14.Влажность как экологический ф-р.

Вода - важнейший экологический ф-р для всего живого на земле. Для процессов обмена в-в со средой, составляющих основу жизни, необходимо участие воды в качестве растворителя и метаболита. Так у растений вода участвует в реакциях фотосинтеза, минеральные соли поступают в растения из почвы только в виде водных растворов. Вода - главная составная часть тела растений. Даже находясь в анабиозе, растения содержат воду.

Особ-ти:

Ф-р вл-ти формир-ся за счет:

-атм увлажнение

-перераспред-е влаги из-за рельефа

-грунт воды

-морские речные сис-мы

Ф-ции воды в биоте:

*↑удельная теплоёмкость/теплопроводность

*↑растворимость

*спос-ть диссоциировать

*как р-ль

Биол св-ва:

-транспорт

-регулятор осм давл-я (у раст)

-как хим соед-е (в процессе ф=за),хим р-ции протекают в р-рах

-как среда обит-я

Клас-ция:

1)гидрофильные – гидробионты, вода не явл-ся лимит ф-ром. Опред-ет форму.

А)погруженные: - укореняющиеся в донном грунте, -взвеш в толще воды

Б)с плавающими листьями

2)гигрофильн – need в большом кол-ве воды. Живут в усл ↑ увлажн-ти (троп лес, болото)

Отсут-е приспособлений, огранич-щих расход воды и не способные выносить незначит ее потери.

3)мезофильн – need ср усл-я увл-я. Раст-я лугов, травяного покрова лесов, лиственные древесные и кустарниковые породы

4)ксерофильн - сухие МО, способны переносить значит недостаток влаги, почв и атм засуху (виды пустынь, саванн, сухих степей)

А)эуксерофиты

-поверхностно-корневые (ковыль) – омброфиты – мощн дерновина. Узкие листья, мало испаряют.

-глубоко-разветвленно корневые – психрофиты – испаряют влагу почвенной пленочной каймы. Мелкие листья опадают в жаркий период, есть период покоя. Исп-ет связанную воду. Малая S лист-ой повер-и, листья м. быть свернуты, мало устиц

-грунтово-водно корневые (саксаул, люцерна) – мелкие листья, толстая кутикула, опушение

Б)суккуленты – имеют водозапасающие ткани, м.сущ-ть if есть влага во взвешенном сост-ии

-листовые (агава, алоэ) - min S листовой повер-и, мало устиц днем закрыты)

-стеблевые (водозапасные ткани в стебле)

∆ формы→↓пов-ти, ↑V.

Источники: -непосредственное поступление в виде воды; -с пищей; -ч/з пов-ть тела (амфибии и насекомые)

-во время метаболических процессов (метаболические вода).

Потеря влаги: -испарение (потовые железы), -дыхание (CO₂+H₂O), -с экскрементами (нп, тв. экскр-ты у антилоп обезвожены, у некот жидких экскрементов нет, а выд-ся кристаллы, у двоякодышащих рыб: в жидкой среде выд-ся аммиак, а когда они нах-ся в иле – не происх полное расщепление азота – нет обр-я токсич аммиачных соединений)

Для преодоления недостатка влаги возможны разные пути: ↑ поглощения и ↓ расхода, + спос-ть переносить большие потери воды. Это исп-ся ксерофитами при адаптации к сухости, но у разных растений в неодинаковой степени, так некоторые авторы различают 2осн способа: возм-ть противостоять иссушению тканей, или активное регулирование водного баланса, и спос-ть выносить сильное иссушение.

↓испар влаги: толстая кутикула, хорошо развита эпидерма, глубоко сидят устицы-закрыты больш часть времени, специф цикл фз-к-т метаболизм толстянок-ночью света нет-дышит,не заверш-ся образ СО2,а заверш образ орг вещ,а утром проц ок-я продолж-ся.

Специфич покровы: хорошо развит эпидермис, толстая кутикула.

Глубоко сидят устьица, большую часть времени закрыты.

Специфич путь метаболизма (к-тный путь ф-за /толстянковых/ С4)

Ночью только дышат, ф-за нет. Дых-е не заверш-ся обр-ем СО2, обр-ся орг к-ты. Днем продолж-ся процесс ок-я орг к-т – обр-ся СО2 – процесс ф-за (С4). Нет нужды надолго открывать устьица.

5)психрофильн – раст-я влажн и холл почв холл МО (вереск, карлик ивы). Несмотря на достаточное увлажнение почвы, часто испытывают недостаток влаги (из-за физиологич сухостии, вызванной низкими t, или в связи с преобладанием в почве недоступной влаги, н-р, на торфянистых почвах).

6)криофиты - сухих и холодных МО- сухих уч-ков тундр, скал, осыпей. Раст-я-подушки высокогорных холодных пустынь.

Животные:

В сухих МО – получают жидк воду (пьют), с пищей, ч/з пов-ть/покровы (амфибии).

Высвобождение – в рез-те метаболизма и смеш путем:

-физич испарение (тепло, вл-ть)

-в процессе дых-я

-с экскрементами

АДАПТАЦИИ: *тв экскременты, *хитиновый покров, *поведение (ночной образ жизни, миграция)

Приспособления к удержанию воды:1)кожный покров не теряющей влагу2)Выдел-ия твер-ых экскрементов без влаги(пресмыкающиеся)

3)Выдел-ся аммиачные экскременты, выдел-ся мочевина.4)Органы дыхания наход-ся глуб-о,т.е.защешины5)Запасание воды(верблюды)

6)поведение,т.е.миграция в поиске воды7)ночной образ жизни,укрытие в норах.

15. Эдафический ф-р. почвенные усл-я произрастания растений. Важнейши­е экофа-ры: вл-ть, t⁰, структура и пористость, р-ция почвенной среды, засоленность.

Почва сост из тв, жид и газообр комп-т и сод-ит м/о.

Тв комп-та преобладает в почве и представле­на мин и орг частями, минсоли: карбонаты, сульфаты, и др., выпадающие в осадок из почвенных вод. Про­центное содержание в почве способных легко растворяться в воде солей хар-ризует ее степень засоления. Орг часть представлена гумусом — орг в-вом, обр-ся в рез-те физ-хим разложения отмершей органики. Определяет плодородие. Жидкая комп-та— вода, м.б. свобод­ной, связанной, капиллярной и парообразной. Свободная вода перемещается по порам под Fтяж, связанная адсорбируется пов-тью частиц в виде плен­ки, капиллярная удерживается в тонких порах за счет ме­нисковых сил, а парообразная находится в той части пор, кот свободна от воды. Отнош-е массы всей воды в почве к массе ее твердой комп-ты,%, - влажность. Состав и [] почв р-ра определяют реакцию среды, рН.

Почва – облад-ая плодор-ем слож-я полиф-циональная и поликомп-я структурная сист. Поверхностный слой коры выветривания г.п., явл-ся комплексной ф-цией горной породы, орг-змов, климата, рельефа и времени. По Докучаеву нижней границей является глубина прокрашивания гумусом. Почва – следствие жизни и усл-е жизни на Земле. Она обеспечивает взаимод-е большого и малого биол круговоротов; явл осн поставщиком СО₂ и регулятором хим. состава АС и ГС. Она явл-ся аккумулятором орг в-ва биосферы. Мощность почвы – маломощна в арктике, скалах. С возрастом почвы ∆ хим состав, станов-ся кислее или щелочнее.

Водный режим – глинистая почва влажнее, но менее проницаема. Тепловой режим – на глубине 5 м темпер почвы постоянна. Воздушный режим – во влажных нарушен из-за застойной влаги, на более аэрированных гуще растительность. Биологический состав почвы: 1гр почвы – 500 м/особир-ся вокруг корней – ризосфера, важную роль играют микориза грибов. Орг в-во почвы: остатки орг-змов, гумус, кот окрашивает в черный цвет и повышает температуру, по % гумуса судят о богатстве почвы (15% - богатые, чернозем, 3-7% сер лесная, 1-3% серозем).

Мех. состав и химич состав почвы играют важную роль, т.к. определяют водный режим почвы, ее температуру, к-тность. По мех. составу почвы делятся на песчание, супесчаные, суглинистые и глинистые. К легким почвам относят супесчаные и песчаные. Они быстрее прогреваются, в них мало воды и питательных элементов, меньше гумуса, зато они легко обрабатываются. Тяжелые почвы (суглинистые и глинистые) богаты пит эл-тами и орг в-вами, но трудны в обработке.

Псаммофиты – обитатели песков, узкая группа. Их экол особености: мощные экстенсивные корни, быстро образ-ся придаточные корни, быстрое развитие верхушечной меристемы, хар-рна афелия (отсутствие листьев). Либо весной листья крупные, летом мелкие, либо иголки. Семена распростр-ся ветром.

Химизм почвы. К-тность – спос-ть почвы подкислять почвенный р-р и р-ры солей, вследствие наличия в почве к-т и катионов Н⁺, α обр-ся при вытеснении гидролитически кислыми солями (Al³⁺). Выделяют актуальную к-тность (определяется рН почвенного р-ра) и потенциальную (обменная и гидролитическая)

Раменский÷: 1-ацидофильные – любят кисл почвы, 2- базофильные –щелочную, 3- нейтрофилы. 4- индеферентацетофилы – в любой почве. Есть и переходные группы: ацидофильные – кисл и нейтраль. R виды: R0 – индиферентные виды, R1- гр сильнокисл почв, сфагнум, клюква, R2- кислые почвы, редька, вероника, R3- слабокислые, ближе к нейтральн, фиалка, щитовник муж, , R4 –слабощел, ближе к нейтр, дремлик, осока волосистая, R5- щел почва, копытень евр. Повышенная к-тность почвы «-« сказ-ся на растениях: ∆-ся кисл-ть кл сока на более кислый, нарушение углеводного обмена, ↓ образ-е хлорофилла, наруш-ся Р и N обмен, в итоге: замедление роста, ↓ репродуктивности, нарушение оплодотворения и завязи плодов. К-та повышает раствор-ть ряда микроэл-тов, большое их кол-во становятся токс-ым (Fe,Al), вызывает отравление растений, фосфаты станов-ся труднодоступными. На щелочных- снижается растворимость, что вызывает голодание.

Азот исходный продукт азотного и белкового обмена. Входит в состав пигментов, нуклеиновых к-т, витаминов. Фосфор комп-т АТФ, нуклеотидов, ряда ферментов. Сера комп-т аминок-т (цистин, цистеин), вит. B1 и ряда ферментов. Калий (только в виде ионов) активация ферментов белкового синтеза, генерация биоэлектрических потенциалов, регуляция ритма сердечной деят-ти, участие в ф-зе. Натрий (только в виде ионов) водообмен орг-зма, регуляция ритма сердечной деятельности, участие в синтезе гормонов, основной эл-т буферной сис-мы. Кальций антагонист К, входит в состав мембранных структур, костей. Комп-т внешнего скелета в-лей, раковин моллюсков, кораллов. Магний активирует синтез ДНК и энергообмен. Железо комп-т гемоглобина. Участвует в процессе дых-я, в ф-зе как комп-т ряда окислит ферментов.

Фактор засоления почв. Избыток токсичен для растений, →к резкому отравлению. NaCl, MgCl₂, CaCl₂ (наиболее опасны). Избыток солей →к наруш-ю поступл-я воды, ↑осм давл-я, наруш-ю азотного обмена, ситеза белков, накоплению продуктов распада белков, замедлению роста и развития. Засоленные почвы –солончаки и солонцы. Но есть растения, кот приспособились – галофиты. 1-эугалофиты – раст сами богаты солями, легко их переносят, нуждаются в них (лебеда, солерос), соленакопители, соли накапливаются в цитоплазме, кл соке, сильн осмотическое давление, увеличена сосущая сила корней, измен-ся проницательность клеточных стенок. 2- криногалофиты – солевыделители, выделяют соль ч/з особые устица и соль скаплив-ся на поверх-ти листьев или желез в виде капелек, растения мангровых зарослей. Они часто сбрасывают листья. Это кермек, тамарикс, качим. 3- гликогалофиты – полынь, тимьян – корни имеют неск пробковых слоев, что снижает проникновение, соли локализ-ся в наружных волосках, листья имеют сильное опушение и рассечение. 4- псевдогалофиты – растут на засоленных, но имеют приспособления для избежания, н-р имеют длинные корни, доходящие до малозасоленных горизонтов. 5-галофобы – избегают засоленных почв.