Головна
ГоловнаЕкологіяЗагальна екологія → 
« Попередня Наступна »
А.В. Гапоненко. Загальна екологія. Лекції для студентів I курсу, 2006 - перейти до змісту підручника

ОСНОВНІ АБІОТИЧНИХ ФАКТОРІВ.

Нагадаємо ще раз, що абіотичні фактори - це властивості неживої природи, які прямо чи опосередковано впливають на живі організми. На слайді 3 наведено класифікацію абіотичних факторів.

Температура є найбільш важливим кліматичним фактором. Від неї залежить інтенсивність обміну речовин організмів і їх географічне поширення. Будь-який організм здатний жити в межах певного діапазону температур. І хоча для різних видів організмів (еврітермних і стенотермним) ці інтервали різні, для більшості з них зона оптимальних температур, при яких життєві функції здійснюються найбільш активно і ефективно, порівняно невелика. Діапазон температур, в яких може існувати життя, становить приблизно 300 З: від -200 до +100 С. Але більшість видів і велика частина їх активності приурочені до ще більш вузького діапазону температур. Деякі організми, особливо у стадії спокою, можуть існувати принаймні деякий час, при дуже низьких температурах. Окремі види мікроорганізмів, переважно бактерії і водорості, здатні жити і розмножуватися при температурах, близьких до точки кипіння. Верхня межа для бактерій гарячих джерел становить 88 С, для синьо-зелених водоростей - 80 С, а для найстійкіших риб і комах - близько 50 С. Як правило, верхні граничні значення фактора виявляються більш критичними, ніж нижні, хоча багато організми поблизу верхніх меж діапазону толерантності функціонують більш ефективно.

У водних тварин діапазон толерантності до температурі зазвичай більш вузький порівняно з наземними тваринами, оскільки діапазон коливань температури у воді менше, ніж на суші.

З точки зору впливу на живі організми вкрай важлива мінливість температури. Температура, що коливається від 10 до 20 С (в середньому складова 15 С), не обов'язково діє на організм так само, як постійна температура 15 С. Життєдіяльність організмів, які в природі зазвичай піддаються впливу змінних температур, пригнічується повністю або частково або сповільнюється під дією постійної температури. За допомогою змінної температури вдалося прискорити розвиток яєць коника в середньому на 38,6% в порівнянні з їх розвитком при постійній температурі. Поки не ясно, обумовлений чи прискорює ефект самими коливаннями температури або посиленим ростом, що викликається короткочасним підвищенням температури і не компенсуються уповільненням зростання при її зниженні.

Таким чином, температура є важливим і дуже часто лімітуючим фактором. Температурні ритми значною мірою контролюють сезонну і добову активність рослин і тварин. Температура часто створює зональність і стратифікацію у водних і наземних місцепроживання.

Вода фізіологічно необхідна для будь протоплазми. З екологічної точки зору вона служить лімітуючим фактором як в наземних місцепроживання, так і у водних, де її кількість схильне сильним коливанням, або там, де висока солоність сприяє втраті води організмом через осмос. Всі живі організми залежно від потреби їх у воді, а отже, і від відмінностей місцеперебування, поділяються на ряд екологічних груп: водні або гідрофільні - постійно живуть у воді; гігрофільних - що живуть в дуже вологих місцепроживання; мезофільні - відрізняються помірною потребою у воді і ксерофильние - що живуть в сухих місцепроживання.

Кількість опадів і вологість - основні величини, вимірювані при вивченні цього чинника. Кількість опадів залежить в основному від шляхів і характеру великих переміщень повітряних мас. Наприклад, вітри, що дмуть з океану, залишають більшу частину вологи на звернених до океану схилах, в результаті чого за горами залишається "дощова тінь", сприяє формуванню пустелі. Рухаючись вглиб суші, повітря акумулює деяку кількість вологи, і кількість опадів знову збільшується. Пустелі, як правило, розташовані за високими гірськими хребтами або уздовж тих берегів, де вітри дмуть з обширних внутрішніх сухих районів, а не з океану, наприклад, пустеля Нами в Південно-Західній Африці. Розподіл опадів за порами року - вкрай важливий фактор, що лімітує для організмів. Умови, що створюються в результаті рівномірного розподілу опадів, зовсім інші, ніж при випаданні опадів протягом одного сезону. У цьому випадку тваринам і рослинам доводиться переносити періоди тривалої посухи. Як правило, нерівномірний розподіл опадів за порами року зустрічається в тропіках і субтропіках, де нерідко добре виражені вологий і сухий сезони. У тропічному поясі сезонний ритм вологості регулює сезонну активність організмів аналогічно сезонному ритму тепла і світла в умовах помірного поясу. Роса може представляти собою значний, а в місцях з малим випаданням дощів і дуже важливий внесок у загальну кількість опадів.

Вологість - параметр, що характеризує вміст водяної пари в повітрі. Абсолютною вологістю називають кількість водяної пари в одиниці об'єму повітря. У зв'язку із залежністю кількості пари, що утримується повітрям, від температури і тиску, введено поняття відносної вологості - це відношення пари, що міститься в повітрі, до насичує пару за даних температурі і тиску. Так як в природі існують добовий ритм вологості - підвищення вночі і зниження днем, і коливання її по вертикалі і горизонталі, цей чинник разом зі світлом і температурою грає важливу роль в регулюванні активності організмів. Вологість змінює ефекти висоти температури. Наприклад, за умов вологості, близьких до критичних, температура надає більш важливе лимитирующее вплив. Аналогічно вологість відіграє більш критичну роль, якщо температура близька до граничних значень. Великі водойми значно пом'якшують клімат суші, так як для води характерна велика прихована теплота пароутворення і танення. Фактично існують два основних типи клімату: континентальний з крайніми значеннями температури і вологості і морський, якому властиві менш різкі коливання, що пояснюється пом'якшувальною впливом великих водойм.

Доступний живим організмам запас поверхневої води залежить від кількості опадів у даному районі, але ці величини не завжди збігаються. Так, користуючись підземними джерелами, куди вода надходить з інших районів, тварини і рослини можуть отримувати більше води, ніж від надходження її з опадами. І навпаки, дощова вода іноді відразу ж стає недоступною для організмів.

Випромінювання Сонця являє собою електромагнітні хвилі різної довжини. Воно абсолютно необхідно живій природі, тому що є основним зовнішнім джерелом енергії. Спектр розподілу енергії випромінювання Сонця за межами земної атмосфери (рис.6) показує, що близько половини сонячної енергії випромінюється в інфрачервоній області, 40% - у видимій і 10% - в ультрафіолетовій і рентгенівській областях.

Треба мати на увазі те, що спектр електромагнітного випромінювання Сонця дуже широкий (рис. 7) і його частотні діапазони різним чином впливають на живу речовину. Земна атмосфера, включаючи озоновий шар, селективно, тобто вибірково за частотними діапазонами, поглинає енергію електромагнітного випромінювання Сонця і до поверхні Землі доходить в основному випромінювання з довжиною хвилі від 0,3 до 3 мкм. Більш довго і короткохвильове випромінювання поглинається атмосферою.

Із збільшенням зенітної відстані Сонця зростає відносний вміст інфрачервоного випромінювання (від 50 до 72%).

Для живого речовини важливі якісні ознаки світла - довжина хвилі, інтенсивність і тривалість впливу.

Відомо, що тварини і рослини реагують на зміну довжини хвилі світла. Кольорове зір поширене в різних групах тварин плямисто: воно добре розвинене у деяких видів членистоногих, риб, птахів і ссавців, але у інших видів тих же груп воно може бути відсутнім.

Інтенсивність фотосинтезу варіюється зі зміною довжини хвилі світла. Наприклад, при проходженні світла через воду червона і синя частини спектру фільтруються і получающийся зеленуватий світло слабо поглинається хлорофілом. Однак червоні водорості мають додаткові пігменти (фикоеритрини), що дозволяють їм використовувати цю енергію і жити на більшій глибині, ніж зелені водорості.

І у наземних, і у водних рослин фотосинтез пов'язаний з інтенсивністю світла лінійною залежністю до оптимального рівня світового насичення, за яким у багатьох випадках слід зниження інтенсивності фотосинтезу при високих інтенсивностях прямого сонячного світла. У деяких рослин, наприклад у евкаліпта, фотосинтез не інгібує прямим сонячним світлом. У даному випадку має місце компенсація факторів, так як окремі рослини і цілі співтовариства пристосовуються до різних интенсивностям світла, стаючи адаптованими до тіні (діатомові, фітопланктон) або до прямого сонячного світла.

Тривалість світлового дня, або фотоперіод, є "реле часу" або пусковим механізмом, що включає послідовність фізіологічних процесів, що призводять до зростання, цвітінню багатьох рослин, линьки і накопиченню жиру, міграції і розмноженню у птахів і ссавців і до наступу діапаузи у комах. Деякі вищі рослини цвітуть при збільшенні довжини дня (рослини довгого дня), інші зацвітають при скороченні дня (рослини короткого дня). У багатьох організмів, чутливих до фотоперіоду, настройку біологічних годин можна змінити експериментальним зміною фотоперіоду.

Іонізуюче випромінювання вибиває електрони з атомів і приєднує їх до інших атомів з утворенням пар позитивних і негативних іонів. Його джерелом служать радіоактивні речовини, що містяться в гірських породах, крім того, воно надходить з космосу.

Різні види живих організмів сильно відрізняються за своїми здібностями витримувати великі дози радіаційного опромінення. Наприклад, доза 2 Зв (Зівере) - викликає загибель зародків деяких комах на стадії дроблення, доза 5 Зв призводить до стерильності деяких видів комах, доза 10 Зв абсолютно смертельна для ссавців. Як показують дані здебільшого досліджень, найбільш чутливі до опромінення швидко діляться клітини.

Вплив малих доз радіації оцінити складніше, так як вони можуть викликати віддалені генетичні та соматичні наслідки. Наприклад, опромінення сосни дозою 0,01 Зв на добу протягом 10 років викликало уповільнення швидкості росту, аналогічне одноразової дозі 0,6 Зв. Підвищення рівня випромінювання в середовищі над фоновим призводить до підвищення частоти шкідливих мутацій.

У вищих рослин чутливість до іонізуючого випромінювання прямо пропорційна розміру клітинного ядра, а точніше обсягом хромосом або змісту ДНК.

У вищих тварин не виявлено такої простої залежності між чутливістю і будовою клітин; для них важливіше значення має чутливість окремих систем органів.

Так, ссавці дуже чутливі навіть до низьких доз радіації внаслідок легкої пошкоджуваності опроміненням швидко делящейся кровотворної тканини кісткового мозку. Навіть дуже низькі рівні хронічно чинного іонізуючого випромінювання можуть викликати в кістках і в інших чутливих тканинах ріст пухлинних клітин, що може проявитися лише через багато років після опромінення.

Газовий склад атмосфери також є важливим кліматичним фактором (рис. 8). Приблизно 3-3,5 млрд років тому атмосфера містила азот, аміак, водень, метан і водяна пара, а вільний кисень в ній був відсутній. Склад атмосфери значною мірою визначався вулканічними газами. Через відсутність кисню не існувало озонового екрану, задерживающего ультрафіолетове випромінювання Сонця. З плином часу за рахунок абіотичних процесів в атмосфері планети став накопичуватися кисень, почалося формування озонового шару. Приблизно в середині палеозою споживання кисню зрівнялася з його освітою, в цей період вміст О2 в атмосфері було близько до сучасного - близько 20%. Далі, з середини девону, спостерігаються коливання у вмісті кисню. Наприкінці палеозою відбулося помітне, приблизно до 5% сучасного рівня, зниження вмісту кисню і підвищення вмісту вуглекислого газу, що призвели до зміни клімату і, мабуть, послужили поштовхом до рясного "автотрофне" цвітінню, що створив запаси викопного вуглеводневого палива. Потім пішло поступове повернення до атмосфері з низьким вмістом вуглекислого газу і високим вмістом кисню, після чого відношення О2/СО2 залишається в стані так званого коливального стаціонарного рівноваги.

В даний час атмосфера Землі має наступний склад: кисень ~ 21%, азот ~ 78%, вуглекислий газ ~ 0,03%, інертні гази і домішки ~ 0,97%. Цікаво, що концентрації кисню і вуглекислого газу є лімітуючими для багатьох вищих рослин. У багатьох рослин вдається підвищити ефективність фотосинтезу, підвищивши концентрацію вуглекислого газу, проте маловідомим, що зниження концентрації кисню також може призводити до збільшення фотосинтезу. У дослідах на бобових і багатьох інших рослинах було показано, що зниження вмісту кисню в повітрі до 5% підвищує інтенсивність фотосинтезу на 50%. Вкрай важливу роль відіграє також азот. Це найважливіший біогенний елемент, який бере участь в утворенні білкових структур організмів. Вітер надає обмежуючого впливу на активність і поширення організмів.

Вітер здатний навіть змінювати зовнішній вигляд рослин, особливо в тих місцях проживання, наприклад в альпійських зонах, де лимитирующее вплив роблять інші фактори. Експериментально показано, що у відкритих гірських місцепроживання вітер лімітує зростання рослин: коли побудували стіну, що захищала рослини від вітру, висота рослин збільшилася. Велике значення мають бурі, хоча їх дія суто локально. Урагани і звичайні вітри здатні переносити тварин і рослини на великі відстані і тим самим змінювати склад співтовариств.

 Атмосферний тиск, мабуть, не є лімітуючим фактором безпосередньої дії, проте воно має пряме відношення до погоди і клімату, які роблять безпосередній обмежуючого впливу. 

 Розглянемо далі чинники водного середовища. 

 Водні умови створюють своєрідну середовище проживання організмів, що відрізняється від наземної передусім щільністю і в'язкістю. Щільність води приблизно в 800 разів, а в'язкість приблизно в 55 разів вище, ніж у повітря. Разом з щільністю і в'язкістю найважливішими фізико-хімічними властивостями водного середовища є: температурна стратифікація, тобто зміна температури по глибині водного об'єкта і періодичні зміни температури в часі, а також прозорість води, яка визначає світловий режим під її поверхнею: від прозорості залежить фотосинтез зелених і пурпурних водоростей, фітопланктону, вищих рослин. 

 Як і в атмосфері, важливу роль відіграє газовий склад водного середовища. У водних місцепроживання кількість кисню, вуглекислого газу та інших газів, розчинених у воді і тому доступних організмам, сильно варіюється в часі. У водоймах з високим вмістом органічних речовин кисень є лімітуючим чинником першорядної важливості. Незважаючи на кращу розчинність кисню у воді в порівнянні з азотом, навіть у найсприятливішому випадку у воді міститься менше кисню, ніж у повітрі, приблизно 1% за об'ємом. На розчинність впливають температура води і кількість розчинених солей: при зниженні температури розчинність кисню зростає, при підвищенні солоності - знижується. Запас кисню у воді поповнюється завдяки дифузії з повітря і фотосинтезу водних рослин. Кисень дифундує в воду дуже повільно, дифузії сприяє вітер і рух води. Як уже згадувалося, найважливішим фактором, що забезпечує фотосинтетичну продукцію кисню, є світло, що проникає в товщу води. Таким чином, вміст кисню змінюється у воді в залежності від часу доби, пори року і місця розташування. 

 Вміст вуглекислого газу у воді також може сильно варіюватися, але по своїй поведінці вуглекислий газ відрізняється від кисню, а його екологічна роль мало вивчена. Вуглекислий газ добре розчиняється у воді, крім того, у воду надходить СО2, що утворюється при диханні і розкладанні, а також з грунту або підземних джерел. На відміну від кисню вуглекислий газ вступає в реакцію з водою: 

 з утворенням вугільної кислоти, яка реагує з вапном, утворюючи карбонати СО22-і гідрокарбонати НСО3-. Ці сполуки підтримують концентрацію водневих іонів на рівні, близькому до нейтрального значення. Невелика кількість вуглекислого газу у воді підвищує інтенсивність фотосинтезу і стимулює процеси розвитку багатьох організмів. Висока ж концентрація вуглекислого газу є лімітуючим фактором для тварин, так як вона супроводжується низьким вмістом кисню. Наприклад, при занадто високому вмісті вільного вуглекислого газу у воді гинуть багато риби. 

 Кислотність - концентрація водневих іонів (рН) - тісно пов'язана з карбонатної системою. Значення рН змінюється в діапазоні 0? рН? 14: при рН = 7 середовище нейтральна, при рН <7 - кисла, при рН> 7 - лужна. Якщо кислотність не наближається до крайніх значень, то співтовариства здатні компенсувати зміни цього чинника - толерантність співтовариства до діапазону рН дуже значна. Кислотність може служити індикатором швидкості загального метаболізму співтовариства. У водах з низьким рН міститься мало біогенних елементів, тому продуктивність тут вкрай мала. 

 Солоність - вміст карбонатів, сульфатів, хлоридів і т.д. - Є ще одним значущим абіотичних чинником у водних об'єктах. У прісних водах солей мало, з них близько 80% припадає на карбонати. Зміст мінеральних речовин у світовому океані становить у середньому 35 г / л. Організми відкритого океану зазвичай стеногалінние, тоді як організми прибережних солонуватих вод у загальному Евригалінні. Концентрація солей в рідинах тіла і тканинах більшості морських організмів ізотонічна концентрації солей в морській воді, так що тут не виникає проблем з осморегуляція. 

 Перебіг не тільки сильно впливає на концентрацію газів і поживних речовин, а й прямо діє як лімітуючий фактор. Багато річкові рослини і тварини морфологічно і фізіологічно особливим чином пристосовані до збереження свого становища в потоці: у них є цілком певні межі толерантності до чинника течії. 

 Гідростатичний тиск в океані має велике значення. З зануренням у воду на 10 м тиск зростає на 1 атм (105 Па). У найглибшій частині океану тиск сягає 1000 атм (108 Па). Багато тварини здатні переносити різкі коливання тиску, особливо, якщо у них в тілі немає вільного повітря. В іншому випадку можливий розвиток газової емболії. Високі тиску, характерні для великих глибин, як правило, пригнічують процеси життєдіяльності. 

 Розглянемо далі едафіческіе чинники. 

 Підгрунтям називають шар речовини, що лежить поверх гірських порід земної кори. Російський учений - натураліст Василь Васильович Докучаєв в 1870 році першим розглянув грунт як динамічну, а не інертну середу. Він довів, що грунт постійно змінюється і розвивається, а в її активній зоні йдуть хімічні, фізичні та біологічні процеси. Грунт формується в результаті складної взаємодії клімату, рослин, тварин і мікроорганізмів. Радянський академік грунтознавець Василь Робертович Вільямс дав ще одне визначення грунту - це пухкий поверхневий горизонт суші, здатний проводити урожай рослин. Ріст рослин залежить від вмісту необхідних поживних речовин у грунті і від її структури. 

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

 Мінеральний скелет грунту - це неорганічний компонент, який утворився з материнської породи в результаті її вивітрювання. 

 Понад 50% мінерального складу грунту 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 утворюють речовину грунтового скелета, різні за розмірами: від валунів і каменів до піщаних крупинок - часток діаметром 0,02-2 мм, мулу - часток діаметром 0,002-0,02 мм і найдрібніших частинок глини розміром менше 0,002 мм у діаметрі. Їх співвідношення визначає механічну структуру грунту. Вона має велике значення для сільського господарства. Глини та суглинки, що містять приблизно рівну кількість глини і піску, зазвичай придатні для росту рослин, оскільки містять достатньо поживних речовин і здатні утримувати вологу. Піщані грунти швидше дренуються і втрачають поживні речовини через вилуговування, але їх вигідніше використовувати для одержання ранніх урожаїв, так як їх поверхню висихає навесні швидше, ніж у глинистих грунтів, що призводить до кращому прогріванню. Із збільшенням каменистости грунту зменшується її здатність утримувати воду. 

 Органічне речовина грунту утворюється при розкладанні мертвих організмів, їх частин і екскрементів. Не повністю розклалися органічні залишки називаються підстилкою, а кінцевий продукт розкладання - аморфне речовина, у якому вже неможливо розпізнати початковий матеріал, - називається гумусом. Завдяки своїм фізичним та хімічним властивостям гумус покращує структуру грунту та його аерацію, а також підвищує здатність утримувати воду і поживні речовини. 

 Одночасно з процесом гуміфікації життєво важливі елементи переходять їх органічних сполук у неорганічні, наприклад: азот - в іони амонію NH4 +, фосфор - в ортофосфатіони H2PO4-, сірка - в сульфатіони SO42-.

 Цей процес називається мінералізацією. 

 Грунтовий повітря так само як і грунтова вода, знаходиться в порах між частками грунту. Порозность зростає від глин до суглинків і пісків. Між грунтом і атмосферою відбувається вільний газообмін, в результаті чого газовий склад обох середовищ має подібний склад. Зазвичай в повітрі грунту через дихання населяють її організмів дещо менше кисню і більше вуглекислого газу, ніж в атмосферному повітрі. Кисень необхідний для коренів рослин, грунтових тварин і організмів-редуцентов, що розкладають органічну речовину на неорганічні складові. Якщо йде процес заболочування, то грунтовий повітря витісняється водою і умови стають анаеробними. Грунт поступово стає кислою, так як анаеробні організми продовжують виробляти вуглекислий газ. Грунт, якщо вона небагата підставами, може стати надзвичайно кислому, а це поряд з виснаженням запасів кисню несприятливо впливає на грунтові мікроорганізми. Тривалі анаеробні умови ведуть до відмирання рослин. 

 Грунтові частки утримують навколо себе деяку кількість води, визначальною вологість грунту. Частина її, звана гравітаційної водою, може вільно просочуватися в глиб грунту. Це веде до вимивання з грунту різних мінеральних речовин, у тому числі азоту. Вода може також утримуватися навколо окремих колоїдних частинок у вигляді тонкої міцної пов'язаної плівки. Цю воду називають гігроскопічною. Вона адсорбується на поверхні частинок за рахунок водневих зв'язків. Ця вода найменш доступна для коренів рослин і саме вона останньою утримується в дуже сухих грунтах. Кількість гігроскопічної води залежить від вмісту в грунті колоїдних частинок, тому в глинистих грунтах її набагато більше - приблизно 15% маси грунту, ніж в піщанистих - приблизно 0,5%. У міру того, як накопичуються шари води навколо грунтових частинок, вона починає заповнювати спочатку вузькі пори між цими частками, а потім поширюється у все більш широкі пори. Гігроскопічна вода поступово переходить в капілярну, яка утримується навколо грунтових частинок силами поверхневого натягу. Капілярна вода може підніматися по вузьких порах і канальцям від рівня грунтових вод. Рослини легко поглинають капілярну воду, яка грає найбільшу роль в регулярному постачанні їх водою. На відміну від гігроскопічної вологи ця вода легко випаровується. Тонкоструктурних грунту, наприклад глини, утримують більше капілярної води, ніж грубоструктурний, такі, як піски. 

 Вода необхідна всім грунтовим організмам. Вона надходить в живі клітини шляхом осмосу. 

 Вода також важлива як розчинник для поживних речовин і газів, що поглинаються з водного розчину корінням рослин. Вона бере участь у руйнуванні материнської породи, підстильної грунт, і в процесі почвообразовнія. 

 Хімічні властивості грунту залежать від вмісту мінеральних речовин, які знаходяться в ній у вигляді розчинених іонів. Деякі іони є для рослин отрутою, інші - життєво не-необхідно. Концентрація в грунті іонів водню (кислотність) рН> 7, тобто в середньому близька до нейтрального значення. Флора таких грунтів особливо багата видами. Вапняні і засолені грунти мають рН = 8 ... 9, а торф'яні - до 4. На цих грунтах розвивається специфічна рослинність. 

 У грунті мешкає безліч видів рослинних і тваринних організмів, що впливають на її фізико-хімічні характеристики: бактерії, водорості, гриби чи найпростіші одноклітинні, черв'яки і членистоногі. Біомаса їх у різних грунтах дорівнює (кг / га): бактерій 1000-7000, мікроскопічних грибів - 100-1000, водоростей 100-300, членистоногих - 1000, хробаків 350-1000. 

 У грунті здійснюються процеси синтезу, біосинтезу, протікають різні хімічні реакції перетворення речовин, пов'язані з життєдіяльністю бактерій. За відсутності в грунті спеціалізованих груп бактерій їх роль виконують грунтові тварини, які переводять великі рослинні залишки в мікроскопічні частинки і таким чином роблять органічні речовини доступними для мікроорганізмів. 

 Органічні речовини виробляються рослинами при використанні мінеральних солей, сонячної енергії і води. Таким чином, грунт втрачає мінеральні речовини, які рослини взяли з неї. У лісах частина живильних речовин знову повертається в грунт через листопад. Культурні рослини за якийсь період часу вилучають з грунту значно більше біогенних речовин, ніж повертають в неї. Зазвичай втрати поживних речовин поповнюються внесенням мінеральних добрив, які в основному прямо не мо-гут бути використані рослинами і повинні бути трансформовані мікроорганізмами в біологічно доступну форму. За відсутності таких мікроорганізмів грунт втрачає родючість. 

 Основні біохімічні процеси протікають у верхньому шарі грунту товщиною до 40 см, так як в ньому живе найбільша кількість мікроорганізмів. Одні бактерії беруть участь в циклі перетворення тільки одного елемента, інші - в циклах перетворення багатьох елементів. Якщо бактерії минерализуют органічна речовина - розкладають органічну речовину на неорганічні сполуки, то найпростіші знищують надмірну кількість бактерій. Дощові черв'яки, личинки жуків, кліщі розпушують грунт і цим сприяють її аерації. Крім того, вони переробляють важко розщеплюються органічні речовини. 

 До абіотичних факторів середовища проживання живих організмів відносяться також фактори рельєфу (топографія). Вплив топографії тісно пов'язане з іншими абіотичними факторами, так як вона може сильно позначатися на місцевому кліматі і розвитку грунту. 

 Головним топографічним чинником є висота над рівнем моря. 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 фактори впливають на рослини і тварин, обумовлюючи вертикальну зональність. 

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

 Ще один топографічний чинник - експозиція схилу. У північній півкулі схили, звернені 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 фактором рельєфу є також крутизна схилу. Для крутих схилів характерні швидкий дренаж і змивання грунтів, тому тут грунту малопотужні і більш сухі. Якщо ухил перевищує 35Ь, грунт і рослинність зазвичай не утворюються, а створюються осипи з пухкого матеріалу. 

 Серед абіотичних факторів на особливу увагу заслуговує вогонь або пожежа. В даний час екологи прийшли до однозначного думку, що пожежа треба розглядати як один з природних абіотичних факторів поряд з кліматичними, едафічними та іншими факторами. 

 Пожежі як екологічний фактор бувають різних типів і залишають після себе різні наслідки. Верхові чи дикі пожежі, тобто дуже інтенсивні і не піддаються стримування, руйнують всю рослинність і всю органіку грунту, наслідки ж низових пожеж зовсім інші. Верхові пожежі надають лимитирующее дію на більшість організмів - биотическому співтовариству доводиться починати все спочатку, з того деякого, що залишилося, і повинно пройти багато років, поки ділянка знову стане продуктивним. Низові пожежі, навпаки, мають вибіркову дію: для одних організмів вони виявляються більш лімітуючим, для інших - менш лімітуючим фактором і таким чином сприяють розвитку організмів з високою толерантністю до пожеж. Крім того, невеликі низові пожежі доповнюють дію бактерій, розкладаючи померлі рослини і прискорюючи перетворення мінеральних елементів живлення в форму, придатну для використання новими поколіннями рослин. 

 Якщо низові пожежі трапляються регулярно раз на кілька років, на землі залишається мало хмизу, це знижує вірогідність спалаху крон. У лісах, що не горіли більше 60 років, накопичується стільки горючою підстилки та відмерлої деревини, що при її займанні верхова пожежа майже неминучий. 

 Рослини виробили спеціальні адаптації до пожежі, так само, як вони зробили по відношенню до інших абіотичних факторів. Зокрема, нирки злаків і сосен приховані від вогню в глибині пучків листя або хвоїнок. У періодично вигоряючих місцепроживання ці види рослин отримують переваги, так як вогонь сприяє їх збереженню, вибірково сприяючи їх процвітання. 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, рівновагу яких складалося без впливу вогню, навіть низова пожежа може завдати великої шкоди, зруйнувавши багатий гумусом верхній горизонт грунту, привівши до ерозії і вимивання з неї біогенних речовин. 

 Питання "палити або не палити" незвичний для нас. Наслідки випалювання можуть бути дуже різними в залежності від часу та інтенсивності. За своєю необережності людина нерідко буває причиною збільшення частоти диких пожеж, тому необхідно активно боротися за пожежну безпеку в лісах і зонах відпочинку. Приватна особа ні в якому разі не має права навмисно або випадково викликати пожежу в природі. Разом з тим необхідно знати, що використання вогню спеціально навченими людьми є частиною правильного землекористування. 

 Для абіотичних умов справедливі все розглянуті закони впливу екологічних факторів на живі організми. Знання цих законів дозволяє відповісти на питання: чому в різних регіонах планети сформувалися різні екосистеми? Основна причина - своєрідність абіотичних умов кожного регіону. 

 Популяції концентруються на певній території і не можуть бути поширені всюди з однаковою щільністю, оскільки мають обмежений діапазон толерантності по відношенню до факторів навколишнього середовища. Отже, для кожного поєднання абіотичних факторів характерні свої види живих організмів. Безліч варіантів поєднань абіотичних факторів і пристосованих до них видів живих організмів обумовлюють різноманітність екосистем на планеті. 

  1.2.6.

« Попередня Наступна »
= Перейти до змісту підручника =
 Інформація, релевантна "ОСНОВНІ абіотичних факторів."
  1. 3.1. Класифікація екологічних факторів
      абіотичні, тобто фактори неорганічної, або неживої, природи і біотичні, породжені життєдіяльністю організмів. Абіотичні екологічні фактори в будь-якій екосистемі займають "командне становище", тобто зумовлюють і характер біотичних факторів, і склад екосистеми. До абіотичних факторів відносяться: кліматичні - світло, тепло, повітря, вода (включаючи опади у
  2. § 4. КЛАСИФІКАЦІЯ ФАКТОРІВ СЕРЕДОВИЩА
      основні середовища життя і наведіть приклади організмів, що використовують одну, дві і три
  3. ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ СЕРЕДОВИЩА ТА ЇХ КЛАСИФІКАЦІЯ.
      абіотичні, біотичні і антропогенні фактори. (Слайд 1) Абіотичні фактори - це властивості неживої природи (температура, світло, вологість, склад повітря, води, грунту, природний радіаційний фон Землі, рельєф місцевості) та ін, які прямо чи опосередковано впливають на живі організми. Біотичні фактори - це всі форми впливу живих організмів один на
  4. ВИД І ЙОГО ЕКОЛОГІЧНА ХАРАКТЕРИСТИКА
      абиотической (відсталою) і біотичної середовищем і які у природі певну область - ареал. Види відрізняються один від одного багатьма ознаками. Характерні для виду ознаки і властивості називають критеріями. Як видно з визначення, серед критеріїв розрізняють: морфологічний, фізіологічний, цитогенетичний, екологічний та географічний. Екологічний критерій чи екологічна
  5. § 14. ЧИСЕЛЬНІСТЬ І щільності популяції
      абіотичних умов і біотичних факторів (рис. 21). У нерухомих організмів (рослини, прикріплені молюски) щільність популяції регулюється співвідношенням швидкості народження і смерті особин. У міру дорослішання слабкі особини гинуть і розмір популяції приходить у відповідність з кількістю ресурсів. Наочний приклад - самоізрежіваніе дерев у лісі. Часто цьому процесу сприяють
  6. § 34. ОБОРОТНІ ЗМІНИ ЕКОСИСТЕМ
      основних деревних порід - ялини та ялиці. Тривалість відновного циклу складає 30-40 років. У «вікнах» відповідно змінюється і фауна: з'являються комахи та інші організми, які пов'язані з рослинами, заліковує рану в лісовій екосистемі. Навіть у самій стійкої лісовій екосистемі з деревостанів старого віку кабани періодично розривають поверхню грунту на
  7. ЖИВЕ І биокосное РЕЧОВИНА, ЇХ ВЗАІМОВОЗНІКНОВЕНІЕ І ПЕРЕРОДЖЕННЯ У круговерті речовини і.
      основну екосистемну функцію - біогенний ток атомів, завдяки своєму харчуванню, диханню, розмноження. Тим самим вони забезпечують обмін речовиною між усіма частинами біосфери. (Рис. 6.2. Стор 155). В основі біогенної міграції атомів в біосфері лежать два біохімічних принципу: * прагнення до максимального прояву, до «всюдности життя»; * забезпечення виживання організмів,
  8. ВИСНОВОК
      основні зміни, що відбуваються в екосистемах під впливом діяльності людини. Районом дослідження можуть бути оточенні міста чи села. Підберіть пари екосистем в подібних умовах, що зазнають різні антропогенні навантаження - незайманий ліс і ліс інтенсивно відвідуваний відпочиваючими, сінокіс і пасовище, чистий і забруднене водоймище. Порівняйте видовий склад цих екосистем, в першу чергу
  9. 3.14.5. Екологічний детермінізм (Дж. Кларк, Дж. Стюард, М. Харріс, Е. Ле Руа Ладюрі, Е.С. Кульпин та ін.)
      абіотичних екологічних компонентів. Всі ці компоненти пов'язані між собою різноманітними зв'язками, включаючи причинно-наслідкові, обмін речовин і розподіл потоку енергії. Екосистеми утворюють ієрархію, нижчими ланками якої є біогеоценози, а вищим - біосфера Землі. Досліджуючи конкретну екосистему, екологи виділяють ті чи інші живі організми та їх спільноти в якості
  10. Теорія друга. П'ятиступінчаста модель Черчіля та Левіса.
      факторів: стратегії, формальних систем управління і стилю керівництва, впливу керівника на організацію та організаційну структуру. Основними факторами менеджменту з даної моделі стають наступні: Фактори, що відносяться до самої організації - ресурси персоналу, системні ресурси, фінансові ресурси, ресурси ділової активності. Фактори, що відносяться до керівника організації як
  11. ЗАКОНОМІРНОСТІ ДІЇ ЕКОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ НА ОРГАНІЗМИ. Лімітуючим фактором. ЗАКОН МІНІМУМУ Лібіх. ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТІ Шелфорд. ВЧЕННЯ ПРО екологічного оптимуму ВИДІВ. ВЗАЄМОДІЯ ЕКОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ.
      абиотическим, так і до біотичних факторів. Наприклад, лімітуючим фактором для розвитку організмів даного виду може стати конкуренція з боку іншого виду. У землеробстві лімітуючим фактором часто стають шкідники, бур'яни, а для деяких рослин лімітуючим фактором розвитку стає недолік (або відсутність) представників іншого виду. Наприклад, в Каліфорнії з
© 2014-2021  ibib.ltd.ua