Fra et miljømæssigt perspektiv onsdag - Det her naturlige kroppe og fænomener, som organismen er i direkte eller indirekte relationer med. Miljøet omkring en organisme er kendetegnet ved en enorm mangfoldighed, bestående af mange elementer, fænomener og forhold, der er dynamiske i tid og rum, som betragtes som faktorer .

Miljøfaktor - dette er en hvilken som helst miljøtilstand, der er i stand til at udøve en direkte eller indirekte indflydelse på levende organismer, i det mindste under en af ​​faserne af deres individuelle udvikling. Til gengæld reagerer kroppen på den miljømæssige faktor med specifikke adaptive reaktioner.

Således, miljømæssige faktorer- det er alle elementer i det naturlige miljø, der påvirker organismers eksistens og udvikling, og som levende væsener reagerer på med tilpasningsreaktioner (ud over tilpasningsevnen indtræffer døden).

Det skal bemærkes, at i naturen virker miljøfaktorer på en kompleks måde. Dette er især vigtigt at huske, når man vurderer virkningen af ​​kemiske forurenende stoffer. I dette tilfælde ændrer den "totale" effekt, når den negative effekt af et stof overlejres den negative effekt af andre, og hertil kommer indflydelsen fra en stressende situation, støj og forskellige fysiske felter, MPC-værdierne betydeligt givet i opslagsbøger. Denne effekt kaldes synergistisk.

Det vigtigste koncept er begrænsende faktor, det vil sige en, hvis niveau (dosis) nærmer sig grænsen for kroppens udholdenhed, hvis koncentration er lavere eller højere end optimalt. Dette koncept er defineret af Liebigs love om minimum (1840) og Shelfords love om tolerance (1913). De oftest begrænsende faktorer er temperatur, lys, næringsstoffer, strøm og tryk i miljøet, brande mv.

De mest almindelige organismer er dem med en bred vifte af tolerance over for alle miljøfaktorer. Den højeste tolerance er karakteristisk for bakterier og blågrønalger, som overlever i en lang række temperaturer, stråling, saltholdighed, pH mv.

Økologiske undersøgelser relateret til bestemmelse af miljøfaktorers indflydelse på eksistensen og udviklingen af ​​visse typer organismer, organismens forhold til miljø, er genstand for videnskab autøkologi . Filial af økologi, der studerer befolkningsforeninger forskellige typer planter, dyr, mikroorganismer (biocenoser), deres dannelse og interaktion med miljøet, kaldes synekologi . Inden for grænserne for synekologi skelnes fytocenologi eller geobotanik (genstanden for undersøgelsen er grupperinger af planter) og biocenologi (grupperinger af dyr).

Således er begrebet en miljøfaktor et af de mest generelle og ekstremt brede begreber inden for økologi. Opgaven med at klassificere miljøfaktorer har derfor vist sig at være meget vanskelig, så der er stadig ingen almindeligt accepteret mulighed. Samtidig er der opnået enighed om, hvorvidt det er tilrådeligt at anvende bestemte egenskaber ved klassificering af miljøfaktorer.

Traditionelt er tre grupper af miljøfaktorer blevet identificeret:

1) abiotisk (uorganiske forhold - kemiske og fysiske, såsom sammensætningen af ​​luft, vand, jord, temperatur, lys, fugtighed, stråling, tryk osv.);

2) biotiske (former for interaktion mellem organismer);

3) menneskeskabt (former for menneskelig aktivitet).

I dag er der ti grupper af miljøfaktorer (det samlede antal er omkring tres), kombineret til en særlig klassifikation:

efter tid - faktorer af tid (evolutionær, historisk, aktiv), periodicitet (periodisk og ikke-periodisk), primær og sekundær;

efter oprindelse (rum, abiotisk, biotisk, naturlig, teknogen, menneskeskabt);

efter forekomstmiljø (atmosfærisk, vand, geomorfologisk, økosystem);

af natur (informationsmæssig, fysisk, kemisk, energi, biogen, kompleks, klimatisk);

efter genstand for indflydelse (individ, gruppe, art, social);

efter grad af påvirkning (dødelig, ekstrem, begrænsende, forstyrrende, mutagen, teratogent);

i henhold til virkningsbetingelserne (densitetsafhængig eller uafhængig);

alt efter indflydelsesspektret (selektiv eller generel handling).

Først og fremmest er miljøfaktorer opdelt i ydre (eksogene eller entopisk) Og indre (endogene) i forhold til et givet økosystem.

TIL ydre Disse omfatter faktorer, hvis handlinger i en eller anden grad bestemmer ændringerne i økosystemet, men de selv praktisk talt ikke oplever dens omvendte indflydelse. Disse er solstråling, nedbørsintensitet, atmosfærisk tryk, vindhastighed, strømhastighed mv.

I modsætning til dem interne faktorer korrelerer med egenskaberne af selve økosystemet (eller dets individuelle komponenter) og danner faktisk dets sammensætning. Disse er antallet og biomassen af ​​populationer, reserver af forskellige stoffer, karakteristika for jordlaget af luft, vand eller jordmasse osv.

Det andet fælles klassifikationsprincip er opdelingen af ​​faktorer i biotiske Og abiotisk . Den første inkluderer forskellige variabler, der karakteriserer egenskaberne af levende stof, og den anden - de ikke-levende komponenter i økosystemet og dets ydre miljø. Opdelingen af ​​faktorer i endogene - eksogene og biotiske - abiotiske er ikke sammenfaldende. Især er der både eksogene biotiske faktorer, for eksempel intensiteten af ​​introduktionen af ​​frø af en bestemt art i økosystemet udefra, og endogene abiotiske faktorer, såsom koncentrationen af ​​O 2 eller CO 2 i grundlaget af luft eller vand.

Klassificeringen af ​​faktorer iflg den generelle karakter af deres oprindelse eller genstand for indflydelse. For eksempel er der blandt eksogene faktorer meteorologiske (klimatiske), geologiske, hydrologiske, migration (biogeografiske), antropogene faktorer og blandt endogene faktorer - mikrometeorologiske (bioklimatiske), jordbund (edafiske), vand og biotiske.

En vigtig klassifikationsindikator er dynamikkens natur miljøfaktorer, især tilstedeværelsen eller fraværet af dens frekvens (dagligt, månens, sæsonbestemt, flerårig). Dette skyldes det faktum, at organismers adaptive reaktioner på visse miljøfaktorer bestemmes af graden af ​​konstant påvirkning af disse faktorer, det vil sige deres hyppighed.

Biolog A.S. Monchadsky (1958) skelnede mellem primære periodiske faktorer, sekundære periodiske faktorer og ikke-periodiske faktorer.

TIL primære periodiske faktorer Disse omfatter hovedsageligt fænomener forbundet med jordens rotation: årstidernes skiften, daglige ændringer i belysningen, tidevandsfænomener osv. Disse faktorer, som er karakteriseret ved regelmæssig periodicitet, virkede allerede før livets fremkomst på Jorden, og nye levende organismer måtte straks tilpasse sig dem.

Sekundære periodiske faktorer konsekvens af primære periodiske: for eksempel fugtighed, temperatur, nedbør, dynamik i planteføde, indhold af opløste gasser i vand mv.

TIL ikke-periodisk Disse omfatter faktorer, der ikke har den korrekte periodicitet eller cyklicitet. Det er jordbundsfaktorer og forskellige typer af naturfænomener. Menneskeskabte påvirkninger af miljøet er ofte ikke-periodiske faktorer, der kan opstå pludseligt og uregelmæssigt. Da dynamikken i naturlige periodiske faktorer er en af ​​drivkræfterne bag naturlig udvælgelse og evolution, har levende organismer som regel ikke tid til at udvikle adaptive reaktioner, for eksempel på en skarp ændring i indholdet af visse urenheder i miljø.

En særlig rolle blandt miljøfaktorer tilhører summativ (additive) faktorer, der karakteriserer antallet, biomassen eller befolkningstætheden af ​​organismer, samt reserver eller koncentrationer af forskellige former for stof og energi, hvis tidsmæssige ændringer er underlagt bevaringslove. Sådanne faktorer kaldes ressourcer . For eksempel taler de om ressourcerne varme, fugt, økologisk og mineralsk mad mv. Derimod klassificeres faktorer som strålingens intensitet og spektrale sammensætning, støjniveau, redoxpotentiale, vind- eller strømhastighed, størrelse og form af fødevarer osv., som i høj grad påvirker organismer, ikke som ressourcer, dvs. fredningslove gælder ikke for dem.

