umetnimi objekti, ki jih ustvarijo;
Onesnaževanje oceanov in spremembe lastnosti oceanskih voda zaradi naftnih derivatov, njihova nasičenost z ogljikovim dioksidom v atmosferi, ki jo onesnažujejo motorna vozila in termoenergetika, zakopavanje zelo strupenih kemičnih in radioaktivnih snovi v oceanske vode, vstop onesnaževala z rečnim odtokom, motnje vodne bilance obalnih območij zaradi regulacijskih rek;
Izčrpanje in onesnaženje vseh vrst kopenskih virov in voda;
Radioaktivna kontaminacija posameznih območij in regij s tendenco širjenja po zemeljski površini;
Onesnaženost tal zaradi onesnaženih padavin (na primer kisli dež), neoptimalna uporaba pesticidov in mineralnih gnojil;
Spremembe v geokemiji pokrajin zaradi toplotne energije, prerazporeditve elementov med podzemljem in površjem Zemlje kot posledica rudarjenja in metalurške predelave (na primer koncentracija težkih kovin) ali ekstrakcije na površino nenormalne sestave visoko mineralizirana podtalnica in slanice;
Nenehno kopičenje gospodinjskih smeti in vseh vrst trdnih in tekočih odpadkov na površju Zemlje;
Kršitev globalnega in regionalnega ekološkega ravnovesja, razmerja okoljskih komponent v obalnem kopnem in morju;
Nadaljevanje in ponekod naraščanje dezertifikacije planeta, poglabljanje procesa dezertifikacije;
Zmanjšanje površine tropskih gozdov in severne tajge, teh glavnih virov vzdrževanja ravnovesja kisika na planetu;
Posledica vseh naštetih procesov je osvobajanje ekoloških niš in njihovo zapolnjevanje z drugimi vrstami;
Absolutna prenaseljenost Zemlje in relativna demografska prezgoščenost posameznih regij, izjemna diferenciacija revščine in bogastva;
Poslabšanje življenjskega okolja v prenaseljenih mestih in megalopolisih;
Izčrpavanje številnih mineralnih nahajališč in postopen prehod od bogatih k vse bolj revnim rudam;
Vse večja socialna nestabilnost kot posledica vse večje diferenciacije bogatih in revnih delov prebivalstva mnogih držav, vse večje oboroženosti njihovega prebivalstva, kriminalizacije in naravnih okoljskih katastrof.
Zmanjšanje imunskega statusa in zdravstvenega stanja prebivalstva številnih držav sveta, vključno z Rusijo, večkratne ponovitve epidemij, ki so vse bolj razširjene in hude po svojih posledicah.
To ni popolna paleta problemov, pri reševanju vsakega od katerih lahko specialist najde svoje mesto in posel.
Najbolj razširjeno in pomembno je kemično onesnaženje okolja s snovmi kemične narave, ki so zanj nenavadne.
Fizikalni dejavnik kot onesnaževalec človekove dejavnosti je nesprejemljiva stopnja toplotnega onesnaženja (zlasti radioaktivnega).
Biološko onesnaženje okolja predstavljajo različni mikroorganizmi, med katerimi največjo nevarnost predstavljajo različne bolezni.
Testi vprašanja in naloge
1. Kaj so okoljski dejavniki?
2. Kateri okoljski dejavniki so abiotski in kateri biotski?
3. Kako se imenuje celota vplivov življenjske aktivnosti enih organizmov na življensko aktivnost drugih?
4. Kaj so viri živih bitij, kako jih razvrščamo in kakšen je njihov ekološki pomen?
5. Katere dejavnike je treba najprej upoštevati pri ustvarjanju projektov upravljanja ekosistemov. Zakaj?
Okoljski dejavniki je kompleks okoljskih razmer, ki vplivajo na žive organizme. Razlikovati neživi dejavniki— abiotski (klimatski, edafski, orografski, hidrografski, kemični, pirogeni), dejavniki divjih živali— biotski (fitogeni in zoogeni) in antropogeni dejavniki (vpliv človekove dejavnosti). Omejevalni dejavniki so vsi dejavniki, ki omejujejo rast in razvoj organizmov. Prilagajanje organizma na okolje imenujemo adaptacija. Zunanji videz organizma, ki odraža njegovo prilagodljivost okoljskim razmeram, imenujemo življenjska oblika.
Koncept okoljskih dejavnikov okolja, njihova klasifikacija
Posamezne sestavine okolja, ki vplivajo na žive organizme, na katere se ti odzivajo s prilagoditvenimi reakcijami (adaptacijami), imenujemo dejavniki okolja ali dejavniki okolja. Z drugimi besedami se imenuje kompleks okoljskih razmer, ki vplivajo na življenje organizmov okolje okoljski dejavniki.
Vsi okoljski dejavniki so razdeljeni v skupine:
1. vključujejo sestavine in pojave nežive narave, ki neposredno ali posredno vplivajo na žive organizme. Med številnimi abiotskimi dejavniki imajo glavno vlogo:
- podnebne(sončno sevanje, svetloba in svetlobni pogoji, temperatura, vlaga, padavine, veter, atmosferski tlak itd.);
- edafski(mehanska zgradba in kemična sestava tal, vlaga, vodni, zračni in toplotni pogoji tal, kislost, vlažnost, plinska sestava, nivo podzemne vode itd.);
- orografski(relief, izpostavljenost pobočja, strmina pobočja, višinska razlika, nadmorska višina);
- hidrografski(prosojnost vode, fluidnost, pretok, temperatura, kislost, plinska sestava, vsebnost mineralnih in organskih snovi itd.);
- kemična(plinska sestava ozračja, solna sestava vode);
- pirogeno(izpostavljenost ognju).
2. - celota odnosov med živimi organizmi ter njihovi medsebojni vplivi na življenjski prostor. Učinek biotskih dejavnikov je lahko ne le neposreden, ampak tudi posreden, izražen v prilagoditvi abiotskih dejavnikov (na primer spremembe v sestavi tal, mikroklima pod krošnjami gozda itd.). Biotski dejavniki vključujejo:
- fitogeni(vpliv rastlin drug na drugega in na okolje);
- zoogeni(vpliv živali drug na drugega in na okolje).
3. odražajo intenziven vpliv človeka (neposredno) ali dejavnosti človeka (posredno) na okolje in žive organizme. Takšni dejavniki vključujejo vse oblike človekove dejavnosti in človeške družbe, ki povzročajo spremembe v naravi kot habitatu za druge vrste in neposredno vplivajo na njihovo življenje. Vsak živ organizem je pod vplivom nežive narave, organizmov drugih vrst, vključno s človekom, in posledično vpliva na vsako od teh sestavin.
Vpliv antropogenih dejavnikov v naravi je lahko zavesten, naključen ali nezaveden. Človek, ki orje nedotaknjene in neobdelane zemlje, ustvarja kmetijske površine, goji visoko produktivne in na bolezni odporne oblike, širi nekatere vrste in uničuje druge. Ti vplivi (zavestni) so pogosto negativni, na primer nepremišljeno preseljevanje številnih živali, rastlin, mikroorganizmov, plenilsko uničevanje številnih vrst, onesnaževanje okolja itd.
Biotski okoljski dejavniki se kažejo skozi odnose organizmov, ki pripadajo isti skupnosti. V naravi je veliko vrst med seboj tesno povezanih in njihovi odnosi med seboj kot sestavinami okolja so lahko izjemno zapleteni. Kar zadeva povezave med skupnostjo in okoliškim anorganskim okoljem, so vedno dvosmerne, vzajemne. Narava gozda je torej odvisna od ustreznega tipa tal, sama tla pa v veliki meri nastanejo pod vplivom gozda. Podobno temperaturo, vlažnost in svetlobo v gozdu določa vegetacija, prevladujoče podnebne razmere pa vplivajo na združbo organizmov, ki živijo v gozdu.
Vpliv okoljskih dejavnikov na telo
Vpliv okolja organizmi zaznavajo preko okoljskih dejavnikov, imenovanih okolje. Treba je opozoriti, da je okoljski dejavnik le spreminjajoči se element okolja, ki v organizmih, ko se ponovno spremeni, povzroči adaptivne ekološke in fiziološke reakcije, ki so dedno določene v procesu evolucije. Delimo jih na abiotske, biotske in antropogene (slika 1).
Poimenujejo celoten sklop dejavnikov v anorganskem okolju, ki vplivajo na življenje in razširjenost živali in rastlin. Med njimi so: fizikalni, kemični in edafski.
Fizični dejavniki - tiste, katerih vir je fizično stanje ali pojav (mehanski, valovni itd.). Na primer temperatura.
Kemični dejavniki- tiste, ki izvirajo iz kemijske sestave okolja. Na primer slanost vode, vsebnost kisika itd.
Edafski (ali prstni) dejavniki so skupek kemičnih, fizikalnih in mehanskih lastnosti tal in kamnin, ki vplivajo tako na organizme, za katere so življenjski prostor, kot na koreninski sistem rastlin. Na primer vpliv hranil, vlažnosti, strukture tal, vsebnosti humusa itd. na rast in razvoj rastlin.
riž. 1. Shema vpliva habitata (okolja) na telo
— dejavniki človekove dejavnosti, ki vplivajo na naravno okolje (hidrosfera, erozija tal, uničevanje gozdov itd.).
Omejevalni (omejevalni) dejavniki okolja To so dejavniki, ki omejujejo razvoj organizmov zaradi pomanjkanja ali presežka hranilnih snovi glede na potrebe (optimalna vsebnost).
Tako bo pri gojenju rastlin pri različnih temperaturah točka največje rasti optimalno. Imenuje se celotno temperaturno območje od najnižje do najvišje, pri kateri je rast še možna območje stabilnosti (vzdržljivosti), oz strpnost. Točke, ki ga omejujejo, tj. najvišje in najnižje temperature, primerne za življenje, so meje stabilnosti. Med optimalno cono in mejami stabilnosti, ko se slednji približuje, rastlina doživlja vse večji stres, tj. govorimo o o conah stresa ali conah zatiranja, znotraj območja stabilnosti (slika 2). S pomikanjem navzdol in navzgor po lestvici od optimuma se stres ne le stopnjuje, ampak ko so dosežene meje odpornosti telesa, pride do njegove smrti.
riž. 2. Odvisnost delovanja okoljskega dejavnika od njegove intenzivnosti
Tako za vsako vrsto rastline ali živali obstaja optimum, stresna območja in meje stabilnosti (oz. vzdržljivosti) glede na vsak dejavnik okolja. Ko je dejavnik blizu meja vzdržljivosti, lahko organizem običajno obstaja le kratek čas. V ožjem obsegu pogojev je možen dolgotrajen obstoj in rast osebkov. V še ožjem obsegu pride do razmnoževanja, vrsta pa lahko obstaja neomejeno dolgo. Običajno so nekje na sredini območja odpornosti razmere, ki so najbolj ugodne za življenje, rast in razmnoževanje. Ti pogoji se imenujejo optimalni, v katerih so posamezniki določene vrste najbolj primerni, tj. zapusti največje število potomcev. V praksi je taka stanja težko prepoznati, zato se optimum običajno določi na podlagi posameznih vitalnih znakov (hitrost rasti, stopnja preživetja itd.).
Prilagajanje sestoji iz prilagajanja telesa na okoljske razmere.
Sposobnost prilagajanja je ena glavnih lastnosti življenja na splošno, ki zagotavlja možnost njegovega obstoja, sposobnost organizmov za preživetje in razmnoževanje. Prilagoditve se kažejo na različnih ravneh – od biokemije celic in vedenja posameznih organizmov do strukture in delovanja skupnosti in ekoloških sistemov. Vse prilagoditve organizmov na obstoj v različnih pogojih so se razvile zgodovinsko. Posledično so se oblikovale skupine rastlin in živali, značilne za vsako geografsko območje.
Prilagoditve so lahko morfološki, ko se struktura organizma spremeni, dokler ne nastane nova vrsta, in fiziološki, ko pride do sprememb v delovanju telesa. Tesno povezana z morfološkimi prilagoditvami je prilagodljiva obarvanost živali, sposobnost spreminjanja glede na svetlobo (iverka, kameleon itd.).
Splošno znani primeri fiziološke prilagoditve so zimsko hibernacija živali, sezonske selitve ptic.
Za organizme so zelo pomembni vedenjske prilagoditve. Nagonsko vedenje na primer določa delovanje žuželk in nižjih vretenčarjev: rib, dvoživk, plazilcev, ptic itd. To vedenje je genetsko programirano in podedovano (prirojeno vedenje). To vključuje: način gradnje gnezda pri pticah, parjenje, vzgoja potomcev itd.
Obstaja tudi pridobljen ukaz, ki ga posameznik prejme tekom svojega življenja. izobraževanje(oz učenje) - glavni način prenosa pridobljenega vedenja iz ene generacije v drugo.
Sposobnost posameznika, da upravlja svoje kognitivne sposobnosti, da preživi nepričakovane spremembe v svojem okolju, je inteligenca. Vloga učenja in inteligence v vedenju se povečuje z izboljšanjem živčnega sistema - povečanjem možganske skorje. Za ljudi je to odločilni mehanizem evolucije. Sposobnost vrst, da se prilagodijo določenemu obsegu okoljskih dejavnikov, je označena s pojmom ekološka mističnost vrste.
Skupni učinek okoljskih dejavnikov na telo
Dejavniki okolja navadno ne delujejo posamično, temveč kompleksno. Učinek enega dejavnika je odvisen od moči vpliva drugih. Kombinacija različnih dejavnikov opazno vpliva na optimalne življenjske razmere organizma (glej sliko 2). Delovanje enega dejavnika ne nadomesti delovanja drugega. Vendar pa je s kompleksnim vplivom okolja pogosto opaziti "nadomestni učinek", ki se kaže v podobnosti rezultatov vpliva različnih dejavnikov. Svetlobe torej ne moremo nadomestiti z odvečno toploto ali z obilico ogljikovega dioksida, je pa mogoče z vplivanjem na temperaturne spremembe ustaviti na primer fotosintezo rastlin.
V kompleksnem vplivu okolja je vpliv različnih dejavnikov na organizme neenakomeren. Lahko jih razdelimo na glavne, spremljevalne in sekundarne. Vodilni dejavniki so različni za različne organizme, tudi če živijo na istem mestu. Vlogo vodilnega dejavnika na različnih stopnjah življenja organizma lahko igra en ali drug element okolja. Na primer, v življenju mnogih kulturnih rastlin, kot so žita, je vodilni dejavnik v obdobju kalitve temperatura, v obdobju kalitve in cvetenja - vlažnost tal, v obdobju zorenja pa količina hranil in vlažnost zraka. Vloga vodilnega dejavnika se lahko spremeni v različnih obdobjih leta.
Vodilni dejavnik je lahko drugačen za isto vrsto, ki živi v različnih fizičnih in geografskih razmerah.
Koncepta vodilnih dejavnikov ne smemo zamenjevati s konceptom. Dejavnik, katerega raven v kvalitativnem ali kvantitativnem smislu (pomanjkanje ali presežek) se izkaže, da je blizu meja vzdržljivosti danega organizma, imenovano omejevanje. Učinek omejujočega dejavnika se bo pokazal tudi v primeru, ko bodo drugi okoljski dejavniki ugodni ali celo optimalni. Kot omejevalni dejavniki lahko delujejo tako vodilni kot sekundarni okoljski dejavniki.
Koncept omejevalnih faktorjev je leta 1840 uvedel kemik 10. Liebig. S preučevanjem vpliva vsebnosti različnih kemičnih elementov v tleh na rast rastlin je oblikoval načelo: "Snov, ki jo najdemo v minimumu, nadzoruje pridelek in določa velikost in stabilnost slednjega skozi čas." To načelo je znano kot Liebigov zakon minimuma.
Omejitveni dejavnik je lahko ne le pomanjkanje, kot je poudaril Liebig, ampak tudi presežek dejavnikov, kot so na primer toplota, svetloba in voda. Kot smo že omenili, so za organizme značilni ekološki minimumi in maksimumi. Razpon med tema dvema vrednostma se običajno imenuje meje stabilnosti ali tolerance.
Na splošno se kompleksnost vpliva okoljskih dejavnikov na telo odraža v zakonu tolerance V. Shelforda: odsotnost ali nezmožnost blaginje je določena s pomanjkanjem ali, nasprotno, presežkom katerega koli od številnih dejavnikov, katerega raven je lahko blizu mej, ki jih določen organizem prenaša (1913). Ti dve meji se imenujeta tolerančni meji.
O "ekologiji tolerance" so bile izvedene številne študije, zaradi katerih so postale znane meje obstoja številnih rastlin in živali. Tak primer je vpliv onesnaževal zraka na človeško telo (slika 3).
riž. 3. Vpliv onesnaževal zraka na človeško telo. Max - največja vitalna aktivnost; Dodatna - dovoljena vitalna aktivnost; Opt je optimalna (ki ne vpliva na vitalno aktivnost) koncentracija škodljive snovi; MPC je najvišja dovoljena koncentracija snovi, ki bistveno ne spremeni vitalne aktivnosti; Leta - smrtonosna koncentracija
Koncentracija dejavnika vpliva (škodljive snovi) na sl. 5.2 je označen s simbolom C. Pri vrednostih koncentracije C = C let bo oseba umrla, vendar se bodo pri bistveno nižjih vrednostih C = C MPC pojavile nepopravljive spremembe v njegovem telesu. Posledično je območje tolerance omejeno ravno z vrednostjo C MPC = C limit. Zato je treba Cmax določiti eksperimentalno za vsako onesnaževalo ali katero koli škodljivo kemično spojino in Cmax ne sme biti presežena v določenem habitatu (življenjskem okolju).
Pri varovanju okolja je pomembno zgornje meje odpornosti telesa na škodljive snovi.
Tako dejanska koncentracija onesnaževala C dejanska ne sme presegati C največje dovoljene koncentracije (C fact ≤ C največja dovoljena vrednost = C lim).
Vrednost koncepta omejevalnih dejavnikov (Clim) je v tem, da daje ekologu izhodišče pri proučevanju kompleksnih situacij. Če je za organizem značilen širok razpon tolerance na faktor, ki je razmeroma stalen, in je v okolju prisoten v zmernih količinah, potem tak dejavnik verjetno ni omejujoč. Nasprotno, če je znano, da ima določen organizem ozek razpon tolerance na nek spremenljiv dejavnik, potem je ta dejavnik tisti, ki si zasluži skrbno proučevanje, saj je lahko omejujoč.
Vprašanje 2. Kakšen vpliv ima temperatura na različne vrste organizmov?
Vsaka vrsta organizma je sposobna živeti le v določenem temperaturnem območju, v katerem so temperaturni pogoji najugodnejši za njegov obstoj in njegove življenjske funkcije potekajo najbolj aktivno. Temperatura neposredno vpliva na hitrost biokemičnih reakcij v telesih živih organizmov, ki se odvijajo v določenih mejah. Temperaturne meje, v katerih običajno živijo organizmi, so od 0 do 50oC. Toda nekatere bakterije in alge lahko živijo v vročih vrelcih pri temperaturah 85-87 °C. Visoke temperature (do 80oC) prenesejo nekatere enocelične talne alge, skorjasti lišaji in semena rastlin. Obstajajo živali in rastline, ki lahko prenesejo izpostavljenost zelo nizkim temperaturam – dokler popolnoma ne zmrznejo. Ko se približamo mejam temperaturnega območja, se hitrost življenjskih procesov upočasni, nad njegovimi mejami pa se popolnoma ustavijo - organizem odmre.
Večina živali je hladnokrvnih (poikilotermnih) organizmov – njihova telesna temperatura je odvisna od temperature okolja. To so vse vrste nevretenčarjev in pomemben del vretenčarjev (ribe, dvoživke, plazilci).
Ptice in sesalci so toplokrvne (homeotermne) živali. Njihova telesna temperatura je razmeroma konstantna in je v veliki meri odvisna od presnove samega telesa. Te živali razvijejo tudi prilagoditve, ki jim omogočajo ohranjanje telesne toplote (dlaka, gosto perje, debela plast podkožnega maščobnega tkiva itd.).
Na večini zemeljskega ozemlja ima temperatura jasno izražena dnevna in sezonska nihanja, kar določa določene biološke ritme organizmov. Temperaturni dejavnik vpliva tudi na vertikalno consko conacijo favne in flore.
3. vprašanje: Kako živali in rastline dobijo vodo, ki jo potrebujejo?
voda- glavna sestavina citoplazme celic, je eden najpomembnejših dejavnikov, ki vplivajo na porazdelitev kopenskih živih organizmov. Pomanjkanje vode vodi do številnih prilagoditev rastlin in živali.
Rastline črpajo vodo, ki jo potrebujejo, iz zemlje s svojimi koreninami. Na sušo odporne rastline imajo globok koreninski sistem, manjše celice in povečano koncentracijo celičnega soka. Izhlapevanje vode se zmanjša zaradi zmanjšanja listov, tvorbe debele povrhnjice ali voskaste prevleke itd. Mnoge rastline lahko absorbirajo vlago iz zraka (lišaji, epifiti, kaktusi). Številne rastline imajo zelo kratko rastno dobo (dokler je v zemlji vlaga) – tulipani, perjanke itd. V sušnem času ostanejo v stanju mirovanja v obliki podzemnih poganjkov – čebulic ali korenik.
Vse kopenske živali potrebujejo občasno oskrbo z vodo, da nadomestijo neizogibno izgubo vode zaradi izhlapevanja ali izločanja. Mnogi od njih pijejo vodo, drugi, kot so dvoživke, nekatere žuželke in klopi, jo absorbirajo skozi ovojnice telesa v tekočem ali parnem stanju. Pri kopenskih členonožcih se oblikujejo gosti pokrovi, ki preprečujejo izhlapevanje, presnova se spremeni - sproščajo se netopni produkti (sečna kislina, gvanin). Številni prebivalci puščav in step (želve, kače) v sušnih obdobjih hibernirajo. Številne živali (žuželke, kamele) za svoje življenje uporabljajo presnovno vodo, ki nastane pri razgradnji maščob. Številne živalske vrste nadomestijo pomanjkanje vode tako, da jo vsrkajo s pitjem ali hrano (dvoživke, ptice, sesalci).
Vprašanje 4. Kako se organizmi odzivajo na različne ravni svetlobe?
sončna svetloba- glavni vir energije za žive organizme. Intenzivnost svetlobe (osvetlitev) za mnoge organizme je signal za prestrukturiranje procesov, ki se pojavljajo v telesu, kar jim omogoča, da se najbolje odzovejo na nenehne spremembe zunanjih pogojev. Svetloba je še posebej pomembna za zelene rastline. Biološki učinek sončne svetlobe je odvisen od njenih značilnosti: spektralne sestave, jakosti, dnevne in sezonske frekvence.
Pri mnogih živalih svetlobni pogoji povzročijo pozitivno ali negativno reakcijo na svetlobo. Nekatere žuželke (molji) se zgrinjajo k svetlobi, druge (ščurki) se je izogibajo. Menjava dneva in noči ima največji ekološki pomen. Mnoge živali živijo izključno dnevno (večina ptic), druge pa izključno nočne (številni mali glodavci, netopirji itd.). Majhni raki, ki plavajo v vodnem stolpcu, ponoči ostanejo v površinskih vodah, čez dan pa se spustijo v globino in se izogibajo premočni svetlobi.
Ultravijolični del spektra ima visoko fotokemično aktivnost: v telesu živali sodeluje pri sintezi vitamina D, te žarke zaznavajo vidni organi žuželk.
Vidni del spektra (rdeči in modri žarki) zagotavlja proces fotosinteze in svetlo obarvanost cvetov (privablja opraševalce). Pri živalih je vidna svetloba vključena v orientacijo v prostoru.
Infrardeči žarki so vir toplotne energije. Toplota je pomembna za termoregulacijo hladnokrvnih živali (nevretenčarjev in nižjih vretenčarjev). V rastlinah infrardeče sevanje poveča transpiracijo, kar spodbuja absorpcijo ogljikovega dioksida in gibanje vode po rastlinskem telesu.
Rastline in živali se odzivajo na razmerje med dolžino obdobij svetlobe in teme v dnevu ali letnem času. Ta pojav se imenuje fotoperiodizem. Fotoperiodizem uravnava dnevne in sezonske ritme življenja organizmov, je pa tudi podnebni dejavnik, ki določa življenjske cikle mnogih vrst. V rastlinah se fotoperiodizem kaže v sinhronizaciji obdobja cvetenja in zorenja plodov z obdobjem najaktivnejše fotosinteze; pri živalih - v sovpadanju gnezditvene sezone z obilico hrane, pri selitvah ptic, menjavi dlake pri sesalcih, hibernaciji, spremembah v vedenju itd.
Vprašanje 5. Kako onesnaževalci vplivajo na organizme?
Zaradi človekove gospodarske dejavnosti je okolje onesnaženo s stranskimi produkti proizvodnje. Takšna onesnaževala vključujejo: vodikov sulfid, žveplov dioksid, soli težkih kovin (baker, svinec, cink itd.), radionuklide, stranske produkte rafiniranja nafte itd. Zlasti na območjih z razvito industrijo lahko te snovi povzročijo odmiranje organizmov in spodbudijo razvoj mutacijskega procesa, kar lahko na koncu povzroči okoljsko katastrofo. Škodljive snovi, ki se nahajajo v vodnih telesih, v tleh in ozračju, negativno vplivajo na rastline, živali in ljudi.
Številna onesnaževala delujejo kot strupi, ki povzročajo izumrtje celih rastlinskih ali živalskih vrst. Drugi se lahko prenašajo po prehranjevalnih verigah, kopičijo v telesih organizmov in povzročajo genske mutacije, katerih pomen bo mogoče oceniti šele v prihodnosti. Človekovo življenje postane nemogoče tudi v pogojih onesnaženosti okolja, saj prihaja do številnih neposrednih zastrupitev s strupi, opažajo pa se tudi stranski učinki onesnaženega okolja (povečanje nalezljivih bolezni, raka in bolezni različnih organskih sistemov). Onesnaženost okolja praviloma povzroči zmanjšanje vrstne pestrosti in motnje stabilnosti biocenoz.
