Меню
НачалоОблекло и стил

Екология фактори на околната среда. Фактори на околната среда

общности) помежду си и със своята среда. Този термин е предложен за първи път от немския биолог Ернст Хекел през 1869 г. Като самостоятелна наука възниква в началото на 20 век заедно с физиологията, генетиката и др. Областта на приложение на екологията са организми, популации и общности. Екологията ги разглежда като жив компонент на система, наречена екосистема. В екологията понятията за популация - общност и екосистема - имат ясни дефиниции.

Популация (от екологична гледна точка) е група от индивиди от един и същи вид, заемащи определена територия и обикновено в една или друга степен изолирани от други подобни групи.

Съобщество е всяка група от организми от различни видове, живеещи в една и съща зона и взаимодействащи помежду си чрез трофични (хранителни) или пространствени връзки.

Екосистемата е общност от организми с тяхната среда, които взаимодействат помежду си и образуват екологична единица.

Всички екосистеми на Земята са обединени в екосфера. Ясно е, че е абсолютно невъзможно да се обхване с изследвания цялата биосфера на Земята. Следователно точката на приложение на екологията е екосистемата. Една екосистема обаче, както се вижда от дефинициите, се състои от популации, отделни организми и всички фактори на неживата природа. Въз основа на това са възможни няколко различни подхода за изучаване на екосистемите.

Екосистемен подход.При екосистемния подход екологът изучава потока на енергия в екосистемата. Най-голям интерес в този случай представлява връзката на организмите помежду си и с околната среда. Този подход дава възможност да се обясни сложната структура на взаимоотношенията в една екосистема и да се дадат препоръки за рационално управление на околната среда.

Проучване на общности. С този подход подробно се изучава видовият състав на съобществата и факторите, ограничаващи разпространението на конкретни видове. В този случай се изследват ясно различими биотични единици (ливада, гора, блато и др.).
подход. Точката на приложение на този подход, както подсказва името, е населението.
Проучване на местообитанията. В този случай се изследва относително хомогенна област от околната среда, в която живее даден организъм. Обикновено не се използва отделно като независима област на изследване, но предоставя необходимия материал за разбиране на екосистемата като цяло.
Трябва да се отбележи, че всички горепосочени подходи в идеалния случай трябва да се използват в комбинация, но в момента това е практически невъзможно поради значителния мащаб на изследваните обекти и ограничения брой полеви изследователи.

Екологията като наука използва разнообразни изследователски методи за получаване на обективна информация за функционирането на природните системи.

Методи за изследване на околната среда:

  • наблюдение
  • експеримент
  • преброяване на населението
  • метод на моделиране

От екологична гледна точка сряда - това са природни тела и явления, с които организмът се намира в пряка или косвена връзка. Заобикалящата организма среда се характеризира с огромно разнообразие, състояща се от много елементи, явления и условия, които са динамични във времето и пространството, които се разглеждат като фактори .

Екологичен фактор - това е всяко състояние на околната среда, способни да оказват пряко или косвено влияние върху живите организми, поне през една от фазите на тяхното индивидуално развитие. От своя страна организмът реагира на фактора на околната среда със специфични приспособителни реакции.

по този начин фактори на околната среда- това са всички елементи на природната среда, които влияят върху съществуването и развитието на организмите и на които живите същества реагират с адаптационни реакции (извън способността за адаптация настъпва смърт).

Трябва да се отбележи, че в природата факторите на околната среда действат комплексно. Това е особено важно да запомните, когато оценявате въздействието на химическите замърсители. В този случай „общият“ ефект, когато отрицателният ефект на едно вещество се наслагва върху отрицателния ефект на други и към това се добавя влиянието на стресова ситуация, шум и различни физически полета, значително променя стойностите на MPC дадени в справочници. Този ефект се нарича синергичен.

Най-важната концепция е ограничаващ фактор, тоест такъв, чието ниво (доза) се доближава до границата на издръжливостта на организма, чиято концентрация е по-ниска или по-висока от оптималната. Тази концепция е дефинирана от законите за минимума на Либих (1840) и законите за толерантност на Шелфорд (1913). Най-често ограничаващите фактори са температура, светлина, хранителни вещества, течения и налягане в околната среда, пожари и др.

Най-често срещаните организми са тези с широк диапазон на толерантност към всички фактори на околната среда. Най-високата толерантност е характерна за бактериите и синьо-зелените водорасли, които оцеляват в широк диапазон от температури, радиация, соленост, pH и др.

Екологичните изследвания, свързани с определянето на влиянието на факторите на околната среда върху съществуването и развитието на определени видове организми, връзката на организма с околната среда, са предмет на науката аутекология . Клонът на екологията, който изучава асоциациите на популациите на различни видове растения, животни, микроорганизми (биоценози), начините на тяхното формиране и взаимодействие с околната среда, се нарича синекология . В границите на синекологията има фитоценология или геоботаника (обектът на изследване са групировки от растения), биоценология (групировки от животни).

По този начин понятието фактор на околната среда е едно от най-общите и изключително широки понятия на екологията. Съответно, задачата за класифициране на факторите на околната среда се оказа много трудна, така че все още няма общоприет вариант. В същото време е постигнато съгласие относно целесъобразността на използването на определени характеристики при класифицирането на факторите на околната среда.

Традиционно се идентифицират три групи фактори на околната среда:

1) абиотичен (неорганични условия – химични и физични, като състав на въздух, вода, почва, температура, светлина, влажност, радиация, налягане и др.);

2) биотичен (форми на взаимодействие между организмите);

3) антропогенен (форми на човешка дейност).

Днес има десет групи фактори на околната среда (общият им брой е около шестдесет), обединени в специална класификация:

    по време - фактори на времето (еволюционни, исторически, активни), периодичност (периодични и непериодични), първични и вторични;

    по произход (космически, абиотични, биотични, природни, техногенни, антропогенни);

    по среда на възникване (атмосферни, водни, геоморфологични, екосистемни);

    по характер (информационен, физичен, химичен, енергиен, биогенен, комплексен, климатичен);

    по обект на въздействие (индивидуални, групови, видови, социални);

    по степен на въздействие (смъртоносни, екстремни, ограничаващи, смущаващи, мутагенни, тератогенни);

    според условията на действие (зависими или независими от плътността);

    според спектъра на въздействие (селективно или общо действие).

На първо място факторите на околната среда се разделят на външен (екзогененили ентопичен) И вътрешни (ендогенен) по отношение на дадена екосистема.

ДО външен Те включват фактори, чиито действия в една или друга степен определят промените, настъпващи в екосистемата, но самите те практически не изпитват обратното му влияние. Това са слънчева радиация, интензивност на валежите, атмосферно налягане, скорост на вятъра, скорост на течението и др.

За разлика от тях вътрешни фактори корелират със свойствата на самата екосистема (или нейните отделни компоненти) и всъщност формират нейния състав. Това са числеността и биомасата на популациите, запасите от различни вещества, характеристиките на приземния слой на въздуха, водата или почвената маса и др.

Вторият общ принцип на класификация е разделянето на факторите на биотичен И абиотичен . Първата включва различни променливи, които характеризират свойствата на живата материя, а втората - неживите компоненти на екосистемата и нейната външна среда. Разделението на факторите на ендогенни – екзогенни и биотични – абиотични не съвпада. По-специално, има както екзогенни биотични фактори, например интензивността на въвеждане на семена от определен вид в екосистемата отвън, така и ендогенни абиотични фактори, като концентрацията на O 2 или CO 2 в приземния слой на въздух или вода.

Класификацията на факторите според общия характер на техния произходили обект на въздействие. Например, сред екзогенните фактори има метеорологични (климатични), геоложки, хидроложки, миграционни (биогеографски), антропогенни фактори, а сред ендогенните фактори - микрометеорологични (биоклиматични), почвени (едафични), водни и биотични.

Важен показател за класификация е природата на динамиката фактори на околната среда, особено наличието или отсъствието на неговата честота (дневна, лунна, сезонна, многогодишна). Това се дължи на факта, че адаптивните реакции на организмите към определени фактори на околната среда се определят от степента на постоянство на влиянието на тези фактори, тоест тяхната честота.

Биологът A.S. Мончадски (1958) разграничава първичните периодични фактори, вторичните периодични фактори и непериодичните фактори.

ДО първични периодични фактори Те включват главно явления, свързани с въртенето на Земята: смяна на сезоните, ежедневни промени в осветеността, приливни явления и др. Тези фактори, които се характеризират с регулярна периодичност, са действали още преди появата на живота на Земята и възникващите живи организми трябваше незабавно да се адаптират към тях.

Вторични периодични фактори следствие от първични периодични: например влажност, температура, валежи, динамика на растителната храна, съдържание на разтворени газове във вода и др.

ДО непериодични Те включват фактори, които нямат правилната периодичност или цикличност. Това са почвени фактори и различни видове природни явления. Антропогенните въздействия върху околната среда често са непериодични фактори, които могат да възникнат внезапно и нередовно. Тъй като динамиката на естествените периодични фактори е една от движещите сили на естествения подбор и еволюцията, живите организми, като правило, нямат време да развият адаптивни реакции, например към рязка промяна в съдържанието на определени примеси в среда.

Специална роля сред факторите на околната среда принадлежи на обобщаващ (допълнителни) фактори, характеризиращи числеността, биомасата или гъстотата на популацията на организмите, както и запасите или концентрациите на различни форми на материя и енергия, чиито времеви промени са обект на закони за опазване. Такива фактори се наричат ресурси . Например, те говорят за ресурсите на топлина, влага, органични и минерални храни и др. За разлика от това, фактори като интензитет и спектрален състав на радиацията, ниво на шум, редокс потенциал, скорост на вятъра или течението, размер и форма на храната и т.н., които оказват силно влияние върху организмите, не се класифицират като ресурси, т.е. законите за опазване не важат за тях.

Броят на възможните фактори на околната среда изглежда потенциално неограничен. Но по отношение на степента на въздействие върху организмите те далеч не са еквивалентни, в резултат на което в екосистемите от различен тип някои фактори се открояват като най-значими, или императивен . В сухоземните екосистеми екзогенните фактори обикновено включват интензивността на слънчевата радиация, температурата и влажността на въздуха, интензивността на валежите, скоростта на вятъра, скоростта на въвеждане на спори, семена и други ембриони или притока на възрастни от други екосистеми, както и всички видове форми на антропогенно въздействие. Ендогенни императивни фактори в сухоземните екосистеми са следните:

1) микрометеорологични - осветеност, температура и влажност на приземния слой въздух, съдържанието на CO 2 и O 2 в него;

2) почва - температура, влажност, аерация на почвата, физико-механични свойства, химичен състав, съдържание на хумус, наличие на минерални хранителни елементи, редокс потенциал;

3) биотични - гъстотата на популацията на различните видове, техният възрастов и полов състав, морфологични, физиологични и поведенчески характеристики.

1. Абиотични фактори. Тази категория фактори включва всички физични и химични характеристики на околната среда. Това са светлина и температура, влажност и налягане, химичния състав на водата, атмосферата и почвата, естеството на релефа и състава на скалите и условията на вятъра. Най-мощната група фактори се обединява като климатичнифактори. Те зависят от географската ширина и положението на континентите. Има много вторични фактори. Географската ширина оказва най-голямо влияние върху температурата и фотопериода. Разположението на континентите е причина за сухотата или влажността на климата. Вътрешните райони са по-сухи от периферните, което значително влияе върху диференциацията на животните и растенията на континентите. Вятърният режим, като един от компонентите на климатичния фактор, играе изключително важна роля при формирането на жизнените форми на растенията.

Глобалният климат е климатът на планетата, който определя функционирането и Биоразнообразие на биосферата. Регионалният климат е климатът на континентите и океаните, както и техните големи топографски подразделения. Местен климат - климат на подчиненителандшафтно-регионални социално-географски структури: климат на Владивосток, климат на басейна на река Партизанская. Микроклимат (под камък, извън камък, горичка, поляна).

Най-важните климатични фактори: светлина, температура, влажност.

светлинае най-важният източник на енергия на нашата планета. Ако за животните светлината отстъпва по значение на температурата и влажността, то за фотосинтезиращите растения тя е най-важна.

Основният източник на светлина е Слънцето. Основните свойства на лъчистата енергия като фактор на околната среда се определят от дължината на вълната. Радиацията включва видима светлина, ултравиолетови и инфрачервени лъчи, радиовълни и проникваща радиация.

Оранжево-червените, синьо-виолетовите и ултравиолетовите лъчи са важни за растенията. Жълто-зелените лъчи или се отразяват от растенията, или се абсорбират в малки количества. Отразените лъчи придават на растенията техния зелен цвят. Ултравиолетовите лъчи имат химичен ефект върху живите организми (променят скоростта и посоката на биохимичните реакции), а инфрачервените лъчи имат термичен ефект.

Много растения имат фототропна реакция към светлина. Тропизъм– това е насоченото движение и ориентация на растенията, например слънчогледът „следва“ слънцето.

В допълнение към качеството на светлинните лъчи, голямо значение има и количеството светлина, което пада върху растението. Интензитетът на осветеност зависи от географската ширина на района, сезона, времето на деня, облачността и местната запрашеност на атмосферата. Зависимостта на топлинната енергия от географската ширина показва, че светлината е един от климатичните фактори.

Животът на много растения зависи от фотопериода. Денят отстъпва място на нощта и растенията спират да синтезират хлорофил. Полярният ден се заменя с полярна нощ и растенията и много животни спират да функционират активно и замръзват (хибернация).

По отношение на светлината растенията се делят на три групи: светлолюбиви, сенколюбиви и сенкоиздръжливи. СветлолюбивТе могат да се развиват нормално само при достатъчно осветление; те не понасят или не понасят дори леко затъмняване. Сенколюбивсреща се само в сенчести зони и никога при условия на силна светлина. Устойчив на сянкарастенията се характеризират с широка екологична амплитуда по отношение на светлинния фактор.

температурае един от най-важните климатични фактори. От него зависят нивото и интензивността на метаболизма, фотосинтезата и други биохимични и физиологични процеси.

Животът на земята съществува в широк диапазон от температури. Най-приемливият температурен диапазон за живота е от 0 0 до 50 0 C. За повечето организми това са смъртоносни температури. Изключения: много северни животни, където има смяна на сезоните, могат да издържат на зимни температури под нулата. Растенията са в състояние да понасят минусови зимни температури, когато активната им дейност спре. При експериментални условия някои семена, спори и цветен прашец на растения, нематоди, ротифери, протозойни цисти понасят температури от -190 0 C и дори - 273 0 C. Но все пак по-голямата част от живите същества могат да живеят при температури между 0 и 50 0 С. Това се определя от свойствата на протеините и ензимната активност. Една от адаптациите за издържане на неблагоприятни температури е анабиоза– спиране на жизнените процеси в организма.

Напротив, в горещите страни сравнително високите температури са норма. Известни са редица микроорганизми, които могат да живеят в източници с температура над 70 0 С. Спорите на някои бактерии могат да издържат на краткотрайно нагряване до 160-180 0 С.

Евритермни и стенотермни организми– организми, чието функциониране е свързано съответно с широки и тесни температурни градиенти. Абисалната среда (0˚) е най-постоянната среда.

Биогеографско райониране(арктически, бореален, субтропичен и тропически пояси) до голяма степен определя състава на биоценозите и екосистемите. Аналог на климатичното разпределение по географска ширина могат да бъдат планинските зони.

Въз основа на връзката между телесната температура на животното и температурата на околната среда организмите се разделят на:

– пойкилотермиченорганизмите са студеноводни с променливи температури. Температурата на тялото се доближава до температурата на околната среда;

– хомеотермичен– топлокръвни организми с относително постоянна вътрешна температура. Тези организми имат големи предимства при използването на околната среда.

Във връзка с температурния фактор видовете се разделят на следните екологични групи:

видове, които предпочитат студ са криофилиИ криофити.

принадлежат видове с оптимална активност в зоната на високи температури термофилиИ термофити.

Влажност. Всички биохимични процеси в организмите протичат във водна среда. Водата е необходима за поддържане на структурната цялост на клетките в цялото тяло. Той участва пряко в процеса на образуване на първичните продукти на фотосинтезата.

Влажността се определя от количеството на валежите. Разпределението на валежите зависи от географската ширина, близостта на големи водни басейни и релефа. Количеството на валежите е неравномерно разпределено през годината. Освен това е необходимо да се вземе предвид естеството на валежите. Лятният дъждец овлажнява почвата по-добре от дъжда, носейки потоци вода, които нямат време да попият в почвата.

Растенията, живеещи в райони с различна наличност на влага, се адаптират по различен начин към липса или излишък на влага. Регулирането на водния баланс в тялото на растенията в сухите райони се извършва поради развитието на мощна коренова система и всмукателната сила на кореновите клетки, както и намаляване на повърхността на изпаряване. Много растения хвърлят листа и дори цели издънки (саксаул) по време на сухия период, понякога се случва частично или дори пълно намаляване на листата. Своеобразна адаптация към сух климат е ритъмът на развитие на някои растения. Така ефемерите, използвайки пролетна влага, успяват да поникнат за много кратко време (15-20 дни), да се разлистят, да цъфтят и да образуват плодове и семена, а с настъпването на сушата загиват. Способността на много растения да натрупват влага във вегетативните си органи - листа, стъбла, корени - също помага да издържат на суша..

Във връзка с влажността се разграничават следните екологични групи растения. Хидрофити, или хидробионти, са растения, за които водата е жизнена среда.

Хигрофити- растения, живеещи на места, където въздухът е наситен с водна пара и почвата съдържа много капкова влага - в наводнени ливади, блата, във влажни сенчести места в горите, по бреговете на реки и езера. Хигрофитите изпаряват много влага поради устицата, които често са разположени от двете страни на листа. Корените са слабо разклонени, листата са едри.

Мезофити– растения от умерено влажни местообитания. Те включват ливадни треви, всички широколистни дървета, много полски култури, зеленчуци, плодове и плодове. Имат добре развита коренова система, големи листа с устицата от едната страна.

Ксерофити- растения, които са се адаптирали към живот в места със сух климат. Те са често срещани в степи, пустини и полупустини. Ксерофитите се делят на две групи: сукуленти и склерофити.

Сукуленти(от лат. сукулентус- сочни, дебели, дебели) са многогодишни растения със сочни месести стъбла или листа, в които се съхранява вода.

Склерофити(от гръцки склероза– твърди, сухи) – това са власатка, перушина, саксаул и други растения. Листата и стъблата им не съдържат запас от вода, изглеждат доста сухи, поради голямото количество механична тъкан, листата им са твърди и жилави.

Други фактори също могат да бъдат важни за разпространението на растенията, напр. природа и свойства на почвата. По този начин има растения, за които определящият екологичен фактор е съдържанието на сол в почвата. това халофити. Специална група се състои от любители на варовити почви - калцифили. Същите „свързани с почвата“ видове са растения, които живеят на почви, съдържащи тежки метали.

Факторите на околната среда, които влияят върху живота и разпространението на организмите, включват също състава и движението на въздуха, естеството на релефа и много, много други.

В основата на вътревидовата селекция е вътревидовата борба. Ето защо, както вярваше Чарлз Дарвин, се раждат повече млади организми, отколкото достигат зряла възраст. В същото време преобладаването на броя на родените организми над броя на организмите, оцелели до зрялост, компенсира високата смъртност в ранните етапи на развитие. Следователно, както отбелязва S.A. Северцов, големината на плодовитостта е свързана с устойчивостта на вида.

По този начин вътревидовите взаимоотношения са насочени към размножаването и разпространението на вида.

В света на животните и растенията има голям брой устройства, които улесняват контакта между индивидите или, обратно, предотвратяват техния сблъсък. Такива взаимни адаптации в рамките на един вид бяха наречени S.A. Северцов конгруенции . По този начин, в резултат на взаимни адаптации, индивидите имат характерна морфология, екология и поведение, които осигуряват срещата на половете, успешно чифтосване, размножаване и отглеждане на потомство. Установени са пет групи конгруенции:

– ембриони или ларви и родителски индивиди (торбести);

– индивиди от различен пол (генитален апарат на мъже и жени);

– лица от един и същи пол, предимно мъжки (рога и зъби на мъжки, използвани в битки за женската);

– братя и сестри от едно поколение във връзка със стадния начин на живот (петна, улесняващи ориентацията при бягство);

– полиморфни индивиди при колониалните насекоми (специализация на индивидите за изпълнение на определени функции).

Целостта на вида се изразява и в единството на гнездовата популация, еднородността на нейния химичен състав и единството на въздействието й върху околната среда.

Канибализъм– този тип вътрешновидови взаимоотношения не са необичайни в потомствата на хищни птици и животни. Най-слабите обикновено се унищожават от по-силните, а понякога и от родителите си.

Самооттичане растителни популации. Вътрешновидовата конкуренция влияе върху растежа и разпределението на биомасата в растителните популации. Тъй като индивидите растат, те се увеличават по размер, нуждите им нарастват и в резултат на това нараства конкуренцията между тях, което води до смърт. Броят на оцелелите индивиди и темпът на растеж зависи от гъстотата на популацията. Постепенното намаляване на плътността на нарастващите индивиди се нарича самоизтъняване.

Подобно явление се наблюдава и в горските насаждения.

Междувидови взаимоотношения. Най-важните и често срещани форми и видове междувидови взаимоотношения могат да бъдат наречени:

Конкуренция. Този тип отношения определят Правилото на Гаузе. Според това правило два вида не могат едновременно да заемат една и съща екологична ниша и следователно непременно да се изместват един друг. Например смърчът измества брезата.

Алелопатия- това е химическият ефект на едни растения върху други чрез отделяне на летливи вещества. Носители на алелопатично действие са активните вещества - Колин. Поради влиянието на тези вещества, почвата може да бъде отровена, естеството на много физиологични процеси може да се промени и в същото време растенията се разпознават чрез химически сигнали.

Мутуализъм– изключителна степен на асоциация между видовете, при която всеки се възползва от асоциацията си с другия. Например растения и азотфиксиращи бактерии; шапка гъби и корени на дървета.

Коменсализъм– форма на симбиоза, при която единият от партньорите (коменсал) използва другия (собственика) за регулиране на контактите си с външната среда, но не влиза в близки отношения с него. Коменсализмът е широко развит в екосистемите на кораловия риф - това е жилище, защита (пипалата на морските анемони защитават рибата), живот в тялото на други организми или на повърхността му (епифити).

Хищничество- това е начин за получаване на храна от животни (по-рядко растения), при който те хващат, убиват и ядат други животни. Хищничеството се среща при почти всички видове животни. По време на еволюцията хищниците имат добре развита нервна система и сетивни органи, които им позволяват да откриват и разпознават плячка, както и средства за улавяне, убиване, изяждане и смилане на плячка (остри прибиращи се нокти при котки, отровни жлези на много паякообразни, жилещи клетки на морски анемонии, ензими, които разграждат протеините и други). Еволюцията на хищници и плячка се случва в тандем. По време на този процес хищниците подобряват методите си за атака, а жертвите подобряват методите си за защита.

Запомнете:

Какво се разбира под естествена и социална природа на човека?

отговор. Човекът, както всички други живи същества, е част от природата и продукт на естествената, биологична еволюция. Човекът, подобно на животните, се характеризира с инстинкти и жизнени потребности. Съществуват и биологично програмирани модели на поведение на човека като специфичен биологичен вид. Биологичните фактори, които определят съществуването и развитието, се определят от набора от гени при хората, баланса на произвежданите хормони, метаболизма и други биологични фактори. Всичко това характеризира човека като биологично същество и определя неговата биологична природа. Но в същото време се различава от всяко животно и преди всичко по следните характеристики:

Произвежда собствената си среда (жилище, дрехи, инструменти), но животното не произвежда, а само използва това, което е на разположение;

То променя света около себе си не само според мярката на своите утилитарни нужди, но и според законите на познанието за този свят, както и според законите на морала и красотата, докато животното може да промени своя свят само според на нуждите на своя вид;

То може да действа не само според нуждата, но и в съответствие със свободата на своята воля и въображение, докато действието на животното е насочено изключително към задоволяване на физическа нужда (глад, инстинкт за размножаване, групови, видови инстинкти и др.) ;

Способен да действа универсално, животно само във връзка с конкретни обстоятелства;

Той прави своята жизнена дейност обект (отнася се към нея смислено, целенасочено я променя, планира), но животното е тъждествено на неговата жизнена дейност и не я разграничава от себе си.

Кои фактори се наричат ​​биотични и абиотични?

отговор. Абиотични фактори - състояния на атмосферата, морска и сладка вода, почва или дънни седименти) и физически или климатични (температура, налягане, вятър, течения, радиационен режим и др.). Структурата на повърхността (релефа), геоложките и климатичните различия на земната повърхност създават огромно разнообразие от абиотични фактори, които играят различна роля в живота на видове животни, растения и микроорганизми, които са се адаптирали към тях.

Какво е разнообразието от антропогенни фактори?

отговор. Антропогенните фактори са много разнообразни. По природа антропогенните фактори се делят на:

Механични - натиск от автомобилни колела, обезлесяване, пречки пред движението на организми и други подобни;

Физически – топлина, светлина, електрическо поле, цвят, промени във влажността и др.;

Химични - действието на различни химични елементи и техните съединения;

Биологични - влиянието на въведени организми, отглеждане на растения и животни, засаждане на гори и други подобни.

Ландшафт - изкуствени реки и езера, плажове, гори, поляни и др.

Въз основа на времето на възникване и продължителността на действие антропогенните фактори се разделят на следните групи:

Фактори, създадени в миналото: а) такива, които са престанали да действат, но последствията от тях се усещат и сега (унищожаване на определени видове организми, прекомерна паша и др.); б) тези, които продължават да работят в наше време (изкуствен релеф, резервоари, въвеждане и др.);

Фактори, които се произвеждат в наше време: а) тези, които действат само в момента на производството (радиовълни, шум, светлина); б) такива, които работят за определено време и след приключване на производството (устойчиво химическо замърсяване, изсечена гора и др.).

Въпроси след § 9

Опишете моделите на действие на факторите на околната среда върху тялото?

Способността на организмите да се адаптират към определен диапазон от променливост на факторите на околната среда се нарича екологична пластичност. Тази характеристика е едно от най-важните свойства на всички живи същества: чрез регулиране на жизнената си дейност в съответствие с промените в условията на околната среда организмите придобиват способността да оцеляват и да оставят потомство. Има горна и долна граница на издръжливостта.

Факторите на околната среда влияят върху живия организъм съвместно и едновременно. Освен това действието на един фактор зависи от силата, с която и в каква комбинация действат едновременно други фактори. Този модел се нарича взаимодействие на фактори. Например топлината или сланата се понасят по-лесно в сух, отколкото във влажен въздух. Скоростта на изпаряване на водата от листата на растенията (транспирация) е много по-висока, ако температурата на въздуха е висока и времето е ветровито.

В някои случаи дефицитът на един фактор се компенсира частично от засилването на друг. Явлението на частична взаимозаменяемост на въздействието на факторите на околната среда се нарича компенсационен ефект. Например, увяхването на растенията може да се спре както чрез увеличаване на количеството влага в почвата, така и чрез намаляване на температурата на въздуха, което намалява транспирацията; в пустините липсата на валежи до известна степен се компенсира от повишена относителна влажност през нощта; В Арктика дългият светъл ден през лятото компенсира липсата на топлина.

В същото време нито един от необходимите за организма фактори на околната среда не може да бъде напълно заменен с друг. Липсата на светлина прави живота на растенията невъзможен, въпреки най-благоприятните комбинации от други условия. Следователно, ако стойността на поне един от жизненоважните фактори на околната среда се доближи до критична стойност или надхвърли нейните граници (под минимума или над максимума), тогава, въпреки оптималната комбинация от други условия, индивидите са застрашени от смърт. Такива фактори се наричат ​​ограничаващи фактори.

Какъв е оптимумът, границите на издръжливост?

отговор. Факторите на околната среда имат количествен израз. По отношение на всеки фактор може да се разграничи оптимална зона (зона на нормална жизнена активност), зона на депресия и граници на издръжливостта на организма. Оптимално е количеството фактор на околната среда, при което интензивността на жизнената дейност на организмите е максимална. В зоната на потисничество жизнената дейност на организмите е потисната. Отвъд границите на издръжливост съществуването на един организъм е невъзможно. Има долна и горна граница на издръжливост.

Какъв фактор се нарича ограничаващ фактор?

отговор. Фактор на околната среда, чиято количествена стойност надхвърля издръжливостта на вида, се нарича ограничаващ фактор. Този фактор ще ограничи разпространението на вида, дори ако всички други фактори са благоприятни. Ограничаващите фактори определят географския обхват на даден вид. Човешкото познаване на ограничаващите фактори за определен тип организми позволява, чрез промяна на условията на околната среда, да потиска или стимулира неговото развитие.

Фактори на околната среда, тяхното влияние върху организмите

Температурни, физико-химични, биологични елементи на местообитанието, които имат постоянно или периодично, пряко или косвено въздействие върху организмите и популациите, се наричат ​​фактори на околната среда.

Факторите на околната среда се разделят, както следва:

Абиотични - температура и климатични условия, влажност, химичен състав на атмосферата, почва, вода, осветление, особености на релефа;

Биотични - живи организми и преките продукти от тяхната жизнена дейност;

Антропогенен - ​​човекът и преките продукти от неговата стопанска и друга дейност.

Основни абиотични фактори

1. Слънчева радиация: ултравиолетовите лъчи са вредни за тялото. Видимата част от спектъра осигурява фотосинтезата. Инфрачервените лъчи повишават температурата на околната среда и тялото на организмите.

2. Температурата влияе върху скоростта на метаболитните реакции. Животните с постоянна телесна температура се наричат ​​хомеотермни, а тези с променлива телесна температура - пойкилотермни.

3. Влажността се характеризира с количеството вода в местообитанието и вътре в тялото. Адаптациите на животните са свързани с получаване на вода, съхраняване на мазнини като източник на вода по време на окисляване и преминаване към зимен сън в топлината. Растенията развиват коренова система, кутикулата на листата се удебелява, площта на листното острие намалява и листата намаляват.

4. Климатът е съвкупност от фактори, характеризиращи се със сезонна и дневна периодичност, обусловена от въртенето на Земята около Слънцето и собствената си ос. Адаптациите на животните се изразяват в преход към хибернация през студения сезон, в торпор при пойкилотермните организми. При растенията адаптациите са свързани с прехода към латентно състояние (лято или зима). При големи загуби на вода редица организми изпадат в състояние на застой - максимално забавяне на метаболитните процеси.

5. Биологични ритми - периодични колебания в интензивността на действие на факторите. Ежедневните биоритми определят външните и вътрешните реакции на организмите към смяната на деня и нощта

Организмите се адаптират (приспособяват) към влиянието на определени фактори чрез процеса на естествен подбор. Техните адаптивни възможности се определят от нормата на реакция по отношение на всеки от факторите, както постоянно действащи, така и колебаещи се в стойностите си. Например, продължителността на дневните часове в определен регион е постоянна, но температурата и влажността могат да варират в доста широки граници.

Факторите на околната среда се характеризират с интензивността на действие, оптималната стойност (оптимум), максималните и минималните стойности, в рамките на които е възможен животът на даден организъм. Тези параметри са различни за представители на различни видове.

Отклонението от оптимума на всеки фактор, например намаляване на количеството храна, може да стесни границите на издръжливост на птици или бозайници по отношение на намаляването на температурата на въздуха.

Фактор, чиято стойност в момента е на или извън границите на издръжливостта, се нарича ограничаващ.

Организми, които могат да съществуват в широк диапазон от факторни флуктуации, се наричат ​​еврибионти. Например организмите, живеещи в континентален климат, понасят големи температурни колебания. Такива организми обикновено имат широки области на разпространение.

Фактор интензитет минимум оптимален максимум

ориз. 23. Ефектът на факторите на околната среда върху живите организми: А - обща схема; Б - диаграма за топлокръвни и хладнокръвни животни

Основни биотични фактори

Организмите от един и същи вид влизат във взаимоотношения от различно естество както помежду си, така и с представители на други видове. Тези взаимоотношения съответно се разделят на вътрешновидови и междувидови.

Вътрешноспецифичните взаимоотношения се проявяват във вътрешновидовата конкуренция за храна, подслон, женски, както и в поведенческите характеристики и йерархията на взаимоотношенията между членовете на популацията.

Междувидови взаимоотношения:

Мутуализмът е форма на взаимноизгодна симбиотична връзка между две популации от различни видове;

Коменсализмът е форма на симбиоза, при която връзката е от полза предимно за един от двата вида, живеещи заедно (риба пилот и акула);

Хищничеството е връзка, при която индивиди от един вид убиват и изяждат индивиди от друг вид.

Антропогенните фактори са свързани с човешката дейност, под влиянието на която се променя и формира околната среда. Човешката дейност обхваща почти цялата биосфера: минното дело, развитието на водните ресурси, развитието на авиацията и космонавтиката влияят върху състоянието на биосферата. В резултат на това в биосферата възникват разрушителни процеси, които включват замърсяване на водата, „парников ефект“, свързан с увеличаване на концентрацията на въглероден диоксид в атмосферата, увреждане на озоновия слой, „киселинни дъждове“ и др.

Биогеоценоза

Биогеоценозата е съвкупност от популации на различни видове, живеещи заедно и взаимодействащи помежду си и с неживата природа, образувайки сложна, саморегулираща се система в относително хомогенни условия на околната среда. Терминът е въведен от V.N. Сукачев.

В състава на биогеоценозата влизат: биотоп (нежива част от околната среда) и биоценоза (всички видове организми, обитаващи биотопа).

Съвкупността от растения, живеещи в дадена биогеоценоза, обикновено се нарича фитоценоза, съвкупността от животни - зооценоза, съвкупността от микроорганизми - микроробоценоза.

Характеристики на биогеоценозата:

Биогеоценозата има естествени граници;

В биогеоценозата всички фактори на околната среда си взаимодействат;

Всяка биогеоценоза се характеризира с определена циркулация на вещества и енергия;

Биогеоценозата е относително стабилна във времето и е способна на саморегулация и саморазвитие при еднопосочни промени в биотопа. Смяната на биоценозите се нарича сукцесия.

Структура на биогеоценозата:

Производители - растения, които произвеждат органични вещества чрез процеса на фотосинтеза;

Консуматорите са консуматори на готова органична материя;

Разложителите - бактерии, гъбички, както и животни, които се хранят с мърша и тор - унищожават органичните вещества, превръщайки ги в неорганични.

Изброените компоненти на биогеоценозата представляват трофични нива, свързани с обмена и преноса на хранителни вещества и енергия.

Организмите от различни трофични нива образуват хранителни вериги, в които веществата и енергията се прехвърлят стъпаловидно от ниво на ниво. На всяко трофично ниво се използва 5-10% от енергията на входящата биомаса.

Хранителните вериги обикновено се състоят от 3-5 звена, например: растения-крава-човек; растения-калинка-синигер-ястреб; растения-муха-жаба-змия-орел.

Масата на всяко следващо звено в хранителната верига намалява около 10 пъти. Това правило се нарича правило на екологичната пирамида. Съотношенията на разходите за енергия могат да бъдат отразени в пирамиди от числа, биомаса, енергия.

Изкуствените биоценози, създадени от хора, занимаващи се със селско стопанство, се наричат ​​агроценози. Те са високопродуктивни, но нямат способност за саморегулация и стабилност, тъй като зависят от човешкото внимание към тях.

Биосфера

Има две определения за биосферата.

1. Биосферата е населената част от геоложката обвивка на Земята.

2. Биосферата е част от геоложката обвивка на Земята, чиито свойства се определят от дейността на живите организми.

Второто определение обхваща по-широко пространство: в края на краищата атмосферният кислород, образуван в резултат на фотосинтезата, се разпространява в цялата атмосфера и присъства там, където няма живи организми.

Биосферата, според първото определение, се състои от литосферата, хидросферата и долните слоеве на атмосферата - тропосферата. Границите на биосферата са ограничени от озоновия екран, чиято горна граница е на надморска височина 20 km, а долната граница на дълбочина около 4 km.

Биосферата, според второто определение, включва цялата атмосфера.

Учението за биосферата и нейните функции е разработено от академик V.I. Вернадски.

Биосферата е зоната на разпространение на живота на Земята, включително живата материя (вещество, което е част от живите организми). Биоинертно вещество е вещество, което не е част от живите организми, но се образува поради тяхната дейност (почва, природни води, въздух).

Живата материя, съставляваща по-малко от 0,001% от масата на биосферата, е най-активната част от биосферата.

В биосферата има постоянна миграция на вещества както от биогенен, така и от абиогенен произход, в която живите организми играят основна роля. Кръговратът на веществата определя устойчивостта на биосферата.

Основният източник на енергия за поддържане на живота в биосферата е Слънцето. Неговата енергия се превръща в енергия на органични съединения в резултат на фотосинтетични процеси, протичащи във фототрофните организми. Енергията се натрупва в химическите връзки на органичните съединения, които служат за храна на тревопасни и месоядни животни. Органичните хранителни вещества се разграждат по време на метаболизма и се отделят от тялото. Изхвърлените или мъртви остатъци на свой ред се разлагат от бактерии, гъбички и някои други организми. Получените химични съединения и елементи участват в кръговрата на веществата.

Биосферата се нуждае от постоянен приток на външна енергия, тъй като цялата химическа енергия се превръща в топлинна.

Функции на биосферата:

Газ - отделяне и абсорбция на кислород и въглероден диоксид, редукция на азот;

Концентрация - натрупване от организми на химични елементи, разпръснати във външната среда;

Redox - окисление и редукция на веществата по време на фотосинтезата и енергийния метаболизъм;

Биохимичен – реализира се в процеса на метаболизма.

Енергетика - свързана с използването и преобразуването на енергията.

В резултат на това биологичната и геоложката еволюция протичат едновременно и са тясно взаимосвързани. Геохимичната еволюция протича под влиянието на биологичната еволюция.

Масата на цялата жива материя в биосферата е нейната биомаса, равна приблизително на 2,4-1012 тона.

Организмите, обитаващи сушата, съставляват 99,87% от общата биомаса, океанската биомаса - 0,13%. Количеството биомаса нараства от полюсите към екватора. Биомасата (B) се характеризира с:

а) производителност - увеличението на веществото на единица площ (P);

б) коефициент на възпроизводство - отношението на продукцията към биомасата за единица време (P/B).

Най-продуктивни са тропическите и субтропичните гори.

Частта от биосферата, която се влияе от активната човешка дейност, се нарича ноосфера – сферата на човешкия ум. Терминът предполага разумно човешко влияние върху биосферата в съвременната епоха на научно-техническия прогрес. Най-често обаче това влияние е пагубно за биосферата, която от своя страна е пагубна за човечеството.

Кръговратът на веществата и енергията в биосферата се определя от жизнената дейност на организмите и е необходимо условие за тяхното съществуване. Циклите не са затворени, така че химичните елементи се натрупват във външната среда и в организмите.

Въглеродът се абсорбира от растенията по време на фотосинтезата и се освобождава от организмите по време на дишането. Освен това се натрупва в околната среда под формата на изкопаеми горива и в организмите под формата на запаси от органични вещества.

Азотът се превръща в амониеви соли и нитрати в резултат на дейността на азотфиксиращи и нитрифициращи бактерии. След това, след като азотните съединения се използват от организмите и се денитрифицират от разлагащи устройства, азотът се връща в атмосферата. Сярата се среща под формата на сулфиди и свободна сяра в морските седиментни скали и почвата. Превръщайки се в сулфати в резултат на окисление от серни бактерии, той се включва в растителните тъкани, след което заедно с остатъците от техните органични съединения е изложен на анаеробни разлагачи. Образуваният в резултат на тяхната дейност сероводород отново се окислява от серни бактерии.

Фосфорът се намира във фосфати в скали, в сладководни и океански седименти и в почви. В резултат на ерозията фосфатите се измиват и в кисела среда стават разтворими с образуването на фосфорна киселина, която се абсорбира от растенията. В животинските тъкани фосфорът е част от нуклеиновите киселини и костите. В резултат на разлагането на останалите органични съединения от разложители, той се връща отново в почвата и след това в растенията.