Заглавная страница
Избранные статьи
Случайная статья
Познавательные статьи
Новые добавления
Обратная связь

ТОП 10 на сайте

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Техника нижней прямой подачи мяча.

Франко-прусская война (причины и последствия)

Организация работы процедурного кабинета

Смысловое и механическое запоминание, их место и роль в усвоении знаний

Коммуникативные барьеры и пути их преодоления

Обработка изделий медицинского назначения многократного применения

Образцы текста публицистического стиля

Четыре типа изменения баланса

Задачи с ответами для Всероссийской олимпиады по праву

Мы поможем в написании ваших работ!

ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Влияние общества на человека

Приготовление дезинфицирующих растворов различной концентрации

Практические работы по географии для 6 класса

Организация работы процедурного кабинета

Изменения в неживой природе осенью

Уборка процедурного кабинета

Сольфеджио. Все правила по сольфеджио

Балочные системы. Определение реакций опор и моментов защемления

Главная Избранные Случайная статья Познавательные Новые добавления Обратная связь FAQ

Глава 2. Экологические факторы среды

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 63Следующая ⇒

Понятие об экологических факторах среды

Организмы не могут существовать изолировано от окружающей среды. Экологическими элементами называются все компоненты природной среды, а именно:

- вода, атмосферный воздух, почва, пища, растительный и животный мир, горные породы и т.д.;

- природные условия, а также результаты антропогенной деятельности: загрязняющие вещества, измененные природные условия, ранее не существовавшие в природе, но созданные человеком. К факторам относятся только те элементы, изменение которых вызывает ответную реакцию данного организма или данной группы организмов вплоть до исчезновения их по каким либо причинам из среды обитания. Все экологические факторы не равнозначны в своем влиянии на организмы и вещества. Важнейшими из них являются солнечная энергия и климатические факторы.

Среда любого организма слагается из многочисленных элементов органической природы, а также из объектов, связанных с хозяйственной деятельностью человека. Условия среды складываются из разнообразных элементов. Таким образом, те факторы среды, которые оказывают прямое или косвенное воздействие на организмы, называются экологическими.

Для разных организмов количественные пределы фактора, при котором они могут существовать, неодинаковы. Это применимо к температуре, влажности, химическому составу компонентов среды обитания и другим факторам.

Окружающая среда, т. е. комплекс условий, влияет на жизнедеятельность организмов. Так как среда любого организма слагается из многочисленных элементов органической и неорганической природы, а также факторов хозяйственной деятельности человека. Те факторы среды, которые оказывают прямое воздействие на организм, называются экологическими факторами. Есть факторы, без которых жизнь растений и животных невозможна, например, для зеленых растений это солнечная энергия, вода, углекислый газ, минеральные соли. Растения в процессе жизнедеятельности приспособились к жизни в определенных условиях среды. Например, одни виды растений и животных приспособились к жизни в условиях жаркого сухого климата (саксаул, баобаб, тушканчик), другие холодного (карликовая береза, песец, северный олень), третьи – жаркого и влажного (бамбук, кокосовая пальма, орхидея).

Таким образом, все экологические факторы делятся на следующие группы:

· абиотические – влияние элементов неживой природы;

· биотические – влияние живых организмов;

· антропогенные – влияние человека.

Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия на организм, т. е. каждый фактор неодинаково влияет на разные его функции.

Абиотические факторы

Абиотические факторы – это компоненты и явления неживой природы, прямого или косвенного воздействия на живые организмы. Многообразие абиотических факторов представлено в таблице 2.1. Среди множества абиотических факторов главную роль играют климатические, эдафизические, орографические, гидрографические, химические и пирогенные.

Таблица 2.1

Классификация абиотических факторов

Факторы неживой природы

Климатические

Эдафизические

Орографические

Гидрографические

Химические

Пирогенные

· Спектральный состав солнечной радиации · Физические свойства атмосферного воздуха · Химические свойства · Климат и погода, акклиматизация · Тепло, вода, ветер

· Составные компоненты почвы · Физико-климатические свойства почвы · Биогеохимические эндемия и радиоактивность · Загрязнения и самоочищение почвы · Почва – источник распространения инфекционных заболеваний, глистных инвазий

· Рельеф местности: - высота над уровнем моря, - вертикальная зональность, - экспозиция и крутизна склона · Горы, ущелья каньоны, низины

· Факторы водной среды: - органолептические, - фако-химические, - показатели загрязнения -источники водоснабжения · Гидрабионты

· Газовый состав атмосферного воздуха · Солевой состав гидросферы

· Природные пожары: - лесные, - торфяные, - степные, - полевые, - тундровые

Климатические факторы

Многолетний режим погоды определяет главные черты различий жизненных форм растений (травы кустарники, деревья). Свет является наиболее климатическим фактором на Земле. В первую очередь без солнечного спектра лучистой радиации невозможен фотосинтез, а без органической пищи и кислорода невозможна жизнь консуменитов.

Солнечный свет или солнечное излучение, проходящее через атмосферу достигающее поверхности Земли, представляет собой электромагнитные волны, длина которых заключена в диапазоне:

- инфракрасные лучи – 2800-760нм

- видимые лучи – 760-400нм

- ультрафиолетовые лучи – 400-200нм.

Важную экологическую роль играет длина световой волны, воспринимаемая органами зрения животных. Животные, наделенные цветным зрением, лучше ориентируются в окружающей среде (опасность, поиск пищи, перемещение и т.д.). У растений в процессе эволюции, выработались разные отношения к освещенности. В этой связи все растения делят на три большие группы: светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые.

Избирательная чувствительность к освещенности позволяет растениям максимально по вертикали использовать жизненное пространство путем формирования ярусности и образовывать свой внешний облик – жизненную форму. Под влиянием одностороннего освещения изменяется направление роста органов растения, что получило название фототропизма (от греч. tropos – поворот). Различают положительный и отрицательный фототропизм, а также диатропизм. Подвижные животные под действием света проявляют двигательную реакцию – таксис (от греч. – taxis – расположение). Способность двигаться в сторону света называется положительным фототаксисом, избегать – отрицательным. Например, ночные насекомые слетаются на свет, а тараканы прячутся.

Для животных свет как экологический фактор имеет меньшее значение, чем для растений. Различают животных ведущих дневной, ночной и сумеречный образ жизни. Каждому пункту земной поверхности свойственен свой световой ритм, который отражается в биологии растений, животных и микроорганизмов. Реакция организмов на суточный ритм солнечной энергии, т.е. на соотношение светлого и темного периода суток получило название фотопериодизма. По этому признаку различают три группы растений:

· растения короткого дня;

· растения длительного дня;

· растения индифферентные.

В области экватора продолжительность дня и ночи постоянная. При удалении от экватора летом день удлиняется, а ночь становиться короче, зимой – наоборот. В этой связи различают растения короткого и длинного дня. Например, кукуруза на Украине, Молдове успешно созревает на зерно, а на севере дает только зеленую массу.

· Температура является важнейшим абиотическим фактором. Распространение жизни живого ограничена областью несколько ниже 0ºС и до 50ºС в геотермальных источниках суши ряд видов цианобактерий обитают при температурах 95 - 98˚С. В глубокотермальных источниках Мирового океана отдельные виды археобактерий не только выживают, но и размножаются при температуре до 121˚С. Критические температуры для растений и животных могут варьироваться широко. Например, если рептилии, живущие в пустыне, легко переносят жару 45ºС, то большинство морских беспозвоночных гибнут при температуре выше 30–32ºС. Следовательно, если температура живой клетки опускается ниже точки замерзания воды, то образовавшиеся кристаллы льда ведут к гибели клетки. При высокой температуре более 50ºС происходит денатурация белков и тоже ведет к гибели клетки.

Организмы, не способные регулировать свою собственную температуру называются пойкилотермными. Это растения, микроорганизмы, беспозвоночные, рыбы, рептилии и др. Птицы и млекопитающие способные к активному регулированию температуры тела, независимо от температуры окружающей среды, называются гомойотермными. Вследствие этого свойства многие животные способны жить и размножаться при температуре ниже нуля. Например, белый медведь, северный олень, пингвины и др., которые имеют приспособления к условиям существования (шерстный покров, плотное оперение, слой жировой ткани).

Гетеротермия – частный случай гомойотермии, она характерна животным, впадающим в спячку или оцепенение в неблагоприятной период года. Температура у этих животных заметно снижается за счет замедления обмена веществ (ежи, суслики, летучие мыши, стрижи и др.), а в период функциональной активности они обладают постоянной температурой тела.

· Вода – основа живой материи и является главным экологическим фактором, т.е. основным условием существования всего живого на Земле. Образно можно сказать, что вода – элексир жизни, «оживляющий» поверхность планеты, «моховое колесо» – климата и погоды.

Человек почти на 65–70% состоит из воды. Для поддержания водного баланса человеку рекомендуется два литра воды или 30мл на 1кг массы тела в сутки, т. е. и та вода которая содержится в пищевых продуктах: соки, супы, овощи, фрукты. Около 15% веса тела наши ткани состоят из эндогенной жидкости, которая образуется при сжигании питательных веществ кислородом, строительстве новых молекул, их перестройке.

Перераспределение жидкости идет через желудочно-кишечный тракт:

- около 1,5л воды человек глотает со слюной;

- примерно 1,5л желудок дает в виде желудочного сока;

- в среднем 3,0л выделяет тонкий кишечник;

- 0,7л панкреотического сока, который выделяет поджелудочная железа;

- 0,5л образует желчи печень.

Через почки, кожу, легкие выделяется около 2л воды. Поэтому это количество воды человек должен получить извне – в чистом виде или с различной пищей. Потеря животными 10–20% воды от их веса приводит к их гибели. Физиологическое потребление человеком питьевой воды может изменяться:

· от условий внешней среды;

· характера трудовой деятельности.

Из наземных животных больше всего воды в сутки требуется слону – около 90 л. Он на 70% состоит из воды. Животные обитающие в водной среде, получают ее через наружные покровы. Насекомые, малюски, черви, лягушки адсорбируют влагу из воздуха. Для многих животных источник воды – пища, жидкий корм.

Эдафизические факторы

Эдафизические факторы – это факторы почвенной среды (от греч. edaphos – земля, почва, основание). К основным эдафизическим факторам относится совокупность физических и химических свойств почв:

- фильтрационность, влагомкость, капиллярность, гигроскопичность, испаряющая способность;

- залегания водоупорного слоя, водоносного горизонта, зоны капиллярного поднятия, зоны фильтрации и зоны испарения;

- состава компонентов почвы: минеральной основы, органического вещества, почвенного раствора и почвенного воздуха;

- наличие биогеохимических эндемий, радиоактивности почвы;

- способности к загрязнению и самоочищению почвы;

- роль почвы в распространении инфекционных заболеваний, глистных инвазий и раневых инфекций.

Большую роль в жизни растений и животных играет почва. Например, своеобразные условия создаются на песчаных почвах (90% песка и 10% глины, размер частиц от 0,2 до 2 мм), где обитают растения, называемые псаммофитами, образуются придаточные корни, что не позволяет им быть засыпанными песком, а листья у них узкие и жесткие, иногда вообще отсутствуют. Обитающие в песках животные способны быстро зарываться вглубь, на лапках у них имеются щеточки из волосков или роговых чешуек, т.е. приспособление для быстрого передвижения и рытья нор в рыхлом песке.

Для животных, которые, по крайней мере, в какой-то период своей жизни обитают в почве, характер состава почвы имеет экологическое значение для их жизни. Например, личинки насекомых, как правило, не могут жить в слишком каменистой почве, или роющие перепончатокрылые, откладывают яйца в подземных ходах, многие саранчевые, зарывающие яйцевые коконы в землю, нуждаются в достаточно рыхлой почве.

Весьма важной характеристикой почвы является водородный её показатель (рH). Каждый вид растений предпочитает определенные показатели рH и имеет свой оптимум (Рис. 2.1).

Рис. 2.1. Шкала рH

Раствор является нейтральным, если концентрация водородных ионов() и гидроксильных ионов() одинаковы и равны (каждая) моль/л. На практике степень кислотности (или щелочности) раствора выражается более удобным водородным показателем рH, представляющим собой отрицательный десятичный логарифм молярной концентрации водородных ионов:

рH=−lg()

На рис. 2.1 степень кислотности и щелочности по шкале рH. Например, если в растворе концентрация водородных ионов равна моль/л, это показатель кислотности этого раствора рH=5. В кислых растворах, где рH<7, и чем меньше, тем кислее раствор. В щелочных рH>7, и тем больше, тем выше щелочность раствора. Например, щавель, вереск растут на сильно кислых почвах (рH 4,5-5,0); ячмень, клевер, мать-и-мачеха – на нейтральных; крапива двудомная, иван-чай, пролеска – на щелочных, где рH 7-8. Кислотность может служить индикатором скорости общего метаболизма сообщества. Если рH почвенного раствора низка, то это указывает на малое содержание биогенных элементов, а поэтому продуктивность такой почвы крайне мала.

Растения, по отношению к плодородию почвы, разделяются на следующие экологические группы:

· олиготрофы (от греч. oligos – небольшой и trophe – питание) – растения малопродородных почв (сосна обыкновенная);

· мезотрофы (от греч. meso – средний, trophe – питание) – растения с умеренной потребностью к питательным веществам – большинство лесных растений (береза, осина, ольха и др.);

· эвтрофы (от греч. еи – хорошо, trophe – питание) – растения, требовательные к содержанию большого количества питательных веществ в почве (лещина, дуб).

Орографические факторы

Орографические факторы - особенности элементов рельефа (от греч. oros – гора и graph о – пишу), оказывают влияние на распространение организмов по земной поверхности. Имеют значение факторы как:

· особенности элементов рельефа;

· высота над уровнем моря;

· экспозиция и крутизна склонов.

Рельеф создает разнообразие условий местообитания для растений и животных в связи:

- с изменениями температурных режимов;

- увлажнения почвенного покрова.

Характер воздействия рельефа определяется мощностью его развития. В этой связи различают макро-, мезо- и микрорельеф:

· макрорельеф предопределяет не только распространение организмов по высотным зонам, но и оказывает косвенное влияние – горные сооружения, создавая барьерную роль на пути движения воздушных масс, порождая азональные ландшафты;

· мезорельеф оказывает влияние на распределение зональных, интра- и экстразональных сообществ в пределах природных зон;

· микрорельеф (холмики, западины, блюдца) приводят к формированию небольших по размерам сообществ.

Подъем в гору часто напоминает путешествие от экватора к полюсу. При поднятии на каждые 100м температура воздуха понижается в среднем на 0,5ºС. Увеличивается длительность вегетационного периода. У подножия гор могут находиться тропические моря, а на вершине – дуть арктические ветры. С одной стороны горы может быть тепло и солнечно, с другой холодно и влажно. Экспозиция склона – на северных склонах растения образуют теневые формы, на южных – световые. Крутизну склонов характеризует быстрый дренаж и смывание почв, поэтому здесь почвы маломощны и сухие. Если уклон превышает 35º, почва и растительность обычно не образуются.

Гидрографические факторы

Гидрографические факторы – это факторы водной среды, по которым характеризуется вода:

· органолептические свойства воды (прозрачность, мутность, цветность, запах, вкус, температура);

· физико-химические свойства воды (рH, сухой остаток, окисляемость, растворенный кислород в воде, хлориды, сульфаты, азот аммониевых солей, железо, жесткость);

· показатели загрязнённости воды (микробное число, коли-титр, коли- индекс, сапробность, биоценоз);

· источники водоснабжения (атмосферные, подземные, грунтовые, верховодка, артезианские воды, родники, открытые водоемы).

Организмы, обитающие в водной среде, называются гидробионтами. Все живые существа, приспособились к плотности воды, глубинам. Многие рыбы, ракообразные, морские звезды могут переносить давление от одной до сотен атмосфер. Плотность морских организмов убывает с глубиной.

Химические факторы

Химические и пирогенные факторы – антропогенное химическое загрязнение окружающей среды оказывает существенное влияние на:

· качество окружающей среды;

· живые организмы.

Химический фактор для организмов, живущих в воде, чрезвычайно важен. Например, в воде Черного моря много сероводорода, что делает этот водоем неблагоприятным для жизни многих организмов. Газовый состав тропосферы в меньшей степени влияет на живые организмы, поскольку он обладает постоянством химического состава.

Соленость воды (более 10 г/л) существенно влияет на жизнедеятельность живых существ. Пресноводные не могут обитать в морях, морские – не переносят опреснение. Большинство водных животных, обитает в морских и океанических водах.

Пирогенные факторы

Пирогенные факторы (пожары), как утверждают специалисты, что пожар следует относить к абиотическим факторам, так как человек может регулировать пожары. В этой связи пожары могут быть определенным ограничивающим фактором при распространении животных и растений.

Низовые лесные пожары дополняют действие редуцентов, разлагая погибшие растения и животных в форму, пригодную для использования новыми поколениями растений. Пожары в степях и саваннах уменьшают размножение пустынных кустарников. Использование огня специально обученными людьми – порой успех правильного землепользования.

Биотические факторы