экологические факторы классификация
экологические факторы – это любой элементокружающей среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействие на живой организм хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития или любое условие среды, на которое организм отвечает приспособительными реакциями.
Фактор – это движущая сила какого-либо процесса или влияющее на организм условие.
Каждый живой организм в течение всей своей жизни находится под воздействием множества экол. факторов, различающихся происхождением, качеством, количеством, временем воздействия, т.е. режимом. Т.о., окр. среда – это фактически набор действующих на организм экол. факторов.
Классификация экологических факторов:
Абиотические (абиогенные) – факторы неживой природы.
Биотические (биогенные) – факторы живой природы.
По своему происхождению обе группы могут быть как природными, так и антропогенными. Человек в ходе своей деятельности не только меняет режим природных экол. факторов, но и создаёт новые, синтезируя новые хим. соединения, ядохимикаты, удобрения, лекарства, синтетические материалы.
К абиотическим факторам относятся:
Физические (космические, климатические, геоморфологические, почвенные).
Химические (компоненты воздуха, воды, кислотность и др. хим. свойства почвы, примеси промышленного происхождения).
К биотическим факторам относятся:
Зоогенные (влияние животных),
Фитогенные (влияние растений),
Микробиогенные (влияние микроорганизмов).
Абиотические факторы Биотические факторы
абиотические космические экологические факторы.
Космические. Биосфера как среда обитания живых организмов не изолирована от сложных процессов, протекающих в космическом пространстве, причём связанных непосредственно на только с солнцем. На землю попадает космическая пыль, метеоритное вещество. Земля периодически сталкивается с астероидами, сближается с кометами. Через галактику проходят вещества и волны, возникшие в результате вспышек сверхновых звёзд. Наиболее тесно наша планета связана с процессами, происходящими на солнце, с т.н. солнечной активностью. Суть этого явления состоит в превращении энергии, накапливаемой в магнитных полях солнца, в энергию движения газовых масс, быстрых частиц коротковолнового электромагнитного излучения. Наиболее интенсивные процессы наблюдаются в центрах активности называемых активными областями, в которых наблюдается усиление магнитного поля, возникают области повышенной яркости, а также т.н. солнечные пятна. В активных областях может происходить взрывоподобное выделение энергии, сопровождающееся выбросами плазмы, внезапным появлением солнечных космических лучей, усилением коротковолнового и радиоизлучения. Изменение уровня вспышечной активности имеет циклический характер с циклом равным 22 годам. Солнечная активность влияет на ряд жизненных процессов на земле от возникновения эпидемий и всплесков рождаемости до крупных климатических преобразований. Это было показано русским учёным Чижевским, основателем гелиобиологии. К числу важных космических факторов относится электромагнитное излучение солнца с широким диапазоном длин волн. Поглощение атмосферой земли коротковолнового излучения приводит к образованию защитных оболочек, например, озонового слоя. Из других космических факторов следует назвать корпускулярное излучение солнца. Верхняя часть солнечной атмосферы, т.н. солнечная корона, состоящая в основном из ионизированных атомов водорода с примесью гелия, непрерывно расширяется. Покидая корону, этот поток водородной плазмы распространяется в радиальном направлении и достигает земли. Его называют солнечным ветром. Он заполняет всю область солнечной системы и постоянно обтекает землю, взаимодействуя с её магнитным полем. Это связано с динамикой магнитной активности (например, магнитные бури) и непосредственно сказывается на жизни на земле. В настоящее время наукой накоплено много фактических материалов, иллюстрирующих влияние космических факторов на биосферные процессы. Доказано влияние солнечной активности на нервную и сердечно-сосудистую систему человека, на динамику наследственных, онкологических, инфекционных заболеваний.
Абиотические факторы:
Космические и земные (наземные и водные); природные и антропогенные.
Абиотические факторы наземной среды.
