Экологические факторы

Неживая и живая природа, окружающая растения, животных и человека, носит название среды обитания. Множество отдельных компонентов среды, влияющих на организмы, называются экологическими факторами. По природе происхождения выделяют абиотические, биотические и антропогенные факторы. Абиотические факторы - это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.  Биотические факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга. Раньше к биотическим факторам относили и воздействие человека на живые организмы, однако в настоящее время выделяют особую категорию факторов, порождаемых человеком. Антропогенные факторы - это все формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и непосредственно сказываются на их жизни. Таким образом, каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе и человека, и, в свою очередь, оказывает воздействие на каждую из этих составляющих. Законы воздействия экологических факторов на живые организмы Несмотря на многообразие экологических факторов и различную природу их происхождения, существуют некоторые общие правила и закономерности их воздействия на живые организмы. Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится решающим для жизни рассматриваемого организма. Оно ограничивает (лимитирует) развитие организма, поэтому называется лимитирующим фактором. Первоначально было установлено, что развитие живых организмов ограничивает недостаток какого-либо компонента, например, минеральных солей, влаги, света и т.п. В середине XIX века немецкий химикорганик Юстас Либих первым экспериментально доказал, что рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в относительно минимальном количестве. Он назвал это явление законом минимума; в честь автора его еще называют законом Либиха. В современной формулировке закон минимума звучит так: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Однако, как выяснилось позже, лимитирующим может быть не только недостаток, но и избыток фактора, например, гибель урожая из-за дождей, перенасыщение почвы удобрениями и т.п. Согласно закону толерантности лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (предел толерантности) или экологическую валентность организма к данному фактору.

Благоприятный действия экологического называется зоной (нормальной жизнедеятельности). значительнее отклонение фактора от , тем больше фактор угнетает популяции. Этот называется зоной . Максимально и переносимые значения - это критические , за пределами существование организма популяции уже . В соответствии законом толерантности избыток вещества энергии оказывается среду началом. , избыток воды в засушливых вреден и может рассматриваться обычный загрязнитель, в оптимальных она просто . В частности, воды препятствует почвообразованию в зоне. Виды, существования которых строго определенные условия, называют , а виды, к экологической с широким изменения параметров, - . Среди законов, взаимодействие индивида особи с его средой, соответствия условий генетической предопределенности .Оно утверждает, вид организмов существовать до пор и , поскольку окружающая природная среда генетическим возможностям этого вида ее колебаниямизменениям. Для условий справедливы рассмотренные законы экологических факторов живые организмы. этих законов ответить на : почему в регионах планеты разные экосистемы? причина - своеобразие условий каждого . Биотические отношения роль видов экосистеме, ареалы и численность каждого вида не только внешней неживой , но и отношениями с других видов. живое окружение составляет его среду, а этой среды биотическими. Представители вида способны в таком , где связи другими организмами им нормальные жизни. Рассмотрим особенности отношений типов. Конкуренция в природе всеохватывающим типом , при котором популяции или особи в за необходимые жизни условия друг на отрицательно. Конкуренция быть внутривидовой межвидовой. Внутривидовая происходит между одного и же вида, конкуренция имеет между особями видов. Конкурентное может касаться пространства, пищи биогенных элементов, , места укрытия многих других важных факторов. конкуренция, независимо того, что в ее , может привести к установлению между двумя , либо к популяции одного популяцией другого, к тому, один вид другой в место или заставит его на использование ресурсов. Установлено, два одинаковых экологическом отношении потребностях вида могут сосуществовать одном месте рано или один конкурент другого. Это называемый принцип или принцип . Поскольку в экосистемы преобладают взаимодействия, наиболее формой взаимодействия в трофических является хищничество, котором особь вида, называемая , питается организмами (частями организмов) вида, называемого , причем хищник отдельно от . В таких говорят, что вида вовлечены отношения хищник - . Еще один взаимодействия видов - . Паразиты питаются счет другого , называемого хозяином, в отличие хищников они на хозяине внутри его на протяжении части их цикла. Паразит для своей питательные вещества , тем самым ослабляя, а убивая его. паразитизма отличается , при котором вид причиняет другому, не при этом себя никакой . Чаще всего те случаи, причиняемый вред в изменении . Так поступает , разрушая и окружающую среду. - это такой отношений, при ни одна популяций не на другую влияния: никак сказывается на его популяций, в равновесии, на их . В действительности , однако, довольно при помощи и экспериментов природных условиях , что два абсолютно независимы от другого.

Обобщая форм биотических , можно сделать выводы:

1) отношения живыми организмами одним из регуляторов численности пространственного распределения в природе;  2) взаимодействия между проявляются на стадиях развития или в природных условиях; недавно сформировавшихся новых ассоциациях возникновения сильных взаимодействий больше, в старых ;

3) в процессе и развития обнаруживается тенденция уменьшению роли взаимодействий за положительных, повышающих взаимодействующих видов.

эти обстоятельства должен учитывать проведении мероприятий управлению экологическими и отдельными с целью их в интересах, а предвидеть косвенные , которые имеют место в мире.

Структура - естественное функционально-членение экосистемы подсистемы и , играющие в роль "кирпичиков". число структурных (рис. 2) входят , консорции (совокупность организмов, тесно между собой зависящих от члена или сообщества), синузии (группировка растений пределах фитоценоза;популяций животных растений, связанных собой общими к среде ), ярусы растительности (сообщества на ), т.е. биоценоза (фитоценоза) структуры биогеоценоза (). Каждая популяция входит в структуры: в пирамиду (растениями травоядные, травоядными - и т..); в группу сходных популяций, биотическое сообщество (. сообщество злаков лугу). Вместе своими неизменными - микроорганизмами, насекомыми, - такие сообщества собрания как "по горизонтали" (называют синузиями; ., синузия мхов лесу) и "по вертикали", всю толщину жизни в среде - это ). Сложение синузий (деревьев, кустарников, , мхов) и в них дает новый парцелл - биогеоценотических.

экологической точки в структурном экосистемы выделены компоненты (рис.3): 1) вещества (С, , CO2, H2O др.), включающиеся круговороты; 2) органические (белки, углеводы, , гумусовые вещества т.д.), биотическую и части; 3) воздушная, и субстратная , включающая климатический и другие факторы; 4)продуценты, организмы, в зеленые растения, могут производить из простых веществ; 5)макроконсументы, фаготрофы (от . phagos - пожиратель), - организмы, в животные, питающиеся организмами или органического вещества; 6) , сапротрофы (от . sapros - гнилой), , или осмотрофы (греч. osmos - , давление), - гетеротрофные , в основном и грибы, энергию либо разложения мертвых , либо путем растворенного органического , выделяющегося самопроизвольно извлеченного сапротрофами растений и организмов. В деятельности сапротрофов неорганические элементы , пригодные для ; кроме того, поставляют пищу и часто гормоноподобные вещества,(тормозящие) или функционирование других компонентов экосистемы.

живых форм качестве производителей потребителей пищи в биологических определенную энергетическую , называемуютрофической структурой (греч. trophe - ), в пределах происходят перенос и круговороты веществ. Перенос и пищи ее источника - (растений) - через организмов происходит пищевой цепи: поедания одних другими. Пищевая - это ряд или их , каждое предыдущее в котором пищей для . При каждом переносе большая (80-90 %) потенциальной энергии , переходя в . Поэтому чем пищевая цепь (ближе организм ее началу), больше количество , доступной для . Пищевые цепи разделить на основных типа: цепь, которая с зеленого и идет к пасущимся животным (т.. к организмам, живые растительные или ткани) к хищникам (, поедающим животных), детритная цепь, от мертвого вещества идет микроорганизмам, а к детритофагам к хищникам. цепи не одна от ,а тесно друг с , образуя так пищевые сети.

сеть - условное обозначение трофических консументов, продуцентов редуцентов в . В сложных сообществах организмы, свою энергию Солнца через число ступеней, принадлежащими к трофическому уровню.

уровень - совокупность , получающих преобразованную пищу энергию и химических (от автотрофов) одинаковое число трофической цепи, .е. занимающих положение в цепи питания. , зеленые растения первый трофический (уровень продуцентов), - второй (уровень консументов), первичные , поедающие травоядных, - (уровень вторичных ), а вторичные - четвертый (уровень консументов). Эта классификация относится функциям, а к видам таковым. Популяция вида может один или трофических уровней, по тому, источники энергии использует. Замыкают биологический круговорот, правило, редуценты деструкторы (микроорганизмы, ), разлагающие органические .

Функционирование экосистем

Энергия в экосистемах.

Напомним, что экосистема - это совокупность живых организмов, обменивающихся непрерывно энергией, веществом и информацией друг с другом и с окружающей средой. Рассмотрим сначала процесс обмена энергией. Энергию определяют, как способность производить работу. Свойства энергии описываются законами термодинамики. Первый закон (начало) термодинамики или закон сохранения энергии утверждает, что энергия может переходить из одной формы в другую, но она не исчезает и не создается заново.

Второй закон (начало) термодинамики или закон энтропии утверждает, что в замкнутой системе энтропия может только возрастать. Применительно к энергии в экосистемах удобна следующая формулировка: процессы, связанные с превращениями энергии, могут происходить самопроизвольно только при условии, что энергия переходит из концентрированной формы в рассеянную, то есть деградирует. Мера количества энергии, которая становится недоступной для использования, или иначе мера изменения упорядоченности, которая происходит при деградации энергии, есть энтропия. Чем выше упорядоченность системы, тем меньше ее энтропия. Таким образом, любая живая система, в том числе и экосистема, поддерживает свою жизнедеятельность благодаря, во-первых, наличию в окружающей среде в избытке даровой энергии (энергия Солнца); во вторых, способности за счет устройства составляющих ее компонентов эту энергию улавливать и концентрировать, а использовав - рассеивать в окружающую среду.

Таким образом, сначала улавливание, а затем концентрирование энергии с переходом от одного трофического уровня к другому обеспечивает повышение упорядоченности, организации живой системы, то есть уменьшение ее энтропии. Энергия и продуктивность экосистем.

Итак, жизнь в экосистеме поддерживается благодаря непрекращающемуся прохождению через живое вещество энергии, передаваемой от одного трофического уровня к другому; при этом происходит постоянное превращение энергии из одних форм в другие. Кроме того, при превращениях энергии часть ее теряется в виде тепла.

Тогда возникает вопрос: в каких количественных соотношениях, пропорциях должны находиться между собой члены сообщества разных трофических уровней в экосистеме, чтобы обеспечивать свою потребность в энергии? Весь запас энергии сосредоточен в массе органического вещества - биомассе, поэтому интенсивность образования и разрушения органического вещества на каждом из уровней определяется прохождением энергии через экосистему (биомассу всегда можно выразить в единицах энергии) .

Скорость образования органического вещества называют продуктивностью. Различают первичную и вторичную продуктивность. В любой экосистеме происходит образование биомассы и ее разрушение, причем эти процессы всецело определяются жизнью низшего трофического уровня - продуцентами. Все остальные организмы только потребляют уже созданное растениями органическое вещество и, следовательно, общая продуктивность экосистемы от них не зависит. Высокие скорости продуцирования биомассы наблюдаются в естественных и искусственных экосистемах там, где благоприятны абиотические факторы, и особенно при поступлении дополнительной энергии извне, что уменьшает собственные затраты системы на поддержание жизнедеятельности. Такая дополнительная энергия может поступать в разной форме: например, на возделываемом поле - в форме энергии ископаемого топлива и работы, совершаемой человеком или животным.

Таким образом, для обеспечения энергией всех особей сообщества живых организмов экосистемы необходимо определенное количественное соотношение между продуцентами, консументами разных порядков, детритофагами и редуцентами. Однако для жизнедеятельности любых организмов, а значит и системы в целом, только энергии недостаточно, они обязательно должны получать различные минеральные компоненты, микроэлементы, органические вещества, необходимые для построения молекул живого вещества.