Файл: Лекция 2. Взаимодействие организмов и среды.doc

Лекция №2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ОРГАНИЗМОВ И СРЕДЫЗнакомство с экологией мы начинаем, пожалуй, с одного из самых разработанных и изученных разделов - аутэкологии. Как вы помните из первой лекции, внимание аутэкологии концентрируется на взаимодействии особей или групп особей с условиями окружающей их среды. Поэтому ключевым понятием аутэкологии является экологический фактор, то есть фактор окружающей среды, воздействующий на организм. Влияние окружающей среды на организм и называется экологическим фактором. Точное научное определение звучит так: Экологический фактор - это любой элемент среды, оказывающий прямое или косвенное влияние на живые организмы. В свою очередь организм реагирует на экологический фактор приспособительными реакциями.Условия существования – совокупность экологических факторов, обеспечивающих рост, развитие и воспроизводство организмов. С экологических позиций среда - это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях. Окружающая организм среда характеризуется огромным разнообразием, слагаясь из множества динамичных во времени и пространстве элементов, явлений, условий, которые рассматриваются в качестве факторов.

Классификация экологических факторов

По своей природе экологические факторы делят на три группы:

• 
  абиотические факторы - влияния неживой природы;
  
• 
  биотические факторы - влияния живой природы.
  
• 
  антропогенные факторы - влияния, вызванные деятельностью человека ("антропос" - человек).
  

Абиотические:• климатические (свет, влага, давление, температура, движение воздуха) • почвенные (состав, влагоемкость, плотность, воздухопроницаемость)• орографические (рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона)• химические (составы газового воздуха, солевой состав воды, кислотность) Биотические: • фитогенные (растения) • зоогенные (животные)• микробиогенные (вирусы, бактерии) • антропогенные (деятельность человека).

Абиотические факторы наземной среды

1) Лучистая энергия солнца.Солнечная энергия - основной источник энергии на Земле, основа существования живых организмов (процесс фотосинтеза).

---

Количество энергии у поверхности Земли - 21*10 кДж (солнечная постоянная) - на экваторе. Уменьшается к полюсам примерно в 2,5 раза. Также количество солнечной энергии зависит от периода года, продолжительности дня, прозрачности атмосферного воздуха (чем больше пыли, тем меньше солнечной энергии). На основе радиационного режима выделяют климатические пояса (тундра, леса, пустыни и т. д.) (солнечная радиация).2) Освещение. Определяется годовой суммарной солнечной радиацией, географическими факторами (состояние атмосферы, характер рельефа и т. д.). Свет необходим для процесса фотосинтеза, определяет сроки цветения и плодоношения растений. Растения подразделяются на:• светолюбивые - растения открытых, хорошо освещаемых мест.• тенелюбивые - нижние ярусы лесов (зеленый мох, лишайник). • тепловыносливые - хорошо растут на свету, но и переносят затенение. Легко подстраиваются под световой режим. Для животных световой режим не является таким необходимым экологическим фактором, но он необходим для ориентации в пространстве. Поэтому различные животные имеют различную конструкцию глаз. У беспозвоночных - самая примитивная, у других - очень сложная. У постоянных обитателей пещер может отсутствовать. Гремучие змеи видят ИК часть спектра, поэтому охотятся ночью.3) Температура:Один из важнейших абиотических факторов, прямо или косвенно влияющий на живые организмы. Температура непосредственно влияет на жизнедеятельность растений и животных, определяя их активность и характер существования в конкретных ситуациях. Особенно заметное влияние оказывает t на фотосинтез, обмен веществ, потребление пищи, двигательную активность и размножение. В зависимости от характера теплообмена с внешней средой организмы делятся: • Организмы, t тела= t окр. среды, т.е. меняется в зависимости от t окр. среды, нет механизма терморегуляции (растения, рыбы, рептилии). • Организмы с постоянной t

---

тела (млекопитающие, птицы), более высокий уровень обмена веществ. Существует теплоизоляционный слой (мех, перья, жир), t =36-40°C.Также выделяют организмы, способные переносить колебания t⁰ в широких пределах (лишайники, млекопитающие, северные птицы) и организмы, существующие только при определенных t⁰ (глубоководные организмы, водоросли полярных льдов).4) Влажность атмосферного воздуха. Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы (до высоты 2 км), где концентрируется до 50 всей влаги, количество водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит от t воздуха.5) Атмосферные осадки.Это дождь, снег, град и т.д. Осадки определяют перемещение и распространение вредных веществ в окружающей среде. В общем кругообороте воды наиболее подвижны именно атмосферные осадки, т.к. объем влаги в атмосфере меняется 40 раз за год. Основными условиями возникновения осадков являются: t воздуха, движение воздуха, рельеф.Существуют следующие зоны в распределении осадков по земной поверхности:• Влажная экваториальная. Осадков более 2000 мм/год, например, бассейны рек Амазонка, Конго. Максимальное количество осадков - 11684 мм/год - о. Кауан (Гавайские о-ва), 350 дней в году дождь. Здесь располагаются влажные экваториальные леса - самый богатый тип растительности (более 50 тысяч видов). • Сухая зона тропического пояса. Осадков менее 200 мм/год. Пустыня Сахара и т.д. Минимальное количество осадков - 0,8 мм/год -пустыня Атакама (Чили, Южная Америка). • Влажная зона умеренных широт. Осадков более 500 мм/год. Лесная зона Европы и Северная Америка, Сибирь.• Полярная область.Незначительное количество осадков до 250 мм/год (низкая t воздуха, низкое испарение). Арктические пустыни с бедной растительностью.6) Газовый состав атмосферы.

---

Состав ее практически постоянен и включает: N -78%, 0 -20,9%, СО , аргон и другие газы, частицы воды, пыль.7) Движение воздушных масс (ветер). Максимальная скорость ветра примерно 400 км/час -ураган (штат Нью-Гемпшир, США). Ветровой напор - направление ветра в сторону меньшего давления. Ветер переносит примеси в атмосфере.8) Давление атмосферы. 760 мм ртутного столба или 10 кПа.

Абиотические факторы почвенного покрова

Почва - это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растений, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой. Важнейшим свойством почвы является плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы.Состав почвы: твердые частицы, жидкость (вода), газы (воздух - О , СО ), растения, животные, микроорганизмы, гумус.Толщина почвы: 0,5м - тундра, горы; 1,5м - на равнинах.1 см почвы образуется примерно за 100 лет. Типы почв:1 Арктические и тундровые (гумус до 1 -3 %) 2 Подзолистые (хвойные леса, гумус до 4-5 %). 3 Черноземы (степь, гумус до 10 %). 4 Каштановые (в сухих степях, гумус до 4%).5 Серо-бурые (пустыни субтропические пояса, гумус 1-1,5%). 6 Красноземы (влажный субтропический лес, гумус до 6 %).Гумус - органическое вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения растительных и животных остатков, которое накапливается в верхнем слое почвы. Главный источник питания растений. В гумусе также накапливаются микроэлементы. В процессе эксплуатации почв количество гумуса уменьшается, поэтому необходимо вносить различные удобрения.Физические свойства:

---

1. Механический состав - содержание частиц различного диаметра.2. Плотность.3. Теплоемкость, теплопроводность. 4. Влагоемкость, влагопроницаемость (у песка выше влагопроницаемость, у глины - влагопроницаемость).5. Аэрация - способность насыщения почвы воздухом (рыхление почвы).Химические свойства:1. Химический состав:

• 
  до 50 % SiO - кремнезем
  
• 
  до 25 % Al O - глинозем
  
• 
  до 10 %- оксиды Fe
  
• 
  остальное - оксиды Са, К, Mg, Р и т.д.
  

2. КислотностьВлияние кислотности на растения: • Обитают на кислых почвах (рН < 6,7) карликовая береза, хвощ, некоторые мхи• Нейтральные (рН 6,7 - 7,0) большинство культурных растений • На щелочных почвах (рН > 7,0) степные и пустынные растения (лебеда, полынь...)• Могут расти на любой почве (ландыш, вьюн, земляника лесная)3. Содержание вредных веществ (пестициды, тяжелые металлы и т.д.) Абиотические факторы водной среды Водная оболочка Земли называется гидросферой, и включает океаны, моря, реки, озера, болота, ледники и т. д. Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли (71 % земной поверхности). Средняя глубина - 3554м, вес 0,022 % веса планеты, площадь - 1350 млн. кв. км - океаны, 35 млн. кв. км - пресные воды.Абиотические факторы водной среды - это физические и химические свойства воды как среды обитания живых организмов.Физические свойства:1. Плотность. Плотность как экологический фактор определяет условия передвижения организмов, причем некоторые из них (головоногие моллюски, ракообразные и т.д.), обитающие на больших глубинах, могут переносить давление до 400 - 500 атмосфер. Плотность воды также обеспечивает возможность опираться на нее, что особенно важно для бесскелетных форм (планктон).2. Температура. Изменение t° в зависимости от глубины и колебания (суточные и сезонные). Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше, что связано с высокой теплоемкостью воды. Например, колебания t° верхних слоев океана 10-15°С, более глубокие слой 3 -4°С.3. Световой режим. Играет важную роль в распределении водных организмов. Водоросли в океане обитают в освещаемой зоне, чаще всего на глубине до 40 м, если прозрачность воды велика, то и до 200 м.

---