Okoljski dejavnik je vsako okoljsko stanje, ki lahko neposredno ali posredno vpliva na živ organizem vsaj v eni od njegovih stopenj. individualni razvoj. Telo se na okoljske dejavnike odziva s posebnimi prilagoditvenimi reakcijami.
Okoljski dejavniki so razdeljeni v dve kategoriji:
Abiotski - dejavniki nežive narave (gr. "bios" - življenje);
Biotski - dejavniki žive narave.
Abiotske dejavnike delimo na naslednje skupine:
Podnebje: svetloba, temperatura, vlaga, gibanje zraka, tlak;
Edafogenost ("edafos" - prst): mehansko stanje tal, vlaga, zračna prepustnost, gostota;
Orografski (gr. "oros" - gora): relief, nadmorska višina, izpostavljenost pobočja;
Kemikalije: sestava plina zrak, slanost vode, koncentracija, kislost in sestava talnih raztopin.
Biotski dejavniki se razumejo kot niz vplivov vitalne aktivnosti enih organizmov na druge. Interakcije med rastlinami in živalmi so izjemno raznolike. Neposredne interakcije so neposreden vpliv enih organizmov na druge. Posredne interakcije so spremembe abiotskih dejavnikov, ki vplivajo na druge organizme.
S splošnega ekološkega vidika so vsi organizmi potrebni drug drugemu. V naravnih razmerah nobena vrsta ne teži do popolnega uničenja druge vrste. Vse to mora človek upoštevati pri načrtovanju interakcije narave in človeka.
Biotske dejavnike delimo v skupine:
Fitogene, ki jih povzroča delovanje rastlinskih organizmov;
Zoogeni, ki ga povzroča izpostavljenost živalskim organizmom;
Mikrobiogena - izpostavljenost virusom, bakterijam, praživalim;
Antropogeno – vpliv človeka.
Obstajajo tudi druge klasifikacije okoljskih dejavnikov, na primer, je mogoče razlikovati dejavnike, ki so odvisni in niso odvisni od števila posameznikov v populaciji. Organizme lahko razdelite po habitatu. Posebej pomembna je delitev dejavnikov okolja na stalne in občasne. Prilagajanje, tj. prilagajanje, je možno le občasnemu dejavniku okolja.
Glavni abiotski dejavniki:
1. Sevalna energija sonca. 99 % tega, kar pride na Zemljo sončna energija prenašajo ultravijolične, vidne in infrardeče žarke. Poleg tega ultravijolični žarki predstavljajo 7%, vidni žarki - 48%, infrardeči - 45% energije. Toplotna bilanca planeta podpira infrardeče sevanje. Rastline za fotosintezo uporabljajo oranžno-rdečo in ultravijolično svetlobo.
Živi organizmi imajo dnevne cikle aktivnosti, povezane z menjavo dneva in noči. Količina sončne energije je odvisna od dolžine dneva, vpadnega kota in prosojnosti zraka. Sveže zapadli sneg odbija do 95% sončnega sevanja, onesnažen sneg - do 45-50%, črna prst - do 5% sončne svetlobe, iglasti gozdovi - 10-15%, lahka tla - 35-45%.
2. Abiotski dejavniki ozračja. Vlažnost atmosferskega zraka. Najbolj z vlago bogate spodnje plasti ozračja. Plast zraka do višine 1,5 km vsebuje približno 50% celotne atmosferske vlage. Primanjkljaj vlage je razlika med maksimalno nasičenostjo in dano nasičenostjo. Pomanjkanje vlage je pomemben okoljski dejavnik, saj označuje dva parametra hkrati: temperaturo zraka T in njegovo vlažnost W. Višji kot je primanjkljaj vlage, toplejše je. Analiza dinamike pomanjkanja vlage omogoča napovedovanje različnih pojavov v svetu živalskih organizmov.
Padavine so posledica kondenzacije vodne pare v ozračju. Padavinski režim je največ pomemben dejavnik uravnavanje migracije onesnaževal v ozračju.
Sestava ozračja je razmeroma konstantna. Šele v zadnjih desetletjih se je povečala koncentracija dušikovih, žveplovih in ogljikovih oksidov. Sestava ozračja se spreminja z višino nad morsko gladino. Opaziti je povečanje vsebnosti tako lahkih plinov, kot sta vodik in helij.
Gibanje zračnih mas nastane zaradi neenakomernega segrevanja zemeljske površine. Veter prenaša nečistoče atmosferskega zraka. Anticiklon je območje visokega zračnega tlaka, ki se nagiba k premikanju v območja nižjega tlaka.
3. Abiotski dejavniki pokrovnosti tal. Sem sodijo mehanska sestava tal, vodoprepustnost, sposobnost zadrževanja vlage, možnost prodiranja korenin itd.
Vsi horizonti tal so mešanica organskih in mineralnih spojin. Več kot 50 % mineralne sestave tal predstavljajo silicijevi oksidi SiO 2. Ostalo zemljo predstavljajo naslednji oksidi: 1-25% Al 2 O 3 ; 1-10 % FeO; 0,1-5,0 % MgO, K 2 O, p 2 O 5 , CaO. Organske snovi pridejo v tla z rastlinskimi ostanki. V tleh se ti ostanki uničijo (mineralizirajo) ali preidejo v kompleksnejšo organska spojina: humus ali humus
V tleh potekajo različni procesi, povezani z vitalno aktivnostjo bakterij. Veliko jih je in njihove funkcije so raznolike. Nekatere bakterije so vključene v cikle transformacije enega elementa ( R), druge bakterije predelujejo spojine več elementov ( Z, Sa itd).
Rastline uporabljajo talne minerale za izgradnjo stebla ali debla, vej in listov. Izgube mineralov v tleh se običajno nadomestijo z mineralnimi gnojili. Rastline lahko uporabljajo ta gnojila šele, ko jih mikrobi pretvorijo v biološko dostopno obliko. Največ mikroorganizmov se nahaja v plasteh zemlje do globine 40 cm.
V industriji se zemlja uporablja za čiščenje odpadne vode na namakalnih in filtracijskih poljih. Škodljivo organska snov oksidira pri aktivno sodelovanje talna flora in favna.
4. Abiotski dejavniki vodnega okolja. To so gostota, viskoznost, gibljivost, koncentracija raztopljenega kisika, temperaturna stratifikacija, to je spreminjanje temperature z globino. Temperatura vode se giblje v relativno ozkem območju od 2 do 37 °C. Dinamika nihanj temperature vode je veliko manjša kot pri zraku.
Pomemben dejavnik je slanost vode. IN sveža voda soli so predstavljene v obliki karbonatov, v morski vodi - kloridi in delno sulfati. Vsebnost soli v odprtem oceanu je 35 g na 1 liter vode, v Črnem morju - 19 g / l, v Kaspijskem morju - 14 g / l. Onesnaženje vode z industrijskimi odpadnimi vodami spremeni pH vode, kar vodi do smrti vodnih organizmov (hidrobiontov) ali do zamenjave enih vrst z drugimi.
PREDAVANJE №4
TEMA: DEJAVNIKI OKOLJA
NAČRT:
1. Koncept okoljskih dejavnikov in njihova razvrstitev.
2. Abiotski dejavniki.
2.1. Ekološka vloga glavnih abiotskih dejavnikov.
2.2. topografski dejavniki.
2.3. dejavniki prostora.
3. Biotski dejavniki.
4. Antropogeni dejavniki.
1. Koncept okoljskih dejavnikov in njihova razvrstitev
Okoljski dejavnik - kateri koli element okolju, ki lahko neposredno ali posredno vpliva na živ organizem, vsaj na eni od stopenj njegovega individualnega razvoja.
Okoljski dejavniki so raznoliki, vsak dejavnik pa je kombinacija pripadajočih okoljskih razmer in njegovega vira (zaloge v okolju).
Okoljski dejavniki okolja so običajno razdeljeni v dve skupini: dejavniki inertne (nežive) narave - abiotski ali abiogeni; dejavniki žive narave – biotski ali biogeni.
Poleg zgornje razvrstitve okoljskih dejavnikov obstaja veliko drugih (manj pogostih), ki uporabljajo druge razlikovalne značilnosti. Torej obstajajo dejavniki, ki so odvisni in niso odvisni od števila in gostote organizmov. Na primer, število živali ali rastlin ne vpliva na delovanje makroklimatskih dejavnikov, epidemije (množične bolezni), ki jih povzroča patogeni mikroorganizmi, odvisno od njihovega števila na določenem območju. Znane so klasifikacije, v katerih so vsi antropogeni dejavniki razvrščeni kot biotski.
2. Abiotski dejavniki
V abiotskem delu habitata (v neživi naravi) lahko vse dejavnike najprej razdelimo na fizikalne in kemične. Vendar pa je za razumevanje bistva obravnavanih pojavov in procesov priročno predstaviti abiotske dejavnike kot niz podnebnih, topografskih, vesoljskih dejavnikov, pa tudi značilnosti sestave okolja (vodnega, kopenskega ali talnega) itd.
Fizični dejavniki- to so tisti, katerih izvor je agregatno stanje ali pojav (mehanski, valovni itd.). Na primer, temperatura, če je visoka - bo prišlo do opeklin, če je zelo nizka - ozebline. Na učinek temperature lahko vplivajo tudi drugi dejavniki: v vodi - tok, na kopnem - veter in vlaga itd.
Kemijski dejavniki so tiste, ki izhajajo iz kemične sestave okolja. Na primer, slanost vode, če je visoka, je lahko življenje v rezervoarju popolnoma odsotno (Mrtvo morje), hkrati pa večina morskih organizmov ne more živeti v sladki vodi. Življenje živali na kopnem in v vodi je odvisno od zadostne vsebnosti kisika itd.
Edafski dejavniki(tla) je skupek kemičnih, fizikalnih in mehanskih lastnosti tal in kamnin, ki vplivajo tako na organizme, ki v njih živijo, torej za katere so življenjski prostor, kot na koreninski sistem rastlin. Znani so vplivi kemičnih sestavin (biogenih elementov), temperature, vlažnosti in strukture tal na rast in razvoj rastlin.
2.1. Ekološka vloga glavnih abiotskih dejavnikov
sončno sevanje. Sončno sevanje je glavni vir energije za ekosistem. Energija Sonca se v vesolju širi v obliki elektromagnetnega valovanja. Za organizme je pomembna valovna dolžina zaznanega sevanja, njegova jakost in trajanje izpostavljenosti.
Približno 99 % celotne energije sončnega sevanja predstavljajo žarki z valovno dolžino k = nm, od tega 48 % odpade na vidni del spekter (k = nm), 45% - do bližnjega infrardečega (k = nm) in približno 7% - do ultravijoličnega (k< 400 нм).
Žarki z X = nm so bistvenega pomena za fotosintezo. Dolgovalovno (daleč infrardeče) sončno sevanje (k > 4000 nm) malo vpliva na vitalne procese organizmov. Ultravijolični žarki s k\u003e 320 nm v majhnih odmerkih so potrebni za živali in ljudi, saj se pod njihovim delovanjem v telesu tvori vitamin D. Sevanje s k< 290 нм губительно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.
Ko prehaja skozi atmosferski zrak, se sončna svetloba odbija, razprši in absorbira. Čisti sneg odbija približno 80-95% sončne svetlobe, onesnažen - 40-50%, černozemska tla - do 5%, suha lahka tla - 35-45%, iglasti gozdovi - 10-15%. Osvetljenost zemeljskega površja pa se močno spreminja glede na letni čas in dan, geografsko širino, izpostavljenost pobočij, atmosferske razmere itd.
Zaradi vrtenja Zemlje se občasno izmenjujeta dnevna svetloba in tema. Cvetenje, kalitev semen pri rastlinah, selitev, prezimovanje, razmnoževanje živali in še marsikaj je v naravi povezano s trajanjem fotoperiode (dolžina dneva). Potreba po svetlobi za rastline določa njihovo hitro rast v višino, plastno strukturo gozda. Vodne rastline se širijo predvsem v površinskih plasteh vodnih teles.
Neposredno ali razpršeno sončno sevanje ne potrebuje le majhna skupina živih bitij – nekatere vrste gliv, globokomorske ribe, talni mikroorganizmi itd.
Najpomembnejši fiziološki in biokemični procesi, ki potekajo v živem organizmu zaradi prisotnosti svetlobe, vključujejo naslednje:
1. Fotosinteza (1-2% sončne energije, ki pade na Zemljo, se porabi za fotosintezo);
2. Transpiracija (približno 75% - za transpiracijo, ki zagotavlja hlajenje rastlin in gibanje po njih vodne raztopine minerali);
3. Fotoperiodizem (zagotavlja sinhronizem življenjskih procesov v živih organizmih z občasno spreminjajočimi se okoljskimi razmerami);
4. Gibanje (fototropizem pri rastlinah in fototaksija pri živalih in mikroorganizmih);
5. Vizija (ena od glavnih analitičnih funkcij živali);
6. Drugi procesi (sinteza vitamina D pri ljudeh na svetlobi, pigmentacija itd.).
Osnova biocenoz osrednje Rusije, tako kot večina kopenskih ekosistemov, so proizvajalci. Njihovo izkoriščanje sončne svetlobe omejujejo številni naravni dejavniki in predvsem temperaturne razmere. Posledično posebna adaptivne reakcije v obliki plasti, mozaičnih listov, fenoloških razlik itd. Glede na zahteve glede svetlobnih pogojev so rastline razdeljene na svetlobne ali svetloljubne (sončnice, trpotec, paradižnik, akacija, melona), senčne ali nesvetlobne (gozdne trave, mahovi) in odporne na senco (kislica, resje, rabarbara, maline, robide).
Rastline tvorijo pogoje za obstoj drugih vrst živih bitij. Zato je njihova reakcija na svetlobne razmere tako pomembna. Onesnaženost okolja povzroči spremembo osvetljenosti: zmanjšanje stopnje sončne insolacije, zmanjšanje količine fotosintetsko aktivnega sevanja (PAR - del sončnega sevanja z valovno dolžino od 380 do 710 nm), sprememba spektralne sestave svetlobe. Posledično to uničuje cenoze, ki temeljijo na prihodu sončnega sevanja v določenih parametrih.
Temperatura. Za naravne ekosisteme našega območja je temperaturni faktor, poleg svetlobne oskrbe, odločilen za vse življenjske procese. Aktivnost populacij je odvisna od letnega časa in časa dneva, saj ima vsako od teh obdobij svoje temperaturne razmere.
Temperatura je v glavnem povezana s sončnim sevanjem, v nekaterih primerih pa jo določa energija geotermalnih virov.
Pri temperaturah pod lediščem se živa celica zaradi nastalih ledenih kristalov fizično poškoduje in odmre, pri visokih temperaturah pa pride do denaturacije encimov. Velika večina rastlin in živali ne prenese negativnih telesnih temperatur. Zgornja temperaturna meja življenja se redko dvigne nad 40–45 °C.
V območju med skrajnima mejama se hitrost encimskih reakcij (torej hitrost presnove) podvoji z vsakim povišanjem temperature za 10 °C.
Precejšen del organizmov je sposoben nadzorovati (vzdrževati) telesno temperaturo, predvsem pa najpomembnejši organi. Takšni organizmi se imenujejo homeotermično- toplokrvni (iz grščine homoios - podobno, therme - toplota), za razliko od poikilotermno- hladnokrvni (iz grščine poikilos - raznolik, spremenljiv, raznolik), ki ima spremenljivo temperaturo, odvisno od temperature okolja.
Poikilotermni organizmi v hladni sezoni leta ali dneva zmanjšajo raven vitalnih procesov do anabioze. To se nanaša predvsem na rastline, mikroorganizme, glive in poikilotermne (hladnokrvne) živali. Aktivne ostajajo samo homoiotermne (toplokrvne) vrste. Heterotermni organizmi, ki so v neaktivnem stanju, imajo telesno temperaturo, ki ni veliko višja od temperature zunanje okolje; v aktivnem stanju - precej visoko (medvedi, ježi, netopirji, lubadarji).
Termoregulacijo homoiotermičnih živali zagotavlja posebna vrsta metabolizma, ki je povezana s sproščanjem toplote v telesu živali, prisotnostjo toplotnoizolacijskih oblog, velikostjo, fiziologijo itd.
Kar zadeva rastline, so v procesu evolucije razvile številne lastnosti:
hladno odpornost- sposobnost vzdržljivosti dolgo časa nizke pozitivne temperature (od О°С do +5°С);
zimska trdnost– sposobnost trajnih vrst, da prenesejo kompleks neugodnih zimskih razmer;
odpornost proti zmrzali- sposobnost dolgo časa prenašati negativne temperature;
anabioza- sposobnost prenesti obdobje dolgotrajnega pomanjkanja okoljskih dejavnikov v stanju močnega zmanjšanja metabolizma;
toplotna odpornost– sposobnost prenašanja visokih (nad +38°…+40°С) temperatur brez večjih presnovnih motenj;
minljivost– zmanjšanje ontogeneze (do 2-6 mesecev) pri vrstah, ki rastejo v pogojih kratkega obdobja ugodnih temperaturnih razmer.
V vodnem okolju so zaradi velike toplotne kapacitete vode temperaturne spremembe manj nenadne in razmere stabilnejše kot na kopnem. Znano je, da v regijah, kjer je temperatura čez dan, pa tudi v različni letni časi zelo različna, vrstna pestrost je manjša kot v regijah s konstantnejšimi dnevnimi in letnimi temperaturami.
Temperatura je tako kot jakost svetlobe odvisna od geografska širina, letni čas, čas dneva in izpostavljenost pobočju. Ekstremne temperature (nizke in visoke) še poslabšajo močni vetrovi.
Sprememba temperature, ko se dvignete v zrak ali potopite v vodno okolje, se imenuje temperaturna stratifikacija. Običajno v obeh primerih opazimo stalno zniževanje temperature z določenim gradientom. Vendar pa obstajajo tudi druge možnosti. Poleti se torej površinske vode bolj segrejejo kot globoke. Zaradi znatnega zmanjšanja gostote vode med segrevanjem se začne njeno kroženje v površinsko ogrevanem sloju brez mešanja z gostejšim, hladna voda spodnje plasti. Posledično se med toplo in hladno plastjo oblikuje vmesno območje z ostrim temperaturnim gradientom. Vse to vpliva na postavitev živih organizmov v vodo, pa tudi na prenos in razpršitev prihajajočih nečistoč.
Podoben pojav se dogaja tudi v ozračju, ko se ohlajene plasti zraka pomikajo navzdol in se nahajajo pod toplimi plastmi, torej pride do temperaturne inverzije, ki prispeva k kopičenju onesnaževal v površinski plasti zraka.
Inverzije omogočajo nekatere značilnosti reliefa, kot so jame in doline. Nastane, ko so na določeni višini snovi, kot so aerosoli, segrete neposredno z neposrednim sončnim sevanjem, kar povzroči intenzivnejše segrevanje zgornjih plasti zraka.
V talnem okolju je dnevna in sezonska stabilnost (nihanje) temperature odvisna od globine. Pomemben temperaturni gradient (pa tudi vlažnost) omogoča prebivalcem tal, da si z manjšimi premiki zagotovijo ugodno okolje. Prisotnost in številčnost živih organizmov lahko vplivata na temperaturo. Na primer, pod krošnjami gozda ali pod listi posamezne rastline je drugačna temperatura.
Padavine, vlaga. Voda je nujna za življenje na Zemlji, ekološko je edinstvena. V skoraj enakih geografskih razmerah na Zemlji obstajata vroča puščava in tropski gozd. Razlika je le v letni količini padavin: v prvem primeru 0,2–200 mm, v drugem pa 900–2000 mm.
Padavine, ki so tesno povezane z zračno vlago, so posledica kondenzacije in kristalizacije vodne pare v višjih plasteh ozračja. V površinskem sloju zraka nastajata rosa in megla, pri nizkih temperaturah pa opazimo kristalizacijo vlage - pade zmrzal.
Ena glavnih fizioloških funkcij vsakega organizma je vzdrževanje ustrezne ravni vode v telesu. V procesu evolucije so organizmi razvili različne prilagoditve za pridobivanje in varčno rabo vode ter za doživljanje sušnega obdobja. Nekatere puščavske živali dobijo vodo iz hrane, druge z oksidacijo pravočasno shranjenih maščob (na primer kamela, ki lahko z biološko oksidacijo pridobi 107 g presnovne vode iz 100 g maščobe); hkrati imajo minimalno vodoprepustnost zunanjega ovoja telesa, za suhost pa je značilno, da pade v stanje počitka z minimalno presnovo.
Kopenske rastline pridobivajo vodo predvsem iz tal. Majhna količina padavin, hitro odvodnjavanje, intenzivno izhlapevanje ali kombinacija teh dejavnikov vodijo v izsušitev, odvečna vlaga pa v zamašenost in zamašenost tal.
Ravnotežje vlage je odvisno od razlike med količino padavin in količino izhlapene vode s površin rastlin in tal ter s transpiracijo]. Po drugi strani pa so procesi izhlapevanja neposredno odvisni od relativne vlažnosti atmosferskega zraka. Pri vlažnosti blizu 100% se izhlapevanje praktično ustavi, in če se temperatura še zniža, se začne obratni proces - kondenzacija (nastane megla, pade rosa, zmrzal).
Poleg naštetega zračna vlaga kot okoljski dejavnik v svojih skrajnih vrednostih (visoka in nizka zračna vlaga) okrepi učinek (pospešuje) vpliv temperature na telo.
Nasičenost zraka z vodno paro redko doseže največjo vrednost. Primanjkljaj vlažnosti - razlika med največjo možno in dejansko obstoječo nasičenostjo pri dani temperaturi. To je eden najpomembnejših okoljskih parametrov, saj označuje dve količini hkrati: temperaturo in vlažnost. Večji kot je primanjkljaj vlage, bolj suha in toplejša, in obratno.
Padavinski režim je najpomembnejši dejavnik, ki določa migracijo onesnaževal v naravnem okolju in njihovo izpiranje iz ozračja.
Glede na vodni režim ločimo naslednje ekološke skupine živih bitij:
hidrobionti- prebivalci ekosistemov, katerih celoten življenjski cikel poteka v vodi;
higrofiti– rastline vlažnih rastišč (močvirski ognjič, kopalka, širokolistni rogoz);
higrofili- živali, ki živijo v zelo vlažnih delih ekosistemov (mehkužci, dvoživke, komarji, lesne uši);
mezofiti– rastline zmerno vlažnih rastišč;
kserofiti– rastline suhih rastišč (perjanka, pelin, astragalus);
kserofili- prebivalci sušnih območij, ki ne prenašajo visoke vlažnosti (nekatere vrste plazilcev, žuželk, puščavskih glodalcev in sesalcev);
sukulente- rastline najbolj sušnih habitatov, ki lahko kopičijo znatne zaloge vlage znotraj stebla ali listov (kaktusi, aloe, agave);
sklerofiti- rastline zelo sušnih območij, ki lahko prenesejo močno dehidracijo (navadni kamelji trn, saksaul, saksagiz);
efemere in efemeroidi- enoletne in trajne zelnate vrste s skrajšanim ciklom, ki sovpada z obdobjem zadostne vlage.
Porabo vode rastlin lahko označimo z naslednjimi kazalniki:
odpornost na sušo– sposobnost prenašanja zmanjšane atmosferske in (ali) talne suše;
odpornost na vlago- sposobnost prenašanja namakanja;
hitrost transpiracije- količina vode, porabljena za tvorbo enote suhe mase (za belo zelje 500-550, za bučo - 800);
koeficient skupne porabe vode- količino vode, ki jo porabijo rastline in tla za ustvarjanje enote biomase (za travniške trave - 350–400 m3 vode na tono biomase).
Kršitev vodnega režima, onesnaženje površinskih voda je nevarno, v nekaterih primerih usodno za cenoze. Spremembe v vodnem krogu v biosferi lahko privedejo do nepredvidljive posledice za vse žive organizme.
Mobilnost okolja. Vzroki za gibanje zračnih mas (veter) so predvsem neenakomerno segrevanje zemeljske površine, ki povzroča padce tlaka, pa tudi vrtenje Zemlje. Veter je usmerjen v toplejši zrak.
Veter je najpomembnejši dejavnik pri širjenju vlage, semen, trosov, kemičnih nečistoč itd., na velike razdalje. Prispeva tako k zmanjšanju prizemnih koncentracij prahu in plinastih snovi v bližini mesta njihovega vstopa v ozračje kot k povečanju koncentracij ozadja v zraku zaradi izpustov iz oddaljenih virov, vključno s čezmejnim transportom.
Veter pospešuje transpiracijo (izhlapevanje vlage s prizemnimi deli rastlin), kar še posebej poslabša pogoje obstoja pri nizki vlažnosti. Poleg tega posredno vpliva na vse žive organizme na kopnem, sodeluje v procesih preperevanja in erozije.
Gibljivost v prostoru in mešanje vodnih mas prispevata k ohranjanju relativne homogenosti (homogenosti) fizičnih in kemične lastnosti vodni objekti. Povprečna hitrost površinski tokovi leži v območju 0,1-0,2 m / s, ponekod doseže 1 m / s, v bližini Zalivskega toka - 3 m / s.
Pritisk. Za normalen atmosferski tlak se šteje absolutni tlak na ravni površine Svetovnega oceana, ki znaša 101,3 kPa, kar ustreza 760 mm Hg. Umetnost. ali 1 atm. Znotraj globus obstajajo stalna območja visokega in nizkega atmosferskega tlaka, na istih točkah pa opazimo sezonska in dnevna nihanja. Z večanjem nadmorske višine glede na gladino oceana se tlak zmanjšuje, parcialni tlak kisika se zmanjšuje, transpiracija v rastlinah pa se poveča.
Občasno se v atmosferi oblikujejo območja nizkega tlaka z močnimi zračnimi tokovi, ki se spiralno gibljejo proti središču in se imenujejo cikloni. Značilni so veliko število padavine in nestabilno vreme. Nasprotni naravni pojavi se imenujejo anticikloni. Zanje je značilno stabilno vreme, rahel veter in v nekaterih primerih temperaturna inverzija. Med anticikloni včasih nastanejo neugodne meteorološke razmere, ki prispevajo k kopičenju onesnaževal v površinski plasti ozračja.
Razlikovati med morskim in celinskim Atmosferski tlak.
Tlak v vodnem okolju med potapljanjem narašča. Zaradi bistveno (800-krat) večje gostote vode od zraka se na vsakih 10 m globine v sladkovodnem zbiralniku tlak poveča za 0,1 MPa (1 atm). Absolutni tlak na dnu Marianskega jarka presega 110 MPa (1100 atm).
ionizirajočesevanje. Ionizirajoče sevanje je sevanje, ki ob prehodu skozi snov tvori pare ionov; ozadje - sevanje, ki ga ustvarjajo naravni viri. Ima dva glavna vira: kozmično sevanje in radioaktivne izotope ter elemente v mineralih zemeljske skorje, ki so nastali nekoč v procesu nastajanja zemeljske snovi. Zaradi dolge razpolovne dobe jedra mnogih primordialnih radioaktivni elementi ohranila v drobovju Zemlje do danes. Najpomembnejši med njimi so kalij-40, torij-232, uran-235 in uran-238. Pod vplivom kozmičnega sevanja v ozračju nenehno nastaja vedno več novih jeder radioaktivnih atomov, med katerimi sta glavna ogljik-14 in tritij.
Radiacijsko ozadje pokrajine je ena od nepogrešljivih sestavin njenega podnebja. Pri nastajanju ozadja sodelujejo vsi znani viri ionizirajočega sevanja, vendar je prispevek vsakega od njih k skupni dozi sevanja odvisen od posamezne geografske točke. Človek kot prebivalec naravnega okolja je večinoma izpostavljen zaradi naravnih virov sevanja in temu se je nemogoče izogniti. Vsa živa bitja na Zemlji so izpostavljena sevanju iz vesolja. Za gorske krajine je zaradi znatne višine nad morsko gladino značilen povečan prispevek kozmičnega sevanja. Ledeniki, ki delujejo kot absorbcijski zaslon, zadržujejo v svoji masi sevanje spodnje kamnine. Ugotovljene so bile razlike v vsebnosti radioaktivnih aerosolov nad morjem in kopnim. Celotna radioaktivnost morskega zraka je več sto in tisočkrat manjša od radioaktivnosti celinskega zraka.
Na Zemlji obstajajo območja, kjer je hitrost izpostavljenosti desetkrat večja od povprečnih vrednosti, na primer območja nahajališč urana in torija. Takšni kraji se imenujejo province urana in torija. Stabilno in relativno več visoka stopnja sevanje opazimo na mestih, kjer izstopajo granitne kamnine.
Biološki procesi, ki spremljajo nastanek tal, pomembno vplivajo na kopičenje radioaktivnih snovi v slednjih. Z nizko vsebnostjo humusnih snovi je njihova aktivnost šibka, černozeme pa že od nekdaj odlikuje večja specifična aktivnost. Še posebej visoko je v černozemih in travniških tleh, ki se nahajajo v bližini granitnih masivov. Glede na stopnjo povečanja specifične aktivnosti tal se lahko okvirno razvrsti v naslednjem vrstnem redu: šota; černozem; tla stepskega pasu in gozdne stepe; prsti, ki se razvijajo na granitih.
Vpliv periodičnih nihanj intenzivnosti kozmičnega sevanja v bližini zemeljske površine na dozo sevanja živih organizmov je praktično nepomemben.
V mnogih predelih sveta stopnja izpostavljenosti dozi zaradi sevanja urana in torija doseže raven izpostavljenosti, ki je obstajala na Zemlji v geološko opazljivem času, v katerem je potekal naravni razvoj živih organizmov. Na splošno ionizirajoče sevanje bolj škodljivo vpliva na visoko razvite in kompleksne organizme, človek pa je še posebej občutljiv. Nekatere snovi so enakomerno porazdeljene po telesu, na primer ogljik-14 ali tritij, druge pa se kopičijo v določenih organih. Tako se radij-224, -226, svinec-210, polonij-210 kopičijo v kostno tkivo. Inertni plin radon-220 ima močan učinek na pljuča, včasih se ne sprošča le iz nahajališč v litosferi, temveč tudi iz mineralov, ki jih človek izkopava in uporablja kot gradbeni material. Radioaktivne snovi se lahko kopičijo v vodi, zemlji, padavinah ali zraku, če hitrost njihovega vnosa presega hitrost radioaktivnega razpada. V živih organizmih pride do kopičenja radioaktivnih snovi, ko jih zaužijemo s hrano.
2.2. Topografski dejavniki
Vpliv abiotskih dejavnikov je v veliki meri odvisen od topografskih značilnosti območja, ki lahko močno spremenijo podnebje in značilnosti razvoja tal. Glavni topografski dejavnik je višina nad morsko gladino. Z nadmorsko višino se povprečne temperature znižujejo, povečuje se dnevna temperaturna razlika, povečujejo se količina padavin, hitrost vetra in jakost sevanja ter pada tlak. Posledično v gorskih območjih opazimo navpično consko porazdelitev vegetacije, ki ustreza zaporedju sprememb širinskih območij od ekvatorja do polov.
Gorske verige lahko služijo kot podnebne ovire. Z dvigom nad gorami se zrak ohlaja, kar pogosto povzroči padavine in s tem zmanjša njegovo absolutno vsebnost vlage. Ko pridemo nato na drugo stran gorovja, posušen zrak pomaga zmanjšati intenzivnost dežja (sneženja), ki ustvarja "dežno senco".
Gore lahko igrajo vlogo izolacijskega dejavnika v procesih speciacije, saj služijo kot ovira za selitev organizmov.
Pomemben topografski dejavnik je razstava(osvetljenost) pobočja. Na severni polobli je topleje na južnih pobočjih, na južni polobli pa na severnih pobočjih.
Drug pomemben dejavnik je strmina pobočja vpliva na drenažo. Voda teče po pobočjih, spira zemljo in zmanjšuje njeno plast. Poleg tega pod vplivom gravitacije tla počasi drsijo navzdol, kar vodi do njihovega kopičenja na dnu pobočij. Prisotnost vegetacije zavira te procese, vendar pri naklonih nad 35° prsti in vegetacije običajno ni in nastanejo melišča iz sipkega materiala.
2.3. Vesolje dejavniki
Naš planet ni izoliran od procesov, ki potekajo v vesolju. Zemlja občasno trči z asteroidi, se približuje kometom, nanjo pada kozmični prah, meteoritske snovi, različne vrste sevanja sonca in zvezd. Ciklično (eden od ciklov ima obdobje 11,4 let) se sončna aktivnost spreminja.
Znanost je zbrala veliko dejstev, ki potrjujejo vpliv kozmosa na življenje Zemlje.
3. Biotski dejavniki
Vsa živa bitja, ki obdajajo organizem v habitatu, sestavljajo biotsko okolje oz biota. Biotski dejavniki- je niz vplivov vitalne aktivnosti nekaterih organizmov na druge.
Odnosi med živalmi, rastlinami in mikroorganizmi so izjemno raznoliki. Najprej ločite homotipično reakcije, to je interakcija osebkov iste vrste, in heterotipno- odnosi med predstavniki različnih vrst.
Predstavniki vsake vrste so sposobni obstajati v takšnem biotskem okolju, kjer jim povezave z drugimi organizmi zagotavljajo normalne življenjske pogoje. Glavna oblika manifestacije teh odnosov so prehranjevalni odnosi organizmov različnih kategorij, ki tvorijo osnovo prehranjevalnih (trofičnih) verig, mrež in trofične strukture biote.
Poleg prehranjevalnih odnosov nastajajo med rastlinskimi in živalskimi organizmi tudi prostorski odnosi. Zaradi delovanja številnih dejavnikov se raznolike vrste ne združujejo v poljubno kombinacijo, temveč le pod pogojem prilagoditve sobivanju.
Biotski dejavniki se kažejo v biotskih odnosih.
Razlikujemo naslednje oblike biotskih odnosov.
Simbioza(sobivanje). To je oblika odnosa, v katerem oba partnerja ali eden od njiju koristita drugemu.
Sodelovanje. Sodelovanje je dolgotrajno, neločljivo vzajemno koristno sobivanje dveh ali več vrst organizmov. Na primer razmerje med rakom puščavnikom in morsko vetrnico.
Komenzalizem. Komenzalizem je interakcija med organizmi, ko vitalna aktivnost enega dobavlja hrano (brezplačno) ali zatočišče (prenočišče) drugemu. Tipični primeri so hijene, ki pobirajo ostanke napol pojedenega plena s strani levov, ribje mladice, ki se skrivajo pod dežniki velikih meduz, pa tudi nekatere gobe, ki rastejo na koreninah dreves.
Vzajemnost. Mutualizem je vzajemno koristno sobivanje, ko prisotnost partnerja postane predpogoj za obstoj vsakega od njiju. Primer je sobivanje gomoljnih bakterij in stročnic, ki lahko živijo skupaj na z dušikom revnih tleh in z njim bogatijo tla.
Antibioza. Oblika odnosa, v kateri sta oba partnerja ali eden od njiju negativno prizadeta, se imenuje antibioza.
Tekmovanje. to - negativen vpliv organizmi drug proti drugemu v boju za hrano, življenjski prostor in druge pogoje, potrebne za življenje. Najbolj jasno se kaže na populacijski ravni.
Plenilstvo. Plenjenje je odnos med plenilcem in plenom, ki sestoji iz uživanja enega organizma z drugim. Plenilci so živali ali rastline, ki lovijo in jedo živali za hrano. Tako na primer levi jedo rastlinojede kopitarje, ptice - žuželke, velike ribe - manjše. Plenjenje je koristno za en organizem in škodljivo za drugega.
Hkrati pa vsi ti organizmi potrebujejo drug drugega. V procesu interakcije se pojavi "plenilec - plen". naravna selekcija in adaptivna variabilnost, torej najpomembnejši evolucijski procesi. V naravnih razmerah nobena vrsta ne teži (in ne more) voditi k uničenju druge. Poleg tega lahko izginotje katerega koli naravnega "sovražnika" (plenilca) iz habitata prispeva k izumrtju njegovega plena.
Nevtralizem. Medsebojno neodvisnost različnih vrst, ki živijo na istem ozemlju, imenujemo nevtralizem. Na primer, veverice in losi med seboj ne tekmujejo, a suša v gozdu prizadene oba, čeprav v različni meri.
V zadnjem času se vse več pozornosti namenja antropogenih dejavnikov- skupek človekovih vplivov na okolje zaradi njegovih urbano-tehnogenih dejavnosti.
4. Antropogeni dejavniki
Današnja stopnja človeške civilizacije odraža tolikšno raven znanja in zmožnosti človeštva, da njegov vpliv na okolje, vključno z biološkimi sistemi, dobi značaj globalne planetarne sile, ki jo izpostavljamo v posebno kategorijo dejavnikov - antropogenih, to je nastalih s človekovo dejavnostjo. Tej vključujejo:
Spremembe zemeljskega podnebja kot posledica naravnih geoloških procesov, okrepljenih z učinkom tople grede, ki ga povzročajo spremembe optičnih lastnosti ozračja, predvsem zaradi izpustov CO, CO2 in drugih plinov vanj;
Odpadki v vesolju blizu Zemlje (NES), katerih posledice še niso popolnoma razumljene, razen resnične nevarnosti za vesoljska plovila, vključno s komunikacijskimi sateliti, lokacijami zemeljskega površja in drugimi, ki se pogosto uporabljajo v sodobnih sistemih interakcije med ljudmi, državami in vladami;
Zmanjšanje moči stratosferskega ozonskega zaslona s tvorbo tako imenovanih "ozonskih lukenj", ki zmanjšujejo zaščitne sposobnosti ozračja pred vdorom močnega kratkovalovnega ultravijoličnega sevanja, nevarnega za žive organizme, na zemeljsko površino;
Kemično onesnaženje ozračja s snovmi, ki prispevajo k nastanku kislih padavin, fotokemičnega smoga in drugih spojin, ki so nevarne za biosferske objekte, vključno z ljudmi in umetnimi predmeti, ki jih ustvarijo;
Onesnaženje oceanov in spremembe lastnosti oceanskih voda zaradi naftnih derivatov, njihova nasičenost ogljikov dioksid ozračje, onesnaženo z motornimi vozili in termoenergetiko, zakopavanje zelo strupenih kemičnih in radioaktivnih snovi v oceanskih vodah, onesnaženje z rečnim odtokom, motnje vodne bilance obalnih območij zaradi regulacije rek;
Izčrpavanje in onesnaženje vseh vrst izvirov in kopenskih voda;
Radioaktivna kontaminacija posameznih območij in območij s tendenco širjenja po zemeljskem površju;
Onesnaženost tal zaradi onesnaženih padavin (npr. kisli dež), neoptimalna uporaba pesticidov in mineralnih gnojil;
Spremembe v geokemiji pokrajin v povezavi s termoenergetiko, prerazporeditvijo elementov med črevesjem in površjem Zemlje kot posledica prerazporeditve rudarjenja in taljenja (na primer koncentracija težkih kovin) ali pridobivanje nenormalne, visoko mineralizirane podzemne vode in slanice na površje;
Nenehno kopičenje gospodinjskih smeti in vseh vrst trdnih in tekočih odpadkov na površini Zemlje;
Kršitev globalnega in regionalnega ekološkega ravnovesja, razmerja ekoloških komponent v obalnem delu kopnega in morja;
Nadaljnja in ponekod - naraščajoča dezertifikacija planeta, poglabljanje procesa dezertifikacije;
Zmanjšanje površine tropskih gozdov in severne tajge, teh glavnih virov vzdrževanja ravnovesja kisika na planetu;
Izpuščanje ekoloških niš kot rezultat vseh zgoraj navedenih procesov in njihovo zapolnjevanje z drugimi vrstami;
Absolutna prenaseljenost Zemlje in relativna demografska prenaseljenost nekaterih regij, ekstremna diferenciacija revščine in bogastva;
Poslabšanje življenjskega okolja v prenaseljenih mestih in metropolitanskih območjih;
Izčrpavanje številnih nahajališč rudnin in postopen prehod od bogatih k vse revnejšim rudam;
Krepitev družbene nestabilnosti, ki je posledica naraščajoče diferenciacije bogatega in revnega dela prebivalstva mnogih držav, povečanja stopnje oborožitve njihovega prebivalstva, kriminalizacije, naravnih okoljskih nesreč.
Zmanjšanje imunskega statusa in zdravstvenega stanja prebivalstva mnogih držav sveta, vključno z Rusijo, ponavljajoče se ponavljajoče se epidemije, ki postajajo vse bolj množične in hujše po svojih posledicah.
To še zdaleč ni popoln krog problemov, pri reševanju vsakega od katerih lahko specialist najde svoje mesto in delo.
Najbolj obsežno in pomembno je kemično onesnaženje okolja s snovmi kemične narave, ki so zanj nenavadne.
Fizikalni dejavnik kot onesnaževalec človekove dejavnosti je nesprejemljiva stopnja toplotnega onesnaženja (zlasti radioaktivnega).
Biološko onesnaževanje okolja so različni mikroorganizmi, med katerimi so najnevarnejše različne bolezni.
Nadzor vprašanja in naloge
1. Kaj so okoljski dejavniki?
2. Katere okoljske dejavnike uvrščamo med abiotske, katere med biotske?
3. Kako se imenuje celota vplivov življenjske aktivnosti enih organizmov na življensko aktivnost drugih?
4. Kakšni so viri živih bitij, kako jih razvrščamo in kakšen je njihov ekološki pomen?
5. Katere dejavnike je treba najprej upoštevati pri oblikovanju projektov upravljanja z ekosistemi. Zakaj?
Spodaj okoljski dejavniki razumeti tiste vplive, lastnosti sestavin ekosistema in značilnosti njegovega zunanjega okolja, ki neposredno vplivajo na naravo in intenzivnost procesov, ki potekajo v ekosistemu.
Zdi se, da je število različnih okoljskih dejavnikov potencialno neomejeno, zato je njihova klasifikacija zapletena zadeva. Za uporabo pri klasifikaciji razna znamenja ob upoštevanju raznolikosti teh dejavnikov in njihovih lastnosti.
V zvezi z ekosistemom se okoljski dejavniki delijo na zunanji (eksogeni ali entopični) in notranji (endogeni). Kljub določeni konvencionalnosti takšne delitve se domneva, da zunanji dejavniki, ki delujejo na ekosistem, sami niso prizadeti ali skoraj ne prizadeti. Sem spadajo sončno sevanje, atmosferske padavine, atmosferski tlak, hitrost in tokovi vetra itd. Notranji dejavniki so v korelaciji z lastnostmi samega ekosistema in ga tvorijo, tj. so vključeni v njegovo sestavo. To sta število in biomasa populacij, število različnih kemične snovi, značilnosti vodne ali talne mase itd.
Takšno ločevanje je v praksi odvisno od formulacije raziskovalnega problema. Torej, če se na primer analizira odvisnost razvoja katere koli biogeocenoze od temperature tal, se bo ta dejavnik (temperatura) štel za zunanjega. Če analiziramo dinamiko onesnaževal v biogeocenozi, potem bo temperatura tal notranji dejavnik v zvezi z biogeocenozo, zunanji pa glede na procese, ki določajo obnašanje onesnaževal v njej.
Dejavniki okolja so po izvoru lahko naravni in antropogeni. Naravni so razdeljeni v dve kategoriji: dejavniki nežive narave - abiotski in dejavniki divjih živali biotski. Najpogosteje ločimo tri enakovredne skupine. Takšno razvrstitev dejavnikov okolja prikazuje slika 2.5.
Slika 2.5. Klasifikacija dejavnikov okolja.
TO abiotski dejavniki obsegajo skupek dejavnikov anorganskega okolja, ki vplivajo na življenje in razširjenost organizmov. Dodeli fizično(katerega vir je agregatno stanje ali pojav), kemična(izhaja iz kemijske sestave okolja (slanost vode, vsebnost kisika)), edafski(tla - skupek mehanskih in drugih lastnosti tal, ki vplivajo na organizme talne biote in koreninski sistem rastlin (vpliv vlage, struktura tal, vsebnost humusa)), hidrološki.
Spodaj biotski dejavniki razumejo celoto vpliva vitalne aktivnosti nekaterih organizmov na druge (intraspecifične in medvrstne interakcije). Intraspecifične interakcije se razvijejo kot posledica tekmovanja v pogojih rasti števila in gostote populacij za gnezdišča in vire hrane. Medvrste so veliko bolj raznolike. So osnova za obstoj biotskih združb. Biotski dejavniki lahko vplivajo na abiotsko okolje in ustvarjajo mikroklimo ali mikrookolje, v katerem živijo živi organizmi.
Ločeno dodelite antropogenih dejavniki, ki izhajajo iz človekove dejavnosti. Sem spadajo na primer onesnaževanje okolja, erozija tal, krčenje gozdov itd. Nekatere vrste človekovih vplivov na okolje bomo podrobneje obravnavali v poglavju 2.3.
Obstajajo še druge klasifikacije okoljskih dejavnikov. Na primer, lahko vplivajo na telo neposredno in posredno razvoj. Posredni vplivi se kažejo skozi druge dejavnike okolja.
Dejavniki, ki se skozi čas spreminjajo, se ponavljajo - periodika (podnebni dejavniki, oseke in oseke); in tiste, ki se pojavijo nepričakovano - neperiodično .
V naravi okoljski dejavniki na telo vplivajo na kompleksen način. Kompleks dejavnikov, pod vplivom katerih se izvajajo vsi glavni življenjski procesi organizmov, vključno z normalen razvoj in razmnoževanje imenujemo Življenjski pogoji ". Vsi živi organizmi so sposobni prilagajanje (prilagoditev) na okoljske razmere. Razvija se pod vplivom treh glavnih dejavnikov: dednost , variabilnost in naravno (in umetno) selekcijo. Obstajajo trije glavni načini prilagajanja:
- aktivna - krepitev odpornosti, razvoj regulacijskih procesov, ki omogočajo telesu opravljanje vitalnih funkcij telesa v spreminjajočih se okoljskih razmerah. Primer je vzdrževanje stalne telesne temperature.
- Pasivno - podrejenost vitalnih funkcij telesa spremembi okoljskih razmer. Primer je prehod mnogih organizmov v stanje anabolizem.
- Izogibanje škodljivim učinkom - telesne proizvodnje življenjski cikli in vedenja, ki preprečujejo škodljive učinke. Primer so sezonske selitve živali.
Običajno organizmi uporabljajo kombinacijo vseh treh poti. Prilagoditev lahko temelji na treh glavnih mehanizmih, na podlagi katerih ločimo naslednje vrste:
- Morfološka prilagoditev spremljajo spremembe v strukturi organizmov (na primer spremembe listov v puščavskih rastlinah). Prav morfološke prilagoditve vodijo rastline in živali v nastanek določenih življenjskih oblik.
- Fiziološke prilagoditve - spremembe v fiziologiji organizmov (na primer sposobnost kamele, da oskrbuje telo z vlago z oksidacijo maščobnih zalog).
- Etološke (vedenjske) prilagoditve značilnost živali . Na primer, sezonske migracije sesalcev in ptic, ki padejo v hibernacijo.
Okoljski dejavniki so kvantificirani (glej sliko 2.6). Za vsak dejavnik lahko optimalno območje (normalna življenjska aktivnost), cona pesimizma (zatiranje) in meje vzdržljivosti organizma (zgornje in spodnje). Optimum je količina okoljskega dejavnika, pri kateri je intenzivnost življenjske aktivnosti organizmov največja. V območju pesimuma je vitalna aktivnost organizmov depresivna. Onkraj meja vzdržljivosti je obstoj organizma nemogoč.
Slika 2.6. Odvisnost delovanja okoljskega dejavnika od njegove količine.
Sposobnost živih organizmov, da v eni ali drugi meri prenašajo kvantitativna nihanja v delovanju okoljskega dejavnika, se imenuje okoljska toleranca (valenca, plastičnost, stabilnost). Imenujejo se vrednosti okoljskega faktorja med zgornjo in spodnjo mejo vzdržljivosti območje (razpon) tolerance. Za označevanje meja tolerance na okoljske razmere so izrazi " evribiontski" - organizem s široko mejo tolerance - in " stenobiont» - z ozkim (glej sliko 2.7). Predpone evry- in zid- uporablja se za tvorjenje besed, ki označujejo vpliv različnih okoljskih dejavnikov, na primer temperature (stenotermno - evritermalno), slanosti (stenohalin - evrihalin), hrane (stenofag - evrifag) itd.
Slika 2.7. Ekološka valenca (plastičnost) vrst (po Y. Odumu, 1975)
Območja tolerance pri posameznih osebkih ne sovpadajo, pri vrsti so očitno širša kot pri kateremkoli osebku. Nabor takih značilnosti za vse okoljske dejavnike, ki vplivajo na telo, se imenuje ekološki spekter vrste
Ekološki dejavnik, katerega kvantitativna vrednost presega meje vzdržljivosti vrste, se imenuje omejevanje (omejitev). Tak dejavnik bo omejil distribucijo in vitalno aktivnost vrste, tudi če so kvantitativne vrednosti vseh drugih dejavnikov ugodne.
Prvič je koncept "omejitvenega faktorja" uvedel leta 1840 J. Liebig, ki je vzpostavil " zakon o minimumu" : Vitalne zmožnosti ekosistema so omejene s tistimi okoljskimi okoljskimi dejavniki, katerih količina in kakovost sta blizu minimuma, ki ga zahteva ekosistem, njihovo zmanjšanje vodi v smrt organizma ali uničenje ekosistema.
Koncept omejujočega vpliva maksimuma in minimuma je uvedel W. Shelford leta 1913, ki je to načelo formuliral kot « zakon strpnosti" : Omejitveni dejavnik za blaginjo organizma (vrste) je lahko tako minimum kot maksimum vpliva okolja, razpon med katerima določa količino vzdržljivosti (tolerance) organizma glede na ta dejavnik.
Zdaj je bil zakon tolerance, ki ga je oblikoval W. Shelford, razširjen s številnimi dodatnimi določbami:
1. organizmi imajo lahko široko toleranco za en dejavnik in ozko za druge;
2. najbolj razširjeni organizmi s širokim spektrom tolerance;
3. razpon tolerance za en dejavnik okolja je lahko odvisen od območij tolerance drugih dejavnikov okolja;
4. če vrednosti enega od dejavnikov okolja niso optimalne za organizem, potem to vpliva tudi na obseg tolerance za druge dejavnike okolja, ki vplivajo na organizem;
5. meje vzdržljivosti so bistveno odvisne od stanja telesa; tako so meje tolerance organizmov med gnezditveno sezono ali v fazi ličinke običajno ožje kot pri odraslih;
Ločimo lahko več zakonitosti skupnega delovanja dejavnikov okolja. Najpomembnejši med njimi:
1. Zakon relativnosti delovanja dejavnikov okolja - smer in intenzivnost delovanja okoljskega dejavnika je odvisna od količine zaužitega in v kombinaciji s kakšnimi drugimi dejavniki deluje. Absolutno koristnih ali škodljivih okoljskih dejavnikov ni, vse je odvisno od količine: ugodne so le optimalne vrednosti.
2. Zakon relativne nadomestljivosti in absolutne nenadomestljivosti dejavnikov okolja - absolutne odsotnosti katerega koli bistvenega pogoja za življenje ni mogoče nadomestiti z drugimi okoljskimi dejavniki, pomanjkanje ali presežek nekaterih okoljskih dejavnikov pa je mogoče nadomestiti z delovanjem drugih okoljskih dejavnikov.
Vsi ti vzorci so v praksi pomembni. Tako prekomerno nanašanje dušikovih gnojil v tla vodi do kopičenja nitratov v kmetijskih proizvodih. Razširjena uporaba površinsko aktivnih snovi, ki vsebujejo fosfor, povzroča hiter razvoj biomase alg in poslabšanje kakovosti vode. Mnoge živali in rastline so zelo občutljive na spremembe parametrov okoljskih dejavnikov. Koncept omejevalnih dejavnikov omogoča razumevanje mnogih Negativne posledicečlovekova dejavnost, povezana z neustreznim ali nepismenim vplivom na naravno okolje.
Okoljski dejavnik - stanje okolja, ki vpliva na telo. Okolje vključuje vsa telesa in pojave, s katerimi je organizem v neposrednem ali posrednem odnosu.
En in isti okoljski dejavnik ima v življenju sobivajočih organizmov različen pomen. Na primer, solni režim tal ima primarno vlogo pri mineralni prehrani rastlin, vendar je brezbrižen za večino kopenskih živali. Intenzivnost osvetlitve in spektralna sestava svetlobe sta izjemno pomembna v življenju fototrofnih rastlin, medtem ko v življenju heterotrofnih organizmov (gliv in vodnih živali) svetloba nima opaznega vpliva na njihovo življenjsko aktivnost.
Dejavniki okolja delujejo na organizme na različne načine. Lahko delujejo kot dražljaji, ki povzročajo prilagoditvene spremembe v fizioloških funkcijah; kot omejitve, ki nekaterim organizmom onemogočajo obstoj v danih pogojih; kot modifikatorji, ki določajo morfološke in anatomske spremembe v organizmih.
Klasifikacija dejavnikov okolja
Običajno ločimo biotske, antropogene in abiotske dejavnike okolja.
Biotski dejavniki so celoten sklop okoljskih dejavnikov, povezanih z aktivnostjo živih organizmov. Sem spadajo fitogeni (rastline), zoogeni (živali), mikrobiogeni (mikroorganizmi) dejavniki.
Antropogeni dejavniki - celoten sklop dejavnikov, povezanih s človekovo dejavnostjo. Ti vključujejo fizične (uporaba atomske energije, potovanje z vlaki in letali, vpliv hrupa in tresljajev itd.), kemične (uporaba mineralnih gnojil in pesticidov, onesnaženje zemeljskih lupin z industrijskimi in transportnimi odpadki; kajenje, uživanje alkohola in drog, prekomerna uporaba zdravil [vir ni naveden 135 dni]), biološke (hrana; organizmi, ki jim je človek lahko življenjski prostor ali vir hrane), družbene (povezane s človekom). odnosi in življenje v družbi) dejavniki.
Abiotski dejavniki so celoten sklop dejavnikov, povezanih s procesi v neživi naravi. Sem spadajo klimatske (temperatura, vlaga, pritisk), edafogene (mehanska sestava, zračna prepustnost, gostota tal), orografske (relief, nadmorska višina), kemične (plinska sestava zraka, solna sestava vode, koncentracija, kislost), fizikalne (hrup, magnetna polja, toplotna prevodnost, radioaktivnost, kozmično sevanje)
Skupna klasifikacija okoljskih dejavnikov (okoljski dejavniki)
PO ČASU: evolucijski, zgodovinski, sedanji
PO PERIODIČNOSTI: periodični, neperiodični
PO VRSTNEM VRSTJU POJAVA: primarni, sekundarni
PO IZVORU: kozmični, abiotski (tudi abiogeni), biogeni, biološki, biotski, naravno-antropogeni, antropogeni (vključno s tehnogenim, onesnaževanjem okolja), antropogeni (vključno z motnjami)
PO OKOLJU POJAVA: atmosferski, vodni (ali vlaga), geomorfološki, edafski, fiziološki, genetski, populacijski, biocenotski, ekosistemski, biosferski
PO ZNAČAJU: snovno-energijski, fizikalni (geofizikalni, toplotni), biogeni (tudi biotski), informacijski, kemični (slanost, kislost), kompleksni (okoljski, evolucijski, hrbtenični, geografski, podnebni)
PO OBJEKTU: posameznik, skupina (socialni, etološki, socialno-ekonomski, socialno-psihološki, vrsta (vključno s človekom, družbenim življenjem)
PO MEDIJSKIH POGOJIH: odvisno od gostote, neodvisno od gostote
PO STOPNJI VPLIVOV: smrtonosni, ekstremni, omejujoči, moteči, mutageni, teratogeni; rakotvorna
PO SPEKTRU VPLIVANJA: selektivno, splošno delovanje
3. Vzorci delovanja okoljskih dejavnikov na telo
Reakcija organizmov na vpliv abiotskih dejavnikov. Vpliv okoljskih dejavnikov na živi organizem je zelo raznolik. Nekateri dejavniki imajo močnejši vpliv, drugi šibkejši; nekateri vplivajo na vse vidike življenja, drugi - na določen življenjski proces. Kljub temu je v naravi njihovega vpliva na telo in v odzivih živih bitij mogoče identificirati številne splošne vzorce, ki se ujemajo z neko splošno shemo delovanja okoljskega dejavnika na vitalno aktivnost organizma (slika 14.1).
Na sl. 14.1 je intenzivnost (ali "odmerek") faktorja (na primer temperatura, osvetlitev, koncentracija soli v raztopini tal, pH ali vlažnost tal itd.) Narisana vzdolž osi abscise, odziv organizma na vpliv okoljskega dejavnika v njegovem kvantitativnem izrazu (na primer intenzivnost fotosinteze, dihanje, stopnja rasti, produktivnost, število osebkov na enoto površine itd.), tj. ., stopnja ugodnega učinka dejavnika, je narisana vzdolž ordinatne osi.
Območje delovanja ekološkega dejavnika je omejeno z ustreznimi skrajnimi mejnimi vrednostmi (minimalne in maksimalne točke), pri katerih je še možen obstoj organizma. Te točke imenujemo spodnja in zgornja meja vzdržljivosti (tolerance) živih bitij glede na določen dejavnik okolja.
Točka 2 na abscisni osi, ki ustreza najboljšim kazalcem življenjske aktivnosti organizma, pomeni najugodnejšo vrednost dejavnika vpliva za organizem - to je optimalna točka. Za večino organizmov je pogosto težko določiti optimalno vrednost faktorja z zadostno natančnostjo, zato je običajno govoriti o optimalnem območju. Skrajni odseki krivulje, ki izražajo stanje zatiranja organizmov z ostrim pomanjkanjem ali presežkom faktorja, se imenujejo območja pesimuma ali stresa. Subletalne vrednosti faktorja ležijo blizu kritičnih točk, letalne vrednosti pa zunaj cone preživetja.
Takšna pravilnost reakcije organizmov na vpliv okoljskih dejavnikov nam omogoča, da jo obravnavamo kot temeljno biološko načelo: za vsako vrsto rastlin in živali obstaja optimum, območje normalnega življenja, pesimalna območja in meje vzdržljivosti glede na vsak okoljski dejavnik.
Različne vrste živih organizmov se med seboj močno razlikujejo tako po položaju optimuma kot po mejah vzdržljivosti. Na primer, polarne lisice v tundri lahko prenesejo nihanja temperature zraka v območju približno 80 ° C (od +30 do -55 ° C), nekateri toplovodni raki prenesejo spremembe temperature vode v območju največ 6 ° C (od 23 do 29 ° C), nitasta cianobakterija oscillatoria, ki živi na otoku Java v vodi s temperaturo 64 ° C. C, umre pri 68 °C po 5-10 minutah. Na enak način imajo nekatere travniške trave raje tla s precej ozkim razponom kislosti - pri pH = 3,5-4,5 (na primer navadna vresa, belohrbta štrleča, mala kislica služijo kot indikatorji kislih tal), druge dobro uspevajo v širokem območju pH - od močno kislih do alkalnih (na primer navadni bor). V zvezi s tem se organizmi, katerih obstoj zahteva strogo določene, razmeroma stalne okoljske razmere, imenujejo stenobionti (grško stenos - ozek, bion - živeč), tisti, ki živijo v širokem razponu spremenljivosti okolja, pa evribionti (grško eurys - širok). Hkrati imajo lahko organizmi iste vrste ozko amplitudo glede na en dejavnik in široko amplitudo glede na drugega (na primer prilagodljivost ozkemu temperaturnemu območju in širokemu razponu slanosti vode). Poleg tega je lahko enaka doza faktorja optimalna za eno vrsto, pesimalna za drugo in presega meje vzdržljivosti za tretjo.
Sposobnost organizmov, da se prilagodijo določenemu obsegu variabilnosti okoljskih dejavnikov, imenujemo ekološka plastičnost. Ta lastnost je ena najpomembnejših lastnosti vseh živih bitij: organizmi z uravnavanjem svoje vitalne aktivnosti v skladu s spremembami okoljskih razmer pridobijo sposobnost preživetja in zapustijo potomce. To pomeni, da so evribiontski organizmi ekološko najbolj plastični, kar zagotavlja njihovo široko razširjenost, medtem ko je za stenobiontske organizme, nasprotno, značilna slaba ekološka plastičnost in imajo posledično običajno omejena območja razširjenosti.
Medsebojno delovanje okoljskih dejavnikov. omejevalni faktor. Dejavniki okolja delujejo na živi organizem skupaj in sočasno. Hkrati je učinek enega dejavnika odvisen od moči in kombinacije drugih dejavnikov, ki delujejo sočasno. Ta vzorec se imenuje interakcija dejavnikov. Na primer, vročino ali mraz je lažje prenašati v suhem kot v vlažnem zraku. Hitrost izhlapevanja vode iz rastlinskih listov (transpiracija) je veliko večja, če je temperatura zraka visoka in vreme vetrovno.
V nekaterih primerih se pomanjkanje enega dejavnika delno kompenzira s krepitvijo drugega. Pojav delne zamenljivosti okoljskih dejavnikov imenujemo kompenzacijski učinek. Na primer, venenje rastlin je mogoče ustaviti tako s povečanjem količine vlage v tleh kot z znižanjem temperature zraka, kar zmanjša transpiracijo; v puščavah se pomanjkanje padavin do neke mere kompenzira s povečano relativno vlažnostjo ponoči; na Arktiki dolga dnevna svetloba poleti nadomesti pomanjkanje toplote.
Hkrati pa nobenega okoljskega dejavnika, ki je potreben za telo, ni mogoče popolnoma nadomestiti z drugim. Pomanjkanje svetlobe onemogoča življenje rastlin kljub najugodnejši kombinaciji drugih pogojev. Če se torej vrednost vsaj enega od vitalnih dejavnikov okolja približa kritični vrednosti ali jo preseže (pod minimumom ali nad maksimumom), potem kljub optimalni kombinaciji drugih pogojev posameznikom grozi smrt. Takšni dejavniki se imenujejo omejevalni (omejevalni).
Narava omejevalnih dejavnikov je lahko drugačna. Na primer zatiranje zelnatih rastlin pod krošnjami bukovih gozdov, kjer so ob optimalnih toplotnih razmerah, visoki vsebnosti ogljikovega dioksida in bogatih tleh možnosti za razvoj trav omejene s pomanjkanjem svetlobe. Ta rezultat je mogoče spremeniti le z vplivanjem na omejitveni faktor.
Okoljski omejitveni dejavniki določajo geografsko razširjenost vrste. Tako je napredovanje vrste proti severu lahko omejeno s pomanjkanjem toplote, na območja puščav in suhih step pa s pomanjkanjem vlage ali previsokimi temperaturami. Biotski odnosi so lahko tudi dejavnik, ki omejuje distribucijo organizmov, na primer zasedba ozemlja s strani močnejšega konkurenta ali pomanjkanje opraševalcev za cvetoče rastline.
Identifikacija omejitvenih dejavnikov in odprava njihovega delovanja, to je optimizacija življenjskega prostora živih organizmov, je pomemben praktični cilj pri povečanju pridelka in produktivnosti domačih živali.
Tolerančna meja (lat. tolerantio - potrpežljivost) - razpon okoljskega dejavnika med minimalno in maksimalno vrednostjo, znotraj katerega je možno preživetje organizma.
4. Zakon omejitvenega (omejevalnega) faktorja ali Liebigov zakon minimuma je eden temeljnih zakonov v ekologiji, ki pravi, da je za organizem najpomembnejši dejavnik tisti, ki najbolj odstopa od svoje optimalne vrednosti. Zato je pri napovedovanju okoljskih razmer ali izvajanju preiskav zelo pomembno določiti šibki člen v življenju organizmov.
Preživetje organizma je odvisno od tega, v določenem trenutku minimalno (ali maksimalno) prisotnega ekološkega dejavnika. V drugih časovnih obdobjih so lahko drugi dejavniki omejujoči. V svojem življenju se posamezniki vrst srečujejo z različnimi omejitvami njihove življenjske dejavnosti. Torej je dejavnik, ki omejuje razširjenost jelenjadi, globina snežne odeje; metulji zimske zajemalke (škodljivec zelenjave in žitnih pridelkov) - zimska temperatura itd.
Ta zakon se upošteva v praksi kmetijstva. Nemški kemik Justus Liebig je ugotovil, da je produktivnost gojenih rastlin odvisna predvsem od hranilo(mineralni element), ki je v tleh najmanj zastopan. Na primer, če je fosfor v tleh le 20% zahtevane stopnje, kalcij pa 50% stopnje, bo omejevalni dejavnik pomanjkanje fosforja; Najprej je treba v tla vnesti gnojila, ki vsebujejo fosfor.
Okoljski dejavniki (5)
Pravo >> EkologijaZakoni vpliva okolje dejavniki na žive organizme Kljub raznolikosti okolje dejavniki in drugače...) oz ekološki valenca organizma do danega dejavnik. Ugoden razpon ekološki faktor a imenovan cona...
Okoljski dejavniki grožnje stanju zgodovinske in kulturne dediščine Rusije
Pravo >> Kultura in umetnost... ” - uničenje dekorja, strukture) - kompleks negativnega okolje dejavniki; ▫ Cerkev Svete Trojice (Lenvinskaya) v mestu ... politika varstva spomenikov. Priloga 1 Negativni vpliv okolje dejavniki o spomenikih zgodovine in kulture 1999 ...
Okoljski dejavniki in ekosistemi
Testno delo >> Ekologija... št. 23. Biotična okolje dejavniki Biotična dejavniki okolje (biotsko dejavniki; Biotična okolje dejavniki; Biotski dejavniki ... med organizmi. Imenujejo ga biotski okolje dejavniki povezana z aktivnostmi živih organizmov ...
Tekmovalci ipd. - zanje je značilna velika časovna in prostorska variabilnost. Stopnja variabilnosti vsakega od teh dejavnikov je odvisna od značilnosti habitata. Na primer, temperature se zelo razlikujejo na površini zemlje, vendar so skoraj konstantne na dnu oceana ali v globinah jam.
En in isti okoljski dejavnik ima v življenju sobivajočih organizmov različen pomen. Na primer, solni režim tal ima primarno vlogo pri mineralni prehrani rastlin, vendar je brezbrižen za večino kopenskih živali. Intenzivnost osvetlitve in spektralna sestava svetlobe sta izjemno pomembna v življenju fototrofnih rastlin, medtem ko v življenju heterotrofnih organizmov (gliv in vodnih živali) svetloba nima opaznega vpliva na njihovo življenjsko aktivnost.
Dejavniki okolja delujejo na organizme na različne načine. Lahko delujejo kot dražljaji, ki povzročajo prilagoditvene spremembe v fizioloških funkcijah; kot omejitve, ki nekaterim organizmom onemogočajo obstoj v danih pogojih; kot modifikatorji, ki določajo morfološke in anatomske spremembe v organizmih.
Klasifikacija dejavnikov okolja
Običajno je dodeliti biotski, antropogenih in abiotski okoljski dejavniki.
- Biotski dejavniki- celoten sklop okoljskih dejavnikov, povezanih z aktivnostjo živih organizmov. Sem spadajo fitogeni (rastline), zoogeni (živali), mikrobiogeni (mikroorganizmi) dejavniki.
- Antropogeni dejavniki- vsi številni dejavniki, povezani s človeško dejavnostjo. Ti vključujejo fizične (uporaba atomske energije, gibanje v vlakih in letalih, vpliv hrupa in tresljajev itd.), kemične (uporaba mineralnih gnojil in pesticidov, onesnaženje zemeljskih lupin z industrijskimi in transportnimi odpadki); biološke (hrana; organizmi, ki jim je človek lahko življenjski prostor ali vir hrane), socialne (povezane z odnosi med ljudmi in življenjem v družbi) dejavnike.
- Abiotski dejavniki- vsi številni dejavniki, povezani s procesi v neživi naravi. Sem spadajo klimatske (temperatura, vlažnost, tlak), edafogene (mehanska sestava, zračna prepustnost, gostota tal), orografske (relief, nadmorska višina), kemične (plinska sestava zraka, solna sestava vode, koncentracija, kislost), fizikalne (hrup, magnetna polja, toplotna prevodnost, radioaktivnost, kozmično sevanje)
Skupna klasifikacija okoljskih dejavnikov (okoljski dejavniki)
PO ČASU: evolucijski, zgodovinski, trenutni
PO PERIODIČNOSTI: periodično, neperiodično
PO VRSTNEM VRSTJU PRIKAZA: primarni, sekundarni
PO POREKLU: kozmično, abiotsko (aka abiogeno), biogeno, biološko, biotsko, naravno-antropogeno, antropogeno (vključno z onesnaženjem okolja, ki ga povzroči človek), antropogeno (vključno z motnjami)
PO OKOLJE VIDEZA: atmosferski, vodni (tudi vlažnost), geomorfološki, edafski, fiziološki, genetski, populacijski, biocenotski, ekosistemski, biosferski
NARAVA: materialno-energijski, fizični (geofizikalni, toplotni), biogeni (aka biotski), informacijski, kemični (slanost, kislost), kompleksni (okoljski, evolucijski, hrbtenični, geografski, podnebni)
PO PREDMETU: posameznik, skupina (socialna, etološka, socialno-ekonomska, socialno-psihološka, vrsta (vključno s človekom, družbeno življenje)
GLEDE NA OKOLJSKE POGOJE: odvisno od gostote, neodvisno od gostote
PO STOPNJI VPLIVA: smrtonosno, ekstremno, omejujoče, moteče, mutageno, teratogeno; rakotvorna
GLEDE NA SPEKTER VPLIVA: selektivno, splošno delovanje
Fundacija Wikimedia. 2010.
Oglejte si, kaj je "dejavnik okolja" v drugih slovarjih:
okoljski dejavnik- - SL ekološki dejavnik Okoljski dejavnik, ki lahko pod določenimi pogoji občutno vpliva na organizme ali njihove skupnosti in povzroči povečanje ali… …
okoljski dejavnik- 3.3 dejavnik okolja: Vsak nedeljiv element okolja, ki lahko neposredno ali posredno vpliva na živ organizem vsaj v eni od stopenj njegovega individualnega razvoja. Opombe 1. Okoljski… …
okoljski dejavnik- ekologinis veiksnys statusas T sritis augalininkystė apibrėžtis Bet kuris aplinkos veiksnys, veikiantis augalą ar jų bendriją ir sukeliantis prisitaikomumo reakcije. atitikmenys: angl. ekološki faktor eng. dejavnik okolja... Žemės ūkio augalų selekcijos ir sėklininkystės terminų žodynas
- (OMEJITEV) kateri koli okoljski dejavnik, katerega kvantitativni in kvalitativni kazalniki nekako omejujejo vitalno aktivnost organizma. Ekološki slovar, 2001 Dejavnik, ki omejuje (omejuje) vsak okoljski dejavnik, ... ... Ekološki slovar
Ekološki- 23. Ekološki potni list termoelektrarne: naslov= Ekološki potni list termoelektrarne. Temeljne določbe LDNTP. L., 1990. Vir: P 89 2001: Priporočila za diagnostični nadzor filtracije in hidrokemije ... ... Slovar-priročnik izrazov normativne in tehnične dokumentacije
Vsaka lastnost ali sestavina okolja, ki vpliva na organizem. Ekološki slovar, 2001 Okoljski dejavnik je vsaka lastnost ali sestavina okolja, ki vpliva na telo ... Ekološki slovar
nevarnost za okolje- Naravni proces, ki ga povzroča razvoj zemlje in neposredno ali posredno vodi do zmanjšanja kakovosti okoljskih sestavin pod uveljavljene standarde. [RD 01.120.00 CTN 228 06] Teme transport po naftovodih ... Priročnik tehničnega prevajalca
Antropogeni dejavnik, ki škodljivo vpliva na življenje divjih živali. moteči dejavniki so lahko razni hrupi, neposreden vdor človeka v naravne sisteme; še posebej opazno v času gnezdenja ... Ekološki slovar
Vsak dejavnik, katerega moč vpliva je ustrezna prenašanemu toku snovi in energije. Sre Informacijski dejavnik. Ekološki enciklopedični slovar. Kišinjev: Glavna izdaja Moldavske sovjetske enciklopedije. I.I. dedek. 1989 ... Ekološki slovar
Dejavnik, povezan s fizičnim stanjem in kemično sestavo ozračja (temperatura, stopnja redčenja, prisotnost onesnaževal). Ekološki enciklopedični slovar. Kišinjev: Glavna izdaja Moldavske sovjetske enciklopedije. I.I.…… Ekološki slovar
knjige
- Lobistične dejavnosti korporacij v sodobni Rusiji, Andrej Baškov. Vpliv okoljskega dejavnika na izvajanje sodobnih političnih procesov, tako v Rusiji kot v svetu, se v zadnjih letih povečuje. V trenutni politični realnosti ...
- Vidiki okoljske odgovornosti gospodarskih subjektov Ruske federacije, A. P. Garnov, O. V. Krasnobaeva. Danes okoljski dejavnik dobiva čezmejni pomen, ki je nedvoumno povezan z največjimi geosociopolitičnimi procesi v svetu. Eden glavnih virov negativnih...
