Міністерство освіти та науки України
Тема: Абіотичні фактори середовища
Виконав:
Студент 44 групи
фізико-математичного
факультету
Житомирського державного
Університету
Марчук Михайло Анатолійович
Перевірив: Василенко О.М.
ЖДУ 2010
Основні екологічні фактори
Життя кожного організму протікає в співтоваристві з особинами свого вигляду і з іншими видами. Благополуччя істот нерозривно зв'язане і з природними умовами. До одного середовища організми в змозі пристосуватися, інша для їх існування виявляється неможливою. Життя, що оточує нас, -- це впорядкована і стійка система взаємин, відповідна плану Творця про створюваний світ, що зазнав ряд змін унаслідок гріхопадіння людини, сукупність організмів, що чутливо реагують на зовнішні умови змінами в популяціях.
Тут ви дізнаєтеся про закономірності життєдіяльності різних співтовариств живих істот у всіляких умовах зовнішнього середовища, про чинники, що визначають стійкість, розвиток і зміну біологічних систем.Екологія як наука. Екологічні чинники середовища
Предмет і завдання екології. У суспільно-політичній і науково-популярній літературі під екологією зазвичай розуміється надзвичайно вузький аспект цієї науки -- наявність або відсутність забруднень в довкіллі. Спектр питань, що вивчаються екологами, значно ширше. Екологія (греч. oikos будинок, житло) -- наука про взаємини живих організмів між собою і взаємодію їх з місцем існування. Термін увійшов до науки в середині XIX століття, набув широкого поширення через публікації праць німецького дослідника Э. Геккеля.
Вивченням взаємин організму і середовища займаються і інші науки. Фізіологія досліджує реакції організму на зовнішні дії, этология (наука про поведінку) теж розглядає взаємодію істот і середовища, а генетика -- особливості реакції організму на зовнішні умови залежно від генотипу.
Екологія розглядає природні явища в характерному для неї аспекті. У завдання екології входить вивчення закономірностей розселення популяцій на різних територіях, зміни їх чисельності і круговороту речовин, що відбувається при їх участі, а також дослідження ланцюгів здобуття енергії різними співтовариствами організмів.
Групу популяцій, що мешкають на певній території і об'єднаних мережею взаємин, називають співтовариством, або біоценозом. Біоценоз складають, наприклад, організми лісу або ставка. Термін був запропонований в 1877 р. німецьким зоологом До. Мебіусом. Разом з неживими компонентами середовища (грунтом, водою і ін.) співтовариства утворюють биогеоценозы, частіше звані просто екологічними системами. Екологія, таким чином, вивчає природні об'єкти на чотирьох послідовних рівнях: організменому, видовому для популяції, біоценотичному і экосистемном.
На організменому рівні екологів цікавлять характеристики особин, що визначають їх чисельність і розподіл в регіонах, участь в круговороті речовин, можливість адаптації до різних чинників середовища: температурі, вологості, солоності води, освітленості житла. Предметом досліджень є склад і кількість необхідної їжі, інтенсивність фотосинтезу, особливості обміну речовин, а також плодючість, швидкість росту і тривалість життя. Цей розділ екології називають аутоекологією (греч. autos сам), або "екологією особин".
Екологія популяції вивчає віковий склад популяцій, генотипи і фенотипы особини, міру їх спорідненості, динаміку чисельності і просторове розселення популяцій. З'ясовано, наприклад, що для виживання африканських слонів необхідне стадо не менше чим з 15 особин, для північних оленів потрібне стадо в 300-400 голів, а життєздатну зграю бакланів складають 10 тис. птиць. Чисельність популяцій визначається і іншими чинниками. Коні і бізони лише в стаді можуть оборонятися від хижаків, а вовки лише зграєю можуть полювати на крупний видобуток. В той же час надмірна чисельність популяції наводить до загострення конкуренції і недоліку харчових ресурсів.
На біоценотичному рівні екологів цікавить видовий склад співтовариств, що населяють екосистему. Звичайно це сотні і тисячі різних видів. У складі співтовариств мешкають в тісній взаємодії тварини і рослини, гриби, бактерії і віруси. З часом з різних причин змінюються умови зовнішнього середовища, видовий склад співтовариств, їх просторове розміщення. Дослідженням всього комплексу цих явищ займається экосистемная екологія. Підкреслюючи тісний зв'язок процесів усередині кожної популяції зі всією екосистемою, популяцію і экосистемную екологію інколи об'єднують одним терміном -- синекологія (греч. syn разом).
Разом з розділами екології рослин і екології тварин, що склалися, бурхливо розвивається нова область -- екологія мікроорганізмів. Гідроекологія вивчає водні екосистеми, лісознавство -- лісові екосистеми, палеоекологія реконструює співтовариства древніх організмів.
Екологічні знання дозволяють правильно вести промисел коштовних тварин і риб, розвивати сільське господарство і промисловість, не виснажуючи ресурси і не руйнуючи природу. Важливість таких наукових досліджень особливо велика в наші дні, коли інтенсивний технічний розвиток цивілізації став помітно порушувати збалансованість природних процесів. Для збереження довкілля властивий сучасній людині однобокий технократичний підхід в стосунках з природою має бути замінений на екологічне мислення.
Екологічні чинники. Вчення про екологічні чинники є одним з ключових біологічних розділів екології. Вплив природного середовища на співтовариства, популяції, види і окремі особини визначається її компонентами, які і називають екологічними чинниками. Будь-яка група організмів оточена природним середовищем, під яким екологи мають на увазі всі чинники живої і неживої природи. Розрізняють три групи чинників природного середовища.
Абіотичні чинники обумовлені властивостями неорганічного оточення. Сюди відносяться компоненты клімату: світло, температура, вологість, тиск, підводні течії і вітру, довгота дня, зміна пір року; хімічний склад повітря, води і грунти, наявність в грунті живильних речовин, її водопроникність і вологоємкість; радіаційний фон.
Біотичні чинники включають стосунки між особинами усередині вигляду, а також з особинами інших видів. Комахи збирають нектар і переносять пилок рослин, хижаки поїдають жертв, бактерії виробляють отрути, руйнівні клітки живих організмів. Обпадаюче листя служить їжею і проживання комахою і мікроорганізмам.
Важливим чинником є кількість і якість їжі, її вплив на плодючість і тривалість життя особин. З'ясовано, наприклад, що дрібною твариною необхідно більше за їжу на одиницю маси, чим великим, а теплокровним -- більше, ніж організмам з непостійною температурою. Синіца лазоревка (11 г) щодня споживає їжу в кількості 30% власної маси, півчий дрізд (90 г) -- 10%, а сарыч (900 г) -- всього 4,5%.
Антропогенні чинники включають безпосереднє втручання людини (охота, рибний лов, вирубка лісів і ін.) і забруднення природи унаслідок безрозсудної господарської діяльності. На обширних територіях людина знищує природні співтовариства (випалює і вирубує ліси, осушує болота) з метою створення штучних сільськогосподарських співтовариств -- агроценозів. Серед необхідних йому рослин і тваринних чоловік виробляє штучний відбір, що різко відрізняється від природного своїми наслідками.
Багато абіотичних чинників середовища роблять вплив на швидкість протікання біоенергетичних процесів в організмах, дія біотичних чинників дещо складніше. Проте для будь-якого екологічного чинника можна виділити три зони дії: оптимальну, зону пригноблення і загибелі. Так, по чиннику середньорічної температури північний захід європейської частини Росії є оптимальною зоною для хвойних дерев, створюючих там основні масиви. Ця ж температура є зоною пригноблення для листяних дерев. Навіть дрібнолиста рослина береза на північному заході Росії значно дрібніша, ніж в середній смузі. Для евкаліптів і пальм ця зона температур згубна.
Багато пальмових рослин зростають до нормальних розмірів на чорноморському побережжі південного берега Криму, але не приносять в цих умовах життєздатного насіння. Розмноження їх в цьому регіоні можливо лише в спеціальних розплідниках з подальшою висадкою. Природні умови причорномор'я є для пальмових зон пригноблення, їх поширення в цьому регіоні визначається антропогенним чинником.
Дія екологічних чинників завжди взаємна. Мала кількість азоту в грунті знижує посухостійкість злаків. Велика кількість харчових ресурсів підвищує стійкість організмів до кліматичних дій. Оптимальна температура дозволяє істотам розширити діапазон приспособливаемости до недоліку їжі і несприятливої вологості. Позитивна взаємодія чинників небезмежна. Погану освітленість, наприклад, не можна замінити ні надлишком тепла, ні достатком вологи.
У природі будь-який чинник може виявитися критичним для поширення вигляду. Так, якщо в грунті відсутній малозначимий, на перший погляд, елемент бор, зростання рослин буде сильно пригноблювано або навіть неможливий незалежно від кількості живильних речовин і кліматичних умов. Якщо кислотність грунту перевищує оптимальну для іржі або пшениці, то жодні агротехнічні заходи, окрім розкислення грунту (наприклад, вапнуванням), не приведуть до підвищення врожайності.
Чинники, що знижують життєздатність організмів, носять назву тих, що обмежують. Значення обмежуючих чинників вперше було встановлене в 1840 р. німецьким хіміком Ю. Лібіхом, засновником грунтознавства. Вивчаючи вплив на зростання рослин хімічних речовин грунту, учений сформулював принцип, згідно якому величина і стійкість урожаю визначається речовиною, що міститься в критично малій кількості.
Рослина недоторка в'яне, якщо повітря не насичене водяними парами, а ковила добре переносить засуху. Річкова форель безпосередньо мешкає у воді з вмістом кисню не менше 2 мг/л, але якщо ця величина падає нижче 1,6 мг/л, форель гине. Недолік кисню -- обмежуючий чинник для форелі. Озерні риби -- короп, сом -- пристосовані до життя в застійних водах з низьким вмістом кисню. Дрібні водоймища в літню жару інтенсивно прогріваються; з підвищенням температури вміст кисню у воді падає, і жодні риби там нездібні мешкати. У особливо жаркі роки у водоймищах відбуваються заморы, аналогічні зимовим. Літні заморы бувають в Балтійському і Азовському морях. Висока температура, як і щільний крижаний покрив, позбавляє водних мешканців кисню.
При поширенні видів тварин і рослин на північ обмежуючим чинником окрім низької зимової температури є і сума ефективних літніх температур. Розвиток ікри форелі відбувається при температурі не нижче 0°С -- це значення служить порогом розвитку. При температурі 2°С мальки покидають оболонку через 205 днів, при 5°С -- через 82 дні, а при 10°С -- через 41 день. Твір температури на дні розвитку (сума ефективних температур) залишається у мальків приблизно постійною величиною, рівною 410. Для зацвітання мати-й-мачухи потрібна сума температур 77, для кислиці -- 453, а для суниці -- 500. Ці значення обмежують географічне поширення видів. Для рису і бавовника потрібна величина 2000-4000, ці культури не можуть зростати в середній смузі. Для ячменю досить всього 1600-1900, і він благополучно зростає в помірних широтах. Поширення деревної рослинності обмежене липневою ізотермою 10-12°С, далі лісова зона змінялася тундрою.
Страницы: 1, 2
