Лекция 6 экологические факторы среды

В природных условиях рост и размножение живого вещества ограничивается целым рядом различных экологических факторов – любым элементом окружающей среды, способным оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы. В свою очередь организмы реагируют на экологические факторы специфическими приспособительными реакциями, возможности которых ограничены.

Э кологические

факторы

А биотические Антропогенные Биотические

Климатические Конкуренция

Почвенные Паразитизм

Топографические Хищничество

Химические Симбиоз

Рис.13 . Виды экологических факторов

Экологические факторы подразделяются на две категории: факторы неживой природы - абиотические и факторы живой природы – биотические (рис.13).

К абиотическим факторам относят:

- климатические (свет, температура, влажность, движение воздуха, давление);

- эдафические (механический состав, влагоемкость, воздухопроницаемость и плотность почв);

- топографические (рельеф местности, высота над уровнем моря, экспозиция склона);

- химические (газовый состав воздуха, солевой состав воды, концентрация, кислотность и состав почвенных растворов).

Под биотическими факторами понимают совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие. Формы этого влияния могут быть разнообразными и достаточно сложными. Основные виды абиотических факторов – конкуренция, паразитизм, хищничество и симбиоз.

В особую группу выделяют антропогенные факторы – факторы, обязанные своим происхождением деятельности человека. В последние десятилетия возрастающее воздействие антропогенных факторов привело к возникновению сложных экологических проблем современности.

Экологическое значение основных абиотических факторов

Абиотический, т.е. неживой, компонент экосистемы подразделяется на эдафические (почвенные), климатические, топографические, химические факторы и другие в том числе воздействие волн, морских течений и огня.

1. Эдафические факторы.

Почва - это продукт выветривания, реорганизации и деформирования верхних слоев земной коры под влиянием атмосферных и обменных процессов. В почве взаимодействуют вода, воздух и живые организмы, участвующие в ее формировании. При определенных климатических условиях на каждой материнской породе поселяется определенный вид растительности. Между минеральными и органическими компонентами, растительностью и почвенными микроорганизмами возникает целая серия взаимосвязей, что определяет состав почв.

В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: минеральная основа (обычно 50-60 % общего состава почвы), органическое вещество (до 10%), воздух (15-25%) и вода (25-35 %).

Минеральный скелет почвы - это неорганический компонент, который образовался из материнской породы в результате ее выветривания. В состав минеральной части входят кремний, алюминий, железо, калий, натрий, магний, кальций, фосфор, сера и некоторые микроэлементы – медь, молибден, йод, фтор, свинец и т.д. Подавляющее большинство хим. элементов находится в форме оксидов. Идеальная почва должна содержать приблизительно равные количества глины и песка в сочетании с частицами промежуточных размеров. В этом случае образуется пористая, крупинчатая структура, и почвы называются суглинками ( в Курской области на долю суглинистых почв приходится 92,2%).

Органическое вещество почвы образуется при разложении мертвых организмов, их частей например (опавших листьев), экскретов и фекалий. Мертвый органический материал используется в пищу совместно детритофагами, которые его поедают и, таким образом, способствуют его разрушению, и редуцентами (грибами и бактериями), завершающими процесс разложения. Не полностью разложившиеся органические остатки называются подстилкой, а конечный продукт разложения - аморфное вещество, в котором уже невозможно распознать первоначальный материал, - получило название гумуса. Цвет гумуса варьирует от темно-бурого до черного. В химическом плане это очень сложная смесь изменчивого состава, образованная органическими молекулами различных типов; в основном гумус состоит из фенольных соединений, карбоновых кислот и сложных эфиров жирных кислот. Избыток или недостаток гумуса определяет плодородие почвы, т.к. с его помощью осуществляется целая серия обменных процессов, в которых участвует не только кислород, углерод, азот и вода, но различные минеральные соли присутствующие в почве. В верхних горизонтах почвы содержание гумуса колеблется от десятых долей процентов до 18 % (в черноземных почвах). Мощность гумусового слоя изменяется от нескольких сантиметров до 1,5 м.

Курская область по содержанию гумуса относится с среднегумусированным: 51% всех почв содержат 4-6% гумуса, 29% - 2-4% гумуса, 15% - 6-8% гумуса. Однако темпы снижения содержания гумуса составляют 0,8-1,0 т/г, что приводит к деградации почвенного покрова. Для бездефицитного баланса гумуса почвы области должны получать 7-10% т/га органических удобрений (в настоящее время в среднем по области 1,4 т/га.)

Почвенный воздух, так же как и почвенная вода, находится в порах между частицами почвы. Порозность (объем пор) возрастает в ряду от глин к суглинкам и пескам. Между почвой и атмосферой происходит свободный газообмен, и в результате этого воздух обеих сред имеет сходный состав. Обычно в воздухе почвы из-за дыхания населяющих ее организмов несколько меньше кислорода и больше двуокиси углерода, чем в атмосферном воздухе.

Почвенные частицы удерживают вокруг себя некоторое количество воды. Часть ее, называемая гравитационной водой, может свободно просачиваться вниз сквозь почву. Вода может также удерживаться вокруг отдельных коллоидных частиц в виде тонкой прочной связанной пленки. Эту воду иногда называют гигроскопической. Гигроскопическая вода постепенно переходит в капиллярную, которая удерживается вокруг почвенных частиц силами поверхностного натяжения. Капиллярная вода может подниматься по узким порам и канальцам от уровня грунтовых вод. Причиной этого служит высокое поверхностное натяжение воды. Растения легко поглощают капиллярную воду, которая играет наибольшую роль в регулярном снабжении их водой.

Почва насыщена микроорганизмами (бактерии, водоросли, грибы), в ней живут также черви и членистоногие. Так на 1 га почвы приходится, кг: 1000-7000 бактерий, 100-1000 микрогрибов, 10-300 водорослей, 5-10 простейших, до 1000 членистоногих и до 350 –1000 дождевых червей. Все они участвуют в различных циклах различных химических элементов.

Компоненты зрелой почвы располагаются слоями, называемые почвенными горизонтами. Каждый горизонт имеет собственную мощность, цвет, структуру и химический состав, который меняется в зависимости от типа почвы. Вертикальный разрез почвенной толщи называется профилем почвы. Большинство из зрелых почв имеют, по крайней мере, три из шести возможных почвенных горизонта.

Горизонт О состоит из свежеопавших и частично разложившихся листьев, веток и др. органических веществ. Окрашен обычно в темнокоричневый или черный.

Горизонт А представляет собой смесь гумуса, живых организмов и некоторых неорганических веществ. В первых двух горизонтах сконцентрирована основная часть органического вещества и корни растений. В горизонтах В и С содержится основная часть неорганического вещества почвы, представляющего собой различные комбинации песка, глины и гравия, образовавшихся в ходе разрушения горных пород. Эти и другие почвенные горизонты лежат на почвообразующей материнской породе. Почва образуется в результате взаимодействия многих факторов, из которых пять наиболее важных - это климат, материнская порода (геологические условия), топография (рельеф или морфология поверхности), живые организмы и время. Зрелые почвы значительно отличаются друг от друга по цвету, составу, пористости, кислотности и мощности. Эти различия позволяю классифицировать все виды почвы мира на 10 основных типов.