действуют часто с катастрофическими последствиями, вызывая болезни или гибель организма. В нормальных условиях на живые организмы должны действовать только периодические факторы;

3) по происхождению:

-абиотические;

-биотические;

-антропогенные.

11.2. Абиотические факторы

Абиотические факторы – это факторы воздействия неживой природы. Они подразделяются на:

-климатические;

-эдафогенные;

-орографические;

-химические.

Есть и другая классификация:

•физические (температура, ионизирующее излучение, свет);

•химические (элементный состав воздуха, воды);

•почвенные (эдафические).

Рассмотрим каждую группу факторов подробнее.

11.2.1. Климатические факторы

Климатические факторы включают в себя все проявления климата, влияющие на развитие живых организмов.

1. Лучистая энергия Солнца – без нее был бы невозможен процесс фотосинтеза, то есть не происходило бы образование органического вещества. В фотосинтезе участвует часть спектра в диапазоне от 380 до 760 нм, которую называют физиологически активной ра-

диацией (ФАР). Для фотосинтеза наибольшее значение имеют лучи красно-оранжевой части спектра (600 – 700 нм) и фиолетово-голубые лучи (400 – 500 нм). Желто-зелёные лучи (500 – 600 нм) в процессе фотосинтеза задействованы в меньшей степени. Они не поглощаются хлорофиллами, отражаются от листьев, в результате мы видим зеленую окраску листа.

Излучение в инфракрасной области обладает меньшей энергией, легко поглощается водой, обеспечивает необходимые температурные условия для существования живых организмов.

123

Излучение в ультрафиолетовой части спектра, особенно его коротковолновая часть, губительно для живых организмов, но недостаток ближнего УФ-излучения вызывает заболевание рахитом. Важное значение для организмов имеет интенсивность солнечного света.

2.Освещенность земной поверхности – периодический клима-

тический фактор. Все живые организмы приспосабливаются к периодической смене освещенности, вырабатывают при этом определенные суточные ритмы активности. Некоторые живые организмы активны днем, другие ведут ночной образ жизни. Есть организмы, требующие высокий уровень освещенности (гелиофиты), светолюбивые, есть тенелюбивые (сциофиты), для которых избыток освещенности губителен. Есть организмы с широким пределом толерантности, которые одинаково хорошо растут и при высокой освещенности, и при ее недостатке – теневыносливые растения.

Свет имеет сигнальное значение для организмов. Длина светового дня «указывает» растениям и животным о наступлении весны или, наоборот, приближении осени. С уменьшением длины светового дня растения изменяют окраску листьев, сбрасывают их. Животные накапливают к зиме жировые запасы, линяют с изменением окраски, впадают в спячку. Реакция живых организмов на изменение длины светового дня получила называние фотопериодизм. Фотопериодизм обычно проявляется совместно с действием температуры. Если световой день стал короче, но температура воздуха остается высокой, растения могут не сбрасывать листья до наступления холодной погоды.

3.Влажность атмосферного воздуха характеризует насыщен-

ность воздуха парами воды. Чувствительность к этому фактору также неодинакова у различных организмов, кроме того, она связана с температурой окружающей среды. От влажности атмосферного воздуха зависят интенсивность испарения с поверхности тела, теплообмен, электропроводность и т.д., то есть влажность влияет на скорость роста, интенсивность размножения, продуктивность, сопротивляемость негативным факторам. При низкой влажности атмосферного воздуха происходит иссушение почвы, растениям становится труднее поглощать воду из почвы. Растения различным образом приспосабливаются к снижению влаги в поверхностном слое: имеют длинный корень, позволяющий им добывать влагу с большой глубины, изменяется строение листьев, которое снижает испарение влаги. Исследования показали, что только 0,5% всасываемой растениями воды тратится на фотосинтез, а 97 – 99% идет на транспирацию – испарение через листья.

124

Эффективность транспирации – отношение прироста вещества к количеству испаренной воды (в граммах сухого вещества на 1000 см3 воды). Для большинства растений эта величина равна 2, то есть на получение каждого грамма живого вещества тратится 500 г воды. В случае снижения поступления влаги из почвы растения обычно не снижают транспирацию, а прекращают рост в периоды засухи.

4.Осадки – фактор, связанный с влажностью, представляет собой результат конденсации водяных паров. По степени чувствительности к этому фактору различают влаголюбивые и засухоустойчивые растения. Количество атмосферных осадков обусловлено географическими условиями, количество осадков неравномерно распределено на земном шаре. Также неравномерным является распределение осадков по сезонам года.

5.Температура на поверхности Земли связана с освещенностью

изависит от того, под каким углом солнечные лучи падают на Землю. Этим объясняется разделение всей биосферы на различные климатические пояса. Температура окружающей среды влияет на скорость химических реакций, происходящих как в окружающей среде, так и в организмах живых существ. Для каждой биохимической реакции существует своя оптимальная температура. Ферменты – биологические катализаторы – могут действовать только в определенном интервале температур. Поэтому от температуры зависит обмен веществ.

Температура и влажность действуют совместно, определяя качество климата. Так, для морского климата характерно, что высокая влажность сглаживает сезонные колебания температур. Континентальный климат с сухим воздухом приводит к значительным колебаниям температур.

6.Ветер связан с неравномерным нагревом земной поверхности, с перепадом атмосферного давления. Ветер способствует опылению растений, переносит семена на большие расстояния. С помощью ветра животные могут улавливать различные запахи от удаленных объектов.

7.Атмосферное давление влияет на общее самочувствие, а для мелких организмов, например насекомых, определяет условия обитания. При понижении давления насекомые перемещаются в нижние слои атмосферы. Снижение атмосферного давления при перемещении по вертикали приводит к уменьшению количества растворенного кислорода в крови, увеличению частоты дыхания с целью доставить в организм недостающее количество кислорода. Вместе с углекислым

125

газом увеличивается количество выдыхаемых паров воды, что постепенно приводит к обезвоживанию организма.

8. Лунные ритмы также относят к климатическим факторам. С ними связаны морские приливы и отливы, которые определяют жизнь обитателей прибрежных районов.

11.2.2. Эдафические факторы

Эдафогенные (эдафические) факторы – это почвенные факто-

ры, то есть влияние почвенного покрова на развитие живых организмов. Эдафические факторы делятся на химические: реакция почвы, солевой режим, элементарный химический состав, обменная способность, состав обменных катионов; физические: водный, воздушный и тепловой режимы, плотность и мощность почвы, её гранулометрический состав и структура. Важнейшими почвенными факторами явля-

ются плодородие; механический состав, структура и пористость; водо- и воздухопроницаемость; влагоемкость и водопроницаемость; теплоемкость и теплопроводность; реакция почвенной среды и степень её засоленности.

Плодородие почвы – её способность обеспечивать растения необходимыми питательными веществами, воздухом, водой, создавать благоприятный температурный режим, в результате чего повышается продуктивность растений. Различают искусственное и естественное плодородие. Искусственное плодородие – результат агрономического воздействия на почву: внесение удобрений, рыхление, полив, борьба с вредителями, севооборот и т.п. Естественное плодородие обусловлено природными экологическими факторами почвы.

Почва состоит из твердой, жидкой и газообразной компонент, содержит живые макро- и микроорганизмы (растительные и животные). Твердая компонента представлена минеральной и органической частями. Минералы, попавшие в почву из материнской породы, называются первичными. Вторичные минералы образовались в результате разложения первичных. Это глинистые минералы коллоидных размеров и соли (карбонаты, сульфаты, хлориды). Содержание в почве легко растворимых в воде солей определяет степень её засоления.

Органическая часть почвы состоит из гумуса – сложного по составу органического вещества, образовавшегося в результате разложения мертвой органики. Чем больше содержание гумуса, тем выше

126

плодородие почвы. Самые плодородные почвы – черноземы, содержат до 20 – 22% гумуса.

Почвенная биота представлена фауной и флорой. Фауна – это дождевые черви, мокрицы, земляные клещи, нематоды и т.п. Они являются редуцентами, так как перерабатывают мертвое органическое вещество в элементарные соединения, доступные растениям. В результате деятельности этих организмов плодородие почв повышается. Флора – это грибы, бактерии, водоросли, которые также являются деструкторами, перерабатывают мертвую органику в простые неорганические соединения.

Жидкая компонента почв может быть свободной, связанной, капиллярной и парообразной. Свободная вода перемещается по порам под действием силы тяжести. Связанная вода адсорбируется (удерживается на поверхности) твердыми частицами, образуя тонкую пленку. Капиллярная вода удерживается в тонких порах за счет сил поверхностного натяжения. Парообразная вода находится в свободных от жидкости порах в виде водяных паров. Доступной для корневой системы растений является свободная и капиллярная вода. Адсорбированная вода труднодоступна для растений. Доля парообразной воды невелика и большой роли в жизни растений не играет. Отношение массы всей воды к массе её твердой компоненты, выраженное в процентах, называется влажностью почвы. Всю жидкую компоненту почвы называют почвенным раствором. В почвенном растворе могут содержаться растворимые нитраты, бикарбонаты, сульфаты, фосфаты, а также водорастворимые органические кислоты, их соли, сахара. Концентрация почвенного раствора зависит от влажности почвы.

Доступная для растений влажность почвы зависит от свойств корней растения и от физического состояния самой воды. Пленочная адсорбированная вода практически недоступна для растений. Свободная вода легкодоступна для растений, но она быстро уходит в нижележащие горизонты. Связанная и капиллярная вода долго удерживается в почве. Доступность влаги определяется водоудерживающей способностью почв. Водоудерживающая способность выше для глинистых почв. Очень сухая почва, имеющая низкую влажность, содержит преимущественно адсорбированную, недоступную для растений воду.

Состав и концентрация почвенного раствора определяют реакцию почвы. Характеристикой реакции почвы является отрицательный логарифм концентрации ионов водорода рН. Благоприятной для растений и животных, обитающих в почве, является нейтральная среда

127

или близкая к нейтральной: 6 – 8 единиц рН. В сухом климате преобладают нейтральные и щелочные почвы, а во влажном – кислые. Многие злаки дают высокий урожай на нейтральных или слабощелочных почвах (например, на черноземах).

Почвы с избыточным содержанием водораствормых солей называются засоленными. Вторичное засоление, то есть повышение содержания в почвах хлоридов, сульфатов и карбонатов происходит при испарении грунтовых вод (содержащих большое количество перечисленных солей), уровень которых поднялся до почвенных горизонтов. Такое встречается при чрезмерном поливе. Среди засоленных почв различают солончаки и солонцы, в которых много карбоната натрия. Эти почвы относятся к щелочным, их рН = 8 – 9. На таких почвах могут произрастать только галофиты – растения, устойчивые к высокому содержанию различных солей. Засоление почв приводит к снижению урожайности сельскохозяйственных культур.

Структура и пористость почвы определяют доступность для растений и животных питательных веществ. Частицы почвы связаны между собой межмолекулярными силами, пустоты между частицами называются порами. Пористость – это доля объема пор в объеме почвы, она может достигать 50%.

В поперечном срезе почвенного слоя можно выделить несколько основных слоев. Верхний слой – дернина, лесная подстилка, луговой или степной войлок. Остатки растений и животных попадают в ниже-

лежащий слой – перегнойно-аккумулятивный (гумусовый) горизонт.

Здесь происходит накопление питательных веществ для растений. Следующий слой – элювиальный горизонт – из него вода вымывает соли, органические коллоидные вещества, которые вместе с водой проникают в нижележащий иллювиальный слой, называемый слоем вмывания. В нем происходит накопление карбонатов, гипса, глинистых материалов. Самый нижний слой почвы – материнская порода, из которой и образовалась почва.

Температура почвы зависит от температуры атмосферного воздуха, но из-за низкой теплопроводности почвы на глубине более 0,3 м температурный режим достаточно стабилен. Суточные колебания температуры ощутимы до глубины 1 м. Летом температура почвы ниже, а зимой – выше, чем воздуха.

Структура и пористость почвы обеспечивают поступление кислорода. Активное перемещение в почве червей и других насекомых увеличивает пористость почвы. В очень плотных почвах аэрация за-

128