Antallet af mulige miljøfaktorer synes potentielt ubegrænset. Men med hensyn til graden af ​​påvirkning af organismer er de langt fra ækvivalente, som følge heraf i økosystemer forskellige typer nogle faktorer skiller sig ud som de væsentligste, eller bydende nødvendigt . I terrestriske økosystemer omfatter eksogene faktorer sædvanligvis intensiteten af ​​solstråling, lufttemperatur og fugtighed, intensiteten af ​​nedbør, vindhastighed, hastigheden for indføring af sporer, frø og andre embryoner eller tilstrømningen af ​​voksne fra andre økosystemer, samt alle former for antropogen påvirkning. Endogene imperative faktorer i terrestriske økosystemer er følgende:

1) mikrometeorologisk - belysning, temperatur og fugtighed af overfladelaget af luft, indholdet af CO 2 og O 2 i det;

2) jord - temperatur, fugtighed, jordbeluftning, fysiske og mekaniske egenskaber, kemisk sammensætning, humusindhold, tilgængelighed af mineralske næringsstoffer, redoxpotentiale;

3) biotisk - befolkningstæthed forskellige typer, deres alder og kønssammensætning, morfologiske, fysiologiske og adfærdsmæssige karakteristika.

samfund) indbyrdes og med deres omgivelser. Dette udtryk blev først foreslået af den tyske biolog Ernst Haeckel i 1869. Det opstod som en selvstændig videnskab i begyndelsen af ​​det 20. århundrede sammen med fysiologi, genetik og andre. Økologiens anvendelsesområde er organismer, populationer og samfund. Økologi betragter dem som en levende komponent i et system kaldet et økosystem. I økologi har begreberne befolkning – samfund og økosystem – klare definitioner.

En befolkning (fra et økologisk synspunkt) er en gruppe af individer af samme art, der besætter et bestemt territorium og normalt i en eller anden grad isoleret fra andre lignende grupper.

Et samfund er enhver gruppe af organismer af forskellige arter, der lever i det samme område og interagerer med hinanden gennem trofiske (føde) eller rumlige forbindelser.

Et økosystem er et fællesskab af organismer med deres miljø, der interagerer med hinanden og danner en økologisk enhed.

Alle Jordens økosystemer er forenet i økosfæren. Det er klart, at det er absolut umuligt at dække hele jordens biosfære med forskning. Derfor er anvendelsespunktet for økologi økosystemet. Et økosystem består dog, som det fremgår af definitionerne, af populationer, individuelle organismer og alle faktorer af livløs natur. Ud fra dette er der flere mulige forskellige tilgange i studiet af økosystemer.

Økosystemtilgang.I økosystemtilgangen studerer økologen strømmen af ​​energi i økosystemet. Den største interesse i dette tilfælde er forholdet mellem organismer med hinanden og med miljøet. Denne tilgang gør det muligt at forklare den komplekse struktur af relationer i et økosystem og give anbefalinger til rationel miljøforvaltning.

Studiefællesskaber. Med denne tilgang studeres artssammensætningen af ​​samfund og de faktorer, der begrænser udbredelsen af ​​specifikke arter, i detaljer. I dette tilfælde undersøges klart skelnelige biotiske enheder (eng, skov, sump osv.).
nærme sig. Anvendelsespunktet for denne tilgang er, som navnet antyder, befolkningen.
Habitat undersøgelse. I dette tilfælde studeres et relativt homogent område af miljøet, hvor en given organisme lever. Det bruges normalt ikke separat som et selvstændigt forskningsområde, men det giver det nødvendige materiale til at forstå økosystemet som helhed.
Det skal bemærkes, at alle ovenstående tilgange ideelt set bør bruges i kombination, men i øjeblikket er dette praktisk talt umuligt på grund af den betydelige skala af de undersøgte objekter og det begrænsede antal feltforskere.

Økologi som videnskab bruger en række forskellige forskningsmetoder til at opnå objektiv information om, hvordan naturlige systemer fungerer.

Metoder til miljøforskning:

• observation
• eksperiment
• befolkningsoptælling
• modelleringsmetode

FOREDRAG nr. 4

Emne: MILJØFAKTORER

PLAN:

1. Begrebet miljøfaktorer og deres klassificering.

2. Abiotiske faktorer.

2.1. Hovedens økologiske rolle abiotiske faktorer.

2.2. Topografiske faktorer.

2.3. Pladsfaktorer.

3. Biotiske faktorer.

4. Antropogene faktorer.

1. Begrebet miljøfaktorer og deres klassificering

En miljøfaktor er ethvert element i miljøet, som direkte eller indirekte kan påvirke en levende organisme, i det mindste på et af stadierne af dens individuelle udvikling.

Miljøfaktorer er forskellige, og hver faktor er en kombination af en tilsvarende miljøtilstand og dens ressource (reserve i miljøet).

Økologiske miljøfaktorer er normalt opdelt i to grupper: faktorer af inert (ikke-levende) natur - abiotiske eller abiogene; faktorer af levende natur - biotiske eller biogene.

Sammen med ovenstående klassificering af miljøfaktorer er der mange andre (mindre almindelige), der bruger andre særpræg. Således identificeres faktorer, der afhænger og ikke afhænger af antallet og tætheden af ​​organismer. For eksempel påvirkes virkningen af ​​makroklimatiske faktorer ikke af antallet af dyr eller planter, men epidemier (massesygdomme) forårsaget af patogene mikroorganismer afhænger af deres antal i et givet territorium. Der er kendte klassifikationer, hvor alle menneskeskabte faktorer er klassificeret som biotiske.

2. Abiotiske faktorer

I den abiotiske del af miljøet (i den livløse natur) kan alle faktorer først og fremmest opdeles i fysiske og kemiske. Men for at forstå essensen af ​​de fænomener og processer, der er under overvejelse, er det praktisk at repræsentere abiotiske faktorer som et sæt af klimatiske, topografiske, kosmiske faktorer såvel som karakteristika ved sammensætningen af ​​miljøet (akvatisk, terrestrisk eller jordbund), osv.

Fysiske faktorer- det er dem, hvis kilde er fysisk tilstand eller fænomen (mekanisk, bølge osv.). For eksempel temperaturen, hvis den er høj, vil der være en forbrænding, hvis den er meget lav, vil der være forfrysninger. Andre faktorer kan også påvirke effekten af ​​temperatur: i vand - strøm, på land - vind og fugt mv.

Kemiske faktorer- det er dem, der kommer fra kemisk sammensætning miljø. For eksempel kan vandets saltholdighed, hvis den er høj, liv i reservoiret være fuldstændig fraværende (Døde Hav), men samtidig i ferskvand De fleste marine organismer kan ikke leve. Dyrenes liv på land og i vand osv. afhænger af tilstrækkeligheden af ​​iltniveauer.

Edafiske faktorer(jord) er et sæt af kemiske, fysiske og mekaniske egenskaber ved jord og klipper, der påvirker både de organismer, der lever i dem, dvs. de er et levested for, og på rodsystem planter. Indflydelsen af ​​kemiske komponenter (biogene elementer), temperatur, fugtighed og jordstruktur på planters vækst og udvikling er velkendt.

2.1. Økologisk rolle af de vigtigste abiotiske faktorer

Solstråling. Solstråling er den vigtigste energikilde for økosystemet. Solens energi spredes gennem rummet i formen elektromagnetiske bølger. For organismer er bølgelængden af ​​den opfattede stråling, dens intensitet og eksponeringsvarighed vigtig.

Omkring 99 % af al solstrålingsenergi består af stråler med en bølgelængde k = nm, herunder 48 % i den synlige del af spektret (k = nm), 45 % i den nære infrarøde (k = nm) og omkring 7 % i den ultraviolette (Til< 400 нм).

Stråler med X = nm er af primær betydning for fotosyntesen. Langbølget (langt infrarød) solstråling (k > 4000 nm) har ringe effekt på organismers vitale processer. Ultraviolette stråler med k > 320 nm i små doser er nødvendige for dyr og mennesker, da der under deres indflydelse dannes D-vitamin i kroppen< 290 нм губи­тельно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь ozonlaget atmosfære.

Når sollys passerer gennem atmosfærisk luft, bliver det reflekteret, spredt og absorberet. Ren sne reflekterer ca. 80-95% af sollys, forurenet sne - 40-50%, chernozem-jord - op til 5%, tør let jord - 35-45%, nåleskove - 10-15%. Belysningen af ​​jordens overflade varierer dog betydeligt afhængigt af årstid og dag, geografisk breddegrad, hældningseksponering, atmosfæriske forhold mv.

På grund af Jordens rotation, lys og mørke tid dage. Blomstring, frøspiring i planter, migration, dvale, dyrereproduktion og meget mere i naturen er forbundet med længden af ​​fotoperioden (daglængden). Behovet for lys til planter bestemmer deres hurtige vækst i højden og skovens lagdelte struktur. Vandplanter spredes hovedsageligt i overfladelagene af vandområder.

Direkte eller diffus solstråling kræves ikke kun af en lille gruppe levende væsener - nogle typer svampe, dybhavsfisk, jordmikroorganismer mv.

De vigtigste fysiologiske og biokemiske processer udført i en levende organisme på grund af tilstedeværelsen af ​​lys omfatter følgende:

1. Fotosyntese (1-2% af fald til Jorden solenergi bruges til fotosyntese);

2. Transpiration (ca. 75% - til transpiration, som sikrer afkøling af planter og bevægelse langs dem vandige opløsninger mineraler);

3. Fotoperiodisme (giver synkronicitet af livsprocesser i levende organismer med periodisk skiftende miljøforhold);

4. Bevægelse (fototropisme hos planter og fototaksis hos dyr og mikroorganismer);

5. Syn (en af ​​dyrs vigtigste analysefunktioner);

6. Andre processer (syntese af D-vitamin hos mennesker i lyset, pigmentering osv.).

Grundlaget for biocenoser midterste zone Rusland består ligesom de fleste terrestriske økosystemer af producenter. Deres brug af sollys er begrænset af en række naturlige faktorer og først og fremmest temperaturforhold. I den forbindelse er der udviklet særlige adaptive reaktioner i form af tiering, mosaikblade, fænologiske forskelle osv. Ud fra deres krav til lysforhold opdeles planter i lys- eller lyselskende (solsikke, plantain, tomat, akacie, melon), skyggefuld eller ikke-lys-elskende (skovurter, mosser) og skyggetolerante (syre, lyng, rabarber, hindbær, brombær).

Planter danner betingelserne for eksistensen af ​​andre arter af levende væsener. Derfor er deres reaktion på lysforhold så vigtig. Miljøforurening fører til ændringer i belysningen: et fald i niveauet af solindstråling, et fald i mængden af ​​fotosyntetisk aktiv stråling (PAR er den del af solstråling med en bølgelængde fra 380 til 710 nm) og en ændring i spektralen. sammensætning af lys. Som et resultat ødelægger dette cenoser baseret på ankomsten af ​​solstråling i visse parametre.

Temperatur. For de naturlige økosystemer i vores zone er temperaturfaktoren sammen med lysforsyningen afgørende for alle livsprocesser. Populationernes aktivitet afhænger af tidspunktet på året og tidspunktet på dagen, da hver af disse perioder har sine egne temperaturforhold.

Temperaturen er primært relateret til solstråling, men er i nogle tilfælde bestemt af energi fra geotermiske kilder.

Ved temperaturer under frysepunktet bliver en levende celle fysisk beskadiget af de resulterende iskrystaller og dør, og kl. høje temperaturer Enzymdenaturering forekommer. Langt de fleste planter og dyr kan ikke modstå negative kropstemperaturer. Øverst temperaturgrænse livet kommer sjældent over 40-45 °C.

I intervallet mellem de ekstreme grænser fordobles hastigheden af ​​enzymatiske reaktioner (og derfor stofskiftehastigheden) for hver 10°C temperaturstigning.

En betydelig del af organismerne er i stand til at kontrollere (vedligeholde) kropstemperaturen, primært i de mest vitale organer. Sådanne organismer kaldes homøotermisk- varmblodet (af græsk homoios - lignende, terme - varme), i modsætning til poikilotermisk- koldblodig (fra græsk poikilos - forskellige, foranderlige, forskelligartede), med en ustabil temperatur, afhængigt af den omgivende temperatur.

Poikilotermiske organismer i den kolde årstid eller dag reducerer niveauet af livsprocesser op til anabiose. Det drejer sig primært om planter, mikroorganismer, svampe og poikilotermiske (koldblodede) dyr. Kun homeotermiske (varmblodede) arter forbliver aktive. Heterotermiske organismer, der er i en inaktiv tilstand, har en kropstemperatur, der ikke er meget højere end temperaturen i det ydre miljø; i en aktiv tilstand - ret høj (bjørne, pindsvin, flagermus, gophers).

Termoregulering af homøotermiske dyr sikres af en særlig type stofskifte, der opstår med frigivelse af varme i dyrets krop, tilstedeværelsen af ​​varmeisolerende betræk, størrelse, fysiologi mv.

Hvad angår planter, har de udviklet en række egenskaber i evolutionsprocessen:

kold modstand– evne til at modstå lave positive temperaturer i lang tid (fra O°C til +5°C);

vinterhårdhed- evne flerårige arter udholde et kompleks af ugunstige vinterforhold;

frostbestandighed- evne til at holde ud i længere tid negative temperaturer;

anabiose- evnen til at udholde en periode med langvarig mangel på miljøfaktorer i en tilstand af kraftigt fald i stofskiftet;

varmemodstand– evne til at tolerere høje (over +38°…+40°C) temperaturer uden væsentlige metaboliske forstyrrelser;

flygtighed– reduktion af ontogenese (op til 2-6 måneder) hos arter, der vokser under korte perioder med gunstige temperaturforhold.

I vandmiljø På grund af vands høje varmekapacitet er temperaturændringer mindre dramatiske, og forholdene er mere stabile end på land. Det er kendt, at i områder, hvor temperaturen i løbet af dagen, såvel som i forskellige årstider varierer meget, arternes mangfoldighed er mindre end i regioner med mere konstante daglige og årlige temperaturer.

Temperatur, ligesom lysintensitet, afhænger af geografisk breddegrad, årstid, tidspunkt på dagen og hældningseksponering. Effekterne af ekstreme temperaturer (lave og høje) forstærkes af kraftig vind.

Ændringen i temperatur, når man stiger i luften eller dykker ned i et vandmiljø, kaldes temperaturlagdeling. Typisk er der i begge tilfælde et kontinuerligt temperaturfald med en vis gradient. Der er dog andre muligheder. Om sommeren opvarmes overfladevand således mere end dybt vand. På grund af et betydeligt fald i tætheden af ​​vand, når det opvarmes, begynder dets cirkulation i det opvarmede overfladelag uden at blandes med det mere tætte, koldt vand underliggende lag. Som et resultat dannes en mellemzone med en skarp temperaturgradient mellem de varme og kolde lag. Alt dette påvirker placeringen af ​​levende organismer i vand, såvel som overførsel og spredning af indkommende urenheder.

Et lignende fænomen opstår i atmosfæren, når afkølede luftlag skifter ned og er placeret under varme lag, det vil sige, at der sker en temperaturinversion, som bidrager til ophobning af forurenende stoffer i luftens overfladelag.

Nogle relieftræk bidrager til inversion, for eksempel gruber og dale. Det opstår, når der er stoffer i en bestemt højde, for eksempel aerosoler, der opvarmes direkte af direkte solstråling, hvilket forårsager mere intens opvarmning af de øvre luftlag.

I jordmiljøet afhænger daglig og sæsonbestemt temperaturstabilitet (udsving) af dybden. En betydelig temperaturgradient (såvel som luftfugtighed) gør det muligt for jordbeboere at give sig selv et gunstigt miljø gennem mindre bevægelser. Tilstedeværelsen og overfloden af ​​levende organismer kan påvirke temperaturen. For eksempel under baldakinen af ​​en skov eller under bladene af en individuel plante opstår en anden temperatur.

Nedbør, fugtighed. Vand er essentielt for livet på Jorden i økologisk henseende, det er unikt. Med næsten identiske geografiske forhold På Jorden er der både varme ørkener og tropiske skove. Den eneste forskel er årlig mængde nedbør: i det første tilfælde 0,2-200 mm, og i det andet 900-2000 mm.

Nedbør, tæt forbundet med luftfugtighed, er resultatet af kondensering og krystallisering af vanddamp i høje lag af atmosfæren. Dug og tåge dannes i jordlaget af luft, og hvornår lave temperaturer krystallisering af fugt observeres - frost falder.

En af de vigtigste fysiologiske funktioner for enhver organisme er at opretholde et tilstrækkeligt niveau af vand i kroppen. I evolutionsprocessen har organismer udviklet forskellige tilpasninger til at opnå og økonomisk bruge vand, samt for at overleve tørre perioder. Nogle ørkendyr får vand fra mad, andre gennem oxidation af rettidigt lagret fedt (for eksempel en kamel, som er i stand til at opnå 107 g metabolisk vand fra 100 g fedt gennem biologisk oxidation); Samtidig har de minimal vandgennemtrængelighed af kroppens ydre integument, og tørhed er karakteriseret ved at falde i en hviletilstand med en minimal metabolisk hastighed.

Landplanter henter hovedsageligt vand fra jorden. Lav nedbør, hurtig dræning, intens fordampning eller en kombination af disse faktorer fører til udtørring, og overskydende fugt fører til vand og vandmasser af jord.

Fugtbalancen afhænger af forskellen mellem mængden af ​​nedbør og mængden af ​​vand, der fordamper fra overfladerne på planter og jord, samt gennem transpiration]. Til gengæld afhænger fordampningsprocesser direkte af den relative luftfugtighed atmosfærisk luft. Når luftfugtigheden er tæt på 100%, stopper fordampningen praktisk talt, og hvis temperaturen falder yderligere, begynder den omvendte proces - kondens (tåge dannes, dug og frost falder ud).

Ud over det, der er blevet bemærket, øger luftfugtighed som en miljøfaktor ved sine ekstreme værdier (høj og lav luftfugtighed) påvirkningen (forværrer) temperaturens effekt på kroppen.

Luftmætning med vanddamp når sjældent sin maksimale værdi. Fugtunderskud er forskellen mellem den maksimalt mulige og faktisk eksisterende mætning ved en given temperatur. Dette er en af ​​de vigtigste miljøparametre, da den karakteriserer to mængder på én gang: temperatur og fugtighed. Jo højere fugtunderskud, jo tørrere og varmere er det, og omvendt.

Nedbørsregimet er den vigtigste faktor, der bestemmer migrationen af ​​forurenende stoffer i det naturlige miljø og deres udvaskning fra atmosfæren.

I forhold til vandregimet skelnes følgende økologiske grupper af levende væsener:

hydrobionter– indbyggere i økosystemer, hvis hele livscyklus foregår i vand;

hygrofytter– planter af våde levesteder (marsk morgenfrue, europæisk svømmer, bredbladet cattail);

hygrofiler– dyr, der lever i meget fugtige dele af økosystemerne (bløddyr, padder, myg, skovlus);

mesofytter– planter med moderat fugtige levesteder;

xerofytter– planter af tørre levesteder (fjergræs, malurt, astragalus);

xerofile– indbyggere i tørre områder, der ikke kan tåle høj luftfugtighed (nogle arter af krybdyr, insekter, ørkengnavere og pattedyr);

sukkulenter- planter af de tørreste levesteder, der er i stand til at akkumulere betydelige reserver af fugt inde i stilken eller bladene (kaktusser, aloe, agave);

sklerofytter– planter i meget tørre områder, der kan modstå alvorlig dehydrering (almindelig kameltorn, saxaul, saksagyz);

efemere og efemeroider- årlig og flerårig urteagtige arter have en forkortet cyklus, der falder sammen med en periode med tilstrækkelig fugt.

Planternes fugtforbrug kan karakteriseres følgende indikatorer:

tørkemodstand– evne til at tolerere reduceret atmosfærisk og (eller) tørke i jorden;

fugtbestandighed- evne til at tolerere vandfyldning;

transpirationskoefficient- mængden af ​​vand brugt på dannelsen af ​​en enhed tør masse (for hvidkål 500-550, for græskar - 800);

den samlede vandforbrugskoefficient- mængden af ​​vand, der forbruges af planten og jorden for at skabe en enhed biomasse (for enggræsser - 350-400 m3 vand pr. ton biomasse).

Overtrædelse af vandregimet, forurening overfladevand farligt og i nogle tilfælde ødelæggende for folketællinger. Ændringer i vandets kredsløb i biosfæren kan føre til uforudsigelige konsekvenser for alle levende organismer.

Miljøets mobilitet.Årsagerne til bevægelsen af ​​luftmasser (vind) er primært ulige opvarmning af jordens overflade, hvilket forårsager trykændringer, såvel som jordens rotation. Vinden er rettet mod varmere luft.

Vind er den vigtigste faktor i spredningen af ​​fugt, frø, sporer, kemiske urenheder osv. over lange afstande. atmosfære, og til en stigning i baggrundskoncentrationer i luften på grund af emissioner fra fjerne kilder, herunder grænseoverskridende transport.

Vind fremskynder transpiration (fordampning af fugt fra overjordiske dele af planter), hvilket især forværrer levevilkårene ved lav luftfugtighed. Derudover påvirker det indirekte alle levende organismer på land, der deltager i processerne med forvitring og erosion.

Mobilitet i rummet og blanding af vandmasser hjælper med at opretholde relativ homogenitet (homogenitet) af fysisk og kemiske egenskaber vandområder. Den gennemsnitlige hastighed af overfladestrømme ligger i intervallet 0,1-0,2 m/s, når 1 m/s nogle steder og 3 m/s nær Golfstrømmen.

Tryk. Normalt atmosfærisk tryk anses for at være et absolut tryk ved overfladen af ​​Verdenshavet på 101,3 kPa, svarende til 760 mm Hg. Kunst. eller 1 atm. Inden for kloden er der konstante områder med højt og lavt atmosfærisk tryk, og sæsonbestemte og daglige udsving observeres på de samme punkter. Når højden stiger i forhold til havniveauet, falder trykket, iltens partialtryk falder, og transpirationen i planter øges.

Periodisk dannes der områder med lavtryk i atmosfæren med kraftige luftstrømme, der bevæger sig i en spiral mod midten, som kaldes cykloner. De er kendetegnet ved høj nedbør og ustabilt vejr. Modsat naturfænomener kaldes anticykloner. De er karakteriseret ved stabilt vejr, svag vind og i nogle tilfælde temperaturvendinger. Under anticykloner opstår der nogle gange ugunstige meteorologiske forhold, der bidrager til ophobning af forurenende stoffer i atmosfærens overfladelag.

Der er også marine og kontinentale atmosfæriske tryk.

Trykket i vandmiljøet stiger, når du dykker. På grund af den betydeligt (800 gange) større tæthed af vand end luft, for hver 10 m dybde i en ferskvandsforekomst, stiger trykket med 0,1 MPa (1 atm). Absolut pres i bunden af ​​Mariana-graven overstiger 110 MPa (1100 atm).

Ioniserendestråling. Ioniserende stråling er stråling, der danner par af ioner, når de passerer gennem et stof; baggrund - stråling skabt af naturlige kilder. Den har to hovedkilder: kosmisk stråling og radioaktive isotoper og elementer i jordskorpens mineraler, der engang opstod under dannelsen af ​​jordens stof. På grund af den lange halveringstid er kernerne af mange oprindelige radioaktive grundstoffer blevet bevaret i jordens tarme indtil i dag. De vigtigste af dem er kalium-40, thorium-232, uranium-235 og uran-238. Under påvirkning af kosmisk stråling dannes der konstant nye kerner af radioaktive atomer i atmosfæren, de vigtigste er kulstof-14 og tritium.

Et landskabs strålingsbaggrund er en af ​​de uundværlige komponenter i dets klima. Alle kendte kilder til ioniserende stråling deltager i dannelsen af ​​baggrunden, men hver af dems bidrag til den samlede strålingsdosis afhænger af en specifik geografisk placering. Mennesket, som indbygger i det naturlige miljø, modtager hovedparten af ​​strålingen fra naturlige strålingskilder, og det er umuligt at undgå dette. Alt liv på Jorden er udsat for stråling fra rummet. Bjerglandskaber er på grund af deres betydelige højde over havets overflade karakteriseret ved et øget bidrag fra kosmisk stråling. Gletsjere, der fungerer som en absorberende skærm, fanger stråling fra underliggende grundfjeld i deres masse. Der blev opdaget forskelle i indholdet af radioaktive aerosoler over hav og land. Havluftens samlede radioaktivitet er hundreder og tusinder af gange mindre end kontinentalluftens.

Der er områder på Jorden, hvor eksponeringsdosisraten er titusinder gange højere end gennemsnitsværdierne, for eksempel områder med uran- og thoriumaflejringer. Sådanne steder kaldes uran og thorium provinser. Et stabilt og relativt højere niveau af stråling observeres i områder, hvor granitsten dukker op.

Biologiske processer, der ledsager dannelsen af ​​jordbund, påvirker akkumuleringen af ​​radioaktive stoffer i sidstnævnte betydeligt. Med et lavt indhold af humusstoffer er deres aktivitet svag, mens chernozems altid har haft en højere specifik aktivitet. Den er især høj i chernozem- og engjord, der ligger tæt på granitmassiver. I henhold til graden af ​​stigning i specifik aktivitet kan jordbunden groft arrangeres i følgende rækkefølge: tørv; chernozem; jord steppe zone og skov-steppe; jord, der udvikler sig på granitter.

Påvirkningen af ​​periodiske udsving i intensiteten af ​​kosmisk stråling nær jordoverfladen på strålingsdosis til levende organismer er praktisk talt ubetydelig.

I mange områder af kloden når eksponeringsdosisraten på grund af stråling fra uran og thorium det strålingsniveau, der fandtes på Jorden i en geologisk overskuelig tid, hvor den naturlige udvikling af levende organismer fandt sted. Generelt har ioniserende stråling en mere skadelig effekt på højtudviklede og komplekse organismer, og mennesker er særligt følsomme. Nogle stoffer er jævnt fordelt i hele kroppen, såsom kulstof-14 eller tritium, mens andre ophobes i visse organer. Således ophobes radium-224, -226, bly-210, polonium-210 i knoglevæv. Den inaktive gas radon-220, som nogle gange frigives ikke kun fra aflejringer i lithosfæren, men også fra mineraler udvundet af mennesker og brugt som byggematerialer, har en stærk effekt på lungerne. Radioaktive stoffer kan ophobes i vand, jord, sediment eller luft, hvis deres frigivelseshastighed overstiger hastigheden af ​​radioaktivt henfald. I levende organismer sker ophobningen af ​​radioaktive stoffer, når de kommer ind med føden.

2.2. Topografisk faktorer

Påvirkningen af ​​abiotiske faktorer afhænger i høj grad af områdets topografiske karakteristika, som i høj grad kan ændre både klimaet og jordbundsudviklingens karakteristika. Den vigtigste topografiske faktor er højden. Med højden falder gennemsnitstemperaturerne, daglige temperaturforskelle stiger, nedbør, vindhastighed og strålingsintensitet stiger, og trykket falder. Som et resultat, i bjergrige områder, når man rejser sig, observeres en lodret zonalitet i fordelingen af ​​vegetation, svarende til sekvensen af ​​ændringer i breddezoner fra ækvator til polerne.

Bjergkæder kan fungere som klimabarrierer. Når luften stiger over bjergene, afkøles luften, hvilket ofte forårsager nedbør og derved reducerer dets absolutte fugtindhold. Når den derefter falder på den anden side af bjergkæden, hjælper den tørrede luft med at reducere intensiteten af ​​regn (snefald) og skaber derved en "regnskygge".

Bjerge kan spille rollen som en isolerende faktor i artsdannelsesprocesserne, da de tjener som en barriere for migration af organismer.

En vigtig topografisk faktor er udstilling(belysning) af skråningen. På den nordlige halvkugle er det varmere på de sydlige skråninger, og på den sydlige halvkugle er det varmere på de nordlige skråninger.

En anden vigtig faktor - skråningens stejlhed, der påvirker dræningen. Vand strømmer ned ad skråningerne, skyller jorden væk og reducerer dens lag. Desuden glider jorden under påvirkning af tyngdekraften langsomt ned, hvilket fører til dens ophobning i bunden af ​​skråningerne. Tilstedeværelsen af ​​vegetation hæmmer disse processer, men med skråninger større end 35° er jord og vegetation normalt fraværende, og der dannes løsmasser.

2.3. Plads faktorer

Vores planet er ikke isoleret fra de processer, der finder sted i det ydre rum. Jorden kolliderer med jævne mellemrum med asteroider, nærmer sig kometer og rammes af kosmisk støv, meteoritstoffer og forskellige typer stråling fra Solen og stjernerne. Solaktiviteten ændrer sig cyklisk (en af ​​cyklusserne har en periode på 11,4 år).

Videnskaben har akkumuleret mange fakta, der bekræfter Kosmos' indflydelse på Jordens liv.

3. Biotisk faktorer

Alle levende ting omkring en organisme i dens habitat udgør det biotiske miljø eller biota. Biotiske faktorer- dette er et sæt påvirkninger af nogle organismers livsaktivitet på andre.

Forholdet mellem dyr, planter og mikroorganismer er ekstremt forskelligartede. Først og fremmest, skelne homotypisk reaktioner, dvs. samspillet mellem individer af samme art, og heterotypisk- forhold mellem repræsentanter for forskellige arter.

Repræsentanter for hver art er i stand til at eksistere i et biotisk miljø, hvor forbindelser med andre organismer giver dem normale livsbetingelser. Hovedform manifestationer af disse forbindelser er fødeforhold mellem organismer af forskellige kategorier, som danner grundlaget for fødekæder (trofiske) kæder, netværk og biotaens trofiske struktur.

Udover fødeforbindelser opstår der også rumlige relationer mellem plante- og dyreorganismer. Som et resultat af virkningen af ​​mange faktorer forenes forskellige arter ikke i vilkårlig kombination, men kun under betingelse af tilpasningsevne til at leve sammen.

Biotiske faktorer viser sig i biotiske forhold.

Der skelnes mellem følgende former for biotiske forhold.

Symbiose(samliv). Det er en form for forhold, hvor begge partnere eller en af ​​dem drager fordel af den anden.

Samarbejde. Samarbejde er et langsigtet, uadskilleligt, gensidigt fordelagtigt samliv mellem to eller flere arter af organismer. For eksempel forholdet mellem en eremitkrebs og en anemone.

Kommensalisme. Kommensalisme er en vekselvirkning mellem organismer, når den enes livsaktivitet giver mad (gratis) eller husly (logi) til en anden. Typiske eksempler er hyæner, der samler rester af bytte op, der ikke er blevet spist af løver, fiskeyngel, der gemmer sig under paraplyerne på store vandmænd, samt nogle svampe, der vokser ved rødderne af træer.

Gensidighed. Mutualisme er et gensidigt fordelagtigt samliv, når tilstedeværelsen af ​​en partner bliver en forudsætning for eksistensen af ​​hver af dem. Et eksempel er samlivet mellem knudebakterier og bælgplanter, som kan leve sammen på kvælstoffattige jorder og berige jorden med det.

Antibiose. En form for forhold, hvor begge partnere eller en af ​​dem oplever en negativ påvirkning, kaldes antibiose.

Konkurrence. dette - negativ indvirkning organismer mod hinanden i kampen for mad, levesteder og andre livsbetingelser. Det viser sig tydeligst på befolkningsniveau.

Predation. Predation er forholdet mellem rovdyr og bytte, der involverer en organisme, der bliver spist af en anden. Rovdyr er dyr eller planter, der fanger og spiser dyr som føde. For eksempel spiser løver planteædende hovdyr, fugle spiser insekter, store fisk- mindre. Predation er både gavnligt for én organisme og skadeligt for en anden.

Samtidig har alle disse organismer brug for hinanden. I processen med rovdyr-bytte-interaktion, naturlig udvælgelse og adaptiv variabilitet, altså de vigtigste evolutionære processer. Under naturlige forhold søger (og kan) ingen arter føre til ødelæggelse af en anden. Desuden kan forsvinden af ​​enhver naturlig "fjende" (rovdyr) fra habitatet bidrage til udryddelsen af ​​dets bytte.

Neutralisme. Den gensidige uafhængighed af forskellige arter, der lever i samme territorium, kaldes neutralisme. For eksempel konkurrerer egern og elge ikke med hinanden, men tørken i skoven påvirker begge, dog i forskellig grad.

På det seneste er der kommet stigende opmærksomhed på menneskeskabte faktorer– den samlede menneskelige påvirkning af miljøet forårsaget af dets by-teknologiske aktiviteter.

4. Antropogene faktorer

Den nuværende fase af den menneskelige civilisation afspejler et sådant niveau af viden og evner hos menneskeheden, at dets indvirkning på miljøet, herunder biologiske systemer, får karakter af en global planetarisk kraft, som vi allokerer til en særlig kategori af faktorer - menneskeskabte, dvs. ved menneskelig aktivitet. Disse omfatter:

Ændringer i jordens klima som følge af naturlige geologiske processer, forstærket af drivhuseffekten forårsaget af ændringer i atmosfærens optiske egenskaber ved udledning til den hovedsageligt af CO, CO2 og andre gasser;

Nedstrøning af nær-jordens rum (EKS), hvis konsekvenser endnu ikke er fuldt ud forstået, bortset fra den reelle fare for rumfartøjer, herunder kommunikationssatellitter, jordoverfladeplaceringer og andre, som er meget udbredt i moderne systemer interaktioner mellem mennesker, stater og regeringer;

Reduktion af kraften af ​​den stratosfæriske ozonskærm med dannelsen af ​​såkaldte "ozonhuller", reduktion af atmosfærens beskyttende evner mod indtrængen til Jordens overflade af hård kortbølget ultraviolet stråling, der er farlig for levende organismer;

Kemisk forurening af atmosfæren med stoffer, der bidrager til dannelsen af ​​sur nedbør, fotokemisk smog og andre forbindelser, der er farlige for biosfæreobjekter, herunder mennesker og de kunstige genstande, de skaber;

Havforurening og ændringer i havvandets egenskaber på grund af olieprodukter, deres mætning med kuldioxid i atmosfæren, som igen forurenes af motorkøretøjer og termisk energiteknik, nedgravning af meget giftige kemiske og radioaktive stoffer i havvand, indtrængen af ​​forurenende stoffer med flodafstrømning, forstyrrelser vandbalancen kystområder i forbindelse med vandløbsregulering;

Udtømning og forurening af alle typer landkilder og farvande;

Radioaktiv forurening af enkelte områder og regioner med en tendens til at sprede sig over jordens overflade;

Jordforurening på grund af forurenet nedbør (f.eks. sur regn), suboptimal brug af pesticider og mineralsk gødning;

Ændringer i landskabernes geokemi på grund af termisk energi, omfordeling af grundstoffer mellem undergrunden og jordens overflade som følge af minedrift og metallurgisk bearbejdning (f.eks. koncentrationen af ​​tungmetaller) eller udvinding til overfladen af ​​unormal sammensætning , stærkt mineraliseret grundvand og saltlage;

Den fortsatte ophobning af husholdningsaffald og alle former for fast og flydende affald på Jordens overflade;

Krænkelse af den globale og regionale økologiske balance, forholdet mellem miljøkomponenter i kystland og hav;

Fortsat, og nogle steder øget ørkendannelse af planeten, uddybning af ørkendannelsesprocessen;

Reduktion af areal tropiske skove og nordlige taiga, disse vigtigste kilder til at opretholde iltbalancen på planeten;

Som et resultat af alle ovennævnte processer, frigørelsen af ​​økologiske nicher og deres fyldning med andre arter;

Absolut overbefolkning af Jorden og relativ demografisk overtætning af individuelle regioner, ekstrem differentiering af fattigdom og rigdom;

Forringelse af levemiljøet i overfyldte byer og megalopoliser;

Udtømningen af ​​mange mineralforekomster og den gradvise overgang fra rige til stadig fattigere malme;

Stigende social ustabilitet, som en konsekvens af den stigende differentiering af de rige og fattige dele af befolkningen i mange lande, det stigende niveau af bevæbning af deres befolkning, kriminalisering og naturkatastrofer.

Et fald i immunstatus og sundhedsstatus for befolkningen i mange lande i verden, herunder Rusland, flere gentagelser af epidemier, der er stadig mere udbredte og alvorlige i deres konsekvenser.

Dette er ikke en komplet række af problemer, ved at løse hver af dem, en specialist kan finde sin plads og forretning.

Den mest udbredte og betydningsfulde er kemisk forurening af miljøet med stoffer af kemisk karakter, som er usædvanlige for det.

Den fysiske faktor som forurenende stof ved menneskelig aktivitet er et uacceptabelt niveau af termisk forurening (især radioaktiv).

Biologisk forurening af miljøet består af en række forskellige mikroorganismer, hvoraf den største fare er forskellige sygdomme.

Tests spørgsmål Og opgaver

1. Hvad er miljøfaktorer?

2. Hvilke miljøfaktorer betragtes som abiotiske, og hvilke klassificeres som biotiske?

3. Hvad kaldes den samlede påvirkning af nogle organismers livsaktivitet på andres livsaktivitet?

4. Hvad er levende tings ressourcer, hvordan klassificeres de, og hvad er deres økologiske betydning?

5. Hvilke faktorer skal overvejes først, når der oprettes økosystemforvaltningsprojekter. Hvorfor?

En miljøfaktor er en livsbetingelse, der påvirker kroppen. Miljøet omfatter alle legemer og fænomener, som organismen er i direkte eller indirekte relationer til.

Den samme miljøfaktor har forskellig betydning i samlevende organismers liv. For eksempel spiller jordens saltregime en primær rolle i planters mineralernæring, men er ligeglad med de fleste landdyr. Belysningsintensiteten og lysets spektrale sammensætning er ekstremt vigtige i fototrofe planters liv, og i livet for heterotrofe organismer (svampe og vanddyr) har lys ikke en mærkbar effekt på deres livsaktivitet.

Miljøfaktorer påvirker organismer på forskellige måder. De kan virke som irriterende stoffer, der forårsager adaptive ændringer i fysiologiske funktioner; som begrænsere, der gør det umuligt for visse organismer at eksistere under givne forhold; som modifikatorer, der bestemmer morfologiske og anatomiske ændringer i organismer.

Klassificering af miljøfaktorer

Det er sædvanligt at skelne mellem biotiske, menneskeskabte og abiotiske miljøfaktorer.

Biotiske faktorer er hele sættet af miljøfaktorer forbundet med levende organismers aktiviteter. Disse omfatter fytogene (planter), zoogene (dyr), mikrobiogene (mikroorganismer) faktorer.

Antropogene faktorer er alle de mange faktorer, der er forbundet med menneskelige aktiviteter. Disse omfatter fysisk (brug af atomenergi, rejser med tog og fly, påvirkning af støj og vibrationer osv.), kemisk (brug af mineralsk gødning og pesticider, forurening af jordens skaller med industri- og transportaffald, rygning, drikke alkohol og stoffer, overdreven brug af medicin midler [kilde ikke specificeret 135 dage]), biologiske (fødevarer, organismer, for hvilke en person kan være et levested eller kilde til ernæring), social (relateret til forhold mellem mennesker og livet i). samfund) faktorer.

Abiotiske faktorer er alle de mange faktorer, der er forbundet med processer i den livløse natur. Disse omfatter klimatiske (temperatur, fugtighed, tryk), edafogene (mekanisk sammensætning, luftgennemtrængelighed, jorddensitet), orografisk (relief, højde over havets overflade), kemisk (luftens sammensætning af gas, saltsammensætning af vand, koncentration, surhedsgrad), fysisk (støj, magnetiske felter, termisk ledningsevne, radioaktivitet, kosmisk stråling)

Hyppigt stødt på klassificering af miljøfaktorer (miljøfaktorer)

EFTER TID: evolutionær, historisk, aktuel

EFTER PERIODICITET: periodisk, ikke-periodisk

Rækkefølgen af ​​UDSEENDE: primær, sekundær

EFTER OPRINDELSE: kosmisk, abiotisk (også abiogen), biogen, biologisk, biotisk, naturlig-antropogen, antropogen (inklusive menneskeskabt, miljøforurening), antropisk (herunder forstyrrelser)

EFTER MILJØ: atmosfærisk, akvatisk (også kendt som fugtighed), geo-morfologisk, edafisk, fysiologisk, genetisk, befolkning, biokenotisk, økosystem, biosfære

EFTER KARAKTER: materiale-energi, fysisk (geofysisk, termisk), biogen (også biotisk), informativ, kemisk (saltholdighed, surhed), kompleks (økologisk, evolutionær, systemdannende, geografisk, klimatisk)

EFTER FORMÅL: individ, gruppe (socialt, etologisk, socioøkonomisk, sociopsykologisk, arter (inklusive mennesker, socialt liv)

I HENHOLD TIL MILJØFORHOLD: tæthedsafhængig, tæthedsuafhængig

EFTER GRAD AF PÅVIRKNING: dødelig, ekstrem, begrænsende, forstyrrende, mutagen, teratogent; kræftfremkaldende

I HENHOLD TIL SPEKTRUMET AF VIRKNING: selektiv, generel handling

3. Virkningsmønstre af miljøfaktorer på kroppen

Organismers reaktion på påvirkningen af ​​abiotiske faktorer. Indvirkningen af ​​miljøfaktorer på en levende organisme er meget forskellig. Nogle faktorer har mere stærk indflydelse, andre handler svagere; nogle påvirker alle aspekter af livet, andre påvirker en bestemt livsproces. Ikke desto mindre kan der i arten af ​​deres indvirkning på kroppen og i reaktionerne fra levende væsener identificeres en række generelle mønstre, der passer ind i et bestemt generelt skema for virkningen af ​​en miljøfaktor på organismens livsaktivitet (fig. 14.1).

I fig. 14.1 viser abscisseaksen faktorens intensitet (eller “dosis”) (f.eks. temperatur, belysning, saltkoncentration i jordopløsningen, pH eller jordfugtighed osv.), og ordinataksen viser kroppens respons på miljøfaktorens påvirkning i dens kvantitative udtryk (f.eks. intensiteten af ​​fotosyntese, respiration, væksthastighed, produktivitet, antal individer pr. arealenhed osv.), dvs. graden af ​​fordelagtighed af faktoren.

Virkningsområdet for en miljøfaktor er begrænset af de tilsvarende ekstreme tærskelværdier (minimums- og maksimumspunkter), hvor eksistensen af ​​en organisme stadig er mulig. Disse punkter kaldes de nedre og øvre grænser for udholdenhed (tolerance) for levende væsener i forhold til en specifik miljøfaktor.

Punkt 2 på x-aksen, svarende til de bedste indikatorer for kroppens vitale aktivitet, betyder den mest fordelagtige værdi af påvirkningsfaktoren for kroppen - dette er det optimale punkt. For de fleste organismer er det ofte svært at bestemme den optimale værdi af en faktor med tilstrækkelig nøjagtighed, så det er sædvanligt at tale om den optimale zone. De ekstreme sektioner af kurven, der udtrykker tilstanden af ​​undertrykkelse af organismer med en skarp mangel eller overskud af en faktor, kaldes områder med pessimum eller stress. Nær de kritiske punkter er der subletale værdier af faktoren, og uden for overlevelseszonen er de dødelige.

Dette mønster af organismers reaktion på påvirkning af miljøfaktorer giver os mulighed for at betragte det som et grundlæggende biologisk princip: for hver plante- og dyreart er der et optimum, en zone med normal livsaktivitet, pessimale zoner og grænser for udholdenhed i forhold til til hver miljøfaktor.

Forskellige typer af levende organismer adskiller sig markant fra hinanden både i positionen af ​​det optimale og i grænserne for udholdenhed. F.eks. kan polarræve i tundraen tolerere udsving i lufttemperaturen i området omkring 80°C (fra +30 til -55°C), nogle varmtvandskrebsdyr kan modstå ændringer i vandtemperaturen i området på højst end 6°C (fra 23 til 29°C), dør den filamentøse cyanobacterium oscillatorium, der lever på øen Java i vand med en temperatur på 64°C, ved 68°C inden for 5-10 minutter. På samme måde foretrækker nogle enggræsser jorde med et ret snævert surhedsgrad - ved pH = 3,5-4,5 (f.eks. tjener almindelig lyng, lyng og lille syre som indikatorer for sur jord), andre vokser godt over en bred vifte af pH - fra stærkt sur til basisk (for eksempel skovfyr). I denne henseende kaldes organismer, hvis eksistens kræver strengt definerede, relativt konstante miljøforhold stenobionter (græsk stenos - smal, bion - levende), og dem, der lever i en bred vifte af variationer i miljøforhold, kaldes eurybionts (græsk eurys - bred) ). I dette tilfælde kan organismer af samme art have en snæver amplitude i forhold til én faktor og en bred amplitude i forhold til en anden (f.eks. tilpasningsevne til et snævert temperaturområde og et bredt spektrum af vandsaltholdighed). Derudover kan den samme dosis af en faktor være optimal for én art, pessimal for en anden og ud over udholdenhedsgrænserne for en tredje.

Organismers evne til at tilpasse sig en vis variation i miljøfaktorer kaldes økologisk plasticitet. Denne egenskab er en af ​​de vigtigste egenskaber ved alle levende ting: ved at regulere deres livsaktivitet i overensstemmelse med ændringer i miljøforhold opnår organismer evnen til at overleve og forlade afkom. Det betyder, at eurybiont-organismer er økologisk mest plastiske, hvilket sikrer deres brede udbredelse, mens stenobiont-organismer tværtimod er kendetegnet ved svag økologisk plasticitet og som følge heraf normalt har begrænsede udbredelsesområder.

Samspil mellem miljøfaktorer. Begrænsende faktor. Miljøfaktorer påvirker en levende organisme i fællesskab og samtidigt. Desuden afhænger effekten af ​​én faktor af styrken, med hvilken og i hvilken kombination andre faktorer virker samtidigt. Dette mønster kaldes samspillet mellem faktorer. For eksempel er varme eller frost lettere at bære i tør frem for fugtig luft. Hastigheden af ​​vandfordampning fra planteblade (transpiration) er meget højere, hvis lufttemperaturen er høj og vejret blæser.

I nogle tilfælde kompenseres manglen på en faktor delvist ved at styrke en anden. Fænomenet med delvis udskiftelighed af virkningerne af miljøfaktorer kaldes kompensationseffekten. For eksempel kan planters visnelse standses både ved at øge mængden af ​​fugt i jorden og ved at sænke lufttemperaturen, hvilket reducerer transpirationen; i ørkener kompenseres manglen på nedbør til en vis grad af øget relativ fugtighed om natten; I Arktis kompenserer lange dagslystimer om sommeren for manglen på varme.

Samtidig kan ingen af ​​de miljømæssige faktorer, der er nødvendige for kroppen, fuldstændigt erstattes af en anden. Fraværet af lys gør plantelivet umuligt på trods af de mest gunstige kombinationer af andre forhold. Derfor, hvis værdien af ​​mindst én af de vitale miljøfaktorer nærmer sig en kritisk værdi eller går ud over dens grænser (under minimum eller over maksimum), så er individerne på trods af den optimale kombination af andre forhold truet af døden. Sådanne faktorer kaldes begrænsende faktorer.

Arten af ​​de begrænsende faktorer kan variere. For eksempel undertrykkelsen af ​​urteagtige planter under baldakinen af ​​bøgeskove, hvor mulighederne for udvikling af græsser med optimale termiske forhold, øget kuldioxidindhold og rig jord begrænses af mangel på lys. Dette resultat kan kun ændres ved at påvirke den begrænsende faktor.

Begrænsende miljøfaktorer bestemmer en arts geografiske udbredelsesområde. Således kan artens bevægelse mod nord være begrænset af mangel på varme og til områder med ørkener og tørre stepper - af mangel på fugt eller for høje temperaturer. Biotiske forhold kan også tjene som en faktor, der begrænser udbredelsen af ​​organismer, for eksempel besættelsen af ​​et territorium af en stærkere konkurrent eller manglen på bestøvere til blomstrende planter.

At identificere begrænsende faktorer og eliminere deres virkninger, dvs. at optimere levestederne for levende organismer, er et vigtigt praktisk mål for at øge udbyttet af landbrugsafgrøder og produktiviteten af ​​husdyr.

Grænsen for tolerance (latinsk tolerantio - tålmodighed) er intervallet for en miljøfaktor mellem minimums- og maksimumværdierne, inden for hvilken organismens overlevelse er mulig.

4. Loven om den begrænsende (begrænsende) faktor eller Liebigs lov om minimum er en af ​​de grundlæggende love i økologien, som siger, at den væsentligste faktor for organismen er den, der afviger mest fra dens optimale værdi. Derfor, når man forudsiger miljøforhold eller udfører undersøgelser, er det meget vigtigt at bestemme det svage led i organismers liv.

Det er på denne minimalt (eller maksimalt) repræsenterede miljøfaktor på et givet tidspunkt, at organismens overlevelse afhænger. På andre tidspunkter kan andre faktorer være begrænsende. I løbet af deres liv møder individer af arter en række begrænsninger for deres livsaktiviteter. Således er den faktor, der begrænser udbredelsen af ​​hjorte, dybden af ​​snedækket; møl af vinterskærormen (et skadedyr på grøntsags- og kornafgrøder) - vintertemperatur mv.

Denne lov tages i betragtning i landbrugspraksis. Den tyske kemiker Justus Liebig slog fast, at kulturplanters produktivitet først og fremmest afhænger af næringsstof(mineralelement), som er dårligst repræsenteret i jorden. For eksempel, hvis fosfor i jorden kun er 20% af den krævede norm, og calcium er 50% af normen, så vil den begrænsende faktor være mangel på fosfor; Det er først og fremmest nødvendigt at tilføje fosforholdig gødning til jorden.

1. Miljømæssige faktorer (5)

   Jura >> Økologi

   Love om indflydelse miljømæssige faktorer på levende organismer På trods af mangfoldigheden miljømæssige faktorer og forskellige...) eller miljømæssige kroppens valens til en given faktor. Gunstig rækkevidde af handling miljømæssige faktor kaldet zonen...

2. Miljømæssige faktorer trusler mod Ruslands historiske og kulturelle arv

   Jura >> Kultur og kunst

   ... ” – ødelæggelse af indretning, strukturer) – et kompleks af negativ miljømæssige faktorer; ▫ Holy Trinity (Lenvinskaya) Kirke i byen ... monumentbevaringspolitik. Bilag 1 Negativ påvirkning miljømæssige faktorer til historiske og kulturelle monumenter i 1999...

3. Miljømæssige faktorer og økosystemer

   Test >> Økologi

   ... nr. 23. Biotisk miljømæssige faktorer Biotisk faktorer miljø (biotiske faktorer; Biotisk miljømæssige faktorer; Biotiske faktorer ... mellem organismer. De kaldes biotiske miljømæssige faktorer relateret til levende organismers aktiviteter...

Under miljømæssige faktorer forstå de påvirkninger, egenskaber ved økosystemkomponenter og karakteristika ved dets ydre miljø, som har en direkte indvirkning på arten og intensiteten af ​​processer, der forekommer i økosystemet.

Antallet af forskellige miljøfaktorer synes potentielt ubegrænset, så klassificeringen af ​​dem er en vanskelig sag. Til klassificering anvendes forskellige kriterier, der tager hensyn til både mangfoldigheden af ​​disse faktorer og deres egenskaber.

I forhold til økosystemet opdeles miljøfaktorer i ekstern (eksogen eller entopisk) og intern (endogen). På trods af en vis konvention om en sådan opdeling, menes det, at eksterne faktorer, der virker på økosystemet, er de selv ikke underlagt eller næsten ikke underlagt dets indflydelse. Disse omfatter solstråling, nedbør, atmosfærisk tryk, vind- og strømhastigheder osv. Interne faktorer korrelerer med egenskaberne af selve økosystemet og danner det, det vil sige, at de er en del af dets sammensætning. Dette er antallet og biomassen af ​​populationer, mængden af ​​forskellige kemikalier, karakteristika for vand eller jordmasse osv.

En sådan opdeling afhænger i praksis af formuleringen af ​​forskningsproblemet. Så hvis for eksempel afhængigheden af ​​udviklingen af ​​enhver biogeocenose af jordtemperaturen analyseres, vil denne faktor (temperatur) blive betragtet som ekstern. Hvis dynamikken af ​​forurenende stoffer i en biogeocenose analyseres, så vil jordtemperaturen være en intern faktor i forhold til biogeocenosen, men ekstern i forhold til de processer, der bestemmer adfærden af ​​forureningen i den.

Miljøfaktorer kan være naturlige eller menneskeskabte. Naturlige faktorer er opdelt i to kategorier: faktorer af livløs natur - abiotisk og faktorer af levende natur - biotiske. Oftest skelnes der mellem tre lige store grupper. Denne klassificering af miljøfaktorer er vist i figur 2.5.

Figur 2.5. Klassificering af miljøfaktorer.

TIL abiotisk Faktorer omfatter et sæt faktorer i det uorganiske miljø, der påvirker organismers liv og fordeling. Fremhæv fysisk(hvor kilden er en fysisk tilstand eller et fænomen), kemisk(kommer fra den kemiske sammensætning af miljøet (vandsaltindhold, iltindhold)), edafisk(jord - et sæt af jordens mekaniske og andre egenskaber, der påvirker organismerne i jordens biota og planternes rodsystem (virkningen af ​​fugt, jordstruktur, humusindhold)), hydrologisk.

Under biotiske faktorer forstå helheden af ​​indflydelsen af ​​nogle organismers livsaktivitet på andre (intraspecifikke og interspecifikke interaktioner). Intraspecifikke interaktioner udvikler sig som et resultat af konkurrence under forhold med voksende antal og befolkningstætheder for redepladser og føderessourcer. Interspecifikke er meget mere forskellige. De er grundlaget for eksistensen af ​​biotiske samfund. Biotiske faktorer har evnen til at påvirke det abiotiske miljø og skabe et mikroklima eller mikromiljø, hvori levende organismer lever.

Tildel særskilt menneskeskabt faktorer, der opstår som følge af menneskelig aktivitet. Det drejer sig for eksempel om miljøforurening, jorderosion, skovødelæggelse osv. Nogle typer af menneskelig påvirkning af miljøet vil blive omtalt nærmere i afsnit 2.3.

Der er andre klassifikationer af miljøfaktorer. De kan for eksempel have en effekt på kroppen direkte Og indirekte udvikling. Indirekte påvirkninger kommer til udtryk gennem andre miljøfaktorer.

Faktorer, hvis ændringer gentages over tid - periodisk (klimatiske faktorer, ebbe og flod og dem, der opstår uventet -); ikke-periodisk .

Miljøfaktorer har en kompleks effekt på kroppen i naturen. Komplekset af faktorer, under påvirkning af hvilke alle de grundlæggende livsprocesser for organismer udføres, herunder normal udvikling og reproduktion, kaldes " levevilkår " Alle levende organismer er i stand til tilpasning (enhed) til miljøforhold. Det udvikler sig under påvirkning af tre hovedfaktorer: arvelighed , variabilitet Og naturlig (og kunstig) udvælgelse. Der er tre hovedmåder til tilpasning:

- aktiv – styrkelse af resistens, udvikling af regulatoriske processer, der gør det muligt for kroppen at udføre vitale funktioner under ændrede miljøforhold. Et eksempel er at opretholde en konstant kropstemperatur.

- Passiv – underordnet kroppens vitale funktioner til ændringer i miljøforhold. Et eksempel er overgangen af ​​mange organismer i en tilstand anabolisme.

- Undgåelse af bivirkninger – kroppens produktion af sådanne livscyklusser og adfærd, der hjælper med at undgå negative virkninger. Et eksempel er sæsonbestemte vandringer af dyr.

Organismer bruger typisk en kombination af alle tre veje. Tilpasning kan være baseret på tre hovedmekanismer, på grundlag af hvilke følgende typer skelnes:

- Morfologisk tilpasning ledsaget af ændringer i organismers struktur (for eksempel bladmodifikationer i ørkenplanter). Det er morfologiske tilpasninger, der fører til dannelsen af ​​visse livsformer hos planter og dyr.

- Fysiologiske tilpasninger – ændringer i organismers fysiologi (f.eks. en kamels evne til at forsyne kroppen med fugt ved at oxidere fedtreserver).

- Etologiske (adfærdsmæssige) tilpasninger karakteristisk for dyr . For eksempel sæsonbestemte migrationer af pattedyr og fugle, dvale.

Miljøfaktorer har et kvantitativt udtryk (se figur 2.6). I forhold til hver faktor kan man skelne optimal zone (normal livsaktivitet), pessimum zone (undertrykkelse) og grænser for kroppens udholdenhed (øvre og nedre). Optimal er mængden af ​​miljøfaktor, hvor intensiteten af ​​organismers vitale aktivitet er maksimal. I pessimumzonen undertrykkes organismers vitale aktivitet. Ud over grænserne for udholdenhed er eksistensen af ​​en organisme umulig.

Figur 2.6. Afhængighed af virkningen af ​​en miljøfaktor på dens mængde.

Levende organismers evne til at tolerere kvantitative udsving i virkningen af ​​en miljøfaktor i en eller anden grad kaldes miljøtolerance (valens, plasticitet, stabilitet). Miljøfaktorværdierne mellem de øvre og nedre udholdenhedsgrænser kaldes zone (område) af tolerance. For at angive grænserne for tolerance over for miljøforhold, udtrykker " eurybiont"- en organisme med en bred tolerancegrænse - og" stenobiont» – med en smal (se figur 2.7). Konsoller evry- Og steno- bruges til at danne ord, der karakteriserer indflydelsen af ​​forskellige miljøfaktorer, for eksempel temperatur (stenotermisk - eurytermisk), saltholdighed (stenotermisk - euryhalin), mad (stenofag - euryfagus) osv.

Figur 2.7. Økologisk valens (plasticitet) af arter (ifølge Yu. Odum, 1975)

De enkelte individers tolerancezoner falder ikke sammen i en art, den er åbenbart bredere end hos nogen af ​​individerne. Et sæt af sådanne egenskaber for alle miljøfaktorer, der påvirker kroppen, kaldes artens økologiske spektrum

En økologisk faktor, hvis kvantitative værdi går ud over artens udholdenhed, kaldes begrænsende (begrænsende). En sådan faktor vil begrænse artens spredning og vitale aktivitet, selv når de kvantitative værdier af alle andre faktorer er gunstige.

Begrebet "begrænsende faktor" blev først introduceret tilbage i 1840 af J. Liebig, som etablerede " minimumsloven" : Et økosystems vitale evner er begrænset af de miljøfaktorer, hvis mængde og kvalitet er tæt på det minimum, som økosystemet kræver, og deres reduktion fører til organismens død eller ødelæggelse af økosystemet.

Ideen om den begrænsende indflydelse af maksimum, sammen med minimum, blev introduceret af W. Shelford i 1913, som formulerede dette princip som « toleranceloven" : Den begrænsende faktor i en organismes (arts) velstand kan enten være en minimal eller maksimal miljøpåvirkning, hvor intervallet mellem bestemmer mængden af ​​udholdenhed (tolerance) af organismen i forhold til denne faktor.

Nu er toleranceloven, formuleret af V. Shelford, blevet udvidet med en række yderligere bestemmelser:

1. organismer kan have en bred vifte af tolerance for én faktor og en snæver interval for andre;

2. organismer med en bred vifte af tolerance er de mest udbredte;

3. Toleranceintervallet for en miljøfaktor kan afhænge af toleranceintervallet for andre miljøfaktorer;

4. hvis værdierne af en af ​​miljøfaktorerne ikke er optimale for kroppen, så påvirker dette også toleranceområdet for andre miljøfaktorer, der påvirker kroppen;

5. udholdenhedsgrænser afhænger væsentligt af kroppens tilstand; Tolerancegrænserne for organismer i yngletiden eller på larvestadiet er således normalt snævrere end for voksne;

Der kan identificeres flere mønstre for fælles handling af miljøfaktorer. Den vigtigste af dem:

1. Relativitetsloven for miljøfaktorer – retningen og intensiteten af ​​en miljøfaktors virkning afhænger af de mængder, den tages i, og i kombination med hvilke andre faktorer den virker. Der er ingen absolut gavnlige eller skadelige miljøfaktorer, alt afhænger af mængden: kun optimale værdier er gunstige.

2. Loven om relativ udskiftelighed og absolut uerstattelighed af miljøfaktorer - det absolutte fravær af nogen af ​​de obligatoriske betingelser Det er umuligt at erstatte liv med andre miljøfaktorer, men mangel eller overskud af nogle miljøfaktorer kan kompenseres af andre miljøfaktorers påvirkning.

Alle disse mønstre er vigtige i praksis. Således fører overdreven tilførsel af nitrogengødning til jorden til ophobning af nitrater i produkter landbrug. Den udbredte brug af overfladeaktive stoffer indeholdende fosfor forårsager hurtig udvikling af algebiomasse og et fald i vandkvaliteten. Mange dyr og planter er meget følsomme over for ændringer i parametrene for miljøfaktorer. Begrebet begrænsende faktorer giver os mulighed for at forstå mange negative konsekvenser menneskelige aktiviteter forbundet med uduelig eller analfabet påvirkning af det naturlige miljø.