Міністерство освіти і науки України
Приазовський державний технічний університет
Кухар В.В.,
Данилова Т.Г.
Тема 4: «Екологічні фактори, закономірності їхньої дії й
основні закони функціонування екологічних систем»
Маріуполь, 2005
Тема 4. Екологічні фактори, закономірності їхньої дії й
основні закони функціонування екологічних систем
4.1. Визначення й характеристика екологічних факторів. Під екологічними факторами розуміють ті впливи, властивості компонентів екосистеми й характеристики її зовнішнього середовища, які безпосередньо впливають на характер і інтенсивність процесів, що протікають в екосистемі. Всі фактори середовища залежать один від одного й діють узгоджено.
Вивчення впливу екологічних факторів на організми і їхні реакції на ці впливи необхідні як біологам і медикам, так і фахівцям-практикам, які займаються виробництвом різних продуктів споживання.
Число всіляких екологічних факторів представляється потенційно необмеженим, тому класифікація їх - справа складна.
Для класифікації використовують різні ознаки, що враховують як різноманіття цих факторів, так і їх властивості.
Стосовно екосистемі екологічні фактори ділять на зовнішні (екзогенні, або ентопічні, до них відносять сонячну радіацію, атмосферні опади, атмосферний тиск, швидкість вітру й плинів і т.д.) і внутрішні (ендогенні - чисельність і біомаса популяцій, кількість різних хімічних речовин, характеристики водної або ґрунтової маси й т.п.).
Зовнішні екологічні фактори стосовно екосистеми є впливом.
За критерієм "життя" екологічні фактори ділять на біотичні й абіотичні.
Класифікація екологічних факторів за їх властивостями включає розподіл їх на кліматографічні, біогеографічні, біологічні, а також ґрунтові, водні, атмосферні й т.п.
В останні десятиліття все частіше вживається термін антропогенні фактори (викликані людиною) їх протиставляють природним факторам.
4.2. Абіотичні, біотичні й антропогенні фактори.
фізичні фактори, що лімітують, в основному є зовнішніми стосовно екосистеми.
4.2. 1. Абіотичні фактори. Являють собою фактори неживої природи й включають три групи:
-
Кліматичні фактори – найбільш важливі для життя тварин і рослин. До них відносять сонячну енергію, температуру, вологість, рух повітря, тиск і ін.
Сонячна енергія надходить у вигляді електромагнітних хвиль. Спектр сонячних променів (рис. 4.1) включає видиму частину (16-45 %), інфрачервоні промені (IR – 49-84 %) і ультрафіолетові промені (UV – 1-5 %), що розрізняються по біологічній дії.
Я
СПЕКТР
СОЛНЕЧНЫХ ЛУЧЕЙ 100
нм 400
нм длина
волны
780
нм 10000
нм
Рис.
4.1 – Спектр сонячного
світла
Видимі промені особливо важливі для живих організмів: вони створюють умови для здійснення процесу фотосинтезу, впливають на розподіл кліток, процеси росту й розвитку рослин, визначають терміни їхнього цвітіння й плодоносіння. Інфрачервоні промені є джерелом внутрішньої енергії організмів і сприймаються як тепло. Ультрафіолетове випромінювання бере участь у процесах фотосинтезу. У більших дозах воно робить згубну дію на живі клітки.
Температура прямо пов'язана із сонячною енергією. Вона визначає межі існування життя, у середньому (максимальне скупчення життєвих форм) від 0 до 50°С. Температурні коливання (добові, сезонні) викликають пристосувальні реакції у тварин і рослин.
Вологість для живих організмів - необхідна умова життя. Волога входить до складу їхніх кліток і тканин. Дефіцит вологості викликає адаптації наземних організмів, але часто обмежує їхню життєдіяльність і поширення.
2. Едафічні фактори - визначають фізико-механічні особливості ґрунту. Едафічні фактори середовища (грец. edaphos земля, ґрунт) - фактори, що впливають на живі організми, середовища, пов'язані з місцевими особливостями ґрунти або водного басейну. Вони включають механічний состав, щільність, вологоємність, повітропроникність ґрунту
Ґрунт забезпечує водопостачання й мінеральне живлення організмів. Найважливішою її властивістю є родючість, що залежить від наявності гумусу - верхнього обрію ґрунту.
Механічний состав є найважливішою фізичною властивістю ґрунту, по якому виділяють її типи: пісок, супісь, суглинок і глина.
3. Хімічні фактори - ураховують хімічні компоненти середовища й включають газовий склад атмосфери, сольовий склад води, кислотність води й ґрунту.
Газовий склад атмосфери по своїх хімічних особливостях має першорядне значення для існування живих організмів. Кисень забезпечує процеси подиху й окислювання, але через високий зміст у повітрі він не є лімітуючим чинником розвитку біосфери. Азот відіграє роль найважливішого біогенного елемента, що бере участь в утворенні білкових структур організмів. Вуглекислий газ утримує тепло в поверхні Землі, його недолік гальмує процеси фотосинтезу, але в надлишкових кількостях він викликає інтоксикацію рослин.
Для мешканців водного середовища одним з основних факторів є сольовий склад води. Він визначається наявністю розчинених карбонатів, сульфатів, хлоридів. Прісна вода містить в основному карбонати, причому в невеликій кількості. У морських водах розчинені, в основному, хлориди й частково сульфати. Океанічна вода має концентрацію солей у середньому 35 г/л. Водні організми пристосувалися до певного сольового режиму, і при відхиленнях переміщаються в пошуках сприятливого середовища.
Води й ґрунти мають різну кислотність, що залежить від концентрації іонів водню. Її зміна спричиняє загибель організмів або, що трапляється рідше, заміщення одних видів іншими.
4.2. 2. Біотичні фактори - це фактори живої природи. У складі біотичних факторів виділяють 3 групи.
1. Фітогенні фактори враховують вплив на середовище з боку рослин, які виробляють первинну органічну речовину, що є основою живлення всіх організмів.
2. Зоогенні фактори визначають типи взаємин між тваринами. Формами співіснування організмів є хижацтво, паразитизм, коменсалізм (сотрапезництво), мутуалізм (здатність одних видів розвиватися тільки в присутності інших) та інші.
3. Мікробіогенні фактори являють собою вплив вірусів, найпростіших, бактерій на живі організми.
4.2. 3. Антропогенні фактори – пов'язані з людською діяльністю. Складаються із прямого (полювання, вирубка лісу й т.д.) і непрямого (будівництво доріг, розливи нафти із трубопроводу й т.д.) впливу людини на природу, а також забруднення навколишнього середовища. Часто антропогенні фактори називають техногенними. Особливість цих факторів полягає у великому збитку для природи через відсутність пристосувальних реакцій живих організмів на ці дії.
Дослідження показують, що близько 80 % всіх техногенних забруднень прямо або побічно пов'язані з енергетикою (у всіх формах видобутку й використання, включаючи транспорт).
Аналіз взаємозв'язків людини з навколишнім середовищем свідчить про збільшення розбалансованості сформованих за всю історію планети кількісно-якісних відносин через вплив людської діяльності.
Умови існування організмів і популяцій можна розглядати як регулюючі екологічні фактори.