Классификация экологических факторов.

С экологических позиций среда - это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых ли косвенных отношениях. Окружающая организм среда характеризуется огромным разнообразием, слагаясь из множества динамичных во времени и пространстве элементов, явлений, условий, которые рассматриваются в качестве факторов.

Экологический фактор - это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы. В свою очередь организм реагирует на экологический фактор приспособительными реакциями.

Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на 2 категории:
1) Факторы неживой природы (абиотические)					2) Факторы живой природы (биотические)
климатические (свет, влага, давление, температура, движение воздуха)	почвенные - эдафические (состав, влагоемкость, плотность, воздухопроницаемость) физические- атмосферное электричество, огонь, шум, магнитное поле Земли, ионизирующее излучение.	орографические (рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона)	химические (составы газового воздуха, солевой состав воды, кислотность)	фитогенные (растения)		зоогенные (животные)	микробиогенные (вирусы, бактерии)	антропогенные (деятельность человека).

Наземно-воздушная среда

Анемохория- расселение с помощью воздушных потоков. Аэропланктон- организмы, переносимые потоками воздуха (насекомые). Анемохорные семена и плоды растений (клен, одуванчик).

Гуттация-выделение через специальные выделительные клетки по краю или на острие листа (гигрофиты, мезофиты).

Погода -непрерывно меняющееся состояние атмосферы у земной поверхности до высоты 20 км.

Климат местности- многолетний режим погоды данной местности.

Абиотические факторы наземной среды.

1. Лучистая энергия солнца.

Солнечная энергия - основной источник энергии на Земле, основа существования живых организмов (процесс фотосинтеза). Количество энергии у поверхности Земли -21*10 кДж (солнечная постоянная) - на экваторе. Уменьшается к полюсам примерно в 2,5 раза. Также количество солнечной энергии зависит от периода года, продолжительности дня, прозрачности атмосферного воздуха (чем больше пыли, тем меньше солнечной энергии). На основе радиационного режима выделяют климатические пояса (тундра, леса, пустыни и т. д.) (солнечная радиация).

100% солнечных лучей == 42% отражаются атмосферой в космическое пространство + 15% поглощаются атмосферой + 43% достигают земной поверхности.

Солнечный свет достигший поверхности земли состоит из видимый свет (50% энергии) + 1% ультрафиолетовые лучи + 49% инфракрасные лучи.

1. Фотосинтез : процесс синтеза органического вещества автотрофами, используя энергию Солнца. 1% - связываются в виде органического вещества.

2. Транспирация-75% энергии падающей на растения расходуется на транспирацию (испарение воды)

4. Фотопериодизм – ритмические изменения морфологических, биохимических и физических свойств и функций организмов под влиянием чередования и длительности освещения, важен для синхронизации жизнедеятельности и поведения растений и животных (миграция, линька, размножение, гон, и др) с временами года.

5. Фотопериод- соотношение темных и светлых частей суток. Меняется в зависимости от движения планет.

Движение: фотопериодизм и фотонастия (фототаксис) у растений важны для растений чтобы обеспечить достаточную освещенность., у животных и одноклеточных для нахождения подходящего местообитания.

6. зрение.

7. синтез витамина Д.

8. фототропизм: освещение вызывает ростовые движения, которые проявляются в том, что из-за неравномерного роста стебля или корня происходит их искривление.

9. биолюминисценция- способность животных светиться в результате окисления сложных органических соединений, в ответ на раздражение, для привлечения противоположного пола, добычи, отпугивания хищников, ориентации в стае (моллюски, рыбы, светлячки).

2) Освещение.

Определяется годовой суммарной солнечной радиацией, географическими факторами (состояние атмосферы, характер рельефа и т. д.). Свет необходим для процесса фотосинтеза, определяет сроки цветения и плодоношения растений.

Растения подразделяются на:

• светолюбивые (гелиофиты)- растения открытых, хорошо освещаемых мест (дуб)

• тенелюбивые –(сциофиты) нижние ярусы лесов (зеленый мох, лишайник).

• теневыносливые - хорошо растут на свету, но и переносят затенение. Легко подстраиваются под световой режим.

Для животных световой режим не является таким необходимым экологическим фактором, но он необходим для ориентации в пространстве. Поэтому различные животные имеют различную конструкцию глаз. У беспозвоночных - самая примитивная, у других - очень сложная. У постоянных обитателей пещер может отсутствовать. Гремучие змеи видят ИК часть спектра, поэтому охотятся ночью.

3) Температура:

Один из важнейших абиотических факторов, прямо или косвенно влияющий на живые организмы.

Температура непосредственно влияет на жизнедеятельность растений и животных, определяя их активность и характер существования в конкретных ситуациях. Особенно заметное влияние оказывает t на фотосинтез, обмен веществ, потребление пищи, двигательную активность и размножение. Например, у картофеля максимальная продуктивность фотосинтеза при +20°С, а при t = 48°С полностью прекращается.

В зависимости от характера теплообмена с внешней средой организмы делятся:

Пойкилотермные (эктотермные): Организмы, t тела= t окр. среды, т.е. меняется в зависимости от t окр. среды, нет механизма терморегуляции (эффективного) (растения, рыбы, рептилии...). Растения понижают t за счет интенсивного испарения, при достаточном снабжении водой в пустыне - уменьшается t листьев на 15°С.

Гомойотермные (эндотермные): Организмы с постоянной t тела (млекопитающие, птицы), более высокий уровень обмена веществ. Существует теплоизоляционный слой (мех, перья, жир), t =36-40°C.

Явление обратной гипотермии: Организмы с постоянной t (еж, барсук, медведь, сурок), период активности - const t тела, зимняя спячка –значительно температура уменьшается (низкие потери энергии).

Явление обратной гипертермии (повышения температуры тела)-верблюд.

Также выделяют организмы, способные переносить колебания t в широких пределах (лишайники, млекопитающие, северные птицы) и организмы, существующие только при определенных t0 (глубоководные организмы, водоросли полярных льдов).

Растения по отношению к экологическому фактору –t делятся на:

Криофилов (холоднолюбивые)- древесные и кустарниковые породы Якутии -90град С.

Теплолюбивые (термофилы) – любители высоких температур- рыбка ципринодон (52 град С), верблюжья колючка-80 град С,

Адаптацией служит погружение нижней части растения в почву- геофилизация

Правило Тинеманна:

Правило Бергмана – при продвижении на север средние размеры тела в популяциях эндотермных животных увеличиваются.

Правило Алена – у видов, живущих в более холодном климате, выступающие части тела (хвост, уши и др.) меньше, чем у родственных видов из более теплых мест.

Правило Глогера: окраска животных в холодном и сухом климате сравнительно светлее, чем в теплом и влажном.

3 пути адаптаций организмов: активный (механизм терморегуляции), пассивный (спячка, анабиоз), избегание неблагоприятных условий.

4) Влажность- содержание водяного пара в атмосферном воздухе. Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы (до высоты 2 км), где концентрируется до 50 всей влаги, количество водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит от t воздуха.

Абсолютная влажность-количество газообразной воды в воздухе, выраженное через массу воды на единицу массы воздуха(грамм/кг, или грамм/куб. м воздуха).

Относительная влажность-отношение количества имеющегося в воздухе пара к насыщенному количеству пара при данных условиях температуры и давления.

Однолетние растения-эфемеры, многолетние -эфемероиды (геоэфемероиды).

По отношению к влажности организмы бывают эвригигробионты и стеногигробионты. По отношению к водному режиму: гигрофилы (влаголюбивые), ксерофилы (сухолюбивые), мезофиллы (умеренной влажности).

Ксерофиты-растения засушливых местообитаний, приспособившиеся в пост или времен недостатку влаги (злаки, саксаул, ролынь, верблюжья колючка), имеют приспособления, уменьшающие транспирацию (толстая кутикула, густое опушение, свертывание листьев в трубочку). (Суккуленты-запасают воду в листьях (алорэ, кактус, молодило, заячья капуста), Склерофиты- неспособны запасать воду, создают высокое атм. давление в 60 атмосфер, Стипаксерофиты- их листья свернуты в трубочку где создается влажная камера (ковыль)).

Галофиты-растения засоленных почв, накапливают соль в тканях, увеличивая осмотич давление (полынь, солерос)

Мезофиты –растения умеренного увлажнения (лугов, лиственные, древесные, кустарные породы умеренного влажного климата). Клевер луговой, тимофеевка,ежа сборная, ландыш, береза, осина, клен, липа, яблоня, смородина, малина.

Гигрофиты –при повышенной влажности, преимущ атмосферной (пойма рек, влажные луга), тонкие листья (травянистые растения, плесневелые грибы, рис, калужница, плакун-трава, злаки, осока.

Ксеромезофиты - переходная группа между мезофитами и ксерофитами.

Гидрофиты- приспособлены к водному образу жизни (гидатофиты- полностью погружены в воду (рдест, роголистник, ряска, аэрогидатофиты-и в водной и в возд

5) Атмосферные осадки.

Это дождь, снег, град и т.д. Осадки определяют перемещение и распространение вредных веществ в окружающей среде. В общем кругообороте воды наиболее подвижны именно атмосферные осадки, т.к. объем влаги в атмосфере меняется 40 раз за год. Основными условиями возникновения осадков являются: t воздуха, движение воздуха, рельеф.

Существуют следующие зоны в распределении осадков по земной поверхности:

• Влажная экваториальная: осадков более 2000 мм/год, например, бассейны рек Амазонка, Конго. Максимальное количество осадков - 11684 мм/год - о. Кауан (Гавайские о-ва), 350 дней в году дождь. Здесь располагаются влажные экваториальные леса - самый богатый тип растительности (более 50 тысяч видов).

• Сухая зона тропического пояса: Осадков менее 200 мм/год. Пустыня Сахара и т.д. Минимальное количество осадков - 0,8 мм/год -пустыня Атакама (Чили, Южная Америка).

• Влажная зона умеренных широт. Осадков более 500 мм/год. Лесная зона Европы и Северная Америка, Сибирь.

• Полярная область: Незначительное количество осадков до 250 мм/год (низкая t воздуха, низкое испарение). Арктические пустыни с бедной растительностью.

6) Газовый состав атмосферы.

Состав ее практически постоянен и включает: N -78%, 0 -20,9%, СО , аргон и другие газы, частицы воды, пыль.

7) Движение воздушных масс (ветер). Максимальная скорость ветра примерно 400 км/час -ураган (штат Нью-Гемпшир, США). Ветровой напор - направление ветра в сторону меньшего давления. Ветер переносит примеси в атмосфере.

8) Давление атмосферы. 760 мм ртутного столба или 10 кПа.

Шум-как экологический фактор

Диапазон слышимых человеком звуков укладывается в 150 дБ.

Допустимый		Предельно-допустимый	Недопустимый
Инфразвук	Слышимый	Ультразвук	Гиперзвук
10-1, 1, 10 Гц	10 во второй, 10 в четвертой Гц	10 в пятой, 10 в восьмой Гц	10 в девятой-10 в 13й Гц
	Шепот-20 дБ, сельская местность-30дБ, звуки в читальном зале- 40 дБ, в машинном бюро-60дБ, в салоне автомобиля-70дБ,	Отбойный молоток-80дБ, тяжелый грузовик-100дБ, оркестр поп-музыки-110дБ	Молния-130дБ, взлет реактивного самолета-140дБ, старт космической ракеты-150дБ, выстрел из винтовки-160дБ, выстрел из орудия (пушка)- 170 дБ

Магнитное поле Земли.

Ось земного магнита расположена под углом 11,5 град к оси Земли, поэтому магнитные полюса не совпадают с географическими. Магнитные полюса со временем меняют свое положение. Северный магнитный полюс за сутки перемещается по поверхности Земли на 20,5 метров, или 7,5 км в год, а Южный на 30 метров (11 км в год).. магнитные силовые линии формируют магнитосферу, которая защищает Землю от солнечного ветра (заряженных частиц - плазма). За 600 тыс лет зафиксировано 12 эпох инверсий геомагнитного поля.

Ионизирующее излучение.

Ионизирующее излучение- излучение с высокой энергией, способное выбивать электроны из атомов и присоединять их к другим атомам с образованием пар положительных и отрицательных ионов.

Радиоактивное излучение- изотопы элементов, которые испускают радионуклиды.

Альфа-излучение- ядра атомов гелия, имеют по сравнению с другими большие размеры. Не проходят через лист бумаги, слой кожи человека. При остановке вызывают сильную локальную ионизацию.

Бета-излучения- быстрые электроны. Длина пробега= нескольким метрам в воздухе, в ткани нескольким см..

Гамма-излучение легко проникает сквозь тело, не оказав воздействия.

Нейтроны-сами по себе не вызывают ионизацию, на выбивая атомы из стабильных состояний созжают наведенную радиоактивность.

Абиотические факторы почвенного покрова.

Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растений, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой.

Важнейшим свойством почвы является плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы.

Совокупность живущих в почве организмов эдафон.

Сапрофиты:

Сапрофаги-потребляют мертвые растения, некрофаги-питаются трупами животных, копрофаги-экскременты животных, Состав почвы: твердые частицы, жидкость (вода), газы (воздух- О , СО ), растения, животные, микроорганизмы, гумус.

Толщина почвы; 0,5м - тундра, горы; 1,5м - на равнинах.

1 см почвы образуется примерно за 100 лет.

Типы почв:

1. Арктические и тундровые (гумус до 1 -3 %)

2. Подзолистые (хвойные леса, гумус до 4-5 %).

3. Черноземы (степь, гумус до 10 %).

4. Каштановые (в сухих степях, гумус до 4%).

5. Серо-бурые (пустыни субтропические пояса, гумус 1-1,5%).

6. Красноземы (влажный субтропический лес, гумус до 6 %).

Гумус - органическое вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения растительных и животных остатков, которое накапливается в верхнем слое почвы. Главный источник питания растений. В гумусе также накапливаются микроэлементы. В процессе эксплуатации почв количество гумуса уменьшается, поэтому необходимо вносить различные удобрения.

Физические свойства:

1. Механический состав - содержание частиц различного диаметра.

2. Плотность.

3. Теплоемкость, теплопроводность.

4. Влагоемкость, влагопроницаемость (у песка выше влагопроницаемость, у глины -влагопроницаемость).

5. Аэрация - способность насыщения почвы воздухом (рыхление почвы).

Типы засоленных почв: солонцы (с поверхности незасолены) и солончаки (постоянно увлажненные солеными водами, летом высыхают с образованием соленой корочки).

Химические свойства почвы:

1. Химический состав:

• до 50 % SiO - кремнезем

• до 25 % Al O - глинозем

• до 10 %- оксиды Fe

• остальное - оксиды Са, К, Mg, Р и т.д.

2. Кислотность

3. Содержание вредных веществ (пестициды, тяжелые металлы и т.д.)

Влияние кислотности на растения:

• Обитают на кислых почвах (рН < 6,7) карликовая береза, хвощ, некоторые мхи

• Нейтральные (рН 6,7 - 7,0) большинство культурных растений

• На щелочных почвах (рН > 7,0) степные и пустынные растения (лебеда, полынь...)

• Могут расти на любой почве (ландыш, вьюн, земляника лесная)