Рельеф как экологический ф-р. Его роль в формировании комплекса прямодейст-вующих ф-ров. Абиотические ф-ры в водных экосис-мах.

В отличие от темпер, света, влажности, почвы – он косвенно действующий. Рельеф относится к орографическим ф-рам и тесно связан с др абиотич ф-рами: свет, тепло, вода и почва.

С высотой падает средняя темепература, ↑суточный перепад, ↑ кол-во осадков, V ветра и инт-ть радиации, ↓атм р и [] газов. (↑t на 100 м - ↓ t на0,6°С).

макрорельеф (горы, межгорные впадины, низменности), мезорельеф (холмы, овраги, гряды, карстовые воронки, степные «блюдца» и др.) и микрорельеф (мелкие западинки, неровности), Это оказывает влияние на раст-я и жив-х. В рез-те - вертик зон-ть.

Горные цепи м. служить клим барьерами: влажный воздух охлаждается, поднимаясь над горами→ ∞осадки на наветренных склонах.

На подветренной стороне обр-ся «дождевая тень», воздух суше, выпадает меньше осадков, пустынные усл-я: воздух, опускаясь, нагревается и вбирает в себя влагу из почвы.

Это влияет на живые орг-змы. Для позвоночных верхняя граница = 6,0 км. ↓р с h→↓О2 и обезвоживание животных за счет ↑ частоты дыхания. Членистоногие (клещи, пауки)- ледники, выше границы раст-ти. Высокогорн раст-я - *приземистый рост (низкорослые стелющиеся кустарники и кустарнички, розеточные многолетние травы, дерновинные злаки и осоки, мхи и лиш-ки), *подземная часть больше надземной, *↑инт-ти ОВР, ↑акт-ти ферментов, *усиление дыхания.

Низкорослость связывают с адаптацией к низким t и с формообразующим действием радиации (коротковолн – тормоз. рост), анатомически защита от избыт радиации - ∆ водного режима и обмена в-в: утолщение покровных тканей (уст-ть к сильным ветрам). На скалах: ∆в сторону ксероморфоза: ↓ размеры кл и ↑ρ тканей, ↑ число устьиц.

Оказывает и влияние экспозиция склона.

15. Эдафический ф-р. почвенные усл-я произрастания растений. Важнейши­е экофа-ры: вл-ть, t⁰, структура и пористость, р-ция почвенной среды, засоленность.

Почва сост из тв, жид и газообр комп-т и сод-ит м/о.

Тв комп-та преобладает в почве и представле­на мин и орг частями, минсоли: карбонаты, сульфаты, и др., выпадающие в осадок из почвенных вод. Про­центное содержание в почве способных легко растворяться в воде солей хар-ризует ее степень засоления. Орг часть представлена гумусом — орг в-вом, обр-ся в рез-те физ-хим разложения отмершей органики. Определяет плодородие.

Жидкая комп-та — вода, м.б. свобод­ной, связанной, капиллярной и парообразной. Свободная вода перемещается по порам под Fтяж, связанная адсорбируется пов-тью частиц в виде плен­ки, капиллярная удерживается в тонких порах за счет ме­нисковых сил, а парообразная находится в той части пор, кот свободна от воды. Отнош-е массы всей воды в почве к массе ее твердой комп-ты,%, - влажность. Состав и [] почв р-ра определяют реакцию среды, рН.

Почва – облад-ая плодор-ем слож-я полиф-циональная и поликомп-я структурная сист. Поверхностный слой коры выветривания г.п., явл-ся комплексной ф-цией горной породы, орг-змов, климата, рельефа и времени. По Докучаеву нижней границей является глубина прокрашивания гумусом. Почва – следствие жизни и усл-е жизни на Земле. Она обеспечивает взаимод-е большого и малого биол круговоротов; явл осн поставщиком СО₂ и регулятором хим. состава АС и ГС. Она явл-ся аккумулятором орг в-ва биосферы. Мощность почвы – маломощна в арктике, скалах. С возрастом почвы ∆ хим состав, станов-ся кислее или щелочнее.

Водный режим – глинистая почва влажнее, но менее проницаема. Тепловой режим – на глубине 5 м темпер почвы постоянна. Воздушный режим – во влажных нарушен из-за застойной влаги, на более аэрированных гуще растительность. Биологический состав почвы: 1гр почвы – 500 м/особир-ся вокруг корней – ризосфера, важную роль играют микориза грибов. Орг в-во почвы: остатки орг-змов, гумус, кот окрашивает в черный цвет и повышает температуру, по % гумуса судят о богатстве почвы (15% - богатые, чернозем, 3-7% сер лесная, 1-3% серозем).

Мех. состав и химич состав почвы играют важную роль, т.к. определяют водный режим почвы, ее температуру, к-тность. По мех. составу почвы делятся на песчание, супесчаные, суглинистые и глинистые. К легким почвам относят супесчаные и песчаные. Они быстрее прогреваются, в них мало воды и питательных элементов, меньше гумуса, зато они легко обрабатываются. Тяжелые почвы (суглинистые и глинистые) богаты пит эл-тами и орг в-вами, но трудны в обработке.

Псаммофиты – обитатели песков, узкая группа. Их экол особености: мощные экстенсивные корни, быстро образ-ся придаточные корни, быстрое развитие верхушечной меристемы, хар-рна афелия (отсутствие листьев). Либо весной листья крупные, летом мелкие, либо иголки. Семена распростр-ся ветром.

Химизм почвы. К-тность – спос-ть почвы подкислять почвенный р-р и р-ры солей, вследствие наличия в почве к-т и катионов Н⁺, α обр-ся при вытеснении гидролитически кислыми солями (Al³⁺). Выделяют актуальную к-тность (определяется рН почвенного р-ра) и потенциальную (обменная и гидролитическая)

Раменский÷: 1- ацидофильные – любят кисл почвы, 2- базофильные –щелочную, 3- нейтрофилы. 4- индеферентацетофилы – в любой почве. Есть и переходные группы: ацидофильные – кисл и нейтраль. R виды: R0 – индиферентные виды, R1- гр сильнокисл почв, сфагнум, клюква, R2- кислые почвы, редька, вероника, R3- слабокислые, ближе к нейтральн, фиалка, щитовник муж,, R4 –слабощел, ближе к нейтр, дремлик, осока волосистая, R5- щел почва, копытень евр. Повышенная к-тность почвы «-«сказ-ся на растениях: ∆-ся кисл-ть кл сока на более кислый, нарушение углеводного обмена, ↓ образ-е хлорофилла, наруш-ся Р и N обмен, в итоге: замедление роста, ↓ репродуктивности, нарушение оплодотворения и завязи плодов. К-та повышает раствор-ть ряда микроэл-тов, большое их кол-во становятся токс-ым (Fe,Al), вызывает отравление растений, фосфаты станов-ся труднодоступными. На щелочных- снижается растворимость, что вызывает голодание.

Азот исходный продукт азотного и белкового обмена. Входит в состав пигментов, нуклеиновых к-т, витаминов. Фосфор комп-т АТФ, нуклеотидов, ряда ферментов. Сера комп-т аминок-т (цистин, цистеин), вит. B1 и ряда ферментов. Калий (только в виде ионов) активация ферментов белкового синтеза, генерация биоэлектрических потенциалов, регуляция ритма сердечной деят-ти, участие в ф-зе. Натрий (только в виде ионов) водообмен орг-зма, регуляция ритма сердечной деятельности, участие в синтезе гормонов, основной эл-т буферной сис-мы. Кальций антагонист К, входит в состав мембранных структур, костей. Комп-т внешнего скелета в-лей, раковин моллюсков, кораллов. Магний активирует синтез ДНК и энергообмен. Железо комп-т гемоглобина. Участвует в процессе дых-я, в ф-зе как комп-т ряда окислит ферментов.

Фактор засоления почв. Избыток токсичен для растений, →к резкому отравлению. NaCl, MgCl₂, CaCl₂ (наиболее опасны). Избыток солей →к наруш-ю поступл-я воды, ↑осм давл-я, наруш-ю азотного обмена, ситеза белков, накоплению продуктов распада белков, замедлению роста и развития. Засоленные почвы –солончаки и солонцы. Но есть растения, кот приспособились – галофиты. 1- эугалофиты – раст сами богаты солями, легко их переносят, нуждаются в них (лебеда, солерос), соленакопители, соли накапливаются в цитоплазме, кл соке, сильн осмотическое давление, увеличена сосущая сила корней, измен-ся проницательность клеточных стенок. 2- криногалофиты – солевыделители, выделяют соль ч/з особые устица и соль скаплив-ся на поверх-ти листьев или желез в виде капелек, растения мангровых зарослей. Они часто сбрасывают листья. Это кермек, тамарикс, качим. 3- гликогалофиты – полынь, тимьян – корни имеют неск пробковых слоев, что снижает проникновение, соли локализ-ся в наружных волосках, листья имеют сильное опушение и рассечение. 4- псевдогалофиты – растут на засоленных, но имеют приспособления для избежания, н-р имеют длинные корни, доходящие до малозасоленных горизонтов. 5- галофобы – избегают засоленных почв.

17. Биоиндикация. Живые организмы - индикаторы среды как комплекса экологических факторов. Экологические шкалы Раменского, Элленберга. Лихеноиндикационные шкалы.

Биоиндикация - способ оценки антроп. нагрузки по р-ции ж.о. и их сообщ. В кач. биоин-в выступают стенобионтные виды. У этого метода есть ряд достоинств:

1) происх. отражение ОС состояние в целом, 2) необяз-но применение дорогостоящих и трудоемких физ/хим методов,3)м. опр-ть кратковр. и залповые выбросы ЗВ, к-ые не регист-ся автоматизированными системами контроля, 4) метод отражает скор-ть происходящих изменений в ОС, 5)м. выявить тенденции разнообразия ОС, 6) возм-сть кон-ля ксенобиотиков, 9) м. нормировать допустимую нагрузку на э/с-му.

Требования к биоид-рам: относительная быстрота проведения иссл., получение достаточно точных и воспроизводимых результатов, наличие специфич. откликов, доступность и широк. распространение объектов с учетов сезонности, невысокая миграц. спос-ть, принадлежность к разным трофическим уровням.

Биоиндикация — оценка качества природной среды по состоянию её биоты. Биоиндикация основана на наблюдении за составом и численностью видов-индикаторов. Часто видно, какие ф-ры определяют, какие орг-змы м. жить в данном месте, но м. исп-ть обратную закономерность и судить по орг-змам о типе физической среды. Это бывает необходимо, если ф-р или комплекс ф-ров, интересующих нас, трудно или неудобно измерить. Часто, при изучении незнакомых ситуаций или крупных областей используют биологические объекты в качестве индикаторов. Каждый вид имеет экологическую индивидуальность (различия в экологических потребностях). Особенно полезны в этом плане наземные растения. Часто растения исп-ют как индикаторы усл-й в воде и почве. Например, ольха – растет вблизи проточных вод, причем не застойных. Однако бывает и ложный индикатор. Некоторые виды способны накапливать в себе избыточное количество определенных химических элементов. Например, морские водоросли накапливают йод, береза повислая – железо, но это не значит, что она обитает на месторождениях железных руд. Они накапливают хим. эл-ты, но это не значит, что этого эл-та много вблизи.

Тем не менее, популяция зависит от факторов среды. Некоторые виды изменяют свое состояние: цветки чербеца белые, бело-розовые, а на серпентинитах (MgSiO2) становятся красные; степные виды злаков накапливают никель и при геологической индикации (Ni больше в 5 раз по сравнению с фоном) следует провести дополнительные исследования по нахождению месторождений.

Еще используют позвоночных, напр в качестве индикаторов температурных зон.

1)«Стенотермные» (живущие при определенной или меняющейся в узких пределах темп.), лучшие индика­торами, чем «эвритермные»-, т.к. не особенно обильны в сообществе.

2)Крупные виды лучше, чем мелкие, т.к. на данном потоке Е м. поддерживаться большая биомасса, или «урожаи на корню», если эта биомасса распределена по крупным орг-змам. Скорость оборота у мелких орг-змов м. быть так высока (сегодня они есть, а завтра нет), что отдельный вид, присутствующий в момент исследования, м. и не быть особенно полезным экологическим индикатором.

3)Перед тем как выделять в качестве индикатора тот или иной вид или гр видов, надо собрать полевые, а если возм., и экспериментальные данные о лимитирующем хар-ре рассматриваемого ф-р а надо знать возм-сти компенсации или адаптации; если существуют выраженные экотипы, то присутствие одной и той же группы видов в разных МО-ях не обязательно означает, что усл-я в них одинаковы.

4)Численные соотношения разных видов, популяций и целых сообществ часто служат лучшим индикатором, чем численность 1вида, т.к. целое лучше, чем часть, отражает общую сумму усл-й.

Шкала – список раст-й/видов. Шкалы Раменского -это перечни видов растений их комплексных хар-ристик. «Каждый вид предъявляет опред треб-я к ОС». Выявил универсальный стандартный типовой ряд. На каждой ступени (по влаж-ти) встречаются свои виды. Учитывают не только фактор присутствия, но и обильность (по 5-ой шкале). Позволяет опред-ть ст-нь пастбищной дегрессии, засоленность, вл-ть, богатство почв

1)Шкала увлажнения (120 ступений) кр сухие…кр влажные. Например, выражала урожайность; сильно критиковалась. Говорили об уменьшении числа ступений (со 120)

2)шкала переменности увлажнений (20 ступен.) – для пойменных территорий, долин

3)шкала почвенного плодородия и засоленности (30 ступ.)

4)шкала алювиальности (откладывание наилка) (10)

5)шкала пастбищных дегрессий (10 ступ) – чем больше пастб. нагрузки, тем больше изменений в сообществах: степных, хоз-х.

Шло развитие экологических шкал и в 70-е годы появляются другие шкалы:

1)рекреац дегрессии (5 ступ.)

2)загряз-я ОС

3) лихенооиндикационная шкала - в качестве индикатора лишайники. Лишайники чувствуют сернистый газ. Они используются для оценки атм-го загр-ия городов. Они надежные и долговременные индикаторы. В лихеноиндикационных исследованиях в качестве субстрата используются различные деревья. Для оценки загрязнения атмосферы города, районного центра, поселка выбирается вид дерева, который наиболее распространен на исследуемой территории. Например, в качестве субстрата м. быть использована липа мелколистная. Город или поселок делят на квадраты, в каждом из которых подчитывается общее число исследуемых деревьев и деревьев, покрытых лишайником. Оценка встречаемости и покрытия дается по 5-балльной шкале. Нап-р: очень редко – 1 балл, редко – 2,3 балла, часто – 4,очень-часто-5

В Элленберг (1950) показал, что флористический состав сообществ сорняков – хор колич индикатор потенциальной с/х продукт-ти земли.

В 70-е годы шкалы Эленберга.

Подход:

1)абиотические ф-ры, которые служат основой 6 шкал:

1.шкала увлажнения/влажности

2.шкала температурная

3.шкала континентальности климата

4.шкала содержания азота (N)

5.шкала ph почвенного раствора

6.шкала освещенности

2)используется 6 градаций/ступеней по любому ф-ру ко всем щкалам:

а)виды, существующие при большом недостатке ф-ра (очень засухоустойчивые виды)

б)виды, переносящие не столь большой недостаток ф-ра (умереннозасухоустойчивые)

в)существующие при средних величинах фак-ра

г)при больших значениях (повышенная влажность)

д)виды, требующие наибольшее значение ф-ра (сырые почвы)

е)виды индиферентные/безразличные к конкретному ф-ру.

Например: L3 (освещенность), R0 (ph), F5, N3, T3 – ирис аэровидный.

Можно использовать совокупность факторов.

Современная шкала Эленберга содержит 9 градаций. Создание региональных экологических шкал – основная задача.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: