47. Світло як екофактор. Фар. Компенсаційна точка.

Енергія світла є основним енергетичним джерелом, за рахунок якого існує все живе на нашій планеті. Промениста енергія, яка досягає земної поверхні в ясний день складається на 10% з ультрафіолетового випромінювання, на 45% з видимого світла і на 45% з інфрачервоного світла. Рослинність найактивніше поглинає сині, червоні і довгі інфрачервоні промені.

Світло є основним джерелом енергії,яке використовують рослини в процесі фотосинтезу для синтезу вуглеводів, а ті в свою чергу стають джерелом їжі для тварин. Сонячна енергія, яку зелені рослини поглинають (випромінювання в діапазоні 380-750 нм.) і використовують у процесі фотосинтезу, називається фізіологічно-активною радіацією (ФАР). 

Світло впливає на біологічні ритми тварин, у зв'язку із адаптацією тварин до природних джерел світла на поверхні планети. Добові зміни освітленості відзначаються високою регулярністю, оскільки відбуваються завдяки астрономічним процесам — обертання Землі довкола своєї осі, і спричинюють добові зміни активності поведінки тварин. Так само річні зміни освітленості зумовлені кутом нахилу планети до своєї осі, і зумовлюють виникнення річних біоритмів у тварин. Місячні біоритми тварин зумовлені циклічністю зміни фаз Місяця, а відповідно й наростання чи спадання рівня нічної освітленості. Сприйняття тваринами спектральних відмінностей світла називається зором, який може бути монохромним або чорно-білим (наприклад, деякі черви, двостулкові й черевоногі молюски), дихромним або двоколірним — сприймається синє та червоне (наприклад, більшість ссавців), трихромним або триколірним — сприймається синє, жовте і червоне (наприклад, примати і людина) та тетрахромним або чотириколірним — сприймається ультрафіолетове, синє, жовте і червоне (наприклад, більшість комах, птахи, плазуни, риби, головоногі молюски та ін.). Деякі тварини (наприклад, гримучі змії, комарі) сприймають ще й інфрачервоне випромінювання, яке вже є теплом, або тепловим випромінюванням.

48. Закон Бугера-Ламберта. Особливості проникнення хвиль різної довжини у воді.

У порівнянні з повітрям вода значно менш прозора. В ній світло швидко поглинається і розсіюється. Закономірності поглинання світла описується законом Бургера-Ламберта:

,

Де  — інтенсивність світла на глибині x матеріалу   — інтенсивність світла на поверхні,   — коефіцієнт поглинання.

Природні води, які містять значні кількості завислих часточок, мають помітно вищі коефіцієнти поглинання променів.

Внаслідок різної інтенсивності поглинання хвиль різної довжини спектральний склад світла, при проходженні його через водну товщу, істотно змінюється. В першу чергу в ньому зникають інфрачервоні промені (довші 820 нм), потім червоні (680 нм) та оранжеві (620 нм). Найглибше проникають зелені (520 нм) і сині (460 нм).

49. Фізико-хімічні явища у водоймах, їх значення у функціюванні екосистеми.

З числа земних абіотичних факторів найбільше екологічне значення мають фізичні й хімічні властивості води – питома вага, в'язкість, поверхневий натяг, мутність, освітленість, прозорість.

Хімічний склад і будова води.

Молекула води складається із двох атомів водню й одного атома кисню, але тому що перші мають 3 ізотопні форми, а другі – 6, то можуть існувати 36 різновидів води, з яких у природі зустрічаються лише 9. Вода має низку властивостей, які сприяють життєвим процесам на нашій планеті. Максимальна щільність чистої води спостерігається за температури 3,9 градусів. Щільність води залежить від температури. Ця властивість притаманна лише прісній воді.

Термічні властивості води.

Воді притаманна висока теплоємність (4,9 Дж/г на 1 градус) Така теплоємність пояснюється тим, що частина теплої енергії йде на розривання водневих зв’язків між асоційованими молекулами. В результаті вода повільно нагрівається і повільно охолоджується.

Узимку підлідні холодні води не поринають углиб, плаваючи на більш теплих; улітку прогріті води не опускаються до дна, де перебувають більш холодні і тому більше щільні води. Шаруватість, що утворюється, або температурна стратифікація, улітку попереджає прогрівання до дна навіть поріняно дрібних водойм, а взимку – охолодження всієї водної маси нижче°4 С. Наприклад, у рибоводних ставках глибиною 1–1,5 м різниця в температурі води дна й поверхні може досягати в жаркі дні 7–10°. Аномальні властивості, що обумовлюють виникнення температурної стратифікації, а також порівняно низька теплопровідність води (0,557 Вт/(см∙К), або 1,110 кал/(см∙град)) істотно гальмують вирівнювання температурних градієнтів у пелагіалі водойм.

Густина води.

При 4° С вона дорівнює 1. Густина природної води може підвищуватися за рахунок розчинення в ній різних солей до 1,347 г/см3 і помітно змінюється з підвищенням температури.

Організми, здатні існувати в широкому діапазоні тиску води, називаються еврибатними (bathus – глибина), а ті що не витримують більших коливань цього фактора – стенобатними. Наприклад, голотурії Elpidia й Myriotrochus зустрічаються на глибинах від 100 до 9000 м, хробак Priapulus caudatus – у літоралі й на глибині до 7 тис. м. Найбільш стійкі до підвищення гідростатичного тиску еврибатні форми, що витримують 1130 атм. Серед видів витривалих (600-1000 атм) і помірно витривалих (400–600 атм) є морські літоральні, пелагічні морські й прісноводні, серед мало витривалих (100–300 атм) і найбільш чутливих - прісноводні й морські пелагічні форми. Середня витривалість у літоральних донних видів вище, ніж у планктонних. Реакція на підвищення тиску подібна у всіх гідробіонтів: спочатку порушення й посилення рухової активності, потім тетанус, інактивація й загибель.

В'язкість води.

У порівнянні з іншими рідинами вода має порівняно малу в'язкість. Так, для води з температурою 10° С в'язкість дорівнює 1,31∙102Пуаз, а для гліцерину в тих же умовах – 39,5∙104пз. Мала в'язкість води полегшує 24 організмам плавання, оскільки на подолання внутрішнього тертя шарів

води, що приводять у рух, затрачається порівняно невелика сила. Підвищення температури супроводжується зниженням в'язкості води.

Зміна в'язкості з підвищенням температури й солоності води має досить істотне значення в житті водного населення, особливо для його дрібних представників, істотно впливаючи на швидкість їхнього пересування. Величезний вплив в'язкість води здійснює на швидкість занурення організмів.