ЛЕКЦИЯ No4

ТЕМА: ФАКТОРИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА

ПЛАН:

1. Понятието за факторите на околната среда и тяхната класификация.

2. Абиотични фактори.

2.1. Екологичната роля на основните абиотични фактори.

2.2. Топографски фактори.

2.3. Космически фактори.

3. Биотични фактори.

4. Антропогенни фактори.

1. Понятието за факторите на околната среда и тяхната класификация

Екологичен фактор е всеки елемент от околната среда, способен да повлияе пряко или косвено върху живия организъм, поне на един от етапите на неговото индивидуално развитие.

Факторите на околната среда са разнообразни, като всеки фактор е комбинация от съответното състояние на околната среда и нейния ресурс (запас в околната среда).

Екологичните фактори на околната среда обикновено се разделят на две групи: фактори от инертен (нежив) характер - абиотични или абиогенни; фактори на живата природа - биотични или биогенни.

Заедно с горната класификация на факторите на околната среда има много други (по-рядко срещани), които използват други отличителни черти. Така че се разграничават фактори, които зависят и не зависят от броя и плътността на организмите. Например действието на макроклиматичните фактори не се влияе от броя на животните или растенията, а епидемиите (масови заболявания), причинени от патогенни микроорганизми, зависят от техния брой на дадена територия. Има класификации, в които всички антропогенни фактори са класифицирани като биотични.

2. Абиотични фактори

В абиотичната част на местообитанието (в неживата природа) всички фактори, на първо място, могат да бъдат разделени на физически и химични. За да се разбере обаче същността на разглежданите явления и процеси, е удобно да се представят абиотични фактори като набор от климатични, топографски, космически фактори, както и характеристики на състава на околната среда (водна, сухоземна или почвена) и т.н.

Физически фактори - това са тези, чийто източник е физическо състояние или явление (механично, вълново и т.н.). Например температурата, ако е висока, ще изгори, ако е много ниска - измръзване. Други фактори също могат да повлияят на въздействието на температурата: във вода - течение, на сушата - вятър и влажност и др.

Химични фактори - това са тези, които идват от химичния състав на околната среда. Например солеността на водата, ако тя е висока, животът в резервоара може да отсъства напълно (Мъртво море), но в същото време повечето морски организми не могат да живеят в прясна вода. Животът на животните на сушата и във водата и т.н. зависи от адекватността на съдържанието на кислород.

Едафични фактори (почвата) е съвкупност от химични, физични и механични свойства на почвите и скалите, които засягат както организмите, които живеят в тях, тоест за които те са местообитание, така и кореновата система на растенията. Ефектите на химичните компоненти (биогенни елементи), температурата, влагата, структурата на почвата върху растежа и развитието на растенията са добре известни.

2.1. Екологичната роля на основните абиотични фактори

Слънчева радиация.Слънчевата радиация е основният източник на енергия за екосистемата. Енергията на Слънцето се разпространява в пространството под формата на електромагнитни вълни. За организмите са важни дължината на вълната на възприеманото лъчение, неговата интензивност и продължителност на излагане.

Около 99% от цялата енергия на слънчевата радиация се състои от лъчи с дължина на вълната k \u003d nm, включително 48% от видимата част на спектъра (k \u003d nm), 45% от близката инфрачервена светлина (k \u003d nm) и около 7% от ултравиолетовите (до< 400 нм).

Лъчите с X \u003d nm са с преобладаващо значение за фотосинтезата. Слънчевата радиация с дълги вълни (далечна инфрачервена светлина) (k\u003e 4000 nm) оказва незначително влияние върху жизнените процеси на организмите. Ултравиолетовите лъчи с k\u003e 320 nm в малки дози са необходими за животните и хората, тъй като под тяхно действие в организма се образува витамин D. Радиация с k< 290 нм губи­тельно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.

Когато преминава през атмосферния въздух, слънчевата светлина се отразява, разсейва и поглъща. Чистият сняг отразява около 80-95% от слънчевата светлина, замърсеният - 40-50%, черноземната почва - до 5%, сухата лека почва - 35-45%, иглолистните гори - 10-15%. Осветеността на земната повърхност обаче варира значително в зависимост от времето на годината и деня, географската ширина, експозицията на наклон, състоянието на атмосферата и т.н.

Поради въртенето на Земята периодично се редуват светли и тъмни часове на деня. Цъфтежът, покълването на семена в растенията, миграцията, хибернацията, размножаването на животни и много повече в природата са свързани с продължителността на фотопериода (продължителността на деня). Нуждата от светлина за растенията определя техния бърз растеж във височина, стъпаловидната структура на гората. Водните растения се разпространяват главно в повърхностните слоеве на водните тела.

Прякото или разсеяното слънчево лъчение не се изисква само за малка група живи същества - някои видове гъби, дълбоководни риби, почвени микроорганизми и т.н.

Най-важните физиологични и биохимични процеси, извършвани в живия организъм, поради наличието на светлина, включват следното:

1. Фотосинтеза (1-2% от слънчевата енергия, падаща на Земята, се използва за фотосинтеза);

2. Транспирация (около 75% - за транспирация, която осигурява охлаждане на растенията и движение на водни разтвори на минерални вещества по тях);

3. Фотопериодизъм (осигурява синхронизиране на жизнените процеси в живите организми с периодично променящи се условия на околната среда);

4. Движение (фототропизъм в растенията и фототаксис при животни и микроорганизми);

5. Визия (една от основните анализиращи функции на животните);

6. Други процеси (синтез на витамин D при хора на светлина, пигментация и др.).

Основата на биоценозите в централна Русия, както и повечето сухоземни екосистеми, са производителите. Използването им на слънчева светлина е ограничено от редица природни фактори и на първо място от температурни условия. В тази връзка се развиха специални адаптивни реакции под формата на наслояване, мозайка на листата, фенологични различия и др. Според търсенето на условия на осветление растенията се разделят на светли или светлолюбиви (слънчоглед, живовляк, домат, акация, пъпеш), сенчести или нелюбими (горски билки, мъхове) и сенкоустойчиви (киселец, вереск, ревен, малина, къпина).

Растенията формират условията за съществуването на други видове живи същества. Ето защо реакцията им към условията на осветление е толкова важна. Замърсяването на околната среда води до промяна в осветеността: намаляване на нивото на слънчева слънчева изолация, намаляване на количеството фотосинтетично активно излъчване (PAR-част от слънчевата радиация с дължина на вълната от 380 до 710 nm), промяна в спектралния състав на светлината. В резултат това унищожава ценозите въз основа на пристигането на слънчева радиация при определени параметри.

Температура.За естествените екосистеми от нашата зона температурният фактор, заедно с доставката на светлина, е определящ за всички жизнени процеси. Активността на населението зависи от времето на годината и времето от деня, тъй като всеки от тези периоди има свои собствени температурни условия.

Температурата е свързана главно със слънчевата радиация, но в някои случаи тя се определя от енергията на геотермалните източници.

При температури под точката на замръзване живата клетка се уврежда физически от образуваните ледени кристали и умира, а при високи температури ензимите се денатурират. По-голямата част от растенията и животните не могат да издържат на отрицателни телесни температури. Горната температурна граница на живота рядко се издига над 40–45 ° С.

В интервала между крайните граници скоростта на ензимните реакции (следователно скоростта на метаболизма) се удвоява с повишаване на температурата на всеки 10 ° C.

Значителна част от организмите е в състояние да контролира (поддържа) телесната температура и най-вече най-жизненоважните органи. Такива организми се наричат хомеотермална- топлокръвен (от гръцки homoios - подобен, therme - топлина), за разлика от пойкилотермичен - хладнокръвен (от гръцки poikilos - различен, променлив, разнообразен), имащ променлива температура, в зависимост от околната температура.

Пойкилотермните организми през студения сезон или ден намаляват нивото на жизнените процеси до анабиоза. На първо място, това се отнася до растения, микроорганизми, гъби и пойкилотермични (хладнокръвни) животни. Само хомеотермични (топлокръвни) видове остават активни. Хетеротермичните организми, които са в неактивно състояние, имат телесна температура не много по-висока от температурата на външната среда; в активно състояние е доста високо (мечки, таралежи, прилепи, земни катерици).

Терморегулацията на хомоиотермалните животни се осигурява от специален тип метаболизъм, който се случва с отделянето на топлина в тялото на животните, наличието на топлоизолационни покрития, размер, физиология и др.

Що се отнася до растенията, те са разработили редица свойства в процеса на еволюция:

устойчивост на студ - способността да понася дълго време ниски положителни температури (от O ° C до + 5 ° C);

зимна издръжливост - способността на многогодишните видове да издържат на комплекс от неблагоприятни зимни условия;

устойчивост на замръзване - способността да издържат дълго време на отрицателни температури;

анабиоза - способността да се издържи период на дългосрочна липса на фактори на околната среда в състояние на рязко намаляване на метаболизма;

топлоустойчивост - способността да понася високи (над + 38 ° ... + 40 ° C) температури без значителни метаболитни нарушения;

ефимерност - намаляване на онтогенезата (до 2-6 месеца) при видове, растящи в кратък период от благоприятни температурни условия.

Във водна среда, поради високия топлинен капацитет на водата, температурните промени са по-малко резки и условията са по-стабилни, отколкото на сушата. Известно е, че в региони, където температурата варира значително през деня, както и през различни сезони, разнообразието на видовете е по-малко, отколкото в регионите с по-постоянни дневни и годишни температури.

Температурата, подобно на интензивността на светлината, зависи от географската ширина, сезона, времето на деня и експозицията на наклон. Екстремните температури (ниски и високи) се влошават от силен вятър.

Промяната в температурата при покачване във въздуха или потапяне във водна среда се нарича температурна стратификация. Обикновено и в двата случая има непрекъснато намаляване на температурата с определен градиент. Има обаче и други опции. Така че през лятото повърхностните води се нагряват повече от дълбоките. Поради значително намаляване на плътността на водата при нагряването й, циркулацията й започва в нагретия повърхностен слой, без да се смесва с по-плътната, студена вода на долните слоеве. В резултат на това между топлите и студените слоеве се образува междинна зона с остър температурен градиент. Всичко това се отразява на разположението на живите организми във вода, както и на пренасянето и разпръскването на входящите примеси.

Подобно явление се случва в атмосферата, когато охладените въздушни слоеве се движат надолу и се намират под топли слоеве, т.е. се извършва температурна инверсия, допринасяща за натрупването на замърсители в повърхностния въздушен слой.

Обръщането се улеснява от някои характеристики на релефа, например ями и долини. Това се случва, когато има вещества на определена височина, например аерозоли, нагрявани директно от пряка слънчева радиация, което причинява по-интензивно нагряване на горните слоеве на въздуха.

В почвената среда дневната и сезонната температурна стабилност (колебания) зависят от дълбочината. Значителният градиент на температурата (както и влагата) позволява на жителите на почвата да си осигурят благоприятна среда чрез малки движения. Наличието и броят на живите организми могат да повлияят на температурата. Например под горски навес или под листата на отделно растение се получава различна температура.

Валежи, влажност. Водата е незаменима за живота на Земята, в екологично отношение е уникална. При практически същите географски условия на Земята има гореща пустиня и тропическа гора. Разликата е само в годишното количество валежи: в първия случай 0,2-200 mm, а във втория 900-2000 mm.

Валежите, тясно свързани с влажността на въздуха, са резултат от кондензация и кристализация на водни пари във високите слоеве на атмосферата. В повърхностния въздушен слой се образуват роса и мъгла, а при ниски температури се наблюдава кристализация на влага - изпада слана.

Една от основните физиологични функции на всеки организъм е да поддържа достатъчно ниво на вода в тялото. В процеса на еволюция организмите са разработили разнообразни адаптации към добива и икономичното използване на водата, както и към опита от сухия период. Някои пустинни животни получават вода от храната, други чрез окисляване на своевременно складирани мазнини (например камила, способна да получи 107 g метаболитна вода от 100 g мазнини чрез биологично окисляване); в същото време те имат минимална водопропускливост на външните покривки на тялото, а засушливостта се характеризира с изпадане в състояние на покой с минимална скорост на метаболизма.

Сухоземните растения си набавят вода основно от почвата. Ниските валежи, бързото оттичане, интензивното изпаряване или комбинация от тези фактори водят до изсушаване, а излишната влага води до преовлажняване и преовлажняване на почвите.

Балансът на влага зависи от разликата между количеството на валежите и количеството вода, изпарена от повърхностите на растенията и почвата, както и чрез транспирация]. От своя страна процесите на изпаряване пряко зависят от относителната влажност на атмосферния въздух. При влажност, близка до 100%, изпарението на практика спира и ако температурата спадне допълнително, започва обратният процес - кондензация (образува се мъгла, пада роса и слана).

В допълнение към горното, влажността на въздуха като фактор на околната среда, при своите екстремни стойности (висока и ниска влажност), усилва ефекта (изостря) ефекта на температурата върху тялото.

Наситеността на въздуха с водна пара рядко достига максималната си стойност. Дефицитът на влага е разликата между максимално възможното и действително съществуващото насищане при дадена температура. Това е един от най-важните параметри на околната среда, тъй като характеризира две количества едновременно: температура и влажност. Колкото по-висок е дефицитът на влага, толкова по-сух и топъл е и обратно.

Режимът на валежи е най-важният фактор, определящ миграцията на замърсителите в естествената среда и измиването им от атмосферата.

По отношение на водния режим се разграничават следните екологични групи от живи същества:

хидробионти - обитатели на екосистеми, чийто жизнен цикъл протича във вода;

хигрофити - растения с влажни местообитания (блатен невен, европейски бански, широколистен опашник);

хигрофили - животни, живеещи в много влажни части на екосистемите (мекотели, земноводни, комари, дървесни въшки);

мезофити - Растения в умерено влажни местообитания;

ксерофити- растения от сухи местообитания (пера, пелин, астрагал);

ксерофили - жители на сухи райони, които не понасят повишена влага (някои видове влечуги, насекоми, пустинни гризачи и бозайници);

сукуленти - Растения от най-сухите местообитания, способни да натрупват значителни запаси от влага вътре в стъблото или листата (кактуси, алое, агава);

склерофити - Растения в много сухи райони, които могат да издържат на тежка дехидратация (обикновен камилски трън, саксаул, саксагиз);

ефемера и ефемероиди - едногодишни и многогодишни тревисти видове със съкратен цикъл, съвпадащ с периода на достатъчно влага.

Консумацията на влага в растенията може да се характеризира със следните показатели:

толерантност към суша - способността да издържат на намалена атмосферна и (или) почвена суша;

устойчивост на влага - способността да понася преовлажняване;

коефициент на транспирация - количеството консумирана вода за образуване на единица сухо тегло (за бяло зеле 500-550, за тиква-800);

общ коефициент на консумация на вода - количеството вода, консумирано от растението и почвата за създаване на единица биомаса (за ливадни треви - 350–400 м3 вода на тон биомаса).

Нарушаването на водния режим, замърсяването на повърхностните води е опасно и в някои случаи разрушително за ценозите. Промените във водния цикъл в биосферата могат да доведат до непредсказуеми последици за всички живи организми.

Мобилност на околната среда. Причините за движението на въздушните маси (вятър) са преди всичко неравномерното нагряване на земната повърхност, което причинява спада на налягането, както и въртенето на земята. Вятърът е насочен към по-топъл въздух.

Вятърът е най-важният фактор за разпространението на големи разстояния на влага, семена, спори, химически примеси и др. Източници, включително трансграничен транспорт.

Вятърът ускорява транспирацията (изпаряване на влагата от земните части на растенията), което особено влошава условията на живот при ниска влажност. В допълнение, тя косвено засяга всички живи организми на земята, участвайки в процесите на изветряване и ерозия.

Подвижността в космоса и смесването на водните маси допринасят за поддържане на относителната хомогенност (еднородност) на физико-химичните характеристики на водните тела. Средната скорост на повърхностните течения е в диапазона 0,1-0,2 m / s, достигайки на места 1 m / s, в близост до Гълфстрийм - 3 m / s.

Налягане. Нормалното атмосферно налягане се счита за абсолютното налягане на повърхността на Световния океан 101,3 kPa, съответстващо на 760 mm Hg. Изкуство. или 1 атм. В света има постоянни области с високо и ниско атмосферно налягане и в същите точки се наблюдават сезонни и дневни колебания. С увеличаване на надморската височина спрямо нивото на океана налягането намалява, парциалното налягане на кислорода намалява и транспирацията в растенията се увеличава.

Периодично в атмосферата се образуват зони с понижено налягане с мощни въздушни течения, движещи се по спирала към центъра, които се наричат \u200b\u200bциклони. Те се характеризират с голямо количество валежи и нестабилно време. Противоположните природни явления се наричат \u200b\u200bантициклони. Те се характеризират със стабилно време, слаб вятър и в някои случаи температурна инверсия. При антициклоните понякога възникват неблагоприятни метеорологични условия, допринасящи за натрупването на замърсители в повърхностния слой на атмосферата.

Има и морско и континентално атмосферно налягане.

Налягането във водната среда се увеличава с потапяне. Поради значително (800 пъти) по-голямата от тази на въздуха, плътността на водата на всеки 10 m дълбочина в сладководен резервоар, налягането се увеличава с 0,1 MPa (1 atm). Абсолютното налягане в дъното на Марианската падина надвишава 110 МРа (1100 атм).

Йонизиращорадиация. Йонизиращо лъчение се нарича лъчение, което образува двойки йони при преминаване през вещество; фон - радиация, генерирана от природни източници. Той има два основни източника: космическа радиация и радиоактивни изотопи и елементи в минералите на земната кора, възникнали веднъж в процеса на образуване на земното вещество. Поради дългия полуживот, ядрата на много първични радиоактивни елементи са запазени в недрата на Земята до наши дни. Най-важните от тях са калий-40, торий-232, уран-235 и уран-238. Под въздействието на космическата радиация в атмосферата непрекъснато се образуват нови ядра от радиоактивни атоми, основните от които са въглерод-14 и тритий.

Радиационният фон на ландшафта е един от задължителните компоненти на неговия климат. Всички известни източници на йонизиращо лъчение участват в образуването на фона, но приносът на всеки от тях в общата доза на облъчване зависи от конкретна географска точка. Човекът като обитател на природната среда получава по-голямата част от радиацията от естествени източници на радиация и това не може да бъде избегнато. Целият живот на Земята е изложен на радиация от Космоса. Планинските пейзажи се характеризират с повишен принос на космическа радиация поради голямата им надморска височина. Ледниците, действайки като абсорбиращ щит, улавят излъчването на подлежащата скална основа в тяхната маса. Установени са разлики в съдържанието на радиоактивни аерозоли над морето и сушата. Общата радиоактивност на морския въздух е стотици и хиляди пъти по-малка от тази на континенталния въздух.

Има региони на Земята, където степента на експозиционната доза е десетки пъти по-висока от средната, например зони с уран и торий. Такива места се наричат \u200b\u200bуранови и ториеви провинции. На местата, където излизат гранитни скали, се наблюдава стабилно и относително по-високо ниво на радиация.

Биологичните процеси, съпътстващи образуването на почви, значително влияят върху натрупването на радиоактивни вещества в последните. При ниско съдържание на хуминови вещества тяхната активност е слаба, докато черноземите винаги са се отличавали с по-висока специфична активност. Особено високо е в черноземни и ливадни почви, разположени в близост до гранитни масиви. Според степента на нарастване на специфичната активност на почвата, тя може да бъде грубо подредена в следния ред: торф; черна земя; почви от степната зона и горската степ; почви, развиващи се върху гранити.

Влиянието на периодичните колебания в интензивността на космическата радиация в близост до земната повърхност върху дозата радиация на живите организми е практически незначително.

В много региони на света степента на експозиционната доза, дължаща се на радиацията на уран и торий, достига нивото на експозиция, което е съществувало на Земята в геологично предвидимото време, в което се е състояла естествената еволюция на живите организми. Като цяло йонизиращото лъчение има по-разрушителен ефект върху силно развити и сложни организми, а човек е особено чувствителен. Някои вещества се разпределят равномерно в тялото, като въглерод-14 или тритий, докато други се натрупват в определени органи. По този начин радий-224, -226, олово-210, полоний-210 се натрупват в костните тъкани. Инертният газ радон-220, който понякога излиза не само от находища в литосферата, но и от минерали, добивани от човека и използвани като строителни материали, оказва силно въздействие върху белите дробове. Радиоактивните вещества могат да се натрупват във вода, почва, валежи или въздух, ако скоростта на тяхното постъпване надвишава скоростта на радиоактивно разпадане. В живите организми натрупването на радиоактивни вещества се случва, когато те се поглъщат с храна.

2.2. Топографски фактори

Влиянието на абиотичните фактори до голяма степен зависи от топографските характеристики на района, които могат значително да променят както климата, така и характеристиките на почвеното развитие. Основният топографски фактор е надморската височина. Средните температури намаляват с надморска височина, дневният температурен спад се увеличава, количеството на валежите, скоростта на вятъра и интензивността на лъчението се увеличават, а налягането намалява. В резултат на това в планинския терен, когато се издига, има вертикално зониране на разпределението на растителността, съответстващо на последователността на промяна на широтните зони от екватора до полюсите.

Планинските вериги могат да служат като климатични бариери. Когато се издига над планините, въздухът се охлажда, което често причинява валежи и по този начин намалява абсолютното му съдържание на влага. Попадайки от другата страна на планинската верига, изсушеният въздух помага да се намали интензивността на дъжда (снеговалеж), което създава "дъждовна сянка".

Планините могат да играят ролята на изолиращ фактор в процесите на видообразуване, тъй като служат като бариера за миграцията на организмите.

Важен топографски фактор е изложение (осветяване) на наклона. В Северното полукълбо е по-топло в южните склонове, а в Южното полукълбо в северните склонове.

Друг важен фактор е стръмнина на склоназасягащи дренажа. Водата тече по склоновете, отмивайки почвата, намалявайки нейния слой. Освен това гравитацията кара почвата бавно да се плъзга надолу, което води до нейното натрупване в основата на склоновете. Наличието на растителност ограничава тези процеси, но при склонове над 35 °, почвата и растителността обикновено липсват и се създава талус от насипен материал.

2.3. Космос фактори

Нашата планета не е изолирана от процесите, протичащи в космоса. Земята периодично се сблъсква с астероиди, приближава се до комети, космически прах, върху нея падат метеоритни вещества, различни видове радиация от Слънцето и звездите. Циклично (един от циклите има период от 11,4 години) слънчевата активност се променя.

Науката е натрупала много факти, потвърждаващи влиянието на Космоса върху живота на Земята.

3. Биотични фактори

Всички живи същества, които заобикалят даден организъм в местообитание, представляват биотична среда или биота. Биотични фактори е съвкупност от влияния на жизнената дейност на някои организми върху други.

Връзката между животни, растения, микроорганизми е изключително разнообразна. На първо място, разграничете хомотипна реакции, т.е. взаимодействието на индивиди от същия вид и хетеротипен - връзката на представители на различни видове.

Представители на всеки вид са в състояние да съществуват в такава биотична среда, където връзките с други организми им осигуряват нормални условия на живот. Основната форма на проявление на тези връзки са хранителните взаимоотношения на организмите от различни категории, които формират основата на хранителните (трофични) вериги, мрежи и трофичната структура на биотата.

В допълнение към хранителните връзки възникват и пространствени взаимоотношения между растителни и животински организми. В резултат на действието на много фактори, различни видове не се комбинират в произволна комбинация, а само ако са адаптирани към съжителство.

Биотичните фактори се проявяват в биотични взаимоотношения.

Разграничават се следните форми на биотични взаимоотношения.

Симбиоза (съжителство). Това е форма на връзка, при която и двамата партньори или единият от тях се възползват от другия.

Сътрудничество... Сътрудничеството е дълго, неделимо, взаимноизгодно съжителство на два или повече вида организми. Например връзката между рак-отшелник и анемона.

Коменсализъм... Коменсализмът е взаимодействието между организмите, когато жизнената дейност на един доставя храна (парасейлинг) или подслон (квартира) на друг. Типични примери са хиени, които събират останките от плячка, които не са изядени от лъвове, рибни запръжки, скрити под чадърите на големи медузи, както и някои гъби, растящи в корените на дърветата.

Взаимност... Взаимността е взаимноизгодно съжителство, когато присъствието на партньор се превръща в предпоставка за съществуването на всеки от тях. Пример за това е съжителството на възлови бактерии и бобови растения, които могат да съжителстват и обогатяват почвата с бедни на азот почви.

Антибиоза... Форма на взаимоотношения, при която и двамата партньори или един от тях се влияят отрицателно, се нарича антибиоза.

Състезание... Това е отрицателното въздействие на организмите един върху друг в борбата за храна, местообитание и други условия, необходими за живота. Най-ясно се проявява на ниво популация.

Хищничество. Хищничеството е връзката между хищник и плячка, която се състои в изяждането на един организъм от друг. Хищниците са животни или растения, които улавят и ядат животни за храна. Така например лъвовете ядат тревопасни копитни животни, птици - насекоми, големи риби - по-малки. Хищничеството е едновременно добро за едно и лошо за друго.

В същото време всички тези организми са необходими един за друг. В процеса на взаимодействие „хищник - плячка“ се случва естествен подбор и адаптивна изменчивост, тоест най-важните еволюционни процеси. При естествените условия нито един от видовете не се стреми (и не може) да доведе до унищожаване на друг. Освен това изчезването на всеки естествен „враг“ (хищник) от местообитанието може да допринесе за изчезването на плячката му.

Неутрализъм... Взаимозависимостта на различните видове, живеещи на една и съща територия, се нарича неутрализъм. Например катериците и лосовете не се съревновават помежду си, но сушата в гората засяга и двете, макар и в различна степен.

Напоследък се обръща все повече внимание антропогенни фактори - съвкупността от човешкото въздействие върху околната среда, поради неговите градско-техногенни дейности.

4. Антропогенни фактори

Настоящият етап на човешката цивилизация отразява такова ниво на знания и възможности на човечеството, че въздействието му върху околната среда, включително биологичните системи, придобива характера на глобална планетарна сила, която ние отделяме като специална категория фактори - антропогенни, т.е. генерирани от човешка дейност. Те включват:

Промени в климата на Земята в резултат на природни геоложки процеси, подсилени от парниковия ефект, причинен от промени в оптичните свойства на атмосферата от емисии в нея главно на CO, CO2 и други газове;

Изхвърляне на околоземно пространство (OKP), последствията от което все още не са напълно разбрани, с изключение на реалната опасност за космическите кораби, включително спътници за комуникация, местоположението на земната повърхност и други, които се използват широко в съвременните системи за взаимодействие между хората, държавите и правителствата;

Намаляване на мощността на стратосферния озонов екран с образуването на т. Нар. „Озонови дупки“, които намаляват защитните способности на атмосферата срещу навлизането на твърда късовълнова ултравиолетова радиация, която е опасна за живите организми, на Земята повърхност;

Химическо замърсяване на атмосферата от вещества, които допринасят за образуването на киселинни валежи, фотохимичен смог и други съединения, опасни за биосферните обекти, включително хора и изкуствени обекти, създадени от тях;

Замърсяване на океаните и промени в свойствата на океанските води поради петролни продукти, тяхното насищане с въглероден диоксид на атмосферата, от своя страна замърсени от превозни средства и топлоенергетика, погребване в океански води на силно токсични химични и радиоактивни вещества, приток на замърсяване с речен отток, нарушаване на водния баланс на крайбрежните райони във връзка с регулиране на реките;

Изчерпване и замърсяване на всички видове източници и сухоземни води;

Радиоактивно замърсяване на отделни райони и региони с тенденция да се разпространява по повърхността на Земята;

Замърсяване на почвата поради отлагането на замърсени валежи (например киселинни дъждове), неоптимално използване на пестициди и минерални торове;

Промени в геохимията на ландшафтите, във връзка с топлоенергетиката, преразпределението на елементите между подпочвата и земната повърхност в резултат на добив и металургична обработка (например концентрация на тежки метали) или извличане на повърхността на композиционно аномални, силно минерализирани подпочвени води и саламури;

Непрекъснато натрупване на битови отпадъци и всички видове твърди и течни отпадъци на повърхността на Земята;

Нарушаване на глобалното и регионалното екологично равновесие, съотношението на екологичните компоненти в крайбрежната земя и море;

Продължаващо, а на места и - увеличаващо се опустиняване на планетата, задълбочаване на процеса на опустиняване;

Намаляване на площта на тропическите гори и северната тайга, тези основни източници за поддържане на кислородния баланс на планетата;

В резултат на всички горепосочени процеси освобождаването на екологични ниши и запълването им с други видове;

Абсолютното пренаселеност на Земята и относителната демографска пренаселеност на отделните региони, екстремната диференциация на бедността и богатството;

Влошаване на средата на живот в пренаселените градове и столичните райони;

Изчерпване на много находища на минерални суровини и постепенно преминаване от богати към все по-бедни руди;

Укрепване на социалната нестабилност като последица от нарастващата диференциация на богатите и бедните части от населението на много страни, увеличаване на нивото на въоръжение на тяхното население, криминализация, природни бедствия в околната среда.

Намаляване на имунния статус и здравния статус на населението на много страни по света, включително Русия, многократни повторения на епидемии, които са все по-масивни и тежки по отношение на последствията.

Това не е пълен набор от проблеми, при решаването на всеки от които специалистът може да намери своето място и бизнес.

Най-мащабното и значимо е химическото замърсяване на околната среда от вещества, които не са типични за нея.

Физическият фактор като замърсител на човешката дейност е неприемливо ниво на термично замърсяване (особено радиоактивно).

Биологичното замърсяване на околната среда е разнообразие от микроорганизми, най-опасни сред които са различни заболявания.

Контрол въпроси и задачи

1. Кои са факторите на околната среда?

2. Какви фактори на околната среда се класифицират като абиотични, кои са биотични?

3. Как се нарича съвкупността от влияния на жизнената дейност на някои организми върху жизнената дейност на други?

4. Какви са ресурсите на живите същества, как са класифицирани и какво е тяхното екологично значение?

5. Какви фактори трябва да се вземат предвид преди всичко при създаването на проекти за управление на екосистемите. Защо?

Фактори на околната среда Представлява комплекс от условия на околната среда, засягащи живите организми. Разграничете неодушевени фактори - абиотични (климатични, едафични, орографски, хидрографски, химически, пирогенни), фактори на дивата природа - биотични (фитогенни и зоогенни) и антропогенни фактори (въздействие на човешката дейност). Ограничаващи фактори включват всички фактори, които ограничават растежа и развитието на организмите. Адаптирането на даден организъм към средата му се нарича адаптация. Външният вид на организма, отразяващ неговата адаптивност към условията на околната среда, се нарича форма на живот.

Понятието за екологични фактори на околната среда, тяхната класификация

Отделните компоненти на местообитанието, които засягат живите организми, на които те реагират с адаптивни реакции (адаптации), се наричат \u200b\u200bфактори на околната среда или екологични фактори. С други думи, се нарича комплексът от условия на околната среда, засягащи жизнената дейност на организмите екологични фактори на околната среда.

Всички фактори на околната среда са разделени на групи:

1. включват компоненти и явления от нежива природа, пряко или косвено засягащи живите организми. Сред многото абиотични фактори основната роля играят:

• климатичен (слънчева радиация, светлина и светлинни условия, температура, влажност, валежи, вятър, атмосферно налягане и др.);
• едафичен (механична структура и химичен състав на почвата, влагоемкост, вода, въздух и термични условия на почвата, киселинност, влажност, газов състав, ниво на подпочвените води и др.);
• орографски (релеф, излагане на наклон, стръмност на склона, разлика във височината, височина над морското равнище);
• хидрографски (прозрачност на водата, течливост, дебит, температура, киселинност, газов състав, съдържание на минерални и органични вещества и др.);
• химически (газов състав на атмосферата, воден състав на водата);
• пирогенен (излагане на огън).

2. - съвкупност от взаимоотношения между живите организми, както и взаимното им влияние върху околната среда. Действието на биотичните фактори може да бъде не само пряко, но и косвено, изразяващо се в корекция на абиотични фактори (например промени в състава на почвата, микроклимат под горския навес и др.). Биотичните фактори включват:

• фитогенен (влиянието на растенията едно върху друго и върху околната среда);
• зоогенен (влиянието на животните един върху друг и върху околната среда).

3. Отразявайте интензивното влияние на човека (пряко) или човешката дейност (косвено) върху околната среда и живите организми. Тези фактори включват всички форми на човешка дейност и човешкото общество, които водят до промяна в природата като местообитание и други видове и пряко засягат техния живот. Всеки жив организъм е повлиян от неживата природа, организмите от други видове, включително хората, и от своя страна засяга всеки от тези компоненти.

Влиянието на антропогенните фактори в природата може да бъде както съзнателно, така и случайно, или несъзнавано. Човекът, разоравайки девствени и угарни земи, създава земеделска земя, развива високопродуктивни и устойчиви на болести форми, заселва едни видове и унищожава други. Тези (съзнателни) влияния често са отрицателни, например безразсъдното разпръскване на много животни, растения, микроорганизми, хищническото унищожаване на редица видове, замърсяването на околната среда и т.н.

Биотичните фактори на околната среда се проявяват чрез връзката на организмите, които са част от една общност. В природата много видове са тясно взаимосвързани; връзката им помежду си като компоненти на околната среда може да бъде изключително сложна. Що се отнася до връзките между общността и неорганичната среда, те винаги са двустранни, взаимни. По този начин естеството на гората зависи от съответния тип почва, но самата почва до голяма степен се формира под влиянието на гората. По същия начин температурата, влажността и осветеността в гората се определят от растителността, но формираните климатични условия от своя страна влияят върху общността на организмите, живеещи в гората.

Въздействието на факторите на околната среда върху тялото

Въздействието на местообитанието се възприема от организмите чрез т.нар. Фактори на околната среда екологични. Трябва да се отбележи, че факторът на околната среда е само променящ се елемент на околната среда, причиняващ в организмите, с многократната си промяна, адаптивни адаптивни екологични и физиологични реакции, наследствено фиксирани в процеса на еволюция. Те се подразделят на абиотични, биотични и антропогенни (фиг. 1).

Те наричат \u200b\u200bцелия набор от фактори на неорганичната среда, които влияят върху живота и разпространението на животните и растенията. Те се отличават сред тях: физически, химически и едафични.

Физически фактори - тези, чийто източник е физическо състояние или явление (механично, вълново и т.н.). Например температура.

Химични фактори - тези, които произхождат от химичния състав на околната среда. Например соленост на водата, съдържание на кислород и т.н.

Едафични (или почвени) фактори са съвкупност от химични, физични и механични свойства на почвите и скалите, които засягат както организмите, за които са местообитание, така и кореновата система на растенията. Например влиянието на хранителните вещества, влагата, структурата на почвата, съдържанието на хумус и др. върху растежа и развитието на растенията.

Фиг. 1. Схема на въздействието на местообитанието (околната среда) върху тялото

- фактори на човешката дейност, засягащи природната среда (и хидросфери, ерозия на почвата, обезлесяване и др.).

Ограничаващи (ограничаващи) фактори на околната среданаречете такива фактори, които ограничават развитието на организмите поради липса или излишък на хранителни вещества в сравнение с нуждата (оптимално съдържание).

Така че, когато отглеждате растения при различни температури, ще бъде точката, в която се наблюдава максимален растеж оптимално. Извиква се целият температурен диапазон, от минимален до максимален, при който растежът все още е възможен обхват на стабилност (издръжливост), или толерантност. Неговите ограничителни точки, т.е. максимални и минимални използваеми температури, - граници на стабилност. Между зоната на оптимума и границите на устойчивост, когато се приближава до последната, растението изпитва нарастващ стрес, т.е. идва за зони на стрес или зони на потисничество, в рамките на стабилността (фиг. 2). Когато се отдалечавате от оптималното надолу и нагоре по скалата, стресът не само се увеличава, но когато се достигнат границите на стабилността на организма, той умира.

Фигура: 2. Зависимост на действието на фактора на околната среда от неговата интензивност

По този начин за всеки вид растения или животни има оптимални, стресови зони и граници на устойчивост (или издръжливост) по отношение на всеки фактор на околната среда. Когато факторът е близо до границите на издръжливост, тялото обикновено може да съществува само за кратко време. При по-тесен диапазон от условия е възможно дългосрочно съществуване и растеж на индивидите. Размножаването се случва дори в по-тесен диапазон и видовете могат да съществуват неограничено. Обикновено някъде в средата на диапазона на съпротива има условия, които са най-благоприятни за живот, растеж и размножаване. Тези условия се наричат \u200b\u200bоптимални, при които индивидите от даден вид са най-адаптирани, т.е. оставят най-голям брой потомци. На практика е трудно да се идентифицират такива условия, поради което оптимумът обикновено се определя от отделни показатели на жизнената активност (темп на растеж, оцеляване и т.н.).

Адаптация се състои в адаптация на организма към условията на околната среда.

Способността да се адаптира е едно от основните свойства на живота като цяло, осигуряваща възможността за неговото съществуване, способността на организмите да оцеляват и да се размножават. Адаптациите се проявяват на различни нива - от биохимията на клетките и поведението на отделните организми до структурата и функционирането на общностите и екологичните системи. Всички адаптации на организмите към съществуването в различни условия са се развили исторически. В резултат се формираха групи от растения и животни, специфични за всяка географска зона.

Адаптациите могат да бъдат морфологичен, когато структурата на организма се промени, докато се образува нов вид, и физиологичен,когато има промени във функционирането на тялото. Адаптивното оцветяване на животните, способността да го променят в зависимост от осветеността (камбала, хамелеон и др.), Е тясно свързано с морфологичните адаптации.

Широко известни са примери за физиологична адаптация - хибернация на животни, сезонни миграции на птици.

Много важни за организмите са поведенчески адаптации. Например, инстинктивното поведение определя действието на насекомите и долните гръбначни животни: риби, земноводни, влечуги, птици и др. Това поведение е генетично програмирано и наследено (вродено поведение). Това включва: начин за изграждане на гнездо при птици, чифтосване, отглеждане на потомство и др.

Има и придобита команда, получена от индивида в течение на живота му. Обучение (или изучаване на) - основният начин на предаване на придобито поведение от едно поколение на друго.

Способността на индивида да управлява своите когнитивни способности, за да оцелее в неочаквани промени в околната среда е интелигентност. Ролята на ученето и интелигентността в поведението се увеличава с подобряването на нервната система - увеличаване на мозъчната кора. За хората това е определящият механизъм на еволюцията. Свойството на видовете да се адаптират към определен набор от фактори на околната среда се обозначава с понятието екологична мистика на вида.

Комбинираното въздействие на факторите на околната среда върху тялото

Факторите на околната среда обикновено действат не един по един, а по сложен начин. Действието на всеки един фактор зависи от силата на влиянието на другите. Комбинацията от различни фактори има осезаем ефект върху оптималните условия на живот на организма (вж. Фиг. 2). Действието на един фактор не замества действието на друг. Въпреки това, под сложното въздействие на околната среда често е възможно да се наблюдава „заместващ ефект“, който се проявява в сходството на резултатите от въздействието на различни фактори. Така че светлината не може да бъде заменена с излишна топлина или изобилие от въглероден диоксид, но чрез въздействие върху промените в температурата е възможно да се спре например фотосинтезата на растенията.

При сложното въздействие на околната среда влиянието на различни фактори за организмите е неравномерно. Те могат да бъдат подразделени на главни, съпътстващи и второстепенни. Движещите фактори са различни за различните организми, дори ако те живеят на едно и също място. В ролята на водещ фактор в различните етапи от живота на организма могат да действат едни или други елементи на околната среда. Например, в живота на много културни растения, като зърнени култури, по време на покълването водещ фактор е температурата, по време на периода на ухо и цъфтеж - влага в почвата, през периода на узряване - количеството хранителни вещества и влажността на въздуха. Ролята на водещия фактор може да се промени по различно време на годината.

Водещият фактор може да не е еднакъв за един и същи вид, живеещ в различни физически и географски условия.

Понятието водещи фактори не бива да се бърка с понятието о. Факторът, чието ниво в качествено или количествено отношение (дефицит или излишък) е близо до границите на издръжливост на дадения организъм, наречен ограничаващ. Действието на ограничаващия фактор ще се прояви и в случая, когато други фактори на околната среда са благоприятни или дори оптимални. Както ограничаващи фактори могат да действат както водещите, така и второстепенните фактори на околната среда.

Понятието за ограничаващи фактори е въведено през 1840 г. от химик 10. Либих. Изучавайки ефекта върху растежа на растенията от съдържанието на различни химични елементи в почвата, той формулира принципа: „Веществото, което е минимум, контролира добива и определя размера и стабилността на последните във времето“. Този принцип е известен като закон на минимума на Либих.

Ограничаващият фактор може да бъде не само липсата, както посочи Либих, но и излишък от фактори като топлина, светлина и вода. Както беше отбелязано по-рано, организмите се характеризират с екологичен минимум и максимум. Диапазонът между тези две стойности обикновено се нарича граници на стабилност или толеранс.

Като цяло цялата сложност на влиянието на факторите на околната среда върху организма отразява закона на толерантността на W. Shelford: отсъствието или невъзможността за просперитет се определя от дефицита или, обратно, превишението на някой от редица фактори, нивото от които може да са близки до границите, понасяни от дадения организъм (1913). Тези две граници се наричат \u200b\u200bграници на толеранс.

Проведени са множество изследвания върху „екологията на толерантността“, благодарение на които границите на съществуване на много растения и животни са станали известни. Пример е ефектът на вещество, замърсяващо атмосферния въздух върху човешкото тяло (фиг. 3).

Фиг. 3. Влиянието на вещество, замърсяващо атмосферния въздух върху човешкото тяло. Max - максимална жизнена активност; Добави - допустима жизнена дейност; Opt - оптималната (не засягаща жизнената дейност) концентрация на вредното вещество; ГДК - максимално допустимата концентрация на вещество, което не променя съществено жизнената активност; Години - летална концентрация

Концентрацията на влияещия фактор (вредно вещество) на фиг. 5.2 е обозначен със символа C. При стойности на концентрация C \u003d C години, човек ще умре, но необратими промени в тялото му ще настъпят при значително по-ниски стойности на C \u003d C max. Следователно обхватът на толеранс е ограничен точно от стойността C pdc \u003d C lim. Следователно C max трябва да се определя експериментално за всяко замърсяващо или някакво вредно химично съединение и да не надвишава неговия C plc в определено местообитание (жизнена среда).

В опазването на околната среда е така горни граници на стабилност на организма до вредни вещества.

По този начин действителната концентрация на замърсителя C факт не трябва да надвишава C max (C факт ≤ C max \u003d C lim).

Стойността на концепцията за ограничаващи фактори (Lim) е, че тя предоставя на еколога отправна точка при изучаването на сложни ситуации. Ако един организъм се характеризира с широк диапазон на толерантност към фактор, който е относително постоянен и той присъства в околната среда в умерени количества, тогава този фактор едва ли е ограничаващ. Напротив, ако е известно, че определен организъм притежава тесен диапазон на толерантност към някакъв променлив фактор, то именно този фактор заслужава внимателно проучване, тъй като може да бъде ограничаващ.

Околната среда е един вид комплекс от условия около живия организъм, който може да бъде повлиян от набор от явления, материални тела, енергии. Екологичният фактор е екологичен фактор, към който организмите трябва да се адаптират. Това може да бъде намаляване или повишаване на температурата, влажност или суша, радиационен фон, човешки дейности, конкуренция между животни и др. Терминът "местообитание" по същество означава част от природата, в която организмите живеят, сред това, което има върху тях директни или косвено влияние. Това са факторите, защото те влияят на субекта по един или друг начин. Околната среда непрекъснато се променя, съставните й части са разнообразни, поради което животните, растенията и дори хората трябва непрекъснато да се адаптират, да се адаптират към новите условия, за да оцелеят и да се размножават по някакъв начин.

Класификация на факторите на околната среда

Живите организми могат да бъдат изложени както на природни, така и на изкуствени влияния. Има няколко типа класификации, но най-често срещани са такива видове фактори на околната среда като абиотични, биотични и антропогенни. Всички живи организми са засегнати по един или друг начин от явления и компоненти от неживата природа. Това са абиотичните фактори, които влияят върху жизнената дейност на хората, растенията, животните. Те от своя страна се делят на едафични, климатични, химични, хидрографски, пирогенни, орографски.

Условията на светлината, влажността, температурата, атмосферното налягане и валежите, слънчевата радиация, вятърът могат да бъдат отнесени към климатичните фактори. Едафично влияние върху живите организми чрез топлина, въздух и неговия химичен състав и механична структура, ниво на подпочвените води, киселинност. Химичните фактори са солевият състав на водата, газовият състав на атмосферата. Пирогенен - \u200b\u200bвъздействието на огъня върху околната среда. Живите организми са принудени да се адаптират към терена, промените в котата, както и към характеристиките на водата, съдържанието на органични и минерални вещества в нея.

Биотичен екологичен фактор е връзката между живите организми, както и въздействието на тяхната връзка върху околната среда. Влиянието може да бъде както пряко, така и косвено. Например, някои организми са в състояние да влияят на микроклимата, промяната и др. Биотичните фактори се разделят на четири вида: фитогенни (растенията влияят върху околната среда и помежду си), зоогенни (животните влияят върху околната среда и помежду си), микогенни (ефектът се упражнява от гъбички) и микробиогенни (микроорганизмите са в центъра на събитията).

Антропогенен фактор на околната среда е промяна в условията на живот на организмите във връзка с човешката дейност. Действията могат да бъдат както съзнателни, така и несъзнателни. Те обаче водят до необратими промени в природата. Човекът разрушава почвения слой, замърсява атмосферата и водата с вредни вещества и нарушава природните пейзажи. Антропогенните фактори могат да бъдат разделени на четири основни подгрупи: биологични, химични, социални и физически. Всички те в една или друга степен засягат животни, растения, микроорганизми, допринасят за появата на нови видове и заличават старите от лицето на земята.

Химичното влияние на факторите на околната среда върху организмите влияе главно отрицателно върху околната среда. За да постигнат добри добиви, хората използват минерални торове, убиват вредители с отрови, като по този начин замърсяват почвата и водата. Трябва да се добавят и отпадъци от транспорта и промишлеността. Физическите фактори предполагат движение в самолети, влакове, автомобили, използване на атомна енергия, ефект на вибрации и шум върху организмите. Също така не трябва да забравяте за връзката между хората, живота в обществото. Биологичните фактори включват организми, за които човек е източник на храна или местообитание; тук трябва да бъдат включени и хранителни продукти.

Условия на околната среда

В зависимост от техните характеристики и сила, различните организми реагират по различен начин на абиотични фактори. Условията на околната среда се променят с течение на времето и, разбира се, променят правилата за оцеляване, развитие и размножаване на микроби, животни, гъбички. Например животът на зелените растения в дъното на резервоар е ограничен от количеството светлина, което може да проникне във водния стълб. Броят на животните е ограничен от изобилието на кислород. Температурата оказва огромно влияние върху живите организми, тъй като нейното намаляване или повишаване влияе върху развитието и размножаването. По време на ледниковия период не само мамутите и динозаврите измират, но и много други животни, птици и растения, като по този начин променят околната среда. Влажността, температурата и светлината са основните фактори, които определят условията за съществуване на организмите.

Блясък

Слънцето дава живот на много растения, не е толкова важно за животните, колкото за представителите на флората, но въпреки това те не могат без него. Естествената светлина е естествен източник на енергия. Много растения се разделят на светлолюбиви и сенкоустойчиви. Различните видове животни показват отрицателни или положителни реакции на светлината. Но най-важното влияние на слънцето е върху смяната на деня и нощта, защото различните представители на фауната водят изключително нощен или дневен живот. Ефектът на факторите на околната среда върху организмите е трудно да се надцени, но ако говорим за животни, тогава осветлението не ги засяга пряко, то само сигнализира за необходимостта от преструктуриране на процесите, протичащи в тялото, поради което живите същества реагират на промените в външни условия.

Влажност

Всички живи същества са много зависими от водата, защото тя е необходима за нормалното им функциониране. Повечето организми не могат да живеят на сух въздух, рано или късно те умират. Количеството валежи, падащи за определен период, характеризира влажността на района. Лишайниците улавят водна пара от въздуха, растенията се хранят с корени, животните пият вода, насекомите, земноводните са в състояние да я смучат през кожата на тялото. Има същества, които получават течност от храната или чрез окисляване на мазнините. Както растенията, така и животните имат много адаптации, които им позволяват да бавят по-бавно водата и да я пестят.

Температура

Всеки организъм има свой собствен температурен диапазон. Ако излезе отвъд, издига се или пада, той просто може да умре. Влиянието на факторите на околната среда върху растенията, животните и хората може да бъде както положително, така и отрицателно. В рамките на температурния диапазон тялото се развива нормално, но щом температурата наближи долната или горната граница, жизнените процеси се забавят и след това напълно спират, което води до смъртта на съществото. Някой се нуждае от студ, някой се нуждае от топлина, а някой може да живее при различни условия на околната среда. Например, бактериите, лишеите могат да издържат на широк диапазон от температури, тигрите се справят добре в тропиците и Сибир. Но повечето организми оцеляват само в тесни температурни граници. Например, коралите процъфтяват във вода при 21 ° C. Спадът на температурата или прегряването е летален за тях.

В тропическите райони колебанията на времето са почти незабележими, което не може да се каже за умерения пояс. Организмите са принудени да се адаптират към променящите се сезони, много с настъпването на зимата правят дълги миграции и растенията изчезват изобщо. При неблагоприятни температурни условия някои същества хибернират, за да изчакат неподходящ период за тях. Това са само основните фактори на околната среда, организмите също се влияят от атмосферното налягане, вятъра, надморската височина.

Въздействието на факторите на околната среда върху живия организъм

Развитието и възпроизводството на живите същества се влияе значително от местообитанието. Всички групи фактори на околната среда обикновено действат в комплекс, а не един по един. Силата на влиянието на един зависи от другите. Например, светлината не може да бъде заменена с въглероден диоксид, но чрез промяна на температурата е напълно възможно да се спре фотосинтезата на растенията. Всички фактори влияят на организмите по един или друг начин по различен начин. Водещата роля може да варира в зависимост от сезона. Например, през пролетта температурата е важна за много растения, през периода на цъфтеж - влага в почвата, а по време на узряването - влажност на въздуха и хранителни вещества. Има и излишък или недостиг, който е близо до границите на издръжливостта на тялото. Действието им се проявява дори когато живите същества са в благоприятна среда.

Влиянието на факторите на околната среда върху растенията

За всеки представител на флората местообитанието е заобикалящата природа. Именно тя създава всички необходими фактори на околната среда. Местообитанието осигурява на растението необходимата почвена и въздушна влага, осветление, температура, вятър и оптималното количество хранителни вещества в почвата. Нормалното ниво на факторите на околната среда позволява на организмите да растат, да се развиват и размножават нормално. Определени условия могат да повлияят отрицателно на растенията. Например, ако засадите култура в изчерпано поле, на което липсват достатъчно хранителни вещества в почвата, тя ще расте много слабо или изобщо няма да расте. Този фактор може да се нарече ограничаващ. И все пак повечето растения се адаптират към местообитанието си.

Флората, която расте в пустинята, се адаптира към условията със специална форма. Те обикновено имат много дълги и мощни корени, които могат да стигнат до 30 м дълбочина в земята. Възможна е и плитка коренова система, която позволява да се събира влага по време на кратки дъждове. Дърветата и храстите съхраняват вода в стволове (често деформирани), листа, клони. Някои обитатели на пустинята могат да чакат животворна влага няколко месеца, докато други радват окото само няколко дни. Например, ефемерите разпръскват семена, които покълват само след дъжд, след това пустинята цъфти рано сутринта и вече по обяд цветята изсъхват.

Влиянието на факторите на околната среда върху растенията се отразява и в студените условия. Тундрата има много суров климат, лятото е кратко, не можете да го наречете топло, но студовете продължават от 8 до 10 месеца. Снежната покривка е незначителна, а вятърът излага напълно растенията. Представителите на флората обикновено имат повърхностна коренова система, дебели листа с восъчно покритие. Растенията натрупват необходимия запас от хранителни вещества през периода, когато тундровите дървета дават семена, които покълват само веднъж на всеки 100 години през периода на най-благоприятните условия. Но лишеите и мъховете са се приспособили да се размножават с вегетативни средства.

Растенията им позволяват да процъфтяват в най-различни условия. Представителите на флората са зависими от влажността, температурата, но най-вече се нуждаят от слънчева светлина. Променя тяхната вътрешна структура и външен вид. Например, достатъчно количество светлина позволява на дърветата да отглеждат луксозна корона, но храстите и цветята, които растат на сянка, изглеждат потиснати и слаби.

Екологията и човекът много често поемат по различни пътища. Човешките дейности имат вредно въздействие върху околната среда. Работата на индустриални предприятия, горски пожари, транспорт, замърсяване на въздуха от емисии от електроцентрали, фабрики, вода и почва с остатъци от петролни продукти - всичко това влияе отрицателно върху растежа, развитието и възпроизводството на растенията. През последните години много видове флора са включени в Червената книга, много изобщо са изчезнали.

Въздействието на факторите на околната среда върху хората

Само преди два века хората бяха много по-здрави и физически по-силни от днешните. Трудовата дейност постоянно усложнява връзката между човека и природата, но до определен момент те успяват да се разберат. Това се дължи на синхронността на начина на живот на хората с естествените режими. Всеки сезон имаше свой собствен дух на работа. Например, през пролетта селяните изорават земята, сеят зърнени култури и други култури. През лятото се грижеха за посевите, пасеха добитъка, през есента събираха реколтата, през зимата се занимаваха с домакински задължения и почиваха. Културата на здравето беше важен елемент от общата култура на човека, съзнанието на индивида се променяше под влиянието на природните условия.

Всичко се промени драстично през ХХ век, по време на огромен скок напред в развитието на технологиите и науката. Разбира се, дори преди това, човешките дейности значително навредиха на природата, но тук всички записи за отрицателно въздействие върху околната среда бяха нарушени. Класификацията на факторите на околната среда ни позволява да определим върху какво влияят хората в по-голяма степен и на какво - в по-малка степен. Човечеството живее в производствен цикъл и това не може да не повлияе на здравословното състояние. Няма периодичност, хората вършат една и съща работа през цялата година, почиват малко, непрекъснато бързат някъде. Разбира се, условията на труд и живот са се променили към по-добро, но последиците от такъв комфорт са много неблагоприятни.

Днес водата, почвата, въздухът са замърсени, унищожават растенията и животните изпадат, увреждайки структури и структури. Изтъняването на озоновия слой също плаши със своите последствия. Всичко това води до генетични промени, мутации, здравето на хората се влошава всяка година, броят на пациентите с нелечими заболявания нараства неумолимо. Човек е до голяма степен повлиян от фактори на околната среда, биологията изучава това въздействие. Преди това хората биха могли да умрат от студ, жега, глад, жажда, а в наше време човечеството „копае собствения си гроб“. Земетресения, цунами, наводнения, пожари - всички тези природни явления отнемат живота на хората, но човек още повече вреди на себе си. Нашата планета е като кораб, който върви с висока скорост по скалите. Необходимо е да спрете, преди да е станало късно, да коригирате ситуацията, да се опитате да замърсявате по-малко атмосферата, да се доближавате до природата.

Въздействие на човека върху околната среда

Хората се оплакват от рязка промяна в околната среда, влошаване на здравето и общото благосъстояние, но в същото време рядко осъзнават, че самите те са виновни. Различни видове фактори на околната среда се променят през вековете, имаше периоди на затопляне, охлаждане, моретата пресъхнаха, отидоха под водата на острова. Разбира се, природата принуди човек да се адаптира към условията, но тя не постави строги ограничения за хората, не действа спонтанно и бързо. С развитието на технологиите и науката всичко се промени значително. За един век човечеството е замърсило планетата толкова много, че учените се хващат за главите, без да знаят как да променят ситуацията.

Все още помним мамутите и динозаврите, които са изчезнали по време на ледниковия период поради рязко застудяване и колко вида животни и растения са изтрити от лицето на земята през последните 100 години, колко все още са на на ръба на изчезването? Големите градове са претъпкани с фабрики и фабрики, пестицидите се използват активно в селата, замърсявайки почвата и водата, навсякъде се наблюдава насищане с транспорт. На практика няма места на планетата, които да се похвалят с чист въздух, незамърсена земя и вода. Обезлесяване, безкрайни пожари, които могат да бъдат причинени не само от необичайна топлина, но и от човешки дейности, замърсяване на водоемите с петролни продукти, вредни емисии в атмосферата - всичко това влияе негативно върху развитието и възпроизводството на живите организми и не подобрява човешкия здраве по някакъв начин.

„Или човек ще намали количеството дим във въздуха, или димът ще намали броя на хората на Земята“ - това са думите на Л. Батон. Всъщност картината на бъдещето изглежда мрачна. Най-добрите умове на човечеството се борят с това как да намалят мащаба на замърсяването, създават се програми, измислят се различни почистващи филтри, търсят се алтернативи на онези обекти, които днес замърсяват природата в най-голяма степен.

Начини за решаване на екологични проблеми

Екологията и човекът днес не могат да стигнат до консенсус. Всички правителствени и трябва да работят заедно за решаване на съществуващите проблеми. Трябва да се направи всичко, за да се прехвърли производството към безотпадъчни, затворени цикли, по пътя към това могат да се използват енергоспестяващи и технологично спестяващи технологии. Управлението на природата трябва да бъде рационално и да отчита характеристиките на регионите. Увеличаването на видовете същества, които са на ръба на изчезване, изисква незабавното разширяване на защитените територии. И най-важното е, че населението трябва да бъде образовано, в допълнение към общото екологично образование.

Държавна образователна институция

Висше професионално образование.

ДЪРЖАВЕН УНИВЕРСИТЕТ СВ. ПЕТЕРБУРГ

СЕРВИЗ И ИКОНОМИКА "

Дисциплина: Екология

Институт (факултет): (IREU) "Институт за регионална икономика и управление"

Специалност: 080507 "Управление на организации"

По темата: Фактори на околната среда и тяхната класификация.

Изпълнени:

Вълкова Виолета Сергеевна

Студент 1-ва година

Дистанционно обучение

Ръководител:

Овчиникова Раиса Андреевна

2008 - 2009

ВЪВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………… ..3

ЕКОЛОГИЧНИ ФАКТОРИ. УСЛОВИЯ ЗА ОКОЛНАТА СРЕДА ... ………………………………… ... 3

Абиотични

Биотични

Антропогенен

БИОТИЧНИ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ НА ОРГАНИЗМИТЕ ……………… ……………… .6

ОБЩИ РЕГУЛЕНТИ НА ВЛИЯНИЕТО НА ФАКТОРИТЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА НА ОРГАНИЗМИТЕ ……………………………………………………………………………….

ЗАКЛЮЧЕНИЕ ……………………………………………………………………………………………… 9

СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНАТА ЛИТЕРАТУРА ………… ……………………………………… ..10

ВЪВЕДЕНИЕ

Представете си някакъв вид растения или животни, а в него един индивидуален, изолирайки го психически от останалия жив свят. Този индивид, под влияние фактори на околната среда, ще бъдат повлияни от тях. Основните от тях ще бъдат факторите, определени от климата. Всеки знае например, че представители на определен вид растения и животни не се срещат навсякъде. Някои растения живеят само по бреговете на водни тела, други - под горския навес. Не можете да намерите лъв в Арктика и полярна мечка в пустинята Гоби. Наясно сме, че климатичните фактори (температура, влажност, осветеност и др.) Са от най-голямо значение за разпространението на видовете. За сухоземните животни, особено за обитателите на почвата и растенията, физическите и химичните свойства на почвата играят важна роля. За водните организми свойствата на водата като единствено местообитание са от особено значение. Изследването на действието на различни природни фактори върху отделните организми е първото и най-просто подразделение на екологията.

ЕКОЛОГИЧНИ ФАКТОРИ. УСЛОВИЯ НА ОКОЛНАТА СРЕДА

Разнообразие от фактори на околната среда. Факторите на околната среда са всякакви външни фактори, които имат пряко или косвено въздействие върху броя (изобилието) и географското разпространение на животните и растенията.

Факторите на околната среда са много разнообразни както по природа, така и по своето въздействие върху живите организми. Обикновено всички фактори на околната среда се разделят на три големи групи - абиотични, биотични и антропогенни.

Абиотични фактори - това са неодушевени фактори, предимно климатични (слънчева светлина, температура, влажност) и местни (релеф, свойства на почвата, соленост, течения, вятър, радиация и др.). Тези фактори могат да повлияят на организма прав(директно) като светлина и топлина, или косвено, като например терена, който определя действието на преки фактори (осветеност, влага, вятър и др.).

Антропогенни фактори -това са формите на човешка дейност, които въздействайки върху околната среда, променят условията на живите организми или пряко засягат определени видове растения и животни. Един от най-важните антропогенни фактори е замърсяването.

Условия на околната среда.Условията на околната среда или екологичните условия са абиотични фактори на околната среда, които се променят във времето и пространството, на които организмите реагират по различен начин в зависимост от тяхната сила. Условията на околната среда налагат определени ограничения върху организмите. Количеството светлина, което прониква във водния стълб, ограничава живота на зелените растения във водните тела. Изобилието на кислород ограничава броя на дишащите животни. Температурата определя активността и контролира размножаването на много организми.

Най-важните фактори, които определят условията за съществуване на организми в почти всички среди на живот, са температурата, влажността и светлината. Нека разгледаме ефекта на тези фактори по-подробно.

Температура.Всеки организъм може да живее само в определен температурен диапазон: индивидите от вида умират при твърде високи или твърде ниски температури. Някъде в този интервал температурните условия са най-благоприятни за съществуването на даден организъм, жизнените му функции се извършват най-активно. Тъй като температурата се приближава до границите на интервала, скоростта на жизнените процеси се забавя и накрая те съвсем спират - тялото умира.

Границите на термичната издръжливост при различните организми са различни. Има видове, които могат да понасят широки колебания в температурата. Например лишеите и много бактерии могат да живеят при много различни температури. Сред животните топлокръвните животни се характеризират с най-голям диапазон на температурна издръжливост. Тигърът например понася еднакво сибирския студ и жегата в тропическите райони на Индия или Малайския архипелаг. Но има и видове, които могат да живеят само в повече или по-малко тесни температурни граници. Това включва много тропически растения като орхидеи. В умерения пояс те могат да растат само в оранжерии и изискват внимателна поддръжка. Някои корали, които образуват рифове, могат да живеят само в морета, където температурата на водата не е под 21 ° C. Коралите обаче също отмират, когато водата стане твърде гореща.

В земната въздушна среда и дори в много части на водната среда температурата не остава постоянна и може да варира значително в зависимост от сезона на годината или от времето на деня. В тропическите райони годишните температурни колебания могат да бъдат дори по-малко забележими от дневните. И обратно, в умерените райони температурите варират значително през различните периоди от годината. Животните и растенията са принудени да се адаптират към неблагоприятния зимен сезон, през който активен живот е труден или просто невъзможен. В тропическите региони подобни адаптации са по-слабо изразени. В студения период с неблагоприятни температурни условия настъпва пауза в живота на много организми: зимен сън при бозайници, проливане на листата в растенията и др. Някои животни правят дълги миграции на места с по-подходящ климат.

Влажност.През по-голямата част от своята история дивата природа е представена от изключителни водни форми на организми. След като са завладели земята, те въпреки това не са загубили зависимостта си от водата. Водата е неразделна част от по-голямата част от живите същества: тя е необходима за нормалното им функциониране. Нормално развиващият се организъм постоянно губи вода и следователно не може да живее на абсолютно сух въздух. Рано или късно подобни загуби могат да доведат до смърт на тялото.

Във физиката влагата се измерва с количеството водна пара във въздуха. Най-простият и удобен показател обаче, характеризиращ влажността на определен район, е количеството валежи, които падат тук за една година или друг период от време.

Растенията извличат вода от почвата, използвайки корените си. Лишайниците могат да улавят водни пари от въздуха. Растенията имат редица адаптации, за да сведат до минимум загубата на вода. Всички сухоземни животни се нуждаят от периодично водоснабдяване, за да компенсират неизбежната загуба на вода поради изпаряване или отделяне. Много животни пият вода; други, като земноводни, някои насекоми и акари, го засмукват в течно или изпарено състояние чрез обвивката на тялото. Повечето пустинни животни никога не пият. Те задоволяват своите нужди за сметка на водата, снабдена с храна. И накрая, има животни, които получават вода по още по-сложен начин - в процеса на окисляване на мазнините. Примерите включват камилата и някои видове насекоми, като оризови дръвчета, плевни и дървени молци. При животните, както при растенията, има много устройства за спестяване на консумация на вода.

Блясък.За животните светлината като фактор на околната среда е несравнимо по-малко важна от температурата и влажността. Но светлината е абсолютно необходима за живата природа, тъй като тя на практика е единственият източник на енергия за нея.

От дълго време се отличават светлолюбиви растения, които са в състояние да се развиват само под слънчевите лъчи, и устойчиви на сянка растения, които са в състояние да растат добре под горския навес. По-голямата част от храсталака в сенчестата букова гора се формира от устойчиви на сянка растения. Това е от голямо практическо значение за естественото възстановяване на насаждението: младите издънки на много дървесни видове могат да се развият под покрива на големи дървета.

При много животни нормалните светлинни условия се проявяват в положителна или отрицателна реакция на светлината. Всички знаят как нощните насекоми се стичат към светлината или как хлебарки се разпръскват в търсене на подслон, ако само светлина е включена в тъмна стая.

Светлината обаче има най-голямо екологично значение при смяната на деня и нощта. Много животни са изключително дневни (повечето риби), други са изключително нощни (много малки гризачи, прилепи). Малките ракообразни, висящи във водния стълб, остават през нощта в повърхностните води, а през деня потъват на дълбочина, избягвайки твърде ярка светлина.

В сравнение с температурата или влажността, светлината почти няма пряк ефект върху животните. Той служи само като сигнал за преструктуриране на процесите, протичащи в тялото, което им позволява да реагират по най-добрия начин на текущите промени във външните условия.

Изброените по-горе фактори не изчерпват набора от екологични условия, които определят живота и разпространението на организмите. Така нареченият вторични климатични факторинапр. вятър, барометрично налягане, надморска височина. Вятърът има косвен ефект: увеличава изпарението, увеличава сухотата. Силните ветрове допринасят за охлаждане. Това действие се оказва важно в студените места, в планините или в полярните райони.

Антропогенни фактори. Замърсители.Антропогенните фактори са много разнообразни по своя състав. Човекът влияе върху дивата природа чрез асфалтиране на пътища, изграждане на градове, земеделие, блокиране на реки и т.н. Съвременните човешки дейности все повече се проявяват в замърсяването на околната среда от странични продукти, често отровни продукти. Сярен диоксид, изтичащ от тръби на фабрики и ТЕЦ, метални съединения (мед, цинк, олово), изхвърляни в близост до мини или генерирани в отработените газове на автомобили, остатъци от нефтени продукти, изхвърляни във водни тела при измиване на петролни танкери, са само част от замърсители, които ограничават разпространението на организмите (особено растенията).

В индустриалните зони понятията за замърсители понякога достигат прагове, т.е. смъртоносни за много организми, ценности. Въпреки всичко обаче, почти винаги ще има поне няколко индивида от няколко вида, които могат да оцелеят в такива условия. Причината е, че дори в естествените популации понякога се срещат устойчиви индивиди. С нарастващите нива на замърсяване, устойчивите индивиди може да са единствените оцелели. Освен това те могат да станат основатели на стабилна популация, която е наследила имунитет срещу този вид замърсяване. Поради тази причина замърсяването ни дава възможност да видим еволюцията в действителност. Разбира се, не всяко население е надарено със способността да се противопоставя на замърсяването, дори и в лицето на отделни индивиди.

По този начин ефектът на всеки замърсител е двоен. Ако това вещество се е появило наскоро или се съдържа в много високи концентрации, тогава всеки вид, срещан преди това в замърсената зона, обикновено е представен само от няколко екземпляра - точно тези, които поради естествената изменчивост са имали първоначална стабилност или най-близките си потоци.

Впоследствие замърсеният обект се оказва много по-гъсто населен, но като правило с много по-малък брой видове, отколкото ако няма замърсяване. Такива нововъзникнали съобщества с изчерпан видов състав вече са станали неразделна част от човешкото местообитание.

БИОТИЧНИ ОТНОШЕНИЯ НА ОРГАНИЗМИТЕ

Всеки два вида организми, живеещи на една и съща територия и в контакт помежду си, влизат в различни взаимоотношения помежду си. Положението на вида в различните форми на взаимоотношения се обозначава с конвенционални признаци. Знакът минус (-) означава неблагоприятен ефект (индивидите от вида изпитват потисничество или вреда). Знак плюс (+) означава благоприятно влияние (индивидите от вида се възползват). Знак нула (0) показва, че връзката е безразлична (няма влияние).

По този начин всички биотични връзки могат да бъдат разделени на 6 групи: никоя от популациите не засяга другата (00); взаимноизгодни взаимоотношения (+ +); взаимоотношения, вредни за двата типа (- -); единият от видовете ползи, другият е потиснат (+ -); единият вид е облагодетелстван, другият не е ощетен (+ 0); единият вид е потиснат, другият няма полза (- 0).

За единия от съжителстващите видове влиянието на другия е отрицателно (той изпитва потисничество), докато потисникът не получава нито вреда, нито полза - това е аменсализъм (- 0). Пример за аменсализъм са светлолюбивите треви, растящи под смърч, страдащи от силно засенчване, докато самото дърво не се интересува.

Нарича се форма на взаимоотношения, при която единият вид получава някакво предимство, без да носи вреда или полза на другия коменсализъм(+ 0). Например големите бозайници (кучета, елени) служат като носители на плодове и семена с куки (като репей), без да получат никаква вреда или полза от това.

Коменсализмът е едностранното използване на един вид от друг, без да му навреди. Проявите на коменсализъм са разнообразни, така че в него се разграничават редица възможности.

"Freelogging" - консумацията на остатъци от храна от собственика.

"Съвместното хранене" е консумацията на различни вещества или части от една и съща храна.

"Жилище" - използването от някои видове други (техните тела, жилища (като убежище или жилище).

В природата често се срещат взаимоизгодни взаимоотношения между видовете, като някои организми получават взаимна изгода от тези взаимоотношения. Тази група от взаимноизгодни биологични взаимоотношения включва разнообразие от симбиотичен връзката на организмите. Пример за симбиоза са лишеите, които са тясно взаимноизгодно съжителство на гъбички и водорасли. Добре известен пример за симбиоза е съжителството на зелени растения (предимно дървета) и гъби.

Един вид взаимноизгодни отношения е протокооперация(първично сътрудничество) (+ +). В същото време съвместното, макар и не задължително съществуване е от полза и за двата вида, но не е задължително условие за оцеляване. Пример за протокооперация е разпространението на семена от някои горски растения от мравки, опрашване на различни ливадни растения от пчелите.

Ако два или повече вида имат сходни екологични изисквания и живеят заедно, между тях може да възникне отрицателна връзка, която се нарича конкуренция(съперничество, състезание) (- -). Например всички растения се конкурират за светлина, влага, хранителни вещества в почвата и следователно за разширяване на територията си. Животните се борят за хранителни ресурси, подслон, а също и за територия.

Хищничество (+ -) - този вид взаимодействие между организмите, при което представители на един вид убиват и ядат представители на друг.

Това са основните видове биотични взаимодействия в природата. Трябва да се помни, че видът на връзката между определена двойка видове може да варира в зависимост от външните условия или етапа от живота на взаимодействащите организми. Освен това в природата не няколко вида, а много по-голям брой от тях, участват едновременно в биотични взаимоотношения.

ОБЩИ РЕГУЛЕНТИ НА ВЛИЯНИЕТО НА ФАКТОРИТЕ НА ОКОЛНАТА СРЕДА НА ОРГАНИЗМИТЕ

Примерът с температура показва, че този фактор се толерира от тялото само в определени граници. Тялото умира, ако температурата на околната среда е твърде ниска или твърде висока. В среда, в която температурите са близки до тези екстремни стойности, живите жители са рядкост. Броят им обаче се увеличава с наближаването на температурата към средната стойност, която е най-добрата (оптимална) за даден вид.

Този модел може да бъде прехвърлен към всеки друг фактор, който определя скоростта на определени жизнени процеси (влажност, сила на вятъра, текуща скорост и т.н.).

Ако начертаете крива на графиката, която характеризира интензивността на даден процес (дишане, движение, хранене и т.н.) в зависимост от един от факторите на околната среда (разбира се, при условие че този фактор влияе върху основните жизнени процеси), то това кривата почти винаги ще бъде с форма на камбана.

Тези криви се наричат \u200b\u200bкриви толерантност (от гръцки. толерантност - търпение, стабилност). Позицията на горната част на кривата показва условия, които са оптимални за процеса.

За някои индивиди и видове са характерни криви с много остри върхове. Това означава, че диапазонът от условия, при които активността на тялото достига своя максимум, е много тесен. Нежните криви съответстват на широк диапазон от допустими отклонения.

Организмите с широк диапазон на устойчивост, разбира се, имат шанс за по-широко разпространение. Широките граници на издръжливост за един фактор обаче не означават широки граници за всички фактори. Растението може да бъде толерантно към големи колебания в температурата, но има тесни диапазони на устойчивост на вода. Животно като пъстърва може да бъде много взискателно към температурата, но яжте разнообразни храни.

Понякога, по време на живота на индивида, неговата толерантност може да се промени (положението на кривата ще се промени съответно), ако индивидът попадне в други външни условия. Попадайки в такива условия, тялото след известно време, като че ли, свиква, адаптира се към тях. Последицата от това е промяна във физиологичния оптимум или изместване в купола на кривата на толерантност. Това явление се нарича адаптация, или аклиматизация.

При видове с широко географско разпространение обитателите на географски или климатични зони често са най-добре приспособени към точно онези условия, които са характерни за даден район. Това се дължи на способността на някои организми да образуват местни (местни) форми или екотипове, характеризиращи се с различни граници на устойчивост на температура, светлина или други фактори.

Да разгледаме като пример екотиповете на един от видовете медузи. Медузите се движат във вода, използвайки ритмични мускулни контракции, които изтласкват водата от централната кухина на тялото, като ракета. Оптималната честота на такава пулсация е 15-20 удара в минута. Лицата, живеещи в моретата на северните ширини, се движат със същата скорост като медузите от същия вид в моретата на южните ширини, въпреки че температурата на водата на север може да бъде с 20 ° C по-ниска. Следователно и двете форми на организми от един и същи вид са в състояние да се адаптират най-добре към местните условия.

Минимален закон.Интензивността на определени биологични процеси често е чувствителна към два или повече фактора на околната среда. В този случай решаващото значение ще принадлежи на такъв фактор, който присъства в минимум, от гледна точка на нуждите на организма, количество. Това правило е формулирано от основателя на науката за минералните торове Justus Liebig(1803-1873) и получи името Законът на минимума... J. Liebig открива, че добивът на растенията може да бъде ограничен от някое от основните хранителни вещества, само ако този елемент е в недостиг.

Известно е, че различните фактори на околната среда могат да си взаимодействат, тоест липсата на едно вещество може да доведе до дефицит на други вещества. Следователно като цяло законът на минимума може да бъде формулиран по следния начин: успешното оцеляване на живите организми зависи от набор от условия; ограничаващ или ограничаващ фактор е всяко състояние на околната среда, приближаващо се или излизащо извън границата на устойчивост за организмите от даден вид.

Разпоредбата за ограничаващи фактори значително улеснява изучаването на сложни ситуации. При цялата сложност на връзката между организмите и местообитанието им, не всички фактори имат еднакво екологично значение. Така например, кислородът е фактор на физиологична необходимост за всички животни, но от екологична гледна точка той става ограничаващ само в определени местообитания. Ако риба умре в реката, първо трябва да се измери концентрацията на кислород във водата, тъй като тя е силно променлива, кислородните запаси лесно се изчерпват и често не са достатъчни. Ако смъртта на птиците се наблюдава в природата, е необходимо да се търси друга причина, тъй като съдържанието на кислород във въздуха е относително постоянно и достатъчно по отношение на изискванията на сухоземните организми.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Екологията е жизненоважна наука за човек, който изучава непосредствената си природна среда. Човекът, наблюдавайки природата и присъщата й хармония, неволно се стремял да внесе тази хармония в живота си. Това желание стана особено остро едва сравнително наскоро, след като последиците от неразумната икономическа дейност, водеща до унищожаване на природната среда, станаха много забележими. И това в крайна сметка имаше неблагоприятен ефект върху самия човек.

Трябва да се помни, че екологията е фундаментална научна дисциплина, чиито идеи са много важни. И ако осъзнаем важността на тази наука, трябва да се научим как правилно да използваме нейните закони, концепции, термини. В края на краищата те помагат на хората да определят мястото си в заобикалящата ги среда, да използват правилно и рационално природните ресурси. Доказано е, че използването на природни ресурси от човек с пълно непознаване на природните закони често води до тежки, непоправими последици.

Всеки човек на планетата трябва да знае основите на екологията като наука за нашия общ дом - Земята. Познаването на основите на екологията ще ви помогне да изградите рационално живота си както за обществото, така и за отделния човек; те ще помогнат на всеки да се почувства част от великата Природа, да постигне хармония и комфорт там, където преди е имало неразумна борба с природните сили.

СПИСЪК НА ИЗПОЛЗВАНА ЛИТЕРАТУРА фактори на околната среда (Biotic фактори; Биотични екологични фактори; Биотични фактори; ... .5 Въпрос № 67 Природни ресурси, техен класификация... Ресурсен цикъл ПРИРОДНИ РЕСУРСИ (естествени ...

Всички свойства или компоненти на външната среда, които влияят на организмите, се наричат фактори на околната среда... Светлина, топлина, концентрация на соли във вода или почва, вятър, градушка, врагове и патогени - всичко това са фактори на околната среда, списъкът на които може да бъде много голям.

Сред тях има абиотиченсвързани с неживата природа, и биотиченсвързани с влиянието на организмите един върху друг.

Факторите на околната среда са изключително разнообразни и всеки вид, изпитвайки тяхното влияние, реагира на него по различни начини. Въпреки това има някои общи закони, които регулират реакцията на организмите към всеки фактор на околната среда.

Основната е оптимален закон... Той отразява как живите организми пренасят различни сили на действието на факторите на околната среда. Силата на въздействието на всеки от тях непрекъснато се променя. Живеем в свят с променливи условия и само на определени места на планетата стойностите на някои фактори са повече или по-малко постоянни (в дълбините на пещерите, на дъното на океаните).

Законът за оптимума се изразява във факта, че всеки фактор на околната среда има определени граници на положително влияние върху живите организми.

При отклонение от тези граници знакът на ефекта се променя на противоположния. Например животните и растенията не понасят екстремни горещини и тежки студове; средните температури са оптимални. По същия начин сушата и постоянните проливни дъждове са еднакво неблагоприятни за реколтата. Законът за оптимума посочва мярката на всеки фактор за жизнеспособността на организмите. На графиката тя се изразява като симетрична крива, показваща как жизнената активност на вида се променя с постепенно увеличаване на влиянието на фактора (фиг. 13).

Фигура 13. Схема на действието на факторите на околната среда върху живите организми. 1,2 - критични точки
(за да увеличите изображението, кликнете върху него)

Център под кривата - оптимална зона... При оптимални стойности на фактора организмите активно растат, хранят се и се размножават. Колкото повече стойността на фактора се отклонява надясно или наляво, тоест в посока на намаляване или увеличаване на силата на действие, толкова по-неблагоприятно е за организмите. Кривата, представляваща жизнената дейност, се наклонява рязко надолу от двете страни на оптимума. Има два песимални зони... Когато кривата пресича хоризонталната ос, има две критични точки... Това са такива стойности на фактора, които организмите вече не могат да издържат, смъртта настъпва извън тях. Разстоянието между критичните точки показва степента на поносимост на организмите към промяна във фактора. Условия, близки до критични точки, са особено трудни за оцеляване. Такива условия се наричат екстремни.

Ако начертаете кривите на оптимума на който и да е фактор, например температура, за различните видове, тогава те няма да съвпадат. Често това, което е оптимално за един вид, е песимум за друг или дори извън критичните точки. Камили и джербо не можеха да живеят в тундрата, а елените и лемингите в горещите южни пустини.

Екологичното разнообразие на видовете се проявява и в позицията на критични точки: в някои те са близо един до друг, а в други са широко разположени. Това означава, че редица видове могат да живеят само в много стабилни условия, с леко изменение на факторите на околната среда, докато други могат да издържат на широки колебания. Например, едно докосване растение изсъхва, ако въздухът не е наситен с водна пара, а перата понася добре промените във влажността и не умира дори при суша.

По този начин законът за оптимума ни показва, че за всеки вид има мярка за влиянието на всеки фактор. Както намаляването, така и увеличаването на експозицията извън тази мярка води до смърт на организмите.

За да се разбере връзката на видовете с околната среда, е също толкова важно ограничаващ фактор.

В природата организмите се влияят едновременно от цял \u200b\u200bкомплекс от фактори на околната среда в различни комбинации и с различна сила. Не е лесно да се изолира ролята на всеки от тях. Кое от тях е по-важно от останалите? Това, което знаем за закона за оптимума, ни позволява да разберем, че няма изцяло положителни или отрицателни, важни или вторични фактори, но всичко зависи от силата на влиянието на всеки от тях.

Законът за ограничителния фактор гласи, че най-значимият фактор е този, който се отклонява най-много от оптималните за тялото стойности.

От него зависи оцеляването на индивидите в този конкретен период. В други периоди от време други фактори могат да станат ограничаващи и през целия живот организмите се сблъскват с различни ограничения на своята жизнена дейност.

Законите на оптималния и ограничаващ фактор са постоянно изправени пред земеделската практика. Например растежът и развитието на пшеницата и съответно реколтата постоянно се ограничават или от критични температури, или от липса или излишък на влага, или от недостиг на минерални торове, а понякога и от такива катастрофални ефекти като градушка и бури. Необходими са много усилия и пари, за да се поддържат оптимални условия за посевите и в същото време, на първо място, да се компенсира или смекчи ефектът от ограничаващите фактори.

Местообитанието на различни видове е изненадващо разнообразно. Някои от тях, например малки акари или насекоми, прекарват целия си живот в листата на растение, което за тях е целият свят, други овладяват обширни и разнообразни пространства, като северни елени, китове в океана, прелетни птици .

В зависимост от това къде живеят представители на различни видове, те са засегнати от различни комплекси от фактори на околната среда. На нашата планета има няколко основни жизнени среди, много различни по отношение на условията на живот: вода, земя-въздух, почва. Самите организми, в които живеят други, също служат като местообитания.

Водна среда за живот. Всички водни обитатели, въпреки различията в начина на живот, трябва да бъдат адаптирани към основните характеристики на заобикалящата ги среда. Тези характеристики се определят преди всичко от физическите свойства на водата: нейната плътност, топлопроводимост, способността да разтварят соли и газове.

Плътност водата определя нейната значителна плаваемост. Това означава, че теглото на организмите се облекчава във вода и става възможно да се води постоянен живот във водния стълб, без да потъва на дъното. Много видове, предимно малки, неспособни на бързо активно плуване, изглежда се реят във вода, като са в суспензия в нея. Нарича се колекцията от такива малки водни обитатели планктон... Планктонът включва микроскопични водорасли, малки ракообразни, рибни яйца и ларви, медузи и много други видове. Планктонните организми се носят от течения, неспособни да им се противопоставят. Наличието на планктон във водата прави възможно филтриране на храненето, т.е. прецеждане с помощта на различни устройства, малки организми и хранителни частици, суспендирани във водата. Разработен е както при плуващи, така и при заседнали бентосни животни, като морски лилии, миди, стриди и други. Заседналият начин на живот би бил невъзможен за водните обитатели, ако няма планктон, а това от своя страна е възможно само в среда с достатъчна плътност.

Плътността на водата затруднява активното й движение в нея, поради което бързо плуващите животни, като риби, делфини, калмари, трябва да имат силни мускули и обтекаемо тяло. Поради високата плътност на водата, налягането се увеличава силно с дълбочината. Дълбоките морски същества са в състояние да издържат на натиск, който е хиляди пъти по-висок от този на сушата.

Светлината прониква във водата само на малка дълбочина; следователно растителните организми могат да съществуват само в горните хоризонти на водния стълб. Дори в най-чистите морета фотосинтезата е възможна само до дълбочини от 100-200 м. На големи дълбочини няма растения, а дълбоководните животни живеят в пълна тъмнина.

Температурен режим във водните тела е по-мек, отколкото на сушата. Поради високия топлинен капацитет на водата, температурните колебания в нея се изглаждат и водните обитатели не се сблъскват с необходимостта да се адаптират към силни студове или четиридесет градусова топлина. Само в горещи извори температурата на водата може да се доближи до точката на кипене.

Една от трудностите на водния живот е ограничен кислород... Неговата разтворимост не е много висока и освен това значително се намалява от замърсяване или нагряване на вода. Следователно, в резервоарите понякога има замора - масова смърт на жителите поради липса на кислород, която се случва по различни причини.

Солеви състав околната среда е много важна и за водните организми. Морските видове не могат да живеят в сладководни води, а сладководните видове не могат да живеят в моретата поради клетъчни смущения.

Живот на околната среда. Тази среда има различен набор от функции. Обикновено е по-сложен и разнообразен от водния. Съдържа много кислород, много светлина, по-резки промени в температурата във времето и пространството, много по-слаби спада на налягането и често дефицит на влага. Въпреки че много видове могат да летят и малките насекоми, паяци, микроорганизми, семена и растителни спори се носят от въздушни потоци, организмите се хранят и размножават на повърхността на земята или растенията. В такава среда с ниска плътност като въздуха организмите се нуждаят от подкрепа. Следователно при сухоземните растения се развиват механични тъкани, а при сухоземните животни вътрешният или външният скелет е по-изразен, отколкото при водните животни. Ниската плътност на въздуха улеснява придвижването в него.

М. С. Гиляров (1912-1985), виден зоолог, еколог, академик, основател на обширни изследвания на света на почвените животни, пасивен полет овладя около две трети от жителите на земята. Повечето от тях са насекоми и птици.

Въздухът е лош проводник на топлина. Това улеснява способността за запазване на топлината, генерирана вътре в организмите, и поддържане на постоянна температура при топлокръвните животни. Самото развитие на топлокръвие стана възможно в земната среда. Предците на съвременните водни бозайници - китове, делфини, моржове, тюлени - някога са живели на сушата.

Наземните жители имат голямо разнообразие от адаптации, свързани с осигуряването на вода, особено при сухи условия. При растенията това е мощна коренова система, водоустойчив слой върху повърхността на листата и стъблата, способността да регулира изпарението на водата през устицата. При животните това също са различни характеристики на структурата на тялото и кожата, но освен това съответното поведение допринася за поддържането на водния баланс. Те могат например да мигрират към поливни дупки или активно да избягват особено дрениращи условия. Някои животни могат да живеят цял \u200b\u200bживот на суха храна, като джербо или добре познатия молец за дрехи. В този случай водата, необходима на тялото, възниква поради окисляването на хранителните съставки.

Много други фактори на околната среда играят важна роля в живота на земните организми, например състава на въздуха, ветровете и релефа на земната повърхност. Времето и климатът са особено важни. Обитателите на околната среда земя-въздух трябва да бъдат адаптирани към климата на частта от Земята, където живеят, и да издържат на променливостта на метеорологичните условия.

Почвата като среда на живот. Почвата е тънък слой от земната повърхност, обработен от дейностите на живите същества. Твърдите частици се проникват в почвата от пори и кухини, изпълнени отчасти с вода, а отчасти с въздух, следователно малки водни организми също могат да обитават почвата. Обемът на малките кухини в почвата е много важна характеристика. В насипни почви той може да бъде до 70%, а в плътни почви - около 20%. В тези пори и кухини или на повърхността на твърди частици живеят огромно разнообразие от микроскопични същества: бактерии, гъби, протозои, кръгли червеи, членестоноги. По-големите животни правят свои тунели в почвата. Цялата почва е пропита с корени на растенията. Дълбочината на почвата се определя от дълбочината на проникване на корените и активността на заравящите се животни. Не е повече от 1,5-2 m.

Въздухът в почвените кухини винаги е наситен с водни пари, а съставът му е обогатен с въглероден диоксид и изчерпан с кислород. По този начин условията на живот в почвата наподобяват водната среда. От друга страна, съотношението на водата към въздуха в почвите постоянно се променя в зависимост от метеорологичните условия. Температурните колебания са много резки в близост до повърхността, но бързо се изглаждат с дълбочина.

Основната характеристика на почвената среда е постоянното снабдяване с органични вещества главно поради отмирането на корените на растенията и падащите листа. Той е ценен източник на енергия за бактерии, гъбички и много животни, така че почвата - най-живата среда... Нейният скрит свят е много богат и разнообразен.

По появата на различни видове животни и растения може да се разбере не само в каква среда живеят, но и какъв живот водят в нея.

Ако имаме пред себе си четириного животно със силно развити мускули на бедрата на задните крайници и много по-слаби на предните, които също са скъсени, с относително къса шия и дълга опашка, тогава можем да кажем с увереност, че това е джъмпер, способен на бързи и пъргави движения, обитател на открити пространства. Ето как изглеждат известните австралийски кенгурута, пустинни азиатски джербо, африкански джъмпери и много други скачащи бозайници - представители на различни ордени, живеещи на различни континенти. Те живеят в степите, прериите, саваните - където бързото движение по земята е основното средство за бягство от хищниците. Дългата опашка служи като балансьор по време на бързи завои, в противен случай животните биха загубили баланса си.

Бедрата са силно развити на задните крайници и при скачащи насекоми - скакалци, скакалци, бълхи, бръмбари.

Компактно тяло с къса опашка и къси крайници, от които предните са много мощни и приличат на лопата или гребло, слепи очи, къса врата и сякаш подстригана козина ни казват, че имаме отпред от нас подземно животно, рови дупки и галерии ... Това може да бъде и горска бенка, и степна къртица плъх, и австралийски торбест мол, и много други бозайници, водещи подобен начин на живот.

Нарастващи насекоми - мечките също имат компактно, набито тяло и мощни предни крайници, подобно на намалена кофа на булдозер. На външен вид те приличат на малка бенка.

Всички летящи видове са развили широки равнини - крила при птици, прилепи, насекоми или разширяващи се гънки на кожата отстрани на тялото, като плъзгащи се летящи катерици или гущери.

Организмите, които се разпръскват при пасивен полет, с въздушни потоци, се характеризират с малки размери и много разнообразни форми. Всички те обаче имат едно общо нещо - силно развитие на повърхността в сравнение с телесното тегло. Това се постига по различни начини: поради дълги косми, четина, различни израстъци на тялото, неговото удължаване или сплескване и намаляване на специфичното тегло. Ето как изглеждат малките насекоми и плодовете на растителните мухи.

Външното сходство, което се среща сред представители на различни несвързани групи и видове в резултат на подобен начин на живот, се нарича конвергенция.

Той засяга предимно онези органи, които пряко взаимодействат с външната среда, и е много по-слабо изразен в структурата на вътрешните системи - храносмилателната, отделителната, нервната.

Формата на растението определя характеристиките на връзката му с външната среда, например начина, по който издържа на студения сезон. Дърветата и високите храсти имат най-високите клони.

Лиана форма - със слаб ствол, преплитащ други растения, може да бъде както в дървесни, така и в тревисти видове. Те включват грозде, хмел, ливада, тропически лози. Извивайки се около стволовете и стъблата на изправени видове, подобни на лиана растения носят листата и цветята си на светлина.

При подобни климатични условия на различни континенти се появява подобен вид на растителност, която се състои от различни, често напълно несвързани видове.

Външната форма, която отразява начина на взаимодействие с местообитанието, се нарича форма на живот на вида. Различните видове могат да имат сходна форма на животако водят близък начин на живот.

Формата на живот се развива по време на светската еволюция на видовете. Тези видове, които се развиват с метаморфоза, естествено променят своята форма на живот по време на жизнения цикъл. Сравнете, например, гъсеница и възрастна пеперуда или жаба и нейната лъжичка. Някои растения могат да приемат различни форми на живот в зависимост от условията на отглеждане. Например липата или птицата череша могат да бъдат както изправено дърво, така и храст.

Общностите на растенията и животните са по-стабилни и по-пълни, ако включват представители на различни форми на живот. Това означава, че такава общност използва по-пълно ресурсите на околната среда и има по-разнообразни вътрешни връзки.

Съставът на формите на живот на организмите в общностите служи като индикатор за характеристиките на тяхната среда и промените, настъпващи в нея.

Авиоинженерите разглеждат отблизо различните форми на живот на летящите насекоми. Създадени са модели на машини с летящ полет, съгласно принципа на движение във въздуха на Diptera и Hymenoptera. Съвременните технологии са използвани за конструиране на машини за ходене, както и роботи с лост и хидравлично движение, както при животни от различни форми на живот. Такива автомобили могат да се движат по стръмни склонове и извън пътя.

Животът на Земята се развива при условия на редовна смяна на деня и нощта и редуване на сезоните поради въртенето на планетата около оста си и около Слънцето. Ритъмът на външната среда създава периодичност, тоест повтаряне на условията в живота на повечето видове. Редовно се повтарят както критични, трудни периоди за оцеляване, така и благоприятни.

Адаптирането към периодичните промени във външната среда се изразява при живите същества не само чрез пряка реакция към променящите се фактори, но и в наследствено фиксирани вътрешни ритми.

Ежедневни ритми. Циркадните ритми адаптират организмите към смяната на деня и нощта. Растенията имат интензивен растеж, цъфтежът на цветята е приурочен към определен час от деня. Животните значително променят активността си през деня. На тази основа се разграничават дневните и нощните видове.

Ежедневният ритъм на организмите не е само отражение на промените във външните условия. Ако поставите човек, животни или растения в постоянна, стабилна среда, без да променяте деня и нощта, тогава ритъмът на жизнените процеси се запазва, близо до ежедневния. Тялото като че ли живее според вътрешния си часовник, броейки времето.

Ежедневният ритъм може да улови много процеси в тялото. При хората около 100 физиологични характеристики се подчиняват на дневния цикъл: сърдечна честота, честота на дишане, хормонална секреция, секрети на храносмилателните жлези, кръвно налягане, телесна температура и много други. Следователно, когато човек е буден, вместо да спи, тялото все още е настроено на нощно състояние и безсънните нощи имат лош ефект върху здравето.

Дневните ритми обаче се проявяват не при всички видове, а само при тези, в чийто живот смяната на деня и нощта играе важна екологична роля. Обитателите на пещери или дълбоки води, където няма такава промяна, живеят в различен ритъм. А сред земните обитатели дневната честота не се открива при всички.

При експерименти при строго постоянни условия плодовите мухи-дрозофили поддържат циркаден ритъм за десетки поколения. Тази честота е наследена от тях, както много други видове. Толкова дълбоко адаптивни реакции, свързани с ежедневния цикъл на външната среда.

Нарушенията на ежедневния ритъм на тялото по време на нощна работа, космически полети, гмуркане и др. Са сериозен медицински проблем.

Годишни ритми. Годишните ритми адаптират организмите към сезонните промени в условията. В живота на видовете периоди на растеж, размножаване, линене, миграции, дълбокият покой редовно се редуват и повтарят по такъв начин, че организмите да отговарят на критичния сезон в най-стабилното състояние. Най-уязвимият процес - размножаването и отглеждането на млади животни - пада в най-благоприятния сезон. Тази периодичност на промените във физиологичното състояние през годината е до голяма степен вродена, тоест тя се проявява като вътрешен годишен ритъм. Ако например австралийски щрауси или диво куче динго бъдат поставени в зоопарка в Северното полукълбо, техният размножителен сезон ще започне през есента, когато пролетта е в Австралия. Преструктурирането на вътрешните годишни ритми се случва с големи затруднения през няколко поколения.

Подготовката за размножаване или презимуване е дълъг процес, който започва в организмите много преди началото на критичните периоди.

Рязките краткосрочни промени във времето (летни студове, зимни размразявания) обикновено не нарушават годишните ритми на растенията и животните. Основният фактор на околната среда, на който организмите реагират в своите годишни цикли, не са случайни промени в времето, а фотопериод - промени в съотношението ден и нощ.

Дължината на светлинните часове се променя редовно през годината и именно тези промени служат като точен сигнал за наближаването на пролетта, лятото, есента или зимата.

Извиква се способността на организмите да реагират на промените в продължителността на деня фотопериодизъм.

Ако денят бъде съкратен, видът започва да се подготвя за зимата, ако се удължи, за активен растеж и размножаване. В този случай факторът за промяна на продължителността на деня и нощта не е важен за живота на организмите, а неговият стойност на сигнала, което показва предстоящите дълбоки промени в природата.

Както знаете, продължителността на деня силно зависи от географската ширина. В северното полукълбо на юг летният ден е много по-кратък, отколкото на север. Следователно южните и северните видове реагират по различен начин на една и съща дневна промяна: южните започват да се размножават с по-кратък ден от северните.

ФАКТОРИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА

Иванова Т.В., Калинова Г.С., Мягкова А.Н. „Обща биология“. Москва, "Образование", 2000

• Тема 18. "Местообитание. Фактори на околната среда." Глава 1; стр. 10-58
• Тема 19. "Популации. Видове взаимоотношения между организмите." глава 2 §8-14; стр. 60-99; глава 5 § 30-33
• Тема 20. „Екосистеми“. глава 2 §15-22; стр. 106-137
• Тема 21. "Биосфера. Цикли на веществата." глава 6 §34-42; стр. 217-290