<<
>>

Абиотические и биотические факторы среды и их влияние на живые организмы

Экосистемы испытывают воздействие таких внешних по отношению к ним физических факторов, как солнечная радиация, температура внешней среды, ионизирующее излучение, влажность, атмосферное давление, течения и др.

Лимитирующие физические факторы в основном являются внешними по отношению к экосистеме.

Солнечная радиация относится к числу факторов, сыгравших ключевую историческую роль в эволюции биосферы. Эта эволюция была направлена на «укрощение» поступающего солнечного излучения, использование его полезных составляющих, ослабление вредных и защиту от них. Таким образом, свет - это фактор не только «жизненно важный, но и лимитирующий, причем и на максимальном, и на минимальном уровнях».

Для эколога важной характеристикой солнечного излучения является его интенсивность. Интенсивность потока солнечной радиации по верхней

л

границе атмосферы, называемая солнечной постоянной, равна 1 380 Вт/м ,

л

или 1,980 кал / (мин ¦ см ).

Фактический приток солнечной радиации к поверхности Земли меньше, чем на верхней границе атмосферы, вследствие отражения и поглощения энергии света в атмосфере. Радиационный баланс на верхней границе экосистемы составляют поглощенная солнечная радиация и инфракрасное излучение атмосферы.

Температура является важным и часто лимитирующим фактором среды. Распространение различных видов и численность популяций существенно зависят от температуры. Диапазон температур, которые зарегистрированы во Вселенной, равен тысяче градусов, но пределы обитания живых существ на Земле значительно уже, чаще всего - от -200 °С до +100 °С.

Диапазон толерантности у наземных животных в целом больше, чем у водных (не считая микроорганизмов). Изменчивость температуры, временная и пространственная, является мощным экологическим фактором среды. Живые организмы приспосабливаются к различным температурным условиям; одни могут жить при постоянной или относительно постоянной температуре, другие лучше адаптированы к колебаниям температуры.

Воздействие температурного фактора на организмы сводится к его влиянию на скорость обмена веществ. При анализе взаимосвязей между организмами и температурой окружающей среды все организмы делят на два типа: гомойотермных и пойкилотермных. Такое разделение относится к животному миру; иногда животных подразделяют на теплокровных и холоднокровных.

Гомойотермные организмы имеют постоянную температуру и поддерживают ее, несмотря на изменение температуры в окружающей среде. Напротив, пойкилотермные организмы не тратят энергию на поддержание постоянной температуры тела, и она меняется в зависимости от температуры окружающей среды. Такое разделение имеет несколько условный характер, так как многие организмы не являются абсолютно пойкило- термными или гомойотермными.

Реакция конкретного вида на температуру не постоянна и может изменяться в зависимости от времени воздействия температуры окружающей среды и ряда других условий. Другими словами, организм может приспосабливаться к изменению температурного режима. Если такое приспособление регистрируют в лабораторных условиях, то процесс обычно называют акклимацией, если же в природных - акклиматизацией.

С точки зрения эколога вода, т. е. ее количество и качество в окружающей среде, является лимитирующим физическим фактором как в наземных, так и в водных экосистемах. Вода представляет собой ресурс, относящийся ко всей экосистеме. Она составляет основную массу организмов животных и растений. Ткани большинства живых организмов на 5080 % состоят из воды. У ряда организмов содержание воды еще выше: в теле медузы, например, содержится около 95 % воды, в тканях моллюсков - 92 %. Внутренняя среда практически всех известных организмов является водной, и все обменные процессы протекают именно здесь.

Водный обмен протекает в двух направлениях: поступление воды в организм и выделение воды из организма.

Влажность характеризует содержание водяного пара в воздухе. Количество пара в воздухе зависит от температуры и давления.

Для количественной характеристики влажности обычно используют параметр относительной влажности. Этот параметр отражает отношение количества пара в воздухе к насыщающему количеству пара при данной температуре и давлении.

В природных условиях влажность меняется в течение суток: она повышается ночью и снижается днем. Кроме того, влажность сильно меняется также и в пространстве (по вертикали и по горизонтали). Так, над самой поверхностью почвы, в гуще травянистого покрова относительная влажность часто составляет почти 100 %, а над травянистым ярусом - всего 50 %. Эти колебания являются причиной различного распределения биоты в экосистемах, а также появления различных приспособлений (компенсации факторов) к условиям влажности.

Влажность почвы, которая в значительной мере зависит от количества атмосферных осадков, имеет первостепенное значение для растений. Сочетание дефицита воды и высоких температур атмосферного воздуха ужесточает условия жизни и сужает диапазон толерантности. Растения, которые приспособились к жизни в зонах недостаточного увлажнения, относятся к ксерофитам. Их способность переносить неблагоприятные условия и сохранять активность зависит от комплекса адаптации, по типу которых их подразделяют на суккуленты и склерофиты.

Распространение и численность популяций существенно зависят от реакции почвы или водной среды.

Загрязнение атмосферного воздуха вследствие сжигания ископаемого топлива (чаще всего диоксидом серы) приводит к отложению сухих аци- догенных частиц и выпадению дождя, состоящего, по сути, из слабой сернистой кислоты. Выпадение таких «кислых дождей» вызывает закисление различных объектов окружающей среды. Сейчас проблема «кислых дождей» стала приобретать глобальный характер. При высоких значениях рН, т. е. при подщелачивании, также создаются неблагоприятные условия для жизнедеятельности растений. В щелочных почвах железо, марганец, фосфаты присутствуют в виде малорастворимых соединений и плохо доступны для растений.

Для многих видов организмов, как бактерий, так и высших животных и растений, концентрация кислорода и двуокиси углерода, которые составляют в атмосферном воздухе 21 и 0,03 % по объему соответственно, являются лимитирующими факторами. При этом в наземных экосистемах состав внутренней воздушной среды - атмосферного воздуха - относительно постоянен.

В водных экосистемах количество и состав газов, растворенных в воде, сильно варьирует. В водных объектах - озерах и водохранилищах, богатых органическим веществом - кислород становится фактором, лимитирующим процессы окисления, и тем самым приобретает первостепенную важность. 

<< | >>
Источник: В.М. Малахов, А.Г. Гриценко, С.В. Дружинин. ИНЖЕНЕРНАЯ ЭКОЛОГИЯ МОНОГРАФИЯ В трех томах Том 1. 2012

Еще по теме Абиотические и биотические факторы среды и их влияние на живые организмы:

  1. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
  2. ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ АНТРОПОЛОГИЯ
  3. § 10. Почвы, растительный и животныймир Земли
  4. 1.1. Концепция экосистемы
  5. ПРИНЦИПЫ ОЦЕНКИ ВОЗДЕЙСТВИЯ ядовитых ВЕЩЕСТВ В ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЕ Ф. Корте
  6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОБЛЕМЫ БИОГЕОХИМИЧЕСКИХ ЦИКЛОВ НА ГЕОГРАФИЧЕСКОМ ФАКУЛЬТЕТЕ В МГУ М.А. Глазовская
  7. Аутэкология
  8. ГЛОССАРИЙ
  9. Экологические показатели производства и порядок их нормирования
  10. Природа в жизни человека
  11. СЛОВАРЬ ТЕРМИНОВ
  12. Биосфера как космопланетарная геосистема Земли
  13. Элементы круговорота веществ и энергии в природных системах
  14. Экологические основы в природоохранном обустройстве территорий
  15. Абиотические и биотические факторы среды и их влияние на живые организмы
  16. Основы глобальной экологии (биосферологии)