Лучистая энергия солнца – энергия солнечного излучения распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн, из них: 99% длинных (λ=170-
4000нм), 48% - видимая часть спектра, 45% - инфракрасные волны, ок. 7% - ультрафиолетовые волны. В процессе фотосинтеза наиболее важную роль играет фотосинтетическая активная радиация (λ=380-710 нм). Количество солнечного излучения, поступающего к верхней границе атмосферы, практически постоянно и оценивается 8,3 Дж/(см2*мин.) и называется солнечной постоянной. Поступление энергии солнечного излучения к поверхности самой земли существенно колеблется, в зависимости от ряда условий: высота солнца от горизонта, широты, состояния атмосферы и т.д. Наибольшее количество солнечной энергии поглощается в низких широтах экваториального пояса, где температура воздуха у поверхности больше, чем в средних и высоких широтах. Поступление солнечной энергии в разные районы земного шара и её перераспределение определяют климатические условия этих районов. Проходя через атмосферу, солнечное излучение рассеивается на молекулы газа, на взвешенные примеси, поглощаемые водяными парами, озоном, диоксидом углерода, поливидными частицами. Рассеянное солнечное излучение частично доходит до земной поверхности. Его видимая часть создаёт свет днём при отсутствии прямых солнечных лучей (например, при сильной облачности). Общий приход теплоты зависит от суммы прямого и рассеянного излучения, который увеличивается от полюсов к экватору: полярные широты – 46*105Дж/год; тропические широты – (116-120)*105Дж/год. Энергия солнечного излучения не только поглощается поверхностью земли, но и отражается ею в виде потока длинноволнового излучения. Светлые поверхности отражают свет более интенсивно, чем тёмные. Отношение отражаемого поверхностью потока солнечного излучения к поступившему называют Альбедо=Фотр/Фпост.
Влажность воздуха – это содержание в воздухе водяного пара. Больше всего влаги в нижних слоях атмосферы до высоты 1,5-2 км, где концентрируется 50 % всей влаги. Содержание водяного пара в воздухе зависит от температуры воздуха, при каждой конкретной температуре существует определённый предел насыщения воздуха парами. Обычно содержание паров воды в воздухе не достигает возможного max и разница между max возможным и данным конкретным насыщением называют дефицитом влажности или недостатком насыщения. Абсолютная влажность – фактическое содержание водяных паров в воздухе в данный момент времени, выраженное в Паскалях или в мм рт ст. Относительная влажность – отношение фактического содержания водяных паров в воздухе к max возможному, выраженное в %.
Осадки. Атмосферные осадки – это вода в жидком или твёрдом состоянии, выпадающая на земную поверхность из облаков или непосредственно из воздуха в случае сгущения водяного пара. Из облаков может выпадать дождь, снег, морось, ледяной дождь, снежные зёрна, ледяная крупа, град. Количество выпавших осадков измеряется толщиной слоя выпавших осадков в мм. Осадки тесно связаны с влажностью воздуха и представляют собой результат конденсации ледяных паров. В случае конденсации в приземном слое воздуха образуются росы, туманы, а при низких температурах наблюдается кристаллизация влаги – иней. Конденсация и кристаллизация паров воды в более высоких слоях атмосферы образует облака различной структуры и является причиной атмосферных осадков. Осадки – важное звено в круговороте воды на земле, причём в разных широтах количество осадков резко колеблется. Выделяют влажные (гумидные) и сухие (аридные) зоны земного шара. Max количество осадков выпадает в зоне тропических лесов – до 2000 мм/год, наименьшее – в пустынях – 0,18 мм/год. Атмосферные осадки – важный фактор, определяющий процессы загрязнения природной среды. Загрязняющие вещества могут вымываться из атмосферы и выпадать на поверхность суши и океанов. Типичным примером являются кислотные дожди.
Движение воздушных масс или ветер. Причиной образования ветровых потоков и перемещения воздушных масс является неравномерное нагревание разных участков земной поверхности, связанное с перепадами давления. Ветровой поток направляется в сторону меньшего давления, но и вращение земли также влияет на циркуляцию воздушных масс в глобальном масштабе. В приземном слое воздуха движение воздушных масс оказывает влияние на все метеорологические факторы окружающей среды, т.е. на климат, включая режимы температуры, влажность, испарение с поверхности суши и моря. Ветровые потоки – важнейший фактор переноса, рассеивания и выпадения загрязняющих веществ. Сила и направление ветра определяют режимы загрязнённости окр. среды.
Давление атмосферы. Нормальным давлением принято считать 101,3 Па или 760 мм рт ст. В пределах земного шара существуют постоянные области высокого и низкого давления, причём наблюдаемый сезонный и суточный min и max давления в одних и тех же точках. Различают также морской и континентальный типы динамики атмосферного давления. Периодическое возникновение области низкого давления характеризуется мощными потоками воздуха, движущимися и перемещающимися в пространстве к центру, которые называются циклоны. Циклоны связаны с неустойчивой погодой и большим количеством осадков. В противоположность им антициклоны характеризуются устойчивой погодой, низкими скоростями ветра, в ряде случаев температурными инверсиями. При антициклонах могут возникать неблагоприятные с точки зрения переноса и рассеивания примесей метеорологические условия.
Геоморфологические факторы – факторы рельефа. Эти факторы имеют, преимущественно, косвенное
значение, т.к. высота местности, например, экол. фактором не является, но от высоты, от степени крутизны склона, горы или холма, ориентации склона относительно сторон света, общей структуре рельефа, зависит весь комплекс микроклиматических и почвенных факторов. Кроме того, крутизна склона и особенности его поверхности могут сказываться на развитии корневых систем растений, их внешнем строении. Рельеф оказывает влияние на процессы почвообразования, причём почвы на склонах особенно ранимы и уничтожение растительности или усиленный выпас скота вызывает эрозию почв. От рельефа местности зависит перенос, рассеивание и накопление вредных примесей в атмосферном воздухе. Расположенные в низинах населённые пункты в зонах рассеивания промышленных выбросов подвергаются сильному застойному загрязнению, а растительность – угнетению вплоть до гибели. Различают: макрорельеф (крупные формы рельефа, связанные с процессом горообразования), мезорельеф (форма в колебаниями высоты от 1 до 10 метров), микрорельеф (форма с перепадами в пределах десятков см). в условиях пересечённого рельефа с вытянутыми элементами (ущельями,каньонами),образуются своего рода трубы, через которые вредные примеси могут переноситься на десятки км.
Абиотические факторы водной среды.
Подвижность – постоянное перемещение и перемешивание водных масс в пространстве, способствующее поддержанию относительной однородности физических и химических характеристик.
Температурная стратификация – изменение температуры воды по глубине водного объекта. В летний период поверхностные воды нагреваются сильнее, чем глубинные. Т.к. более тёплая вода является менее вязкой, то её циркуляция происходит в поверхностном, нагретом слое, и с более вязкой холодной водой она не перемешивается. Между тёплым и холодным слоем образуется промежуточная зона с резким градиентом температур, которая называется термоклина. Температурная стратификация воды оказывает решающее влияние на размещение в воде живых организмов и на перенос и рассеивание антропогенных примесей.
Общетемпературный режим водного объекта связан с периодическими, годовыми, сезонными, суточными изменениями температуры.
Прозрачность воды. Определяет проникновение в её толщу солнечного света и световой режим. От прозрачности и её обратной характеристики – мутности – зависит фотосинтез фитопланктонов, высших водных растений, а, следовательно, и накопление биомассы, которое возможно лишь в пределах т.н. эвфотической зоны, т.е. в освещённой толще воды, где процессы фотосинтеза преобладают над процессами дыхания.
Мутность связана с содержанием в воде взвешенных веществ, в т.ч. и поступающих в водные объекты с промышленными и иными стоками.
Солёность связана с содержанием в воде растворённой соли. Например: открытый океан (35 г/л), Чёрное море (19 г/л), Каспийское море (13 г/л), Мёртвое море (260 г/л).
Растворённые газы. Первоочередное значение имеют кислород и углекислый газ, от которых зависит фотосинтез и дыхание водообитающих организмов.
Кислотность. Каждый вид гидробионта адаптирован к определённому значению ph: одни предпочитают кислую среду, другие щелочную, третьи – нейтральную. Промышленные, бытовые и с/х стоки существенно изменяют эти показатели, что приводит к смене одних групп водных обитателей другими.
Биотические факторы.
Это совокупность влияния жизнедеятельности одних организмов на другие. В целом, взаимоотношения между организмами можно разделить на прямые (заключаются в трофических или пищевых цепях) и опосредованные (заключаются в том, что одни организмы являются средообразователями по отношению к другим, например леса). Взаимодействие между организмами в наземной и водной среде: 1.взаимодействия между живыми организмами классифицируется с т.зрения их взаимных реакций. Эти реакции могут быть гомотипическими (взаимодействие между особями и группами особей одного и того же вида) и гетеротипическими (взаимодействие между особями разных видов). 2.по фактору питания: монофаги (виды, способные питаться только одним видом пищи), олигофаги (виды, способные питаться на более или менее широком круге источников пищи; бывают широкие и узкие), полифаги (способны питаться на многих видах пищи, используют как растительную, так и животную пищу).
Гетеротипические реакции:
Хищничество – непосредственное преследование и поедание одних видов другими.
Паразитизм – обычно организм-паразит постоянно обитает на поверхности или внутри тела другого животного или растения, т.е. хозяина, и живёт за счёт его питательных веществ. Такой паразитизм называется истинным, при котором организм-паразит не убивает хозяина. Однако многