Приклади впливу абіотичних факторів середовища. Абіотичні фактори середовища та їх вплив на живі організми

Вступ

Щодня ви, поспішаючи у справах, ходите вулицею, щулячись від холоду або обливаючись потім від спеки. А після робочого дня йдете до магазину, купуєте продукти харчування. Вийшовши з магазину, спішно зупиняєте маршрутку, що проїжджає, і безсило опускаєтеся на найближче вільне місце. Для багатьох це знайомий спосіб життя, чи не так? А ви ніколи не замислювалися над тим, як протікає життя з погляду екології? Існування людини, рослин та тварин можливе лише завдяки їх взаємодії. Не обходиться воно і впливу неживої природи. Кожен із цих типів впливу має своє позначення. Отже, існує лише три види впливу на довкілля. Це антропогенні, біотичні та абіотичні фактори. Давайте розглянемо кожен із них та його вплив на природу.

1. Антропогенні чинники - впливом геть природу всіх форм діяльності людини

Коли згадується цей термін, на думку не спадає жодної позитивної думки. Навіть коли люди роблять щось хороше для тварин і рослин, то відбувається це через наслідки раніше зробленого поганого (наприклад, браконьєрства).

Антропогенні фактори (приклади):

Висушування боліт.
Добриво поля пестицидами.
Браконьєрство.
Промислові відходи (фото)

Висновок

Як бачите, в основному людина завдає навколишньому середовищу лише шкоди. І через збільшення господарського та промислового виробництва навіть природоохоронні заходи, що започатковуються рідкісними добровольцями (створення заповідників, екологічні мітинги), вже перестають допомагати.

2. Біотичні чинники – вплив живої природи на різноманітні організми

Простіше кажучи, це взаємодія рослин та тварин між собою. Воно може бути як позитивним, і негативним. Існує кілька видів такої взаємодії:

1. Конкуренція - такі взаємозв'язки між особами одного чи різних видів, у яких використання певного ресурсу однією з них зменшує його доступність іншим. Загалом, при конкуренції тварини чи рослини борються між собою за свій шматок хліба

2. Мутуалізм - такий взаємозв'язок, коли кожен із видів отримує певну користь. Простіше кажучи, коли рослини та/або тварини гармонійно доповнюють одна одну.

3. Комменсалізм - така форма симбіозу між організмами різних видів, при якій один із них використовує житло або організм господаря як місце поселення і може харчуватися залишками їжі або продуктами його життєдіяльності. При цьому він не приносить господареві ні шкоди, ні користі. Загалом, маленьке непомітне доповнення.

Біотичні фактори (приклади):

Співіснування риб та коралових поліпів, джгутикових найпростіших і комах, дерев та птахів (наприклад, дятлів), шпаків-майн та носорогів.

Висновок

Незважаючи на те, що біотичні фактори можуть завдавати шкоди тваринам, рослинам та людині, від них є і дуже велика користь.

3. Абіотичні фактори – вплив неживої природи на різноманітні організми

Так, і нежива природа теж відіграє важливу роль у життєвих процесах тварин, рослин та людини. Мабуть, найголовнішим абіотичним фактором є погода.

Абіотичні фактори: приклади

Абіотичні фактори - це температура, вологість, освітленість, солоність води та ґрунту, а також повітряне середовище та його газовий склад.

Висновок

Абіотичні фактори можуть завдавати шкоди тваринам, рослинам та людині, але все-таки в основному вони приносять їм користь

Підсумок

Єдиний фактор, який не приносить нікому користі – це антропогенний. Так, людині він теж не приносить нічого доброго, хоча той упевнений, що змінює природу для свого блага, і не замислюється, на що перетвориться для нього та його нащадків це "благо" через десяток років. Людиною вже повністю знищено багато видів тварин та рослин, які мали своє місце у світовій екосистемі. Біосфера Землі схожа на фільм, у якому немає другорядних ролей, усі вони є головними. А ось тепер уявіть, що деякі з них забрали. Що вийде у фільмі? Ось так і в природі: якщо зникне найменша піщинка, звалиться велика будівля Життя.

До них відносять відсоток вологості повітря, температуру, кількість опадів тощо.

Для комах постійність всіх цих факторів дуже важлива, адже більшість із них здатна виживати у досить вузькому «коридорі» їх значень. Особливо це актуально для тропічних і субтропічних видів: навіть короткочасне похолодання та зниження вологості здатне призвести до їхньої загибелі або перешкодити, що теж зазнає несприятливих наслідків.

Вплив кліматичних факторів на комах відбувається постійно. Наприклад, на початку дощового літа відбувається короткочасне зниження чисельності літаючих видів, що живуть поблизу води. Незадовго до дощу вологість повітря зростає. мошок намокають і стають важчими, внаслідок чого вони починають літати практично над самою водою. Це робить їх легкою здобиччю риб; крім того, при низькому та повільному їм складніше ховатися від хижих птахів - ластівки, стрижі, піначки та інші комахоїдні теж переміщуються нижче та ловлять їх у великій кількості. Щоправда, потім, при інтенсивних опадів, популяції цих комах швидко відновлюються, оскільки волога сприяє їх розвитку.

Орографічні фактори

Рельєф земної поверхні, крутість схилів, висота житла над рівнем моря.

Найбільшою мірою орографічні чинники діють на хребетних, проте комахи теж бувають схильні до їхнього впливу.

В умовах високогір'я мешкає не так багато видів. Низька температура, коротке літо, вітри, розрідженість повітря та невелика кількість поживних речовин не дозволяє комахам селитися там так само інтенсивно, як на помірних висотах. Проте кожен вид знаходить свою екологічну нішу. Метелики лишайниці мешкають у горах на висоті до 5700 м над рівнем моря (Фото), А льодовикові блохи «дісталися» до висот близько 6000 м - вони навіть здатні витримувати заморожування і знову оживати при розморожуванні.

Хімічні фактори

До них відносять газовий склад повітря, мінеральний склад води та ін.

Більшість комах ведуть наземний спосіб життя, і їм потрібний такий самий склад повітря, як і людині. Однак деякі з них здатні переносити розріджене повітря високогір'я або насичену важкими газами атмосферу печер. У багатьох взагалі живуть у воді (бабки, поденки).

Едафічні фактори

Кислотність, механічний та хімічний склад ґрунту, його повітропроникність та щільність.

Для більшості комах, які живуть у землі або відкладають у ґрунт, дуже важливі її властивості. Наприклад, капустянка або цикад не зможуть там жити, якщо грунт буде щільний, глинистий або кам'янистий. Їм потрібна пухка земля, де вони зможуть проробляти ходи, поїдаючи коріння рослин.

Навіть види, що живуть досить глибоко в землі, дихають атмосферним повітрям, тому можливість їх існування безпосередньо залежить від повітропроникності ґрунту. Так, на глибині 5 м, в абсолютно безповітряному просторі, неможливо знайти жодну комаху.

Фізичні фактори

Шум, гамма-випромінювання, електромагнітні поля, інтенсивність сонячного випромінювання.

Всі комахи прагнуть уникати великих міст з розвиненою промисловістю та транспортом, оскільки більшість «індустріальних» фізичних явищ негативно впливають на їхнє життя. Природні чинники (сонячне випромінювання) можуть діяти ними подвійно, залежно від цього, за якої освітленості і довжині світлового дня вони звикли жити. Багато видів люблять сонце, але деякі нічні метелики та жуки його не переносять. (Фото)

Абіотичні фактори та міграції комах

Вплив комах на абіотичні фактори

Завжди вважалося, що взаємозв'язок абіотичних факторів та життя комах односторонній, тобто перші впливають на існування других. Тим не менш, при великій чисельності тих чи інших видів вони теж здатні надавати більш менш виражений вплив на фактори неживої природи. Наприклад, терміти, загальна біомаса яких можна порівняти з біомасою всіх наземних хребетних тварин, у процесі життєдіяльності виробляють метан, беручи участь у освіті парникових газів.

Нагадаємо ще раз, що абіотичні фактори – це властивості неживої природи, які прямо чи опосередковано впливають на живі організми. На Слайді 3 наведено класифікацію абіотичних факторів.

Температура є найважливішим кліматичним фактором. Від неї залежить інтенсивність обміну речовинорганізмів та їх географічне поширення. Будь-який організм здатний жити у межах певного діапазону температур. І хоча для різних видів організмів ( евритермних та стенотермних) ці інтервали різні, більшість із них зона оптимальних температур, у яких життєві функції здійснюються найактивніше і ефективно, порівняно невелика. Діапазон температур, в яких може існувати життя, становить приблизно 300 С: від -200 до +100 С. Але більшість видів і більшість їх активності присвячені ще вужчому діапазону температур. Деякі організми, особливо на стадії спокою, можуть існувати принаймні деякий час, при дуже низьких температурах. Окремі види мікроорганізмів, головним чином бактерії та водорості, здатні жити та розмножуватися при температурах, близьких до точки кипіння. Верхня межа для бактерій гарячих джерел становить 88 С, для синьо-зелених водоростей - 80 С, а для найстійкіших риб і комах - близько 50 С. Як правило, верхні граничні значення фактора виявляються більш критичними, ніж нижні, хоча багато організмів поблизу верхніх меж діапазону толерантності функціонують ефективніше.

У водних тварин діапазон толерантності до температури зазвичай більш вузький у порівнянні з наземними тваринами, оскільки діапазон коливань температури у воді менший, ніж на суші.

З погляду на живі організми вкрай важлива мінливість температури. Температура, що коливається від 10 до 20 С (в середньому складова 15 С), не обов'язково діє на організм так само, як постійна температура 15 С. постійної температури. За допомогою змінної температури вдалося прискорити розвиток яєць коника в середньому на 38,6% порівняно з розвитком при постійній температурі. Поки не ясно, чи зумовлений прискорюючий ефект самими коливаннями температури або посиленим зростанням, що викликається короткочасним підвищенням температури і не уповільненням росту, що не компенсується, при її зниженні.

Таким чином, температура є важливим і часто лімітуючим фактором. Температурні ритми значною мірою контролюють сезонну та добову активність рослин та тварин. Температура часто створює зональність і стратифікацію у водних та наземних місцеперебуваннях.

Вода фізіологічно необхідна будь-якої протоплазми. З екологічної точки зору вона служить лімітуючим фактором як у наземних місцеперебуваннях, так і у водних, де її кількість схильна до сильних коливань, або там, де висока солоність сприяє втраті води організмом через осмос. Всі живі організми в залежності від потреби їх у воді, а отже, і від відмінностей місцеперебування, поділяються на ряд екологічних груп: водні або гідрофільні- постійно мешкають у воді; гігрофільні- що живуть у дуже вологих місцепроживання; мезофільні- що відрізняються помірною потребою у воді та ксерофільні- що живуть у сухих місцеперебуваннях.

Кількість опадів і вологість - основні величини, що вимірюються щодо цього фактора. Кількість опадів залежить переважно від шляхів і характеру великих переміщень повітряних мас. Наприклад, вітри, що дмуть з океану, залишають більшу частину вологи на звернених до океану схилах, внаслідок чого за горами залишається "дощова тінь", що сприяє формуванню пустелі. Рухаючись углиб суші, повітря акумулює деяку кількість вологи, і кількість опадів знову збільшується. Пустелі, як правило, розташовані за високими гірськими хребтами або вздовж тих берегів, де вітри дмуть із великих внутрішніх сухих районів, а не з океану, наприклад, пустеля Нами в Південно-Західній Африці. Розподіл опадів по порах року - украй важливий лімітуючий фактор для організмів. Умови, що утворюються в результаті рівномірного розподілу опадів, зовсім інші, ніж при випаданні опадів протягом одного сезону. І тут тваринам і рослинам доводиться переносити періоди тривалої посухи. Як правило, нерівномірний розподіл опадів по порах року зустрічається в тропіках та субтропіках, де нерідко добре виражені вологий та сухий сезони. У тропічному поясі сезонний ритм вологості регулює сезонну активність організмів аналогічно до сезонного ритму тепла і світла в умовах помірного поясу. Роса може бути значним, а в місцях з малим випаданням дощів і дуже важливим внеском у загальну кількість опадів.

Вологість - Параметр, що характеризує вміст водяної пари в повітрі. Абсолютною вологістюназивають кількість водяної пари в одиниці об'єму повітря. У зв'язку із залежністю кількості пари, що утримується повітрям, від температури та тиску, введено поняття відносної вологості- це відношення пари, що міститься в повітрі, до пари, що насичує, при даних температурі і тиску. Так як у природі існують добовий ритм вологості - підвищення вночі та зниження вдень, і коливання її по вертикалі та горизонталі, цей фактор поряд зі світлом та температурою відіграє важливу роль у регулюванні активності організмів. Вологість змінює ефекти висоти температури. Наприклад, за умов вологості, близьких до критичних, температура має більш важливий лімітуючий вплив. Аналогічно вологість грає більш критичну роль, якщо температура близька до граничних значень. Великі водоймища значно пом'якшують клімат суші, так як для води характерна велика прихована теплота пароутворення та танення. Фактично існують два основні типи клімату: континентальнийз крайніми значеннями температури та вологості та морський,якому властиві менш різкі коливання, що пояснюється пом'якшуючим впливом великих водойм.

Доступний живим організмам запас поверхневої води залежить кількості опадів у цьому районі, але ці величини який завжди збігаються. Так, користуючись підземними джерелами, куди вода надходить з інших районів, тварини та рослини можуть отримувати більше води, ніж від надходження її з опадами. І навпаки, дощова вода іноді відразу стає недоступною для організмів.

Випромінювання Сонця є електромагнітні хвилі різної довжини. Воно необхідне живої природі, оскільки є основним зовнішнім джерелом енергії. Спектр розподілу енергії випромінювання Сонця за межами земної атмосфери (рис.6) показує, що близько половини сонячної енергії випромінюється в інфрачервоній області, 40% - у видимій та 10% - в ультрафіолетовій та рентгенівській областях.

Треба мати на увазі те, що спектр електромагнітного випромінювання Сонця дуже широкий (мал. 7) та його частотні діапазони по-різному впливають на живу речовину. Земна атмосфера, включаючи озоновий шар, селективно, тобто вибірково за частотними діапазонами, поглинає енергію електромагнітного випромінювання Сонця і до Землі доходить в основному випромінювання з довжиною хвилі від 0,3 до 3 мкм. Більше довго і короткохвильове випромінювання поглинається атмосферою.

Зі збільшенням зенітної відстані Сонця зростає відносний вміст інфрачервоного випромінювання (від 50 до 72%).

Для живої речовини важливі якісні ознаки світла. довжина хвилі, інтенсивність та тривалість впливу.

Відомо, що тварини та рослини реагують на зміну довжини хвилі світла. Колірний зір поширений у різних групах тварин плямисто: він добре розвинений у деяких видів членистоногих, риб, птахів і ссавців, але в інших видів тих же груп він може бути відсутнім.

Інтенсивність фотосинтезу варіюється зі зміною довжини хвилі світла. Наприклад, при проходженні світла через воду червона і синя частини спектру відфільтровуються і зеленувате світло, що виходить, слабо поглинається хлорофілом. Однак червоні водорості мають додаткові пігменти (фікоеритрини), що дозволяють використовувати цю енергію і жити на більшій глибині, ніж зелені водорості.

І у наземних, і у водних рослин фотосинтез пов'язаний з інтенсивністю світла лінійною залежністю до оптимального рівня світлового насичення, за яким у багатьох випадках слідує зниження інтенсивності фотосинтезу при високих інтенсивності прямого сонячного світла. У деяких рослин, наприклад, у евкаліпта, фотосинтез не інгібується прямим сонячним світлом. У цьому випадку має місце компенсація факторів, оскільки окремі рослини та цілі спільноти пристосовуються до різних інтенсивностей світла, стаючи адаптованими до тіні (діатомові, фітопланктон) або прямого сонячного світла.

Тривалість світлового дня, або фотоперіод, є "реле часу" або пусковим механізмом, що включає послідовність фізіологічних процесів, що призводять до зростання, цвітіння багатьох рослин, линяння та накопичення жиру, міграції та розмноження у птахів і ссавців і до настання діапаузи у комах. Деякі вищі рослини цвітуть зі збільшенням довжини дня (рослини довгого дня), інші зацвітають при скороченні дня (рослини короткого дня). У багатьох організмів, чутливих до фотоперіоду, налаштування біологічного годинника можна змінити експериментальною зміною фотоперіоду.

Іонізуюче випромінювання вибиває електрони з атомів та приєднує їх до інших атомів з утворенням пар позитивних та негативних іонів. Його джерелом є радіоактивні речовини, що містяться в гірських породах, крім того, воно надходить з космосу.

Різні види живих організмів сильно відрізняються своїми здібностями витримувати великі дози радіаційного опромінення. Наприклад, доза 2 Зв (зівера) – спричиняє загибель зародків деяких комах на стадії дроблення, доза 5 Зв призводить до стерильності деяких видів комах, доза 10 Зв абсолютно смертельна для ссавців. Як показують дані більшої частини досліджень, найбільш чутливі до опромінення клітини, що швидко діляться.

Вплив малих доз радіації оцінити складніше, оскільки вони можуть спричинити віддалені генетичні та соматичні наслідки. Наприклад, опромінення сосни дозою 0,01 Зв на добу протягом 10 років викликало уповільнення швидкості зростання, аналогічне до одноразової дозі 0,6 Зв. Підвищення рівня випромінювання серед над фоновим призводить до підвищення частоти шкідливих мутацій.

У вищих рослин чутливість до іонізуючого випромінювання прямо пропорційна розміру клітинного ядра, а точніше обсягу хромосом або вмісту ДНК.

У вищих тварин не виявлено такої простої залежності між чутливістю та будовою клітин; їм важливіше значення має чутливість окремих систем органів. Так, ссавці дуже чутливі навіть до низьких доз радіації внаслідок легкої пошкоджуваності опроміненням кровотворної тканини кісткового мозку, що швидко ділиться. Навіть дуже низькі рівні хронічно діючого іонізуючого випромінювання можуть викликати в кістках та інших чутливих тканинах зростання пухлинних клітин, що може проявитися лише через багато років після опромінення.

Газовий склад атмосфера також є важливим кліматичним фактором (рис. 8). Приблизно 3-3,5 млрд років тому атмосфера містила азот, аміак, водень, метан та водяну пару, а вільний кисень у ній був відсутній. Склад атмосфери значною мірою визначався вулканічними газами. Через відсутність кисню не існувало озонового екрану, що затримує ультрафіолетове випромінювання Сонця. З часом за рахунок абіотичних процесів в атмосфері планети став накопичуватися кисень, почалося формування озонового шару. Приблизно в середині палеозою споживання кисню зрівнялося з його утворенням, в цей період вміст О2 в атмосфері був близьким до сучасного - близько 20%. Далі, з середини девону, спостерігаються коливання вмісту кисню. Наприкінці палеозою сталося помітне, приблизно до 5 % сучасного рівня, зниження вмісту кисню і підвищення вмісту вуглекислого газу, що призвели до зміни клімату і, мабуть, послужили поштовхом до рясного "автотрофного" цвітіння, що створило запаси вуглеводневого палива. Потім було поступове повернення до атмосфери з низьким вмістом вуглекислого газу і високим вмістом кисню, після чого відношення О2/СО2 залишається в стані так званої коливальної стаціонарної рівноваги.

В даний час атмосфера Землі має наступний склад: кисень ~21%, азот ~78%, вуглекислий газ ~0,03%, інертні гази та домішки ~0,97%. Цікаво, що концентрації кисню та вуглекислого газу є лімітуючим для багатьох вищих рослин. У багатьох рослин вдається підвищити ефективність фотосинтезу, підвищивши концентрацію вуглекислого газу, проте маловідомо, що зниження концентрації кисню може призводити до збільшення фотосинтезу. У дослідах на бобових та багатьох інших рослинах було показано, що зниження вмісту кисню повітря до 5 % підвищує інтенсивність фотосинтезу на 50 % . Дуже важливу роль також відіграє азот. Це найважливіший біогенний елемент, що у освіті білкових структур організмів. Вітер надає лімітуючий вплив на активність та поширення організмів.

Вітер здатний навіть змінювати зовнішній вигляд рослин, особливо в тих місцеперебуваннях, наприклад в альпійських зонах, де лімітуючий вплив мають інші фактори. Експериментально показано, що у відкритих гірських місцеперебуваннях вітер лімітує зростання рослин: коли збудували стіну, яка захищала рослини від вітру, висота рослин збільшилася. Велике значення мають бурі, хоча їхня дія суто локальна. Урагани та звичайні вітри здатні переносити тварин і рослини на великі відстані і тим самим змінювати склад угруповань.

Атмосферний тиск , мабуть, не є лімітуючим фактором безпосередньої дії, проте воно має пряме відношення до погоди та клімату, які мають безпосередній лімітуючий вплив.

Водні умови створюють своєрідне місце існування організмів, що відрізняється від наземної насамперед щільністю і в'язкістю. густина води приблизно в 800 разів, а в'язкість приблизно 55 разів вище, ніж в повітря. Разом з щільністю і в'язкістю найважливішими фізико-хімічними властивостями водного середовища є: температурна стратифікація, тобто зміна температури за глибиною водного об'єкта та періодичні зміни температури у часі, а також прозорість води, що визначає світловий режим під її поверхнею: від прозорості залежить фотосинтез зелених та пурпурових водоростей, фітопланктону, вищих рослин.

Як і в атмосфері, важливу роль відіграє газовий склад водного середовища. У водних місцепроживання кількість кисню, вуглекислого газу та інших газів, розчинених у воді і тому доступних організмам, сильно варіюється в часі. У водоймах з високим вмістом органічних речовин кисень є лімітуючим фактором першорядної ваги. Незважаючи на кращу розчинність кисню у воді в порівнянні з азотом, навіть у найсприятливішому випадку у воді міститься менше кисню, ніж у повітрі, приблизно 1% за обсягом. На розчинність впливають температура води та кількість розчинених солей: при зниженні температури розчинність кисню зростає, при підвищенні солоності – знижується. Запас кисню у воді поповнюється завдяки дифузії з повітря та фотосинтезу водних рослин. Кисень дифундує у воду дуже повільно, дифузії сприяє вітер та рух води. Як уже згадувалося, найважливішим фактором, що забезпечує фотосинтетичну продукцію кисню, є світло, що проникає в товщу води. Таким чином, вміст кисню змінюється у воді залежно від часу доби, пори року та місця розташування.

Зміст вуглекислого газу у воді також може сильно змінюватись, але за своєю поведінкою вуглекислий газ відрізняється від кисню, а його екологічна роль мало вивчена. Вуглекислий газ добре розчиняється у воді, крім того, у воду надходить СО2, що утворюється при диханні та розкладанні, а також із ґрунту або підземних джерел. На відміну від кисню, вуглекислий газ вступає в реакцію з водою:

з утворенням вугільної кислоти, яка реагує з вапном, утворюючи карбонати СО22- та гідрокарбонати НСО3-. Ці сполуки підтримують концентрацію водневих іонів на рівні близькому до нейтрального значення. Невелика кількість вуглекислого газу у воді підвищує інтенсивність фотосинтезу та стимулює процеси розвитку багатьох організмів. Висока концентрація вуглекислого газу є лімітуючим фактором для тварин, так як вона супроводжується низьким вмістом кисню. Наприклад, при надто високому вмісті вільного вуглекислого газу у воді гинуть багато риб.

Кислотність - Концентрація водневих іонів (рН) - тісно пов'язана з карбонатною системою. Значення рН змінюється в діапазоні 0? рН? 14: при рН = 7 середа нейтральна, при рН<7 - кислая, при рН>7 – лужна. Якщо кислотність не наближається до крайніх значень, то угруповання здатні компенсувати зміни цього фактора - толерантність співтовариства до діапазону рН дуже значна. Кислотність може бути індикатором швидкості загального метаболізму співтовариства. У водах з низьким рН міститься мало біогенних елементів, тому продуктивність тут дуже мала.

Солоність - Зміст карбонатів, сульфатів, хлоридів і т.д. - є ще одним значущим абіотичним фактором у водних об'єктах. У прісних водах солей мало, їх близько 80 % посідає карбонати. Вміст мінеральних речовин у світовому океані становить середньому 35 г/л. Організми відкритого океану зазвичай стеногалінні, тоді як організми прибережних солонуватих вод загалом евригалінні. Концентрація солей у рідинах тіла та тканинах більшості морських організмів ізотонічна концентрації солей у морській воді, так що тут не виникає проблем з осморегуляцією.

Течія не тільки сильно впливає на концентрацію газів та поживних речовин, а й прямо діє як лімітуючий фактор. Багато річкових рослин і тварин морфологічно і фізіологічно особливим чином пристосовані до збереження свого положення в потоці: вони мають цілком певні межі толерантності до фактора течії.

Гідростатичний тиск в океані має велике значення. З зануренням у воду на 10 м тиск зростає на 1 атм (105 Па). У найглибшій частині океану тиск досягає 1000 атм (108 Па). Багато тварин здатні переносити різкі коливання тиску, особливо, якщо вони в тілі немає вільного повітря. В іншому випадку можливий розвиток газової емболії. Високі тиски, характерні великих глибин, зазвичай, пригнічують процеси життєдіяльності.

Ґрунтом називають шар речовини, що лежить поверх гірських порід земної кори. Російський вчений - дослідник природи Василь Васильович Докучаєв в 1870 році першим розглянув грунт як динамічне, а не інертне середовище. Він довів, що ґрунт постійно змінюється та розвивається, а в його активній зоні йдуть хімічні, фізичні та біологічні процеси. Ґрунт формується внаслідок складної взаємодії клімату, рослин, тварин та мікроорганізмів. Радянський академік ґрунтознавець Василь Робертович Вільямс дав ще одне визначення ґрунту – це пухкий поверхневий обрій суші, здатний виробляти врожай рослин. Зростання рослин залежить від вмісту необхідних поживних речовин у ґрунті та від його структури.

До складу ґрунту входять чотири основні структурні компоненти: мінеральна основа (зазвичай 50-60 % загального складу ґрунту), органічна речовина (до 10 %), повітря (15-25 %) та вода (25-30 %).

Мінеральний скелет ґрунту - це неорганічний компонент, що утворився з материнської породи внаслідок її вивітрювання.

Понад 50 % мінерального складу грунту займає кремнезем SiO2, від 1 до 25 % посідає глинозем Al2О3, від 1 до 10 % - на оксиди заліза Fe2О3, від 0,1 до 5 % - на оксиди магнію, калію, фосфору, кальцію. Мінеральні елементи, що утворюють речовину ґрунтового скелета, різні за розмірами: від валунів та каміння до піщаних крупинок - частинок діаметром 0,02-2 мм, мулу - частинок діаметром 0,002-0,02 мм і найдрібніших частинок глини розміром менше 0,002 мм у діаметрі. Їхнє співвідношення визначає механічну структуру ґрунту . Вона має велике значення для сільського господарства. Глини та суглинки, що містять приблизно рівну кількість глини та піску, зазвичай придатні для росту рослин, оскільки містять досить поживних речовин і здатні утримувати вологу. Піщані ґрунти швидше дренуються і втрачають поживні речовини через вилуговування, але їх вигідніше використовувати для отримання ранніх врожаїв, так як їхня поверхня висихає навесні швидше, ніж у глинистих ґрунтів, що призводить до кращого прогрівання. Зі збільшенням кам'янистості ґрунту зменшується його здатність утримувати воду.

Органічна речовина ґрунти утворюється при розкладанні мертвих організмів, їх частин та екскрементів. Органічні залишки, що не повністю розклалися, називаються підстилкою, а кінцевий продукт розкладання - аморфна речовина, в якій вже неможливо розпізнати початковий матеріал, - називається гумусом. Завдяки своїм фізичним та хімічним властивостям гумус покращує структуру ґрунту та його аерацію, а також підвищує здатність утримувати воду та поживні речовини.

Одночасно з процесом гумифікації життєво важливі елементи переходять їх органічних сполук у неорганічні, наприклад: азот - в іони амонію NH4+, фосфор - в ортофосфатіони H2PO4-, сірка - в сульфатіони SO42-. Цей процес називається мінералізацією.

Ґрунтове повітря так само як і ґрунтова вода, знаходиться в порах між частинками ґрунту. Порізність зростає від глин до суглинок та пісків. Між ґрунтом та атмосферою відбувається вільний газообмін, внаслідок чого газовий склад обох середовищ має подібний склад. Зазвичай у повітрі грунту через дихання організмів, що населяють її, трохи менше кисню і більше вуглекислого газу, ніж в атмосферному повітрі. Кисень необхідний для коріння рослин, ґрунтових тварин та організмів-редуцентів, що розкладають органічну речовину на неорганічні складові. Якщо йде процес заболочування, то ґрунтове повітря витісняється водою та умови стають анаеробними. Грунт поступово стає кислим, оскільки анаеробні організми продовжують виробляти вуглекислий газ. Грунт, якщо він небагатий на підстави, може стати надзвичайно кислим, а це поряд із виснаженням запасів кисню несприятливо впливає на ґрунтові мікроорганізми. Тривалі анаеробні умови ведуть до відмирання рослин.

Грунтові частинки утримують навколо себе кілька води, що визначає вологість грунту. Частина її, яка називається гравітаційною водою, може вільно просочуватися в глиб грунту. Це веде до вимивання із ґрунту різних мінеральних речовин, у тому числі азоту. Вода може також утримуватись навколо окремих колоїдних частинок у вигляді тонкої міцної зв'язаної плівки. Цю воду називають гігроскопічною. Вона адсорбується поверхні частинок з допомогою водневих зв'язків. Ця вода найменш доступна для коріння рослин і саме вона останньої утримується в дуже сухих ґрунтах. Кількість гігроскопічної води залежить від вмісту в ґрунті колоїдних частинок, тому в глинистих ґрунтах її набагато більше – приблизно 15 % маси ґрунту, ніж у піщанистих – приблизно 0,5 %. У міру того, як накопичуються шари води навколо ґрунтових частинок, вона починає заповнювати спочатку вузькі пори між цими частинками, а потім поширюється на все більш широкі пори. Гігроскопічна вода поступово перетворюється на капілярну, яка утримується навколо грунтових частинок силами поверхневого натягу. Капілярна вода може підніматися вузькими порами і канальцями від рівня грунтових вод. Рослини легко поглинають капілярну воду, яка грає найбільшу роль регулярному постачанні їх водою. На відміну від гігроскопічної вологи, ця вода легко випаровується. Тонкоструктурні ґрунти, наприклад глини, утримують більше капілярної води, ніж грубоструктурні, такі як піски.

Вода необхідна всім ґрунтовим організмам. Вона надходить у живі клітини шляхом осмосу.

Вода також важлива як розчинник для поживних речовин та газів, що поглинаються з водного розчину корінням рослин. Вона бере участь у руйнуванні материнської породи, що підстилає ґрунт, та у процесі ґрунтоутворення.

Хімічні властивості ґрунту залежать від вмісту мінеральних речовин, що знаходяться у ньому у вигляді розчинених іонів. Деякі іони є для рослин отрутою, інші - життєво необхідні. Концентрація у ґрунті іонів водню (кислотність) рН>7, тобто в середньому близька до нейтрального значення. Флора таких грунтів особливо багата на види. Вапняні та засолені ґрунти мають рН = 8...9, а торф'яні - до 4. На цих ґрунтах розвивається специфічна рослинність.

У ґрунті мешкає безліч видів рослинних і тваринних організмів, що впливають на її фізико-хімічні характеристики: бактерії, водорості, гриби або найпростіші одноклітинні, черв'яки та членистоногі. Біомаса їх у різних ґрунтах дорівнює (кг/га): бактерій 1000-7000, мікроскопічних грибів - 100-1000, водоростей 100-300, членистоногих - 1000, черв'яків 350-1000.

У ґрунті здійснюються процеси синтезу, біосинтезу, протікають різні хімічні реакції перетворення речовин, пов'язані з життєдіяльністю бактерій. За відсутності у ґрунті спеціалізованих груп бактерій їхню роль виконують ґрунтові тварини, які переводять великі рослинні залишки в мікроскопічні частинки і таким чином роблять органічні речовини доступними для мікроорганізмів.

Органічні речовини виробляються рослинами при використанні мінеральних солей, сонячної енергії та води. Таким чином, ґрунт втрачає мінеральні речовини, які рослини взяли з неї. У лісах частина поживних речовин знову повертається у ґрунт через листопад. Культурні рослини за якийсь період часу вилучають із ґрунту значно більше біогенних речовин, ніж повертають до нього. Зазвичай втрати поживних речовин заповнюються внесенням мінеральних добрив, які в основному не можуть бути використані рослинами і повинні бути трансформовані мікроорганізмами в біологічно доступну форму. За відсутності таких мікроорганізмів ґрунт втрачає родючість.

Основні біохімічні процеси протікають у верхньому шарі ґрунту завтовшки до 40 см, тому що в ньому живе найбільша кількість мікроорганізмів. Одні бактерії беруть участь у циклі перетворення лише одного елемента, інші – у циклах перетворення багатьох елементів. Якщо бактерії мінералізують органічну речовину – розкладають органічну речовину на неорганічні сполуки, то найпростіші знищують надмірну кількість бактерій. Дощові черв'яки, личинки жуків, кліщі розпушують ґрунт і цим сприяють його аерації. Крім того, вони переробляють органічні речовини, що важко розщеплюються.

До абіотичних факторів довкілля живих організмів належать також фактори рельєфу (топографія) . Вплив топографії тісно пов'язане з іншими абіотичними факторами, оскільки вона може сильно позначатися на місцевому кліматі та розвитку ґрунту.

Головним топографічним чинником є висота над рівнем моря. З висотою знижуються середні температури, збільшується добовий перепад температур, зростають кількість опадів, швидкість вітру та інтенсивність радіації, знижуються атмосферний тиск та концентрації газів. Всі ці фактори впливають на рослини та тварин, зумовлюючи вертикальну зональність.

Гірські ланцюги можуть бути кліматичними бар'єрами. Гори служать також бар'єрами для поширення та міграції організмів і можуть грати роль лімітуючого фактора у процесах видоутворення.

Ще один топографічний фактор - експозиція схилу . У північній півкулі схили, звернені на південь, отримують більше сонячного світла, тому інтенсивність світла та температура тут вища, ніж на дні долин та на схилах північної експозиції. У південній півкулі має місце зворотна ситуація.

Важливим фактором рельєфу є також крутість схилу . Для крутих схилів характерні швидкий дренаж і змивання ґрунтів, тому тут ґрунти малопотужні та сухіші. Якщо ухил перевищує 35Ь, ґрунт і рослинність зазвичай не утворюються, а створюються осипи з пухкого матеріалу.

Серед абіотичних факторів особливої уваги заслуговує вогонь або пожежа . В даний час екологи дійшли однозначної думки, що пожежу треба розглядати як один із природних абіотичних факторів поряд з кліматичними, едафічними та іншими факторами.

Пожежі як екологічний фактор бувають різних типів і залишають по собі різні наслідки. Верхові або дикі пожежі, тобто дуже інтенсивні і не підтримуються стримування, руйнують всю рослинність і всю органіку ґрунту, наслідки ж низових пожеж зовсім інші. Верхові пожежі чинять лімітуючу дію на більшість організмів - біотичній спільноті доводиться починати все спочатку, з того небагато, що залишилося, і має пройти багато років, поки ділянка знову стане продуктивною. Низові пожежі, навпаки, мають вибіркову дію: для одних організмів вони виявляються більш лімітуючим, для інших - менш лімітуючим фактором і таким чином сприяють розвитку організмів з високою толерантністю до пожеж. Крім того, невеликі низові пожежі доповнюють дію бактерій, розкладаючи померлі рослини та прискорюючи перетворення мінеральних елементів живлення на форму, придатну для використання новими поколіннями рослин.

Якщо низові пожежі трапляються регулярно раз на кілька років, на землі залишається мало хмизу, це знижує ймовірність спалаху крон. У лісах, що не горіли понад 60 років, накопичується стільки горючої підстилки та деревини, що відмерла, що при її займанні верхова пожежа майже неминуча.

Рослини виробили спеціальні адаптації до пожежі, так само, як вони зробили по відношенню до інших абіотичних факторів. Зокрема, нирки злаків та сосен приховані від вогню у глибині пучків листя чи хвоїнок. У періодично вигоряють місцеперебування ці види рослин отримують переваги, так як вогонь сприяє їх збереженню, вибірково сприяючи їх процвітанню. Широколистяні ж породи позбавлені захисних пристроїв від вогню, він для них згубний.

Таким чином, пожежі підтримують стійкість лише деяких екосистем. Листопадним і вологим тропічним лісам, рівновага яких складалася без впливу вогню, навіть низова пожежа може завдати великої шкоди, зруйнувавши багатий гумусом верхній горизонт ґрунту, призвівши до ерозії та вимивання з неї біогенних речовин.

Питання "палити чи не палити" незвичне для нас. Наслідки випалювання можуть бути дуже різними залежно від часу та інтенсивності. За своєю необережністю людина нерідко буває причиною збільшення частоти диких пожеж, тому необхідно активно боротися за пожежну безпеку у лісах та зонах відпочинку. Приватна особа в жодному разі не має права навмисно чи випадково викликати пожежу у природі. Водночас необхідно знати, що використання вогню спеціально навченими людьми є частиною правильного землекористування.

Для абіотичних умов справедливими є всі розглянуті закони впливу екологічних факторів на живі організми. Знання цих законів дозволяє відповісти питанням: чому у різних регіонах планети сформувалися різні екосистеми? Основна причина – своєрідність абіотичних умов кожного регіону.

Популяції концентруються на певній території і не можуть бути поширені скрізь з однаковою щільністю, оскільки мають обмежений діапазон толерантності по відношенню до факторів навколишнього середовища. Отже, кожному поєднання абіотичних чинників характерні свої види живих організмів. Багато варіантів поєднань абіотичних факторів і пристосованих до них видів живих організмів зумовлюють різноманітність екосистем на планеті.

Наземно – повітряне середовище життя та його особливості. Адаптації організмів до проживання в наземно-повітряному середовищі

Водне середовище життя. Адаптації організмів до водного середовища

Середовища визначаються кліматичними умовами, а також ґрунтовими та водними.

Класифікація

Існує кілька класифікацій абіотичних факторів. Одна з найпопулярніших поділяє їх на такі складові:

фізичні фактори (барометричний тиск, вологість);
хімічні фактори (склад атмосфери, мінеральні та органічні речовини ґрунту, рівень рН у ґрунті та інші)
механічні фактори (вітер, зсуви, рухи води та ґрунту, рельєф місцевості та ін.)

Абіотичні чинники довкілля істотно впливають поширення видів тварин і визначають їх ареал, тобто. географічну зону, яка є місцем проживання тих чи інших організмів.

Температура

Особливе значення приділяється температурі, оскільки це найважливіший показник. Залежно від температури, абіотичні чинники середовища відрізняються термічними поясами, із якими пов'язана життя організмів у природі. Це — холодний, помірний, тропічний і температура, яка сприятлива для життєдіяльності організмів, називається оптимальною. Майже всі організми здатні жити в діапазоні 0-50 °С.

Залежно від здатності існувати у різних температурних умовах, їх класифікують як:

евритермні організми, пристосовані до умов різких температурних коливань;
стенотермні організми, що у вузькому температурному діапазоні.

Еврітермними вважають організми, які мешкають переважно там, де переважає континентальний клімат. Ці організми здатні витримувати жорсткі температурні коливання (личинки двокрилих, бактерії, водорості, гельмінти). Деякі евритермні організми можуть впадати в стан сплячки, якщо посилюється температурний фактор. Обмін речовин у такому стані значно знижується (барсуки, ведмеді та ін.).

Стенотермні організми можуть бути серед рослин, і тварин. Наприклад, більшість морських тварин виживають за температури до 30°С.

Тварин поділяють наскільки можна підтримувати власну терморегуляцію, тобто. постійну температуру тіла, на так званих пойкілотермних та гомойотермних. Перші можуть змінювати свою температуру, тоді як у других вона завжди постійна. Всі ссавці та ряд птахів є гомойотермними тваринами. До пойкілотермних відносять всі організми, крім деяких видів птахів та ссавців. Температура тіла у них близька до температури навколишнього середовища. У ході еволюції тварини, що належать до гомойотермних, пристосувалися захищатися від холоду (спячка, міграції, хутро та інше).

Світло

Абіотичні чинники середовища – це світло та його інтенсивність. Його важливість особливо велика для фотосинтезуючих рослин. На рівень фотосинтезу впливає інтенсивність якісного складу світла, розподіл світла у часі. Однак при цьому відомі бактерії та гриби, які можуть тривалий час розмножуватися у повній темряві. Рослини поділяють на світлолюбні, тепловитривалі та теплолюбні.

Для багатьох тварин важлива тривалість світлового дня, яка впливає на статеву функцію, збільшуючи її в період довгого світлового дня та пригнічуючи при короткому (осінь чи зима).

Вологість

Вологість є комплексним фактором і є кількістю водяної пари в повітряному середовищі і води в грунті. Від рівня вологості залежить тривалість життя клітин, відповідно, і всього організму. На вологість ґрунту впливає кількість опадів, глибина залягання води у ґрунті та інші умови. Волога необхідна розчинення мінеральних речовин.

Абіотичні фактори водного середовища

Хімічні чинники не поступаються своїм значенням фізичним чинникам. Велика роль належить газовому і складу водного середовища. Майже всі організми потребують кисню, а ряд організмів — азоту, сірковододу або метану.

Фізичні абіотичні фактори середовища є газовим складом, який надзвичайно важливий для тих живих істот, які мешкають у водному середовищі. У водах Чорного моря, наприклад, багато сірководню, через що цей басейн вважається не дуже сприятливим для багатьох організмів. Солоність - важлива складова водного середовища. Найбільше водних тварин проживає в солоних водах, менша кількість — у прісних водах, а ще менша — у трохи солонуватій воді. На поширення та розмноження водних тварин впливає здатність до підтримки сольового складу внутрішнього середовища.

Абіотичні фактори – це властивості неживої природи, які прямо чи опосередковано впливають на живі організми. На рис. 5 (див. додаток) наведено класифікацію абіотичних факторів. Почнемо розгляд з кліматичних факторів довкілля.

Температура є найважливішим кліматичним чинником. Від неї залежить інтенсивність обміну речовин організмів та його географічне поширення. Будь-який організм здатний жити у межах певного діапазону температур. І хоча різних видів організмів (евритермных і стенотермных) ці інтервали різні, більшість із них зона оптимальних температур, у яких життєві функції здійснюються найактивніше і ефективно, порівняно невелика. Діапазон температур, в яких може існувати життя, становить приблизно 300 °С: від 200 до +100 ЬС. Але більшість видів і більшість активності присвячені ще вужчому діапазону температур. Певні організми, особливо на стадії спокою, можуть існувати принаймні деякий час, при дуже низьких температурах. Окремі види мікроорганізмів, головним чином бактерії та водорості, здатні жити та розмножуватися при температурах, близьких до точки кипіння. Верхня межа для бактерій гарячих джерел становить 88 С, для синьо-зелених водоростей 80 С, а для найстійкіших риб і комах близько 50 С. Як правило, верхні граничні значення фактора виявляються більш критичними, ніж нижні, хоча багато організмів поблизу верхніх меж діапазону толерантності функціонують більш ефективно.

Таким чином, температура є важливим і часто лімітуючим фактором. Температурні ритми значною мірою контролюють сезонну та добову активність рослин та тварин.

Кількість опадів та вологість основні величини, що вимірюються при вивченні цього фактора. Кількість опадів залежить переважно від шляхів і характеру великих переміщень повітряних мас. Наприклад, вітри, що дмуть з океану, залишають більшу частину вологи на звернених до океану схилах, внаслідок чого за горами залишається "дощова тінь", що сприяє формуванню пустелі. Рухаючись углиб суші, повітря акумулює деяку кількість вологи, і кількість опадів знову збільшується. Пустелі, як правило, розташовані за високими гірськими хребтами або вздовж тих берегів, де вітри дмуть із великих внутрішніх сухих районів, а не з океану, наприклад, пустеля Нами в Південно-Західній Африці. Розподіл опадів по порах року украй важливий лімітуючий фактор для організмів.

Вологість параметр, що характеризує вміст водяної пари в повітрі. Абсолютною вологістю називають кількість водяної пари в одиниці об'єму повітря. У зв'язку з залежністю кількості пари, що утримується повітрям, від температури і тиску, введено поняття відносної вологості це відношення пари, що міститься в повітрі, до пари, що насичує, при даних температурі і тиску. Так як у природі існують добовий ритм вологості підвищення вночі та зниження вдень, і коливання її по вертикалі та горизонталі, цей фактор поряд зі світлом та температурою відіграє важливу роль у регулюванні активності організмів. Доступний живим організмам запас поверхневої води залежить кількості опадів у цьому районі, але ці величини який завжди збігаються. Так, користуючись підземними джерелами, куди вода надходить з інших районів, тварини та рослини можуть отримувати більше води, ніж від надходження її з опадами. І навпаки, дощова вода іноді відразу стає недоступною для організмів.

Випромінювання Сонця є електромагнітними хвилями різної довжини. Воно необхідне живої природі, оскільки є основним зовнішнім джерелом енергії. Треба мати на увазі те, що спектр електромагнітного випромінювання Сонця дуже широкий і його частотні діапазони по-різному впливають на живу речовину.

Для живої речовини важливими є якісні ознаки світла довжина хвилі, інтенсивність і тривалість впливу.

Іонізуюче випромінювання вибиває електрони з атомів та приєднує їх до інших атомів з утворенням пар позитивних та негативних іонів. Його джерелом є радіоактивні речовини, що містяться в гірських породах, крім того, воно надходить з космосу.

Різні види живих організмів сильно відрізняються своїми здібностями витримувати великі дози радіаційного опромінення. Як показують дані більшої частини досліджень, найбільш чутливі до опромінення клітини, що швидко діляться.

Газовий склад атмосфери також є важливим кліматичним фактором. Приблизно 33,5 млрд років тому атмосфера містила азот, аміак, водень, метан та водяну пару, а вільний кисень у ній був відсутній. Склад атмосфери значною мірою визначався вулканічними газами. Через відсутність кисню не існувало озонового екрану, що затримує ультрафіолетове випромінювання Сонця. З часом за рахунок абіотичних процесів в атмосфері планети став накопичуватися кисень, почалося формування озонового шару.

Вітер здатний навіть змінювати зовнішній вигляд рослин, особливо в тих місцеперебуваннях, наприклад в альпійських зонах, де лімітуючий вплив мають інші фактори. Експериментально показано, що у відкритих гірських місцеперебуваннях вітер лімітує зростання рослин: коли збудували стіну, яка захищала рослини від вітру, висота рослин збільшилася. Велике значення мають бурі, хоча їхня дія суто локальна. Урагани та звичайні вітри здатні переносити тварин і рослини на великі відстані і тим самим змінювати склад угруповань.

Атмосферний тиск, мабуть, не є лімітуючим фактором безпосередньої дії, проте він має пряме відношення до погоди та клімату, які мають безпосередній лімітуючий вплив.

Водні умови створюють своєрідне місце існування організмів, що відрізняється від наземної насамперед щільністю і в'язкістю. Щільність води приблизно в 800 разів, а в'язкість приблизно в 55 разів вища, ніж у повітря. Разом із щільністю та в'язкістю найважливішими фізикохімічними властивостями водного середовища є: температурна стратифікація, тобто зміна температури за глибиною водного об'єкта та періодичні зміни температури в часі, а також прозорість води, що визначає світловий режим під її поверхнею: від прозорості залежить фотосинтез зелених та пурпурових водоростей фітопланктону, вищих рослин.

Як і атмосфері, важливу роль відіграє газовий склад водного середовища. У водних місцепроживання кількість кисню, вуглекислого газу та інших газів, розчинених у воді і тому доступних організмам, сильно варіюється в часі. У водоймах з високим вмістом органічних речовин кисень є лімітуючим фактором першорядної ваги.

Кислотна концентрація водневих іонів (рН) тісно пов'язана з карбонатною системою. Значення рН змінюється в діапазоні від 0 до 14 рН: при рН=7 середа нейтральна, при рН<7 кислая, при рН>7 лужна. Якщо кислотність не наближається до крайніх значень, то співтовариства здатні компенсувати зміни цього фактора, толерантність співтовариства до діапазону рН дуже значна. У водах з низьким рН міститься мало біогенних елементів, тому продуктивність тут дуже мала.

Солоність вміст карбонатів, сульфатів, хлоридів і т.д. є ще одним значним абіотичним фактором у водних об'єктах. У прісних водах солей мало, їх близько 80 % посідає карбонати. Вміст мінеральних речовин у світовому океані становить середньому 35 г/л. Організми відкритого океану зазвичай стеногалінні, тоді як організми прибережних солонуватих вод загалом евригалінні. Концентрація солей у рідинах тіла та тканинах більшості морських організмів ізотонічна концентрації солей у морській воді, так що тут не виникає проблем з осморегуляцією.

Течія не тільки сильно впливає на концентрацію газів та поживних речовин, а й прямо діє як лімітуючий фактор. Багато річкових рослин і тварин морфологічно і фізіологічно особливим чином пристосовані до збереження свого положення в потоці: вони мають цілком певні межі толерантності до фактора течії.

Гідростатичний тиск в океані має велике значення. З зануренням у воду на 10 м тиск зростає на 1 атм (105 Па). У найглибшій частині океану тиск досягає 1000 атм (108 Па). Багато тварин здатні переносити різкі коливання тиску, особливо, якщо вони в тілі немає вільного повітря. В іншому випадку можливий розвиток газової емболії. Високі тиски, характерні великих глибин, зазвичай, пригнічують процеси життєдіяльності.

Грунт.

Ґрунтом називають шар речовини, що лежить поверх гірських порід земної кори. Російський вчений дослідник природи Василь Васильович Докучаєв в 1870 році першим розглянув грунт як динамічне, а не інертне середовище. Він довів, що ґрунт постійно змінюється та розвивається, а в його активній зоні йдуть хімічні, фізичні та біологічні процеси. Ґрунт формується внаслідок складної взаємодії клімату, рослин, тварин та мікроорганізмів. До складу ґрунту входять чотири основні структурні компоненти: мінеральна основа (зазвичай 5060 % загального складу ґрунту), органічна речовина (до 10 %), повітря (1525 %) та вода (2530 %).

Мінеральний скелет ґрунту це неорганічний компонент, який утворився з материнської породи внаслідок її вивітрювання.

Органічна речовина ґрунту утворюється при розкладанні мертвих організмів, їх частин та екскрементів. Органічні залишки, що не повністю розклалися, називаються підстилкою, а кінцевий продукт розкладання аморфна речовина, в якій вже неможливо розпізнати початковий матеріал, називається гумусом. Завдяки своїм фізичним та хімічним властивостям гумус покращує структуру ґрунту та його аерацію, а також підвищує здатність утримувати воду та поживні речовини.

У ґрунті мешкає безліч видів рослинних і тваринних організмів, що впливають на її фізикохімічні характеристики: бактерії, водорості, гриби або найпростіші одноклітинні, черв'яки та членистоногі. Біомаса їх у різних ґрунтах дорівнює (кг/га): бактерій 10007000, мікроскопічних грибів 1001000, водоростей 100300, членистоногих 1000, черв'яків 3501000.

Гірські ланцюги можуть бути кліматичними бар'єрами. Гори служать також бар'єрами для поширення та міграції організмів і можуть грати роль лімітуючого фактора у процесах видоутворення.

Ще один топографічний фактор - експозиція схилу. У північній півкулі схили, звернені на південь, отримують більше сонячного світла, тому інтенсивність світла та температура тут вища, ніж на дні долин та на схилах північної експозиції. У південній півкулі має місце зворотна ситуація.

Важливим фактором рельєфу є також крутість схилу. Для крутих схилів характерні швидкий дренаж і змивання ґрунтів, тому тут ґрунти малопотужні та сухіші.

Ареали поширення та чисельність організмів кожного виду обмежуються не лише умовами зовнішнього неживого середовища, а й їхніми стосунками з організмами інших видів. Безпосереднє живе оточення організму становить його біотичне середовище, а чинники цього середовища називаються біотичними. Представники кожного виду здатні існувати в оточенні, де зв'язки з іншими організмами забезпечують їм нормальні умови життя.

Розглянемо характерні риси відносин різних типів.

Конкуренція є у природі найбільш всеохоплюючим типом відносин, у якому дві популяції чи дві особи у боротьбі необхідні життя умови впливають друг на друга негативно.

Конкуренція може бути внутрішньовидової та міжвидової.

Внутрішньовидова боротьба відбувається між особинами того самого виду, міжвидова конкуренція має місце між особинами різних видів. Конкурентна взаємодія може стосуватися життєвого простору, їжі або біогенних елементів, світла, місця укриття та багатьох інших життєво важливих факторів.

Міжвидова конкуренція, незалежно від того, що лежить в її основі, може призвести або до встановлення рівноваги між двома видами, або до заміни популяції одного виду популяцією іншого, або до того, що один вид витіснить інший в інше місце або змусить його перейти на Використання інших ресурсів. Встановлено, що два однакових в екологічному відношенні та потребах виду не можуть співіснувати в одному місці і рано чи пізно один конкурент витісняє іншого. Це так званий принцип виключення або Гаузе.

Оскільки в структурі екосистеми переважають харчові взаємодії, найбільш характерною формою взаємодії видів у трофічних ланцюгах є хижацтво, при якому особина одного виду, яка називається хижаком, живиться організмами (або частинами організмів) іншого виду, званого жертвою, причому хижак живе окремо від жертви. У таких випадках кажуть, що два види залучені у стосунки хижака жертви.

Нейтралізм це такий тип відносин, у якому жодна з популяцій не надає на іншу ніякого впливу: не позначається на зростанні його популяцій, що у рівновазі, і їх щільності. Насправді буває, однак, досить важко за допомогою спостережень та експериментів у природних умовах переконатися, що два види абсолютно незалежні один від одного.

Узагальнюючи розгляд форм біотичних відносин, можна зробити такі висновки:

1) відносини між живими організмами є одним з основних регуляторів чисельності та просторового розподілу організмів у природі;

2) негативні взаємодії між організмами виявляються на початкових стадіях розвитку співтовариства або у порушених природних умовах; у нещодавно сформованих чи нових асоціаціях ймовірність виникнення сильних негативних взаємодій більша, ніж у старих асоціаціях;

3) у процесі еволюції та розвитку екосистем виявляється тенденція до зменшення ролі негативних взаємодій з допомогою позитивних, підвищують виживання взаємодіючих видів.

Всі ці обставини людина повинна враховувати під час проведення заходів щодо управління екологічними системами та окремими популяціями з метою використання їх у своїх інтересах, а також передбачати опосередковані наслідки, які можуть при цьому мати місце.