Факторы среды обитания (факторы экологические)

Экологические факторы, способные оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм, подразделяются на абиотические (абиогенные), биотические (биогенные) и антропогенные,т.е. факторы, возникающие в результате действия человека на живую и неживую природу(рис. 4).

Рис. 4. Классификация экологических факторов(Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П., 2000)

Абиотические факторы (от греч. bios - жизнь) - это факторы неживой природы: свет, температура, радиация, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, рельеф местности и др. Абиотические факторы подразделяются на пять категорий:

1. Климатические факторы:

- Энергия Солнца (солнечная радиация). Она распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн различной длины (преимущественно от 170 до 4000 нм). В том числе 48% приходится на видимую часть спектра – свет (λ = 390…760 нм); 45% - на близкую инфракрасную – тепло (λ = 760 - 4000 нм); и около 7% - на ультрафиолетовую (λ менее 400 нм).

Для процесса фотосинтеза у растений важное значение имеют лучи с λ = 380…710 нм.

Ультрафиолетовые лучи с длиной волны более 320 нм в малых дозах необходимы животным и человеку, так как под их действием в организме образуется витамин D. Излучение Солнца с длиной волны менее 290 нм губительно для всего живого, но до поверхности Земли оно практически не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.

Вследствие вращения Земли вокруг своей оси (сутки) периодически чередуется светлое и темное время суток, а вокруг Солнца (год) – времена года. В результате этого происходит цветение, прорастание семян у растений, зимняя спячка и размножение животных, а также многое другое. Многие процессы в растительном и животном мире тесно связаны с длительностью фотопериода (длиной дня).

- Температура. Температура главным образом связана с солнечным излучением. Жизнедеятельность большинства живых организмов протекает при температуре от 0^оС до 50^оС. Но в природе существуют организмы, способные сохранять жизнеспособность при очень низких и очень высоких температурах. Споры некоторых бактерий сохраняют жизнеспособность при температурах космического пространства (до -270^оС). В горячих источниках (температура 100-140^оС) обнаружены живущие там бактерии.

В диапазоне между крайними температурами действует правило Вант-Гоффа, согласно которому увеличение температуры на 10^оС, как правило, приводит к ускорению химических процессов в живом организме в 2-3 раза.

Значительная часть живых организмов способна контролировать (поддерживать) температуру своего тела, независимо от температуры окружающей среды. Такие организмы называются теплокровными (гомойотермными). Организмы, которые не способны поддерживать температуру своего тела и тем самым зависят от температуры окружающей среды, называются холоднокровными (пойкилотермными).

В водной среде благодаря высокой теплоемкости воды изменения температуры менее резкие и условия обитания более стабильные, чем на суше.

- Влажность. Влажность воздуха – это содержание в нем водяного пара, зависящее от выпадающих из облаков или осаждающихся из воздуха на земную поверхность осадков. Является существенной характеристикой погоды и климата. В среднем на земном шаре осадков выпадает около 1000 мм в год, а в пустынях и высоких широтах – менее 250 мм в год.

Наземные растения и животные, приспособленные к обитанию в условиях высокой влажности, получили название гигрофилов (от греч. hygros — влажный, phyleo – люблю). К ним относятся организмы, обитающие в заболоченных местах, поймах рек, а также в гниющих стволах деревьев (напр. многоножки) и в почве (напр. дождевые черви).

Растения, обитающие во влажных местах, называются гигрофитами(от греч. hygros — влажный, phyton – растение). Они имеют большие листья и слабую корневую систему.

Животных, обитающих в среде с пониженной влажностью воздуха, называют ксерофилами (от греч. xeros — сухой, phyleo – люблю). К ним, например, относятся некоторые черепахи, саранча и др.

Растения, приспособившиеся к засушливым местам, называют ксерофитами (от греч. xeros — сухой, phyton – растение), которые имеют несколько типов. Например, суккуленты – жароустойчивые, но не переносящие обезвоживания (алоэ, кактусы).

- Ветер, причинами возникновения которого являются в первую очередь неодинаковый нагрев земной поверхности, а также вращение Земли. Ветер способствует распространению на большие расстояния влаги, семян, спор, химических примесей и т.п. Он способствует как снижению околоземной концентрации загрязняющих веществ, так и их повышению вследствие переноса от далеких источников, включая трансграничный перенос.

- Давление. Нормальным атмосферным давлением считается абсолютное давление на уровне поверхности Мирового океана 760 мм.рт.ст., или 1 атмосфера.

В воздушной среде по мере увеличения высоты давление снижается.

В водной среде давление повышается по мере погружения: примерно на каждые 10 метров глубины давление увеличивается на 1 атмосферу. Например, на дне Марианской впадины оно составляет 1100 атм. (760*1100=836.000 мм.рт.ст.).

Глубоководные рыбы (напр. скаты) имеют уплощенную дисковидную или ромбовидную форму тела.

- Ионизирующие излучения. Излучение, которое создается природными источниками (космическое излучение, излучение земной коры), называется фоновым излучением. На протяжении всей истории существования Земли все живое подвергается воздействию фонового излучения и адаптировалось к нему.

2. Орографические факторы(топографические), оказывают свое воздействие в условиях гористой местности, т.е. на разной высоте над уровнем моря, на разных склонах по отношению к источнику света.

Так, с возрастанием высоты снижается температура воздуха, увеличивается суточный перепад температур (днем – жарко, ночью – холодно), возрастает количество осадков, скорость ветра, повышается уровень радиации, снижается атмосферное давление. В результате в горной местности по мере подъёма наблюдается вертикальная зональность распределения растительности, которая соответствует последовательности смены широтных зон от экватора к полюсам (рис. 5).Обращённость склона горы (холма) к различным сторонам света также вносит свои коррективы.

Рис. 5.Вертикальная и широтная зональности растительности(Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П., 2000).

3. Химические факторы(газовый состав воздуха, солевой состав воды и ее кислотность, концентрация химических веществ в воде, воздухе и почве.

Состав водной среды. Примерно 75 % поверхности планеты покрыто водой. Жизнь организмов в воде (бактерии, водоросли, растения, медузы, пресноводные и морские животные, рыбы и др.) во многом зависит от её химического состава. Водные организмы подразделяются на пресноводных и морских в зависимости от солености воды, в которой они обитают. Например, в Северном Ледовитом океане соленость воды менее 31 ‰ (промилле)[1], а в Карском море – более ‰. Концентрация солей в пресных водоемах составляет всего 0,05‰. Главный компонент солей морской воды – хлорид натрия, а в пресных водах преобладают карбонаты.

Другой важный показатель химического состава водной среды – кислотность (рН). Одни организмы приспособлены жить в кислой среде (рН < 7), другие – в щелочной (рН > 7), третьи – в нейтральной (рН ≈ 7)

Также в водной среде всегда присутствуют растворенные газы: в наибольшем количестве - кислород и диоксид углерода, в наименьшем – сероводород, аргон, метан и др.

Состав воздушной среды на высоте уровня моря на всей планете практически одинаков. Больше всего в атмосферном воздухе азота – около 79%, кислорода – около 21%. Остальное – углекислый и другие газы. Присутствие в воздухе иных газообразных веществ и аэрозолей(как результат природной и антропогенной деятельности) значительно изменяет привычные условия среды обитания, негативно влияет на живые организмы.

В составе почв присутствуют твердые, жидкие и газообразные компоненты:

- минеральная основа …………… обычно 50-60% от общего состава

- органическое вещество…………до 10%

- вода………………………………25-35%

- воздух……………………………15-25%

Абиотические факторы, связанные с воздействием почвы, называются эдафогенными (эдафическими), происходящие от греч. «эдафос» - почва). Сюда относятся: механический состав почвы, влагоёмкость, воздухопроницаемость, плотность.

4. Космические факторы.

Наша планета не изолирована от процессов, протекающих в космическом пространстве. Земля периодически сталкивается с астероидами, сближается с кометами, на нее падает космическая пыль и др.

5. Высокотемпературные факторы.

К этой категории относятся: пожары, извержения вулканов, сильные засухи.

Основной причиной возгорания в естественных условиях являются удары молний, извержения вулканов и засухи. По мере развития цивилизации увеличилось число пожаров, связанных с деятельностью человека: выжигание участков леса для земледелия, небрежное обращение с огнем, аварии и т.д.

Ежегодно на планете огонь уничтожает примерно 20 млн. га растительности. При этом в атмосферу поступает значительное количество продуктов пиролиза растительной массы и её обитателей, что существенно сказывается на загазованности среды обитания в соседних районах.

Однако, почва после пожаров обогащается питательными элементами, такими, как фосфор, калий, кальций, магний. Животные, пасущиеся на таких участках, получают более полноценное питание.

Все вышеперечисленные абиотические факторы среды могут действовать на организм каждый по отдельности, так и совокупно.

Биотические факторы [2](от греч. biote - жизнь) - это факторы, возникающие в живой природе, выражающиеся в действии организмов друг на друга и на окружающую среду. биоте.

Биотические факторы подразделяются на:

- фитогенные (от греч. phyton - растение и genesis - происхождение). Своеобразной формой взаимодействия растений друг с другом является аллелопатия (от греч. allelōn - взаимно и pathos - страдание), которая проявляется в результате выделения некоторыми растениями во внешнюю среду биологически активных веществ (фитонцидов, антибиотиков и др.). Растения, испытывая многообразные влияния от соседних растений, одновременно сами воздействуют на них. Повсеместно существует переплете­ние и срастание корней, охлёстывание ветвями соседних крон, использование одним растением другого для прикрепления и многие другие формы взаимоотношений между растениями;

- зоогенные (от греч. zoon - животное и genesis - происхождение). К факторам воздейст­вия животных на растения, прежде всего, относятся их по­едание, объедание, вытаптывание. Растения, повреждаемые животными-фито­фагами, приобретают защитные приспособления (колючки, шипы и т. п.), образуют избыточную фитомассу, усиленно на­ращивают оставшиеся листья и т. п.

Рис. 6. Зависимость эффектов действия экологических факторов от их интенсивности (Чебышев Н.В., Филиппова А.В., 2004)

Главной формой взаимоотношений организмов являются пищевые взаимоотношения различных категорий (см. раздел 3.1.5).

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: