16.Рельеф как экологический ф-р. Его роль в формировании комплекса прямодейст-вующих ф-ров. Абиотические ф-ры в водных экосис-мах.

В отличие от темпер, света, влажности, почвы – он косвенно действующий. Рельеф относится к орографическим ф-рам и тесно связан с др абиотич ф-рами: свет, тепло, вода и почва.

С высотой падает средняя темепература, ↑суточный перепад, ↑ кол-во осадков, V ветра и инт-ть радиации, ↓атм р и [] газов. (↑t на 100 м - ↓ t на0,6°С).

макрорельеф (горы, межгорные впадины, низменности), мезорельеф (холмы, овраги, гряды, карстовые воронки, степные «блюдца» и др.) и микрорельеф (мелкие западинки, неровности), Это оказывает влияние на раст-я и жив-х. В рез-те - вертик зон-ть.

Горные цепи м. служить клим барьерами: влажный воздух охлаждается, поднимаясь над горами→ ∞осадки на наветренных склонах.

На подветренной стороне обр-ся «дождевая тень», воздух суше, выпадает меньше осадков, пустынные усл-я: воздух, опускаясь, нагревается и вбирает в себя влагу из почвы.

Это влияет на живые орг-змы. Для позвоночных верхняя граница = 6,0 км. ↓р с h→↓О2 и обезвоживание животных за счет ↑ частоты дыхания. Членистоногие (клещи, пауки)- ледники, выше границы раст-ти. Высокогорн раст-я - *приземистый рост (низкорослые стелющиеся кустарники и кустарнички, розеточные многолетние травы , дерновинные злаки и осоки, мхи и лиш-ки), *подземная часть больше надземной, *↑инт-ти ОВР, ↑акт-ти ферментов, *усиление дыхания.

Низкорослость связывают с адаптацией к низким t и с формообразующим действием радиации (коротковолн – тормоз. рост), анатомически защита от избыт радиации - ∆ водного режима и обмена в-в: утолщение покровных тканей (уст-ть к сильным ветрам). На скалах: ∆в сторону ксероморфоза: ↓ размеры кл и ↑ρ тканей, ↑ число устьиц.

Оказывает и влияние экспозиция склона.

Водоем. К лимитирующим ф-рам относятся в пресной воде:t, прозрачность, наличие течения, []О2, СО2, биогенных в-в. Температура изм-ся медленнее, чем в воздухе, поэтому водные животные чаще стенотермные.

Прозрачность опред-ся наличием взвеш частиц, что лимитирует проникновение света, и ф-з ограничен с глубиной. С глубиной - ∆ окраски, связ с выработкой спец пигментов. Течение: т.к. вода обладает большой плотностью, поэтому прямое возд-е, определяет и содержание газов, солей. Из-за загрязнения, наблюдается снижения конц О2 и повышением СО2. Солевой режим: Большинство водных обитателей пойкилосмотичны. Осм р зависит от ‰ ОС. Из солей фосфаты и нитраты – лимитирующий ф-р пресных вод. Проблема осмотического давления. Орагнизмы должны обладать эффект-ми средствами удаления воды. Для моря хар-рно, что оно занимает 70% Земли, глубина огромна и жизнь обнаруживается везде, море цельно, оно не разделяется на пресные, на суши, а основными барьерами служит темпер, соленость, в море происходит постоянная циркуляция – течения, на море господствуют приливы и отливы. Морск вода солена, ~35‰, вода сильно забуферена, устойчива к ∆рН. Конц биогенных элементов низка и предст важный лимит ф-р, опред-ий размеры популяции

Плотность воды. у гидрофитов мех ткани сильно редуцированы (поддерживаются самой водой). Мех эл-ты и проводящие пучки []-ны в центре стебля или листового черешка – спос-ть изгибаться.

Газовый режим. Основными газами в водной среде являются кислород и углекислый газ. Остальные, такие, как сероводород или метан, имеют второстепенное значение.

О2 поступает в воду из воздуха и выделяется при ф-зе.

Содержание О2 в воде обратно пропорционально t. С ↑ t и ‰ воды []О2↓. В слоях, сильно заселенных животными и бактериями, м. создаваться дефицит О2 из-за усиленного его потребления. Есть эври- и стеноксибионтными (↑насыщ-е О2), Некоторые способны при недостатке О2 впадать в неактивное состояние - аноксибиоз.

СО2. поступает в рез-те растворения СО₂ содержащегося в воздухе, дыхания водных орг-змов, разложения орг остатков и высвобождения из карбонатов.

Концентрация водородных ионов (рН) нередко сказывается на распределении водных орг-змов. Пресноводные бассейны с рН 3,7— 4,7 считаются кислыми, 6,95—7,3 нейтральными, с рН более 7,8 — щелочными. В пресных водоемах рН испытывает значительные колебания, нередко в течение суток. Морская вода более щелочная, и рН ее меньше изменяется, чем пресной. С глубиной рН уменьшается.

17. Биоиндикация. Живые организмы - индикаторы среды как комплекса экологических факторов. Экологические шкалы Раменского, Элленберга. Лихеноиндикационные шкалы.

Биоиндикация — оценка качества природной среды по состоянию её биоты. Биоиндикация основана на наблюдении за составом и численностью видов-индикаторов. Часто видно, какие ф-ры определяют, какие орг-змы м. жить в данном месте, но м. исп-ть обратную закономерность и судить по орг-змам о типе физической среды. Это бывает необходимо, если ф-р или комплекс ф-ров, интересующих нас, трудно или неудобно измерить. Часто, при изучении незнакомых ситуаций или крупных областей используют биологические объекты в качестве индикаторов. Каждый вид имеет экологическую индивидуальность (различия в экологических потребностях). Особенно полезны в этом плане наземные растения. Часто растения исп-ют как индикаторы усл-й в воде и почве. Например, ольха – растет вблизи проточных вод, причем не застойных. Однако бывает и ложный индикатор. Некоторые виды способны накапливать в себе избыточное количество определенных химических элементов. Например, морские водоросли накапливают йод, береза повислая – железо, но это не значит, что она обитает на месторождениях железных руд. Они накапливают хим. эл-ты, но это не значит, что этого эл-та много вблизи.

Тем не менее, популяция зависит от факторов среды. Некоторые виды изменяют свое состояние: цветки чербеца белые, бело-розовые, а на серпентинитах (MgSiO2) становятся красные; степные виды злаков накапливают никель и при геологической индикации (Ni больше в 5 раз по сравнению с фоном) следует провести дополнительные исследования по нахождению месторождений.

Еще используют позвоночных, напр в качестве индикаторов температурных зон.

1)«Стенотермные»(живущие при определенной или меняющейся в узких пределах темп.), лучшие индика­торами, чем «эвритермные»-, т.к. не особенно обильны в сообществе.

2)Крупные виды лучше, чем мелкие, т.к. на данном потоке Е м. поддерживаться большая биомасса, или «урожаи на корню», если эта биомасса распределена по крупным орг-змам. Скорость оборота у мелких орг-змов м. быть так высока (сегодня они есть, а завтра нет), что отдельный вид, присутствующий в момент исследования, м. и не быть особенно полезным экологическим индикатором.

3)Перед тем как выделять в качестве индикатора тот или иной вид или гр видов, надо собрать полевые, а если возм., и экспериментальные данные о лимитирующем хар-ре рассматриваемого ф-ра надо знать возм-сти компенсации или адаптации; если существуют выраженные экотипы, то присутствие одной и той же группы видов в разных МО-ях не обязательно означает, что усл-я в них одинаковы.

4)Численные соотношения разных видов, популяций и целых сообществ часто служат лучшим индикатором, чем численность 1вида, т.к. целое лучше, чем часть, отражает общую сумму усл-й.

Шкала – список раст-й/видов. Шкалы Раменского-это перечни видов растений их комплексных хар-ристик. «Каждый вид предъявляет опред треб-я к ОС». Выявил универсальный стандартный типовой ряд. На каждой ступени (по влаж-ти) встречаются свои виды. Учитывают не только фактор присутствия, но и обильность (по 5-ой шкале). Позволяет опред-ть ст-нь пастбищной дегрессии, засоленность, вл-ть, богатство почв

1)Шкала увлажнения (120 ступений) кр сухие…кр влажные. Например, выражала урожайность; сильно критиковалась. Говорили об уменьшении числа ступений (со 120)

2)шкала переменности увлажнений (20 ступен.) – для пойменных территорий, долин

3)шкала почвенного плодородия и засоленности (30 ступ.)

4)шкала алювиальности (откладывание наилка) (10 )

5)шкала пастбищных дегрессий (10 ступ) – чем больше пастб. нагрузки, тем больше изменений в сообществах: степных, хоз-х.

Шло развитие экологических шкал и в 70-е годы появляются другие шкалы:

1)рекреац дегрессии (5 ступ.)

2)загряз-я ОС

3)лихенооиндикационная шкала - в качестве индикатора лишайники. Лишайники чувствуют сернистый газ. Они используются для оценки атм-го загр-ия городов. Они надежные и долговременные индикаторы.В лихеноиндикационных исследованиях в качестве субстрата используются различные деревья. Для оценки загрязнения атмосферы города, районного центра, поселка выбирается вид дерева, который наиболее распространен на исследуемой территории. Например, в качестве субстрата м. быть использована липа мелколистная. Город или поселок делят на квадраты, в каждом из которых подчитывается общее число исследуемых деревьев и деревьев, покрытых лишайником. Оценка встречаемости и покрытия дается по 5-балльной шкале. Нап-р: очень редко – 1 балл, редко – 2,3 балла, часто – 4,очень-часто-5

В Элленберг (1950) показал, что флористический состав сообществ сорняков – хор колич индикатор потенциальной с/х продукт-ти земли.

В 70-е годы шкалы Эленберга. Подход:

1)абиотические ф-ры , которые служат основой 6 шкал:

1.шкала увлажнения/влажности

2.шкала температурная

3.шкала континентальности климата

4.шкала содержания азота (N)

5.шкала ph почвенного раствора

6.шкала освещенности

2)используется 6 градаций/ступеней по любому ф-ру ко всем щкалам:

а)виды, существующие при большом недостатке ф-ра (очень засухоустойчивые виды)

б)виды, переносящие не столь большой недостаток ф-ра (умереннозасухоустойчивые)

в)существующие при средних величинах фак-ра

г)при больших значениях (повышенная влажность)

д)виды, требующие наибольшее значение ф-ра (сырые почвы)

е)виды индиферентные/безразличные к конкретному ф-ру.

Например: L3 (освещенность), R0 (ph), F5, N3, T3 – ирис аэровидный.

Можно использовать совокупность факторов.

Современная шкала Эленберга содержит 9 градаций. Создание региональных экологических шкал – основная задача.