Чинники рельєфу (топографія).

Головним топографічним чинником є висота. З висотою знижуються середні температури, збільшується добовий перепад температур, зростають кількість опадів, швидкість вітру і інтенсивність радіації, знижуються атмосферний тиск і концентрації газів. Всі ці чинники впливають на рослини і тварин. В результаті звичайним явищем стала вертикальна зональність.

Гірські ланцюги можуть служити кліматичними бар'єрами. Гори служать також бар'єрами для розповсюдження і міграції організмів і можуть грати роль лімітуючого чинника в процесах видоутворення.

Ще один топографічний чинник - експозиція схилу. У Північній півкулі схили, обернені на південь, отримують більше сонячного світла, тому інтенсивність світла і температура тут вище, ніж на дні долин і на схилах північної експозиції. У Південній півкулі має місце зворотна ситуація.

Важливим чинником рельєфу є також крутизна схилу. Для крутих схилів характерні швидкий дренаж і змивання ґрунтів, тому тут ґрунти малопотужні і сухіші, з ксероморфною рослинністю. Якщо ухил перевищує 35°, ґрунт і рослинність зазвичай не утворюються, а створюють осип з рихлого матеріалу.

Сніговий покрив. Добові коливання температур проникають в товщу снігу лише до 25 см, глибше температура майже не змінюється, що захищає бруньки відновлення, оберігає від вимерзання зелені частини рослин. Дрібні наземні звірки ведуть і взимку активний спосіб життя, прокладаючи під снігом і в його товщі цілі галереї ходів, для деяких характерне навіть зимове розмноження.

Крупним тваринам зимовий сніговий покрив заважає здобувати корм. Пересування по рихлому глибокому снігу також утруднене для тварин.

Білизна сніжного покриву демаскує темних тварин, тому розвивається. сезонна зміна забарвлення. 

Пожежі як екологічний чинник бувають різних типів і залишають після себе різні наслідки. Верхові або дикі пожежі, тобто дуже інтенсивні, руйнують всю рослинність і всю органіку ґрунту, наслідки ж низових пожеж абсолютно інші. Верхові пожежі мають лімітуючу дію на більшість організмів – біотичному угрупованню доводиться починати все спочатку з того, що залишилося, і повинно пройти багато років, доки ділянка знову стане продуктивною. Низові пожежі, навпаки, володіють вибірковою дією: для одних організмів вони виявляються більш лімітуючими, для інших - менш лімітуючим чинником і таким чином сприяють розвитку організмів з високою толерантністю до пожеж. Крім того, невеликі низові пожежі доповнюють дію бактерій, розкладаючи відмерлі рослини і прискорюючи перетворення мінеральних елементів живлення на форму, придатну для використання новими поколіннями рослин.

Якщо низові пожежі трапляються регулярно раз в декілька років, на землі залишається мало вітролому, це знижує вірогідність спалаху крон. У лісах, що не горіли більше 60 років, накопичується стільки горючої підстилки і відмерлої деревини, що при її займанні верхова пожежа майже неминуча.

Рослини виробили спеціальні адаптації до пожежі, так само як вони зробили по відношенню до інших абіотичних чинників. Зокрема, бруньки злаків і сосни приховані від вогню в глибині пучків листя або хвоїнок. У періодично вигоряючих місцях проживання ці види рослин мають переваги і вогонь сприяє їх збереженню, вибірково сприяючи навіть процвітанню; широколистяні ж породи позбавлені захисних пристосувань від вогню, він для них згубний.

Таким чином, пожежі підтримують стійкість лише деяких екосистем. Листопадним і вологим тропічним лісам, рівновага яких складалася без впливу вогню, навіть низова пожежа може заподіяти великий збиток, зруйнувавши багатий гумусом верхній горизонт ґрунту, призвести до ерозії і вимивання з нього біогенних речовин.

Іонізуюче випромінювання - випромінювання з дуже високою енергією - є невід'ємною характеристикою навколишнього середовища.  При взаємодії з речовиною, випромінювання вибиває електрони з атомів і приєднує їх до інших атомів з утворенням пар позитивних і негативних іонів. Іонізація є основною причиною радіаційного пошкодження цитоплазми, ступінь якого пропорційний числу пар іонів, що утворилися в пошкодженій речовині. Джерелом природного, або фонового, випромінювання служать космічні промені і природні радіоактивні ізотопи, що містяться в гірських породах і ґрунті.

Ґрунт як місце існування

Земля - єдина з планет має ґрунт (едасфера, педосфера) – особливу, верхню оболонку суші. В. В. Докучаєв вперше назвав ґрунт самостійним природним тілом і довів, що ґрунт є "таке ж самостійне природно-історичне тіло, як будь-яка рослина, будь-яка тварина, будь-який мінерал. Воно є результат, функція сукупної, взаємної діяльності клімату даної місцевості, її рослинних і тваринних організмів, рельєфу і віку країни, нарешті, підґрунтя, тобто ґрунтових материнських гірських порід. Всі ці агенти ґрунтоутворення, по суті, абсолютно рівнозначні величини і беруть рівноправну участь в утворенні нормального ґрунту.".

Під ґрунтом треба розуміти всі поверхневі шари гірських порід, перероблені і змінені сумісною дією клімату (світло, тепло, повітря, вода), рослинних і тваринних організмів".

До складу ґрунту входять чотири основні структурні компоненти: мінеральна основа (зазвичай 50-60% загального складу ґрунту), органічна речовина (до 10%), повітря (15-25%) і вода (25-30%).

Мінеральна основа (скелет) (50-60% всього ґрунту) – це неорганічна речовина, що утворилася в результаті вивітрювання підстилаючої гірської (материнської, ґрунтоутворюючої) породи.

Понад 50% мінерального складу ґрунту займає кремнезем SiO₂, від 1 до 25% припадає на глинозем Al₂О₃, від 1 до 10% - на оксиди заліза Fe₂О₃, від 0,1 до 5% - на оксиди магнію, калію, фосфору, кальцію. Мінеральні елементи,  що складають речовину ґрунтового скелета, різні по розмірах - від валунів і каменів до піщаних крупинок - частинок діаметром 0,02-2 мм, мула - 0,002-0,02 мм і найдрібніших частинок глини - менше 0,002 мм в діаметрі. Їх співвідношення визначає структуру ґрунту.

Від співвідношення в ґрунті глини і піску, розмірів фрагментів залежать проникність і пористість ґрунти, що забезпечують циркуляцію як води, так і повітря. Піщані ґрунти швидше дренуються і втрачають поживні речовини із-за олуження, але їх вигідно використовувати для отримання ранніх врожаїв, оскільки їх поверхня висихає навесні швидше, ніж у глинистих ґрунтів, що призводить до кращого прогрівання. Із збільшенням каменястості ґрунту зменшується його здатність утримувати воду. У помірному кліматі ідеально, якщо ґрунт утворений рівними кількостями глини і піску, тобто представляє собою суглинок. В цьому випадку ґрунтам не загрожує ані перезволоження, ані пересихання. І те, і інше однакове згубно як для рослин, так для і тварин.

Органічна речовина ґрунту утворюється при розкладанні мертвих організмів, їх частин і екскрементів. Органічні залишки, що  неповністю розклалися, називаються підстилкою, а кінцевий продукт розкладання - аморфна речовина, в якій вже неможливо розпізнати первинний матеріал - гумусом. У хімічному плані це дуже складна суміш змінного складу, утворена органічними молекулами різних типів; в основному гумус складається з фенолових з'єднань, карбонових кислот і складних ефірів жирних кислот. Специфічні органічні речовини ґрунту – це фульвові (утворюються в сильно кислому середовищі, н-р хвойного лісу) і гумінові (характерні для ґрунтів із слабо лужною реакцією) кислоти. Від співвідношення цих кислот залежить процес гумусонакопичення (максимальний при г/ф більше 1) і мінералізації (максимально при г/ф менше 0,2), що позначається на біологічних круговоротах.

 Гумус, подібно до глини, знаходиться в колоїдному стані. Так само як і глина, гумус має велику поверхнею частинок і високу катіонообмінну здатність. Ця здатність особливо важлива для ґрунтів з низьким змістом глини. Аніони в гумусі - це карбоксильні і фенолові групи. Завдяки своїм фізичним і хімічним властивостям гумус покращує структуру ґрунту і її аерацію, а також підвищує здатність утримувати воду і поживні речовини.

Одночасно з процесом гуміфікації життєво важливі елементи переходять з органічних сполук в неорганічних в процесі мінералізації, наприклад, азот- в іони амонію NH₄⁺, фосфор - в ортофосфат-іони H₂PO₄^-, сірка -  в сульфат-іон SO₄^2-.

Ґрунтове повітря (15-25%) також як і ґрунтова вода, знаходиться в порах між частинками ґрунту. Порізність (об'єм пор) зростає в ряду від глини до суглинків і пісків. Між ґрунтом і атмосферою відбувається вільний газообмін. Зазвичай в повітрі ґрунту із-за дихання організмів, що населяють його, декілька менше кисню і більше вуглекислого газу, ніж в атмосферному повітрі.

З глибиною кількість кисню зменшується (від 21% до 10%, а іноді до 0%), а зміст вуглекислого газу, навпаки, збільшується (від 0,03% біля поверхні до 20% в глибині сильно гуміфікованих ґрунтів). Приблизною межею переходу від аеробних до анаеробних умов існування вважається 5% зміст кисню в повітрі дерново-підзолистих ґрунтів  і 2,5% - чорнозему. Кисень в ґрунті дифундує від поверхні в глибину, а СО₂ – з глибини на поверхню. Виділення вуглекислого газу в приземний шар атмосфери називається диханням ґрунту (від 3 г/м² до 20).

 Якщо йде процес заболочування, то ґрунтове повітря витісняється водою і умови стають анаеробними. Ґрунт поступово стає кислим, оскільки анаеробні організми продовжують виробляти вуглекислий газ. Ґрунт, якщо він небагатий на основи, може стати надзвичайно кислим, а це разом з виснаженням запасів кисню несприятливо впливає на ґрунтові мікроорганізми. Тривалі анаеробні умови ведуть до відмирання рослин.

Вода (25-30%) в ґрунті представлена 4 типами: гравітаційною, гігроскопічною (зв'язаною), капілярною і пароподібною.

Гравітаційна – рухома вода, займає широкі проміжки між частинками ґрунту, просочується вниз під власною вагою до рівня ґрунтових вод. Це веде до вилуження, тобто до вимивання з ґрунту різних мінеральних речовин, зокрема азоту.

Гігроскопічна, або зв'язана – адсорбується навколо колоїдних частинок (глина, кварц) ґрунту і утримується у вигляді тонкої плівки за рахунок водневих зв'язків. Звільняється від них при високій температурі (102-105°С). Рослинам вона недоступна, не випаровується. У глинистих ґрунтах такої води до 15%, в піщаних – 5%.

Капілярна – утримується навколо ґрунтових частинок силою поверхневого тяжіння. По вузьких порах і каналах – капілярах, піднімається від рівня ґрунтових вод або розходиться від порожнин з гравітаційною водою. Краще утримується глинистими ґрунтами, легко випаровується. Рослини легко поглинають її.

Пароподібна – займає всі вільні від води пори. Випаровується в першу чергу.

Будова ґрунтового профілю

Будова ґрунтів неоднорідна як по горизонталі, так і по вертикалі. Горизонтальна неоднорідність ґрунтів відображає неоднорідність розміщення ґрунтоутворюючих порід, положення в рельєфі, особливості клімату і узгоджується з розподілом по території рослинного покриву. Для кожного типу ґрунтів характерна своя вертикальна неоднорідність, або ґрунтовий профіль, що формується в результаті вертикальної міграції води, органічних і мінеральних речовин. Цим профілем є сукупність шарів або горизонтів.

1. Перегнійно-акумулятивний горизонт А. В ньому накопичується і перетворюється органічна речовина. Після перетворення частина елементів з цього горизонту виноситься з водою в ті, що розташовані нижче.

Цей горизонт найбільш складний і важливий з всього ґрунтового профілю за своїм біологічним значенням. Він складається з лісової підстилки – А₀, утвореною наземним опадом (відмерла органіка слабкого ступеня розкладання на поверхні ґрунту). За складом і потужністю підстилки можна судити про екологічні функції рослинного угруповання, його походження, стадію розвитку. Нижче за підстилку розташовується темнозабарвлений гумусовий горизонт – А₁, утворений подрібненими залишками рослинної маси і маси тварин різного ступеню розкладання. У деструкції залишків беруть участь хребетні тварини (фітофаги, сапрофаги, копрофаги, хижаки, некрофаги). Після подрібнення органічні частинки поступають в наступний нижній горизонт – елювіальний (А₂). В ньому відбувається хімічне розкладання гумусу на прості елементи.

2. Ілювіальний, або горизонт вмивання В. В ньому осідають і перетворюються в ґрунтові розчини з'єднання, винесені з горизонту А. Це гумінові кислоти і їх солі, що вступають в реакцію з корою вивітрювання і засвоюються і корінням рослин.

3. Материнська (підстилаюча) порода (кора вивітрювання) або горизонт С. З цього горизонту (теж після перетворення) мінеральні речовини переходять в ґрунт.