Фактор на околната среда е всяко състояние на околната среда, което може да има пряко или косвено въздействие върху живия организъм поне на един от неговите етапи. индивидуално развитие. Тялото реагира на факторите на околната среда със специфични приспособителни реакции.
Фактори на околната средаразделени на две категории:
Абиотични – фактори на неживата природа (гр. “биос” – живот);
Биотични – фактори на живата природа.
Абиотичните фактори се делят на следните групи:
Климатични: светлина, температура, влажност, движение на въздуха, налягане;
Едафогенни (“едафос” - почва): механично състояние на почвата, влагоемкост, въздухопропускливост, плътност;
Орографски (гр. “oros” - планина): релеф, надморска височина, изложение на склона;
Химикал: газов съставвъздух, солено състояние на водата, концентрация, киселинност и състав на почвените разтвори.
Биотичните фактори се разбират като съвкупността от въздействия на жизнената активност на едни организми върху други. Взаимодействията между растенията и животните са изключително разнообразни. Директните взаимодействия са пряко влияние на един организъм върху друг. Непреките взаимодействия са промени в абиотичните фактори, които засягат други организми.
От общоекологична гледна точка всички организми са необходими един на друг. В естествени условия никой вид не се стреми да унищожи напълно друг вид. Човек трябва да вземе предвид всичко това, когато планира взаимодействието между природата и човека.
Биотичните фактори се разделят на групи:
Фитогенни, причинени от влиянието на растителни организми;
Зоогенни, причинени от излагане на животински организми;
Микробиогенен – излагане на вируси, бактерии, протозои;
Антропогенно – човешко въздействие.
Има и други класификации на факторите на околната среда, например можем да разграничим фактори, които зависят и не зависят от броя на индивидите в популацията. Организмите могат да бъдат разделени на местообитания. Особено важно е разделянето на факторите на околната среда на постоянни и периодични. Адаптирането, т.е. адаптирането е възможно само към периодични фактори на околната среда.
Основни абиотични фактори:
1. Лъчиста енергия от слънцето. 99% от това, което идва на Земята слънчева енергияносят ултравиолетови, видими и инфрачервени лъчи. При това ултравиолетовите лъчи съставляват 7%, видимите лъчи – 48%, инфрачервените – 45% от енергията. Топлинният баланс на планетата се поддържа от инфрачервеното лъчение. Растенията използват оранжево-червени и ултравиолетови лъчи за фотосинтеза.
Живите организми имат ежедневни цикли на активност, свързани със смяната на деня и нощта. Количеството слънчева енергия зависи от продължителността на деня, ъгъла на падане и прозрачността на въздуха. Прясно падналият сняг отразява до 95% от слънчевата радиация, замърсеният сняг - до 45-50%, черната почва - до 5% от слънчевите лъчи, иглолистните гори - 10-15%, леката почва - 35-45%.
2. Абиотични фактори на атмосферата. Влажност на околния въздух. Най-богати на влага са долните слоеве на атмосферата. Въздушният слой до височина 1,5 km съдържа приблизително 50% от цялата атмосферна влага. Дефицитът на влажност е разликата между максималната и зададената наситеност. Дефицитът на влажност е важен фактор за околната среда, тъй като характеризира едновременно два параметъра: температура на въздуха Tи неговата влажност У. Колкото по-висок е дефицитът на влажност, толкова по-топло е. Анализът на динамиката на недостига на влага ни позволява да прогнозираме различни явления в света на животинските организми.
Валежите са резултат от кондензация на атмосферни водни пари. Валежният режим е най-голям важен факторрегулиране на миграцията на замърсители в атмосферата.
Съставът на атмосферата е относително постоянен. Едва през последните десетилетия концентрацията на азот, сяра и въглеродни оксиди се е увеличила. Съставът на атмосферата се променя с увеличаване на надморската височина. Има увеличение на съдържанието на леки газове като водород и хелий.
Движението на въздушните маси възниква поради неравномерно нагряване на земната повърхност. Вятърът носи примеси от атмосферния въздух. Антициклонът е област с високо въздушно налягане, която има тенденция да се премества в зона с по-ниско налягане.
3. Абиотични фактори на почвената покривка. Те включват механичен състав на почвата, водопропускливост, способност за задържане на влага, възможност за проникване на корени и др.
Всички почвени хоризонти са смес от органични и минерални съединения. Над 50% от минералния състав на почвата се състои от силициеви оксиди SiO 2. Останалата част от почвата се състои от следните оксиди: 1-25% Ал 2 О 3 ; 1-10 % FeO; 0,1-5,0 % MgO, К 2 О, П 2 О 5 , CaO. Органичните вещества навлизат в почвата с растителни остатъци. В почвата тези остатъци се разрушават (минерализират) или се усложняват. органично съединение: хумус или хумус
В почвата протичат различни процеси, свързани с живота на бактериите. Те са много и функциите им са разнообразни. Някои бактерии участват в цикли на трансформация на един елемент ( Р), други бактерии обработват съединения от няколко елемента ( СЪС, Saи т.н.).
Растенията използват почвени минерали за изграждане на стъбла или стволове, клони и листа. Загубите на почвени минерали обикновено се компенсират с минерални торове. Растенията могат да използват тези торове само след като микробите ги превърнат в биологично достъпна форма. Най-голям брой микроорганизми се намират в почвените слоеве до дълбочина 40 см.
В промишлеността почвата се използва за пречистване на отпадъчни води в полета за напояване и полета за филтриране. Вреден органична материяокисляват при активно участиефлора и фауна на почвата.
4. Абиотични фактори на водната среда. Това са плътност, вискозитет, подвижност, концентрация на разтворен кислород, температурна стратификация, т.е. промяна на температурата с дълбочина. Температурата на водата варира в сравнително тесен диапазон от 2 до 37 °C. Динамиката на температурните колебания на водата е много по-малка от тази на въздуха.
Важен фактор е солеността на водата. IN прясна водасолите са представени под формата на карбонати, в морската вода - хлориди и частично сулфати. Съдържанието на сол в открития океан е 35 г на 1 литър вода, в Черно море - 19 г/л, в Каспийско море - 14 г/л. Замърсяването на водата от промишлени отпадъчни води променя pH на водата, което води до смърт на водни организми (водни организми) или до замяна на едни видове с други.
ЛЕКЦИЯ №4
ТЕМА: ФАКТОРИ НА ОКОЛНАТА СРЕДА
ПЛАН:
1. Концепцията за факторите на околната среда и тяхната класификация.
2. Абиотични фактори.
2.1. Екологична роля на основните абиотични фактори.
2.2. Топографски фактори.
2.3. Космически фактори.
3. Биотични фактори.
4. Антропогенни фактори.
1. Концепцията за факторите на околната среда и тяхната класификация
Фактор на околната среда - всеки елемент заобикаляща среда, способен пряко или косвено да повлияе на живия организъм, поне на един от етапите на неговото индивидуално развитие.
Факторите на околната среда са разнообразни и всеки фактор е комбинация от съответно състояние на околната среда и нейния ресурс (резерв в околната среда).
Екологичните фактори на околната среда обикновено се разделят на две групи: фактори от инертна (нежива) природа - абиотични или абиогенни; фактори на живата природа – биотични или биогенни.
Наред с горната класификация на факторите на околната среда, има много други (по-рядко срещани), които използват други отличителни характеристики. Така се идентифицират фактори, които зависят и не зависят от броя и плътността на организмите. Например ефектът на макроклиматичните фактори не се влияе от броя на животните или растенията, а от епидемиите (масови заболявания), причинени от патогенни микроорганизми, зависят от броя им на дадена територия. Известни са класификации, в които всички антропогенни фактори се класифицират като биотични.
2. Абиотични фактори
В абиотичната част на околната среда (в неживата природа) всички фактори, преди всичко, могат да бъдат разделени на физични и химични. Въпреки това, за да се разбере същността на разглежданите явления и процеси, е удобно да се представят абиотичните 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 др.). Например температурата, ако е висока, ще има изгаряне, ако е много ниска, ще има измръзване. Други фактори също могат да повлияят на влиянието на температурата: във водата - течение, на сушата - вятър и влажност и др.
Химични фактори- това са тези, които произлизат от химическия състав на околната среда. Например, солеността на водата, ако е висока, животът в резервоара може напълно да отсъства (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 достатъчното ниво на кислород.
Едафични фактори(почва) е съвкупност от химични, физични и механични свойства на почвите и скалите, които влияят както на организмите, живеещи в тях, т.е., за които те са местообитание, така и на кореновата система на растенията. Известно е влиянието на химичните компоненти (биогенни елементи), температурата, влажността и структурата на почвата върху растежа и развитието на растенията.
2.1. Екологична 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, неговият интензитет и продължителността на облъчване.
Около 99% от цялата енергия на слънчевата радиация се състои от лъчи с дължина на вълната k = nm, включително 48% от видима частспектър (k = nm), 45% - в близкия инфрачервен (k = nm) и около 7% - в ултравиолетовия (k< 400 нм).
Лъчите с X = nm са от първостепенно значение за фотосинтезата. Дълговълновата (далечна инфрачервена) слънчева радиация (k > 4000 nm) има малък ефект върху жизнените процеси на организмите. Ултравиолетовите лъчи с k > 320 nm в малки дози са необходими за животните и хората, тъй като под тяхно влияние в организма се образува витамин D. Лъчение с k< 290 нм губительно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.
Когато слънчевата светлина преминава през атмосферния въздух, тя се отразява, разсейва и абсорбира. Чистият сняг отразява приблизително 80-95% от слънчевата светлина, замърсеният сняг - 40-50%, черноземната почва - до 5%, сухата лека почва - 35-45%, иглолистните гори - 10-15%. Въпреки това, осветеността на земната повърхност варира значително в зависимост от времето на годината и деня, географската ширина, изложението на склона, атмосферните условия и др.
Поради въртенето на Земята периодично се редуват светли и тъмни периоди. Цъфтежът, покълването на семената при растенията, миграцията, зимният сън, размножаването на животните и много други в природата са свързани с продължителността на фотопериода (дължината на деня). Нуждата от светлина за растенията определя бързия им растеж на височина и слоестата структура на гората. Водните растения се разпространяват главно в повърхностните слоеве на водоемите.
Пряката или дифузна слънчева радиация не е необходима само на малка група живи същества - някои видове гъби, дълбоководни риби, почвени микроорганизми и др.
Най-важните физиологични и биохимични процеси, извършвани в живия организъм, дължащи се на наличието на светлина, включват следното:
1. Фотосинтеза (1-2% от слънчевата енергия, попадаща на Земята, се използва за фотосинтеза);
2. Транспирация (около 75% - за транспирация, която осигурява охлаждане на растенията и движение по тях водни разтвориминерали);
3. Фотопериодизъм (осигурява синхронност на жизнените процеси в живите организми с периодично променящи се условия на околната среда);
4. Движение (фототропизъм при растенията и фототаксис при животни и микроорганизми);
5. Зрение (една от основните анализиращи функции на животните);
6. Други процеси (синтез на витамин D при хора на светлина, пигментация и др.).
Основата на биоценозите на централна Русия, както повечето сухоземни екосистеми, са производителите. Използването им на слънчева светлина е ограничено от редица природни фактори и на първо място от температурните условия. В това отношение особен адаптивни реакциипод формата на нива, мозаечни листа, фенологични различия и др. Въз основа на изискванията им към условията на осветление растенията се разделят на светлолюбиви или светлолюбиви (слънчоглед, живовляк, домат, акация, пъпеш), сенчести и несветлолюбиви (горски треви, мъхове) и устойчиви на сянка (киселец, пирен, ревен, малини, къпини).
Растенията създават условията за съществуване на други видове живи същества. Ето защо тяхната реакция към условията на осветление е толкова важна. Замърсяването на околната среда води до промени в осветеността: намаляване на нивото на слънчева изолация, намаляване на количеството фотосинтетично активна радиация (PAR е частта от слънчевата радиация с дължина на вълната от 380 до 710 nm) и промяна в спектралната състав на светлината. В резултат на това се разрушават ценозите въз основа на пристигането на слънчева радиация в определени параметри.
температура.За естествените екосистеми на нашата зона температурният фактор, заедно със светлинното захранване, е определящ за всички жизнени процеси. Активността на популациите зависи от времето на годината и времето на деня, тъй като всеки от тези периоди има свои собствени температурни условия.
Температурата е свързана предимно със слънчевата радиация, но в някои случаи се определя от енергията от геотермални източници.
При температури под точката на замръзване живата клетка се уврежда физически от получените 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 повишава над 40–45 °C.
В диапазона между крайните граници скоростта на ензимните реакции (и следователно скоростта на метаболизма) се удвоява с всяко повишаване на температурата с 10°C.
Значителна част от организмите са в състояние да контролират (поддържат) телесната температура, предимно в най-важните органи. Такива организми се наричат хомеотермичен- топлокръвен (от гръцки homoios - подобен, therme - топлина), за разлика от пойкилотермичен- студенокръвен (от гръцки poikilos - разнообразен, променлив, разнообразен), имащ нестабилна температура, в зависимост от температурата на околната среда.
Пойкилотермичните организми през студения сезон или през деня намаляват нивото на жизнените процеси до анабиоза. Това се отнася предимно за растения, микроорганизми, гъби и пойкилотермни (студенокръвни) животни. Само хомеотермните (топлокръвни) видове остават активни. Хетеротермните организми, докато са в неактивно състояние, имат телесна температура не много по-висока от външна среда; в активно състояние - доста високо (мечки, таралежи, прилепите, гофери).
Терморегулацията на хомеотермичните животни се осигурява от специален тип метаболизъм, който възниква с отделянето на топлина в тялото на животното, наличието на топлоизолационни покрития, размер, физиология и др.
Що се отнася до растенията, те са развили редица свойства в процеса на еволюция:
студоустойчивост– способност за толериране дълго времениски положителни температури (от O°C до +5°C);
зимна издръжливост– способността на многогодишните видове да понасят комплекс от зимни неблагоприятни условия;
устойчивост на замръзване– способност да издържа на отрицателни температури за дълго време;
анабиоза– способност за издържане на период на продължителна липса на фактори на околната среда в състояние на рязък спад на метаболизма;
топлоустойчивост– способност да понася високи (над +38°…+40°C) температури без значителни метаболитни нарушения;
ефимерност– намаляване на онтогенезата (до 2-6 месеца) при видове, растящи при кратки периоди на благоприятни температурни условия.
Във водна среда, поради високия топлинен капацитет на водата, температурните промени са по-малко драматични и условията са по-стабилни, отколкото на сушата. Известно е, че в региони, където температурата през деня, както и в различни сезониварира значително, видовото разнообразие е по-малко, отколкото в райони с по-постоянни дневни и годишни температури.
Температурата, подобно на интензитета на светлината, зависи от географска ширина, сезон, време на деня и изложение на склона. Ефектите от екстремните температури (ниски и високи) се усилват от силните ветрове.
Промяната в температурата при издигане във въздуха или потапяне във водна среда се нарича температурна стратификация. Обикновено и в двата случая има непрекъснато понижаване на температурата с определен градиент. Има обаче и други варианти. Така през лятото повърхностните води се нагряват повече от дълбоките. Поради значително намаляване на плътността на водата при нагряване, нейната циркулация започва в нагрятия повърхностен слой, без да се смесва с по-плътния, студена водаподлежащи слоеве. В резултат на това между топлия и студения слой се образува междинна зона с рязък температурен градиент. Всичко това влияе върху поставянето на живи организми във вода, както и върху преноса и разпръскването на постъпващите примеси.
Подобно явление възниква в атмосферата, когато охладените слоеве въздух се изместват надолу и се намират под топлите слоеве, т.е. възниква температурна инверсия, която допринася за натрупването на замърсители в повърхностния слой на въздуха.
Някои релефни характеристики допринасят за инверсия, например ями и долини. Това се случва, когато на определена надморска височина има вещества, например аерозоли, нагрявани директно от пряка слънчева радиация, което води до по-интензивно нагряване на горните слоеве на въздуха.
В почвената среда дневната и сезонната температурна стабилност (флуктуации) зависи от дълбочината. Значителен температурен градиент (както и влажност) позволява на обитателите на почвата да си осигурят благоприятна среда чрез малки движения. Наличието и изобилието на живи организми може да повлияе на температурата. Например под короната на гората или под листата на отделно растение се получава различна температура.
Валежи, влажност.Водата е от съществено значение за живота на Земята; от екологична гледна точка тя е уникална. При почти еднакви географски условия на Земята съществуват както гореща пустиня, така и тропическа гора. Разликата е само в годишната сума на валежите: 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 приземния слой въздух се образуват роса и мъгла, а при ниски температури се наблюдава кристализация на влагата - пада слана.
Една от основните физиологични функции на всеки организъм е да поддържа достатъчно количество вода в тялото. В процеса на еволюция организмите са развили различни приспособления за получаване и икономично използване на вода, както и за оцеляване в сухи периоди. Някои пустинни животни получават вода от храната, други чрез окисляване на навреме съхранени мазнини (например камила, която е способна да получи 107 g метаболитна вода от 100 g мазнина чрез биологично окисление); В същото време те имат минимална водопропускливост на външната обвивка на тялото, а сухотата се характеризира с изпадане в състояние на покой с минимална скорост на метаболизма.
Сухите растения получават вода главно от почвата. Ниските валежи, бързото отводняване, интензивното изпарение или комбинацията 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, изпарено от повърхностите на растенията и почвата, както и чрез транспирация]. От своя страна процесите на изпарение пряко зависят от относителната влажност на атмосферния въздух. Когато влажността е близо до 100%, изпарението практически спира, а ако температурата се понижи още, започва обратният процес - кондензация (образува се мъгла, пада роса и слана).
В допълнение към отбелязаното, влажността на въздуха като фактор на околната среда, в екстремните си стойности (висока и ниска влажност), засилва въздействието (утежнява) ефекта на температурата върху тялото.
Насищането на въздуха с водни пари рядко достига максималната си стойност. Дефицитът на влажност е разликата между максимално възможната и реално съществуващата наситеност при дадена температура. Това е един от най-важните параметри на околната среда, тъй като характеризира две величини едновременно: температура и влажност. Колкото по-голям е дефицитът на влага, толкова е по-сухо и топло и обратно.
Валежният режим е най-важният фактор, определящ миграцията на замърсителите в природната среда и измиването им от атмосферата.
Във връзка с водния режим се разграничават следните екологични групи живи същества:
хидробионти– обитатели на екосистеми, чийто целия жизнен цикъл протича във водата;
хигрофити– растения от влажни местообитания (блатен тъжник, плувец, широколистен рогоз);
хигрофили– животни, живеещи в много влажни части на екосистеми (мекотели, земноводни, комари, мокрици);
мезофити– растения от умерено влажни местообитания;
ксерофити– растения от сухи местообитания (перена трева, пелин, астрагал);
ксерофили– жители на сухи райони, които не могат да понасят висока влажност (някои видове влечуги, насекоми, пустинни гризачи и бозайници);
сукуленти– растения от най-сухите местообитания, способни да натрупват значителни запаси от влага в стъблото или листата (кактуси, алое, агаве);
склерофити– растения от много сухи райони, които могат да издържат на тежка дехидратация (обикновен камилски трън, саксаул, саксагиз);
ефемери и ефемероиди- едногодишни и многогодишни тревисти видове, които имат съкратен цикъл, съвпадащ с период на достатъчно овлажняване.
Консумацията на влага от растенията може да се характеризира със следните показатели:
устойчивост на суша– способност да понасят намалено атмосферно и (или) почвено засушаване;
устойчивост на влага– способност да понася преовлажняване;
транспирационен коефициент- количеството вода, изразходвано за образуването на единица суха маса (за бяло зеле 500-550, за тиква - 800);
общ коефициент на потребление на вода- количеството вода, изразходвано от растението и почвата за създаване на единица биомаса (за ливадни треви - 350–400 m3 вода на тон биомаса).
Нарушаването на водния режим и замърсяването на повърхностните води са опасни, а в някои случаи и пагубни за ценозите. Промените във водния цикъл в биосферата могат да доведат до непредсказуеми последствияза всички живи организми.
Мобилност на околната среда.Причините за движението на въздушните маси (вятъра) са преди всичко неравномерното нагряване на земната повърхност, предизвикващо промени в налягането, както и въртенето на Земята. Вятърът е насочен към по-топъл въздух.
Вятърът е най-важният фактор за разпространението на дълги разстояния на влага, семена, спори, химически примеси и пр. Той допринася както за намаляване на околоземната концентрация на прах и газообразни вещества в близост до точката на тяхното навлизане в атмосфера и до повишаване на фоновите концентрации във въздуха поради емисии от отдалечени източници, включително трансграничен транспорт.
Вятърът ускорява транспирацията (изпаряване на влагата от надземните части на растенията), което особено влошава условията на живот при ниска влажност. Освен това косвено засяга всички живи организми на сушата, участвайки в процесите на изветряне и ерозия.
Подвижността в пространството и смесването на водните маси спомагат за поддържането на относителна хомогенност (хомогенност) на физическите и химични характеристикиводни тела. Средната скоростповърхностните течения са в диапазона 0,1-0,2 m/s, достигайки на места 1 m/s и 3 m/s близо до Гълфстрийм.
налягане.За нормално атмосферно налягане се счита абсолютното налягане на повърхността на Световния океан от 101,3 kPa, което съответства на 760 mm Hg. Изкуство. или 1 атм. В рамките на глобусИма постоянни зони с високо и ниско атмосферно налягане, а в едни и същи 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 области с ниско налягане с мощни въздушни течения, движещи се спираловидно към центъра, които се наричат циклони. Характерно е за тях голям бройвалежи и нестабилно време. Противоположните природни явления се наричат антициклони. Те се характеризират със стабилно време, слаби ветрове и в някои случаи температурни инверсии. По време на антициклоните понякога възникват неблагоприятни метеорологични условия, които допринасят за натрупването на замърсители в повърхностния слой на атмосферата.
Има също морски и континентални Атмосферно налягане.
Налягането във водната среда се увеличава, докато се гмуркате. Поради значително (800 пъти) по-голяма плътност на водата от въздуха, на всеки 10 m дълбочина в сладководно тяло налягането се увеличава с 0,1 MPa (1 atm). Абсолютното налягане на дъното на Марианската падина надвишава 110 MPa (1100 atm).
Йонизиращорадиация.Йонизиращото лъчение е лъчение, което образува двойки йони при преминаване през вещество; фон - радиация, създадена от естествени източници. Тя има два основни източника: космическа радиация и радиоактивни изотопи и елементи в минералите на земната кора, възникнали някога по време на образуването на земното вещество. Поради дългия полуживот на ядрата на много първични радиоактивни елементисъхранили се в недрата на Земята и до днес. 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 незаменимите компоненти на неговия климат. Във формирането на фона участват всички известни източници на йонизиращи лъчения, но приносът на всеки от тях към общата доза на облъчване зависи от конкретното географско местоположение. Човекът, като обитател на естествената среда, получава по-голямата част от радиацията от естествени източници на радиация и е невъзможно да се избегне това. Целият живот на Земята е изложен на радиация от Космоса. Планинските пейзажи, поради значителната им надморска височина, се характеризират с повишен принос на космическа радиация. Ледниците, действащи като абсорбиращ екран, улавят радиацията от подлежащата скала в своята маса. Открити 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.
На Земята има райони, където мощността на експозиционната доза е десетки пъти по-висока от средните стойности, например райони с находища на уран и торий. Такива места се наричат провинции на уран и торий. Стабилен и относително повече високо ниворадиация се наблюдава на места, където излизат гранитни скали.
Биологичните процеси, съпътстващи образуването на почвата, значително влияят върху натрупването на радиоактивни вещества в нея. При ниско съдържание на хумусни вещества тяхната активност е слаба, докато черноземите винаги са имали 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 почвите могат грубо да се подредят в следния ред: торф; чернозем; почви от степната зона и горската степ; почви, развиващи се върху гранити.
Влиянието на периодичните колебания в интензитета на космическото лъчение в близост до земната повърхност върху дозата на облъчване на живите организми е практически незначително.
В много райони на земното кълбо мощността на експозиционната доза, причинена от радиация от уран и торий, достига нивото на радиация, съществувало на Земята в геологично предвидимо време, през което е протекла естествената еволюция на живите организми. Като цяло йонизиращите лъчения действат по-пагубно на силно развитите и сложни организми, като хората са особено чувствителни. Някои вещества се разпределят равномерно в тялото, като въглерод-14 или тритий, докато други се натрупват в определени органи. Така радий-224, -226, олово-210, полоний-210 се натрупват в костна тъкан. Силен ефект върху белите дробове има инертният газ радон-220, който понякога се отделя не само от находищата в литосферата, но и от минералите, добивани от хората и използвани като строителни материали. Радиоактивните вещества могат да се натрупват във вода, почва, седимент или въздух, ако скоростта на тяхното освобождаване надвишава скоростта на радиоактивно разпадане. В живите организми натрупването на радиоактивни вещества става при постъпването им с храната.
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 развитието на почвата. Основният топографски фактор е надморската височина. С надморската височина средните температури намаляват, дневните температурни разлики се увеличават, валежите, скоростта на вятъра и интензивността на радиацията се увеличават, а налягането намалява. В резултат на това в планинските райони с издигане се наблюдава вертикална зоналност в разпределението на растителността, съответстваща на последователността на промените в ширинните зони от екватора към полюсите.
Планинските вериги могат да действат като климатични бариери. Издигайки се над планините, въздухът се охлажда, което често причинява валежи и по този начин намалява абсолютното съдържание на влага. След това, достигайки другата страна на планинската верига, изсушеният въздух помага за намаляване на интензивността на дъжда (снеговалеж), като по този начин създава „сянка от дъжд“.
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 експозиция(осветяване) на склона. В Северното полукълбо е по-топло по южните склонове, а в Южното полукълбо е по-топло по северните склонове.
Друг важен фактор е стръмност на склона, засягащи дренажа. Водата се стича по склоновете, отмивайки почвата, намалявайки нейния слой. Освен това под въздействието на гравитацията почвата бавно се свлича надолу, което води до нейното натрупване в основата на склоновете. Наличието на растителност възпрепятства тези процеси, но при наклони, по-големи от 35°, почвата и растителността обикновено липсват и се образуват сипеи от рохкав материал.
2.3. пространство фактори
Нашата планета не е изолирана от процесите, протичащи в космоса. Земята периодично се сблъсква с астероиди, приближава комети и е удряна от космически прах, метеоритни вещества и различни видове радиация от Слънцето и звездите. Слънчевата активност се променя циклично (един от циклите е с период от 11,4 години).
Науката е натрупала много факти, потвърждаващи влиянието на Космоса върху живота на Земята.
3. Биотичен фактори
Всички живи същества, заобикалящи организма в неговото местообитание, съставляват биотичната среда или биота. Биотични фактори- това е набор от въздействия на жизнената дейност на едни организми върху други.
Взаимоотношенията между животните, растенията и микроорганизмите са изключително разнообразни. На първо място, разграничете еднотипенреакции, т.е. взаимодействието на индивиди от един и същи вид, и хетеротипен- взаимоотношения между представители на различни видове.
Представители на всеки вид могат да съществуват в биотична среда, където връзките с други организми им осигуряват нормални условия на живот. Основната форма на проявление на тези връзки са хранителните взаимоотношения на организми от различни категории, които формират основата на хранителните (трофични) вериги, мрежи и трофичната структура на биотата.
В допълнение към хранителните връзки между растителните и животинските организми възникват и пространствени отношения. В резултат на действието на много фактори различните видове се обединяват не в произволна комбинация, а само при условие на приспособимост към съвместен живот.
Биотичните фактори се проявяват в биотичните взаимоотношения.
Разграничават се следните форми на биотични взаимоотношения.
Симбиоза(съжителство). Това е форма на връзка, при която и двамата партньори или един от тях се възползват от другия.
Сътрудничество. Кооперацията е дългосрочно, неразделно, взаимноизгодно съжителство на два или повече вида организми. Например връзката между рак отшелник и анемония.
Коменсализъм. Коменсализмът е взаимодействие между организмите, когато жизнената дейност на един осигурява храна (свободно натоварване) или подслон (настаняване) на друг. Типични примери са хиени, които събират останки от плячка, оставена неизядена от лъвове, пържени риби, които се крият под чадърите на големи медузи, както и някои гъби, растящи в корените на дърветата.
Мутуализъм. Мутуализмът е взаимноизгодно съжителство, когато присъствието на партньор се превръща в предпоставка за съществуването на всеки от тях. Пример за това е съжителството на нодулни бактерии и бобови растения, които могат да живеят заедно на бедни на азот почви и да обогатяват почвата с него.
Антибиоза. Форма на връзка, при която и двамата партньори или един от тях изпитват отрицателно влияние, се нарича антибиоза.
Конкуренция. Това - отрицателно въздействиеорганизми един срещу друг в борбата за храна, местообитание и други условия, необходими за живот. Най-ярко се проявява на популационно ниво.
Хищничество.Хищничеството е връзка между хищник и плячка, която включва изяждането на един организъм от друг. Хищниците са животни или растения, които хващат и ядат животни като храна. Например лъвовете ядат тревопасни копитни животни, птиците ядат насекоми, а големите риби ядат по-малки. Хищничеството е както полезно за един организъм, така и вредно за друг.
В същото време всички тези организми се нуждаят един от друг. В процеса на взаимодействие хищник-жертва, естествен подбори адаптивна променливост, т.е. най-важните еволюционни процеси. В естествени условия нито един вид 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 неговата плячка.
Неутрализъм. Взаимната независимост на различни видове, живеещи на една и съща територия, се нарича неутрализъм. Например катериците и лосовете не се конкурират помежду си, но сушата в гората засяга и двете, макар и в различна степен.
Напоследък се обръща все по-голямо внимание на антропогенни фактори– съвкупността от въздействия на човека върху околната среда, причинени от неговата градоустройствена и техногенна дейност.
4. Антропогенни фактори
Съвременният етап на развитие на човешката цивилизация отразява такова ниво на знания и възможности на човечеството, че неговото въздействие върху околната среда, включително биологичните системи, придобива характера на глобална планетарна сила, която причисляваме към специална категория фактори - антропогенни, т.е. от човешка дейност. Те включват:
Промени в климата на Земята в резултат на естествени геоложки процеси, засилени от парниковия ефект, причинен от промени в оптичните свойства на атмосферата чрез емисии в нея главно на CO, CO2 и други газове;
Замърсяване на околоземното пространство (ENS), последствията от което все още не са напълно разбрани, с изключение на реалната опасност за космически кораби, включително комуникационни спътници, места на земната повърхност и други, които се използват широко в съвременните системи за взаимодействие между хората , държави и правителства;
Намаляване на мощността на стратосферния озонов екран с образуването на така наречените „озонови дупки“, намаляване на защитните способности на атмосферата срещу навлизането на земната повърхност на твърда късовълнова ултравиолетова радиация, опасна за живите организми;
Химическо замърсяване на атмосферата с вещества, които допринасят за образуването на киселинни валежи, фотохимичен смог и други съединения, опасни за биосферните обекти, включително хората и създадените от тях изкуствени обекти;
Замърсяване на океана и промени в свойствата на океанските води поради нефтопродукти и тяхното насищане въглероден двуокисатмосфера, от своя страна замърсена от моторни превозни средства и топлоенергетика, погребване на силно токсични химически и радиоактивни вещества в океанските води, приток на замърсяване от речния отток, нарушаване на водния баланс на крайбрежните зони поради регулиране на реката;
Изчерпване и замърсяване на всички видове земни източници и води;
Радиоактивно замърсяване на отделни зони и райони с тенденция за разпространение по земната повърхност;
Замърсяване на почвата поради замърсени валежи (например киселинен дъжд), неоптимално използване на пестициди и минерални торове;
Промени в геохимията на ландшафта поради топлинна енергия, преразпределение на елементи между подпочвата и повърхността на Земята в резултат на минна и металургична обработка (например концентрация на тежки метали) или извличане на повърхността на необичаен състав , силно минерализирани подпочвени води и саламура;
Продължаващото натрупване на битови отпадъци и всякакви твърди и течни отпадъци на повърхността на Земята;
Нарушаване на глобалния и регионален екологичен баланс, съотношението на компонентите на околната среда в крайбрежната суша и морето;
Продължаващо, а на места и нарастващо 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;
Абсолютно пренаселеност на Земята и относително демографско преуплътняване на отделните региони, крайна диференциация на бедност и богатство;
Влошаване на жизнената среда в пренаселените градове и мегаполиси;
Изчерпването на много минерални находища и постепенният преход от богати към все по-бедни руди;
Нарастващата социална нестабилност, като следствие от нарастващата диференциация на богатите и бедните части от населението на много страни, нарастващото ниво на въоръжаване на населението им, криминализацията и природните екологични бедствия.
Намаляване на имунния статус и здравословното състояние на населението на много страни по света, включително Русия, многократни повторения на епидемии, които стават все по-широко разпространени и тежки по своите последствия.
Това не е пълен набор от проблеми, при решаването на всеки от които специалист може да намери своето място и бизнес.
Най-разпространеното и значимо е химическото замърсяване на околната среда с необичайни за нея вещества от химическо естество.
Физическият фактор като замърсител на човешката дейност е недопустимо ниво на топлинно замърсяване (особено радиоактивно).
Биологичното замърсяване на околната среда е разнообразие от микроорганизми, най-голямата опасност сред които са различни заболявания.
Тестове въпроси И задачи
1. Какво представляват факторите на околната среда?
2. Кои фактори на околната среда се считат за абиотични и кои се класифицират като биотични?
3. Как се нарича съвкупността от влияния на жизнената активност на едни организми върху жизнената активност на други?
4. Какви са ресурсите на живите същества, как се класифицират и какво е екологичното им значение?
5. Кои фактори трябва да се вземат предвид първо при създаването на проекти за управление на екосистеми. Защо?
Под фактори на околната средаразбира онези въздействия, свойства на компонентите на екосистемата и характеристиките на нейната външна среда, които имат пряко въздействие върху естеството и интензивността на процесите, протичащи в екосистемата.
Броят на различните фактори на околната среда изглежда потенциално неограничен, така че класифицирането им е труден въпрос. Използване за класификация различни знаци, отчитайки както многообразието на тези фактори, така и техните свойства.
Във връзка с екосистемата факторите на околната среда се разделят на външни (екзогенни или ентопични) и вътрешни (ендогенни).Въпреки определена условност на такова разделение се смята, че външни фактори, въздействайки върху екосистемата, самите те не подлежат или почти не подлежат на нейното влияние. Те включват слънчева радиация, валежи, атмосферно налягане, скорост на вятъра и течението и др. Вътрешните фактори корелират със свойствата на самата екосистема и я формират, тоест те са част от нейния състав. Това е броят и биомасата на популациите, броят на различни химически вещества, характеристики на водната или почвената маса и др.
Такова разделение на практика зависи от формулирането на проблема на изследването. Така например, ако се анализира зависимостта на развитието на всяка биогеоценоза от температурата на почвата, тогава този фактор (температура) ще се счита за външен. Ако се анализира динамиката на замърсителите в една биогеоценоза, тогава температурата на почвата ще бъде вътрешен фактор по отношение на биогеоценозата, но външен по отношение на процесите, които определят поведението на замърсителя в нея.
Факторите на околната среда могат да бъдат естествени или антропогенни по произход. Природните фактори се делят на две категории: фактори от неживата природа - абиотичен и фактори на живата природа - биотичен. Най-често се разграничават три равни групи. Тази класификация на факторите на околната среда е представена на фигура 2.5.
Фигура 2.5. Класификация на факторите на околната среда.
ДА СЕ абиотичен Факторите включват набор от фактори в неорганичната среда, които влияят върху живота и разпространението на организмите. Маркирайте физически(чийто източник е физическо състояние или явление), химически(идват от химичния състав на околната среда (соленост на водата, съдържание на кислород)), едафичен(почва - набор от механични и други свойства на почвата, които влияят върху организмите на почвената биота и кореновата система на растенията (ефект на влажност, структура на почвата, съдържание на хумус)), хидроложки.
Под биотиченфактори разбират съвкупността от влиянието на жизнената дейност на едни организми върху други (вътрешноспецифични и междувидови взаимодействия). Вътрешновидовите взаимодействия се развиват в резултат на конкуренция в условията на нарастваща численост и гъстота на популацията за места за гнездене и хранителни ресурси. Междувидовите са много по-разнообразни. Те са в основата на съществуването на биотични общности. Биотичните фактори имат способността да влияят на абиотичната среда, създавайки микроклимат или микросреда, в която живеят живите организми.
Отделно разпределете антропогененфактори, възникващи в резултат на човешката дейност. Те включват например замърсяване на околната среда, ерозия на почвата, унищожаване на гори и др. Някои видове човешко въздействие върху околната среда ще бъдат разгледани по-подробно в раздел 2.3.
Има и други класификации на факторите на околната среда. Например, те могат да имат ефект върху тялото директенИ непрякразвитие. Непреките въздействия се проявяват чрез други фактори на околната среда.
Фактори, чиито промени се повтарят във времето - периодичен (климатични фактори, приливи и отливи); и такива, които възникват неочаквано - непериодични .
Факторите на околната среда оказват комплексно въздействие върху организма в природата. Комплекс от фактори, под влиянието на които се осъществяват всички основни жизнени процеси на организмите, в т.ч нормално развитиеи възпроизвеждането се нарича " условия на живот " Всички живи организми са способни на адаптация (устройство) към условията на околната среда. Развива се под въздействието на три основни фактора: наследственост , променливост И естествено (и изкуствена) селекция. Има три основни начина за адаптация:
- активен – укрепване на резистентността, развитие на регулаторни процеси, които позволяват на организма да изпълнява жизненоважни функции в променени условия на околната среда. Пример е поддържането на постоянна телесна температура.
- Пасивен – подчиняване на жизнените функции на организма на промените в условията на околната среда. Пример е преходът на много организми в състояние анаболизъм.
- Избягване на нежелани ефекти – производството на такива от организма жизнени циклии поведение, което избягва неблагоприятните ефекти. Пример за това са сезонните миграции на животни.
Организмите обикновено използват комбинация от трите пътя. Адаптацията може да се основава на три основни механизма, въз основа на които се разграничават следните видове:
- Морфологична адаптация придружени от промени в структурата на организмите (например модификации на листата в пустинните растения). Именно морфологичните адаптации водят до образуването на определени форми на живот при растенията и животните.
- Физиологични адаптации – промени във физиологията на организмите (например способността на камилата да осигурява на тялото влага чрез окисляване на мастните резерви).
- Етологични (поведенчески) адаптации характерни за животните . Например сезонни миграции на бозайници и птици, зимен сън.
Факторите на околната среда имат количествен израз (виж Фигура 2.6). Във връзка с всеки фактор може да се разграничи оптимална зона (нормална жизнена дейност), зона на песимум (потискане) и граници на издръжливост на тялото (горна и долна). Оптимално е количеството фактор на околната среда, при което интензивността на жизнената дейност на организмите е максимална. В зоната на песимума жизнената дейност на организмите е потисната. Отвъд границите на издръжливост съществуването на един организъм е невъзможно.
Фигура 2.6. Зависимост на действието на фактор от околната среда от неговото количество.
Способността на живите организми да понасят в една или друга степен количествени колебания в действието на фактор на околната среда се нарича устойчивост на околната среда (валентност, пластичност, стабилност). Стойностите на фактора на околната среда между горната и долната граница на издръжливост се наричат зона (обхват) на толерантност. За да се укажат границите на толерантност към условията на околната среда, термините „ еврибионт" - организъм с широка граница на толерантност - и " стенобионт» – с тясна (виж Фигура 2.7). Конзоли всеки-И стено-използва се за образуване на думи, характеризиращи влиянието на различни фактори на околната среда, например температура (стенотермичен - евритермичен), соленост (стенотермален - еврихалин), храна (стенофаг - еврифаг) и др.
Фигура 2.7. Екологична валентност (пластичност) на видовете (по Ю. Одум, 1975 г.)
Зоните на толерантност на отделните индивиди не съвпадат, при даден вид тя е очевидно по-широка, отколкото при който и да е от индивидите. Нарича се набор от такива характеристики за всички фактори на околната среда, влияещи върху тялото екологичен спектър на вида
Нарича се екологичен фактор, чиято количествена стойност надхвърля издръжливостта на вида ограничаване (ограничаване). Такъв фактор ще ограничи разпространението и жизнената активност на вида, дори когато количествените стойности на всички други фактори са благоприятни.
Понятието „ограничаващ фактор“ е въведено за първи път през 1840 г. от J. Liebig, който установява „ закон за минимума" : Жизнените възможности на една екосистема са ограничени от онези фактори на околната среда, чието количество и качество са близки до необходимия минимум за екосистемата; тяхното намаляване води до смърт на организма или разрушаване на екосистемата.
Идеята за ограничаващото влияние на максимума, заедно с минимума, е въведена от У. Шелфорд през 1913 г., който формулира този принцип като « закон на толерантността" : Ограничаващият фактор за просперитета на един организъм (вид) може да бъде минимално или максимално въздействие върху околната среда, диапазонът между които определя степента на издръжливост (толерантност) на организма по отношение на този фактор.
Сега законът за толерантността, формулиран от В. Шелфорд, е разширен с редица допълнителни разпоредби:
1. организмите могат да имат широк диапазон на толерантност към един фактор и тесен диапазон към други;
2. най-разпространени са организмите с широк диапазон на толерантност;
3. диапазонът на допустимост за един фактор на околната среда може да зависи от диапазоните на допустимост на други фактори на околната среда;
4. ако стойностите на един от факторите на околната среда не са оптимални за тялото, това също засяга обхвата на толерантност към други фактори на околната среда, влияещи върху тялото;
5. границите на издръжливост значително зависят от състоянието на тялото; По този начин границите на толерантност за организмите по време на размножителния период или в стадия на ларвите обикновено са по-тесни, отколкото за възрастните;
Могат да бъдат идентифицирани няколко модела на съвместно действие на факторите на околната среда. Най-важните от тях:
1. Закон за относителността на факторите на околната среда – посоката и интензивността на действие на даден фактор от средата зависи от количествата, в които се приема и в комбинация с какви други фактори действа. Няма абсолютно полезни или вредни фактори на околната среда, всичко зависи от количеството: благоприятни са само оптималните стойности.
2. Закон за относителната заменимост и абсолютната заменимост на факторите на средата – пълното отсъствие на някое от задължителните условия за живот не може да бъде заменено с други фактори на околната среда, но дефицитът или излишъкът на някои фактори на околната среда може да бъде компенсиран от действието на други фактори на околната среда.
Всички тези модели са важни на практика. По този начин прекомерното прилагане на азотни торове в почвата води до натрупване на нитрати в селскостопанските продукти. Широкото използване на повърхностно активни вещества, съдържащи фосфор, причинява бързо развитие на биомаса от водорасли и намаляване на качеството на водата. Много животни и растения са много чувствителни към промените в параметрите на факторите на околната среда. Концепцията за ограничаващи фактори ни позволява да разберем много Отрицателни последицичовешка дейност, свързана с неумело или неграмотно въздействие върху природната среда.
Екологичният фактор е състояние на околната среда, което влияе върху тялото. Средата включва всички тела и явления, с които организмът е в пряка или косвена връзка.
Един и същ фактор на околната среда има различно значение в живота на съжителстващите организми. Например солевият режим на почвата играе основна роля в минералното хранене на растенията, но е безразличен за повечето сухоземни животни. Интензитетът на осветеност и спектралният състав на светлината са изключително важни в живота на фототрофните растения, а в живота на хетеротрофните организми (гъби и водни животни) светлината не оказва забележимо влияние върху тяхната жизнена активност.
Факторите на околната среда влияят на организмите по различни начини. Те могат да действат като дразнители, които причиняват адаптивни промени във физиологичните функции; като ограничители, които правят невъзможно съществуването на определени организми при дадени условия; като модификатори, които определят морфологични и анатомични промени в организмите.
Класификация на факторите на околната среда
Прието е да се прави разлика между биотични, антропогенни и абиотични фактори на околната среда.
Биотичните фактори са съвкупността от фактори на околната среда, свързани с дейността на живите организми. Те включват фитогенни (растения), зоогенни (животни), микробиогенни (микроорганизми) фактори.
Антропогенните фактори са всички много фактори, свързани с човешката дейност. Те включват физически (използване на ядрена енергия, пътуване с влакове и самолети, въздействието на шум и вибрации и др.), химически (използване на минерални торове и пестициди, замърсяване на черупките на Земята с промишлени и транспортни отпадъци; тютюнопушене, пиене на алкохол и наркотици, прекомерна употреба на лекарства) средства [източник не е посочен 135 дни]), биологични (храна; организми, за които човек може да бъде местообитание или източник на хранене), социални (свързани с взаимоотношенията между хората и живота в общество) фактори.
Абиотичните фактори са многото фактори, свързани с процесите в неживата природа. Те включват климатични (температура, влажност, налягане), едафогенни (механичен състав, въздухопропускливост, плътност на почвата), орографски (релеф, надморска височина), химични (газов състав на въздуха, солев състав на водата, концентрация, киселинност), физически (шум, магнитни полета, топлопроводимост, радиоактивност, космическа радиация)
Често срещана класификация на факторите на околната среда (фактори на околната среда)
ПО ВРЕМЕ: еволюционен, исторически, настоящ
ПО ПЕРИОДИЧНОСТ: периодични, непериодични
РЕД НА ПОЯВА: първичен, вторичен
ПО ПРОИЗХОД: космически, абиотични (също абиогенни), биогенни, биологични, биотични, естествено-антропогенни, антропогенни (включително причинени от човека, замърсяване на околната среда), антропични (включително смущения)
ПО ОКОЛНА СРЕДА: атмосферни, водни (известни още като влажност), геоморфологични, едафични, физиологични, генетични, популационни, биоценотични, екосистемни, биосферни
ПО ХАРАКТЕР: материално-енергийни, физически (геофизични, термични), биогенни (и биотични), информационни, химични (соленост, киселинност), комплексни (екологични, еволюционни, системообразуващи, географски, климатични)
ПО ОБЕКТ: индивидуални, групови (социални, етологични, социално-икономически, социално-психологически, видове (включително човешки, социален живот)
СПОРЕД УСЛОВИЯТА НА ОКОЛНАТА СРЕДА: зависи от плътността, независимо от плътността
ПО СТЕПЕН НА ВЪЗДЕЙСТВИЕ: летално, екстремно, ограничаващо, обезпокоително, мутагенно, тератогенно; канцерогенен
СПОРЕД СПЕКТЪРА НА ВЪЗДЕЙСТВИЕ: избирателно, общо действие
3. Модели на действие на факторите на околната среда върху тялото
Реакцията на организмите на въздействието на абиотичните фактори. Въздействието на факторите на околната среда върху живия организъм е много разнообразно. Някои фактори имат по-силно влияние, други имат по-слаб ефект; някои влияят на всички аспекти на живота, други влияят върху конкретен жизнен процес. Въпреки това, в естеството на тяхното въздействие върху тялото и в отговорите на живите същества, могат да се идентифицират редица общи закономерности, които се вписват в определена обща схема на действие на фактор на околната среда върху жизнената активност на организма (фиг. , 14.1).
На фиг. 14.1, абсцисната ос показва интензитета (или „дозата“) на фактора (например температура, осветеност, концентрация на сол в почвения разтвор, pH или влажност на почвата и т.н.), а ординатната ос показва реакцията на тялото на влиянието на фактора на околната среда в неговото количествено изражение (например интензивността на фотосинтезата, дишането, скоростта на растеж, продуктивността, броят на индивидите на единица площ и т.н.), т.е. степента на полезно действие на фактора.
Обхватът на действие на даден фактор на околната среда е ограничен от съответните екстремни прагови стойности (минимални и максимални точки), при които съществуването на даден организъм все още е възможно. Тези точки се наричат долна и горна граница на издръжливост (толерантност) на живите същества по отношение на определен фактор на средата.
Точка 2 на оста x, съответстваща на най-добрите показатели за жизнената активност на тялото, означава най-благоприятната стойност на въздействащия фактор за тялото - това е оптималната точка. За повечето организми често е трудно да се определи оптималната стойност на фактор с достатъчна точност, така че е обичайно да се говори за оптимална зона. Крайните участъци на кривата, изразяващи състоянието на потиснатост на организмите с рязък дефицит или излишък на даден фактор, се наричат зони на песимум или стрес. В близост до критичните точки има сублетални стойности на фактора, а извън зоната на оцеляване те са летални.
Този модел на реакция на организмите към влиянието на факторите на околната среда ни позволява да го разглеждаме като основен биологичен принцип: за всеки вид растения и животни има оптимум, зона на нормална жизнена активност, песимални зони и граници на издръжливост във връзка към всеки фактор на околната среда.
Различните видове живи организми се различават значително един от друг както в позицията на оптимума, така и в границите на издръжливост. Например, арктическите лисици в тундрата могат да понасят колебания в температурата на въздуха в диапазона от около 80 ° C (от +30 до -55 ° C), някои топловодни ракообразни могат да издържат на промени в температурата на водата в диапазона не повече над 6 ° C (от 23 до 29 ° C), нишковидната цианобактерия oscillatorium, живееща на остров Ява във вода с температура 64 ° C, умира при 68 ° C в рамките на 5-10 минути. По същия начин някои ливадни треви предпочитат почви с доста тесен диапазон на киселинност - при рН = 3,5-4,5 (например обикновеният пирен, обикновеният пирен и дребният киселец служат като индикатори за киселинни почви), други растат доста над широк диапазон на pH - от силно киселинно до алкално (например бял бор). В тази връзка организмите, чието съществуване изисква строго определени, относително постоянни условия на околната среда, се наричат стенобионти (гръцки stenos - тесен, bion - жив), а тези, които живеят в широк диапазон на изменчивост на условията на средата, се наричат еврибионти (гръцки eurys - широк ). В този случай организмите от един и същи вид могат да имат тясна амплитуда по отношение на един фактор и широка амплитуда по отношение на друг (например адаптивност към тесен диапазон от температури и широк диапазон от соленост на водата). Освен това една и съща доза фактор може да бъде оптимална за един вид, песимална за друг и извън границите на издръжливост за трети.
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. Това означава, че еврибионтните организми са екологично най-пластични, което осигурява тяхното широко разпространение, докато стенобионтните организми, напротив, се характеризират със слаба екологична пластичност и в резултат на това обикновено имат ограничени площи на разпространение.
Взаимодействие на факторите на околната среда. Ограничаващ фактор. 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 студът 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 се компенсира до известна степен 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.
Естеството на ограничаващите фактори може да варира. Например потискането на тревните растения под короната на буковите гори, където при оптимални топлинни условия, повишено съдържание на въглероден диоксид и богати почви, възможностите за развитие на тревите са ограничени от липсата на светлина. Този резултат може да бъде променен само чрез повлияване на ограничаващия фактор.
Ограничаващите фактори на околната среда определят географския обхват на даден вид. По този начин движението на вида на север може да бъде ограничено от липса на топлина, а в райони на пустини и сухи степи - от липса на влага или твърде високи температури. Биотичните взаимоотношения също могат да служат като фактор, ограничаващ разпространението на организмите, например заемането на територия от по-силен конкурент или липсата на опрашители за цъфтящи растения.
Идентифицирането на лимитиращите фактори и елиминирането на тяхното въздействие, т.е. оптимизирането на местообитанието на живите организми, е важна практическа цел за повишаване на добивите от селскостопански култури и продуктивността на домашните животни.
Границата на толерантност (лат. tolerantio - търпение) е диапазонът на фактор на средата между минималните и максималните стойности, в рамките на които е възможно оцеляването на организма.
4. Законът за ограничаващия (лимитиращия) фактор или законът за минимума на Либих е един от основните закони в екологията, който гласи, че най-значимият фактор за организма е този, който най-много се отклонява от оптималната си стойност. Ето защо, когато се прогнозират условията на околната среда или се извършват изследвания, е много важно да се определи слабото звено в живота на организмите.
Именно от този минимално (или максимално) представен фактор на околната среда в даден момент зависи оцеляването на организма. В други случаи други фактори могат да бъдат ограничаващи. По време на живота си индивидите от вида се сблъскват с различни ограничения в жизнените си дейности. По този начин факторът, ограничаващ разпространението на елените, е дълбочината на снежната покривка; молци на зимния червей (вредител по зеленчукови и зърнени култури) - зимна температура и др.
Този закон се взема предвид в селскостопанската практика. Германският химик Юстус Либих установява, че производителността на култивираните растения зависи преди всичко от хранително вещество(минерален елемент), който е най-слабо представен в почвата. Например, ако фосфорът в почвата е само 20% от необходимата норма, а калцият е 50% от нормата, тогава ограничаващият фактор ще бъде липсата на фосфор; Необходимо е преди всичко да се добавят към почвата торове, съдържащи фосфор.
Екологични фактори (5)
Право >> ЕкологияЗакони за влияние околната среда факторивърху живите организми Въпреки многообразието околната среда фактории различни...) или околната средавалентността на тялото спрямо дадена фактор. Благоприятен диапазон на действие околната среда фактор анаречена зона...
Екологични факторизаплахи за състоянието на историческото и културно наследство на Русия
Право >> Култура и изкуство... ” – разрушаване на декор, структури) – комплекс от отрицателни околната среда фактори; ▫ Църквата Света Троица (Ленвинская) в града ... политика за опазване на паметника. Приложение 1 Отрицателно въздействие околната среда факторина исторически и културни паметници през 1999 г....
Екологични фактории екосистеми
Тест >> Екология... № 23. Биотичен околната среда факториБиотичен факторисреда (биотична фактори; Биотичен околната среда фактори; Биотични фактори ... между организмите. Те се наричат биотични околната среда факторисвързани с дейността на живите организми...
Състезатели и др.- характеризират се със значителна изменчивост във времето и пространството. Степента на променливост на всеки от тези фактори зависи от характеристиките на местообитанието. Например, температурите варират значително на земната повърхност, но са почти постоянни на дъното на океана или дълбоко в пещерите.
Един и същ фактор на околната среда има различно значение в живота на съжителстващите организми. Например солевият режим на почвата играе основна роля в минералното хранене на растенията, но е безразличен за повечето сухоземни животни. Интензитетът на осветеност и спектралният състав на светлината са изключително важни в живота на фототрофните растения, а в живота на хетеротрофните организми (гъби и водни животни) светлината не оказва забележимо влияние върху тяхната жизнена активност.
Факторите на околната среда влияят на организмите по различни начини. Те могат да действат като дразнители, които причиняват адаптивни промени във физиологичните функции; като ограничители, които правят невъзможно съществуването на определени организми при дадени условия; като модификатори, които определят морфологични и анатомични промени в организмите.
Класификация на факторите на околната среда
Обичайно е да се подчертава биотичен, антропогененИ абиотиченфактори на околната среда.
- Биотични фактори- всички много фактори на околната среда, свързани с дейността на живите организми. Те включват фитогенни (растения), зоогенни (животни), микробиогенни (микроорганизми) фактори.
- Антропогенни фактори- всички много фактори, свързани с човешката дейност. Те включват физически (използване на ядрена енергия, пътуване с влакове и самолети, влияние на шума и вибрациите и др.), химически (използване на минерални торове и пестициди, замърсяване на черупките на Земята с промишлени и транспортни отпадъци; биологични ( храна; организми, за които хората могат да бъдат местообитание или източник на храна), социални (свързани с взаимоотношенията между хората и живота в обществото) фактори.
- Абиотични фактори- всички много фактори, свързани с процесите в неживата природа. Те включват климатични (температура, влажност, налягане), едафогенни (механичен състав, въздухопропускливост, плътност на почвата), орографски (релеф, надморска височина), химични (газов състав на въздуха, солев състав на водата, концентрация, киселинност), физически (шум, магнитни полета, топлопроводимост, радиоактивност, космическо лъчение)
Често срещана класификация на факторите на околната среда (фактори на околната среда)
ПО ВРЕМЕ:еволюционен, исторически, активен
ПО ПЕРИОДИЧНОСТ:периодичен, непериодичен
РЕД НА ЯВЯВАНЕ:първичен, вторичен
ПО ПРОИЗХОД:космически, абиотични (известни също като абиогенни), биогенни, биологични, биотични, естествено-антропогенни, антропогенни (включително причинени от човека, замърсяване на околната среда), антропични (включително смущения)
ДО СРЯДА НА ПОЯВА:атмосферен, воден (известен още като влажност), геоморфологичен, едафичен, физиологичен, генетичен, популационен, биоценотичен, екосистемен, биосферен
ПРИРОДАТА:материално-енергийни, физически (геофизични, термични), биогенни (също биотични), информационни, химични (соленост, киселинност), комплексни (екологични, еволюционни, системообразуващи, географски, климатични)
ПО ОБЕКТ:индивид, група (социален, етологичен, социално-икономически, социално-психологически, вид (включително човешки, социален живот)
СПОРЕД УСЛОВИЯТА НА ОКОЛНАТА СРЕДА:зависим от плътността, независим от плътността
ПО СТЕПЕН НА ВЪЗДЕЙСТВИЕ:смъртоносен, екстремен, ограничаващ, смущаващ, мутагенен, тератогенен; канцерогенен
ПО СПЕКТЪР НА ВЪЗДЕЙСТВИЕ:селективно, общо действие
Фондация Уикимедия. 2010 г.
Вижте какво е „фактор на околната среда“ в други речници:
фактор на околната среда- — EN екологичен фактор Фактор на околната среда, който при някои определени условия може да окаже значително влияние върху организмите или техните общности, причинявайки увеличаване или... …
фактор на околната среда- 3.3 фактор на околната среда: Всеки неделим елемент от околната среда, който може да има пряко или непряко въздействие върху живия организъм поне през един от етапите на неговото индивидуално развитие. Бележки 1. Околна среда... ...
фактор на околната среда- ekologinis veiksnys statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Bet kuris aplinkos veiksnys, veikiantis augalą ar jų bendriją ir sukeliantis prisitaikomumo reakcije. атитикменис: англ. екологичен фактор рус. фактор на околната среда... Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas
- (ОГРАНИЧАВАЩ) всеки фактор на околната среда, чиито количествени и качествени показатели по някакъв начин ограничават жизнената дейност на организма. Екологичен речник, 2001 Фактор, ограничаващ (ограничаващ) всеки фактор на околната среда,... ... Екологичен речник
Екологичен- 23. Екологичен паспорт на ТЕЦ: заглавие= Екологичен паспорт на ТЕЦ. Основни положения на LDNTP. L., 1990. Източник: P 89 2001: Препоръки за диагностичен мониторинг на филтрация и хидрохимични... ... Речник-справочник на термините на нормативната и техническата документация
Всяко свойство или компонент на околната среда, което влияе на даден организъм. Екологичен речник, 2001 Екологичен фактор е всяко свойство или компонент на околната среда, който влияе върху организма ... Екологичен речник
фактор на опасност за околната среда- Естествен процес, причинен от еволюцията на земята и водещ пряко или косвено до намаляване на качеството на компонентите на околната среда под установените стандарти. [RD 01.120.00 KTN 228 06] Теми: магистрален нефтопроводен транспорт ... Ръководство за технически преводач
Антропогенен фактор, който има вредно въздействие върху живота на дивите животни. смущаващи фактори могат да бъдат различни шумове, пряко човешко проникване в природни системи; особено забележимо през размножителния период... Екологичен речник
Всеки фактор, чието влияние е адекватно на пренесения поток от материя и енергия. ср. Информационен фактор. Екологичен енциклопедичен речник. Кишинев: Главна редакция на Молдавската съветска енциклопедия. И.И. Деду. 1989 г. ... Екологичен речник
Фактор, свързан с агрегатното състояние и химичния състав на атмосферата (температура, степен на разреждане, наличие на замърсители). Екологичен енциклопедичен речник. Кишинев: Главна редакция на Молдавската съветска енциклопедия. аз....... Екологичен речник
Книги
- Лобистката дейност на корпорациите в съвременна Русия, Андрей Башков. Влиянието на екологичния фактор върху осъществяването на съвременните политически процеси, както в Русия, така и в света, напоследък става все по-силно. В сегашните политически реалности...
- Аспекти на екологичната отговорност на икономическите субекти на Руската федерация, А. П. Гарнов, О. В. Краснобаева. Днес екологичният фактор придобива трансгранично значение, ясно корелиращо с най-мащабните геосоциополитически процеси в света. Един от основните източници на негативни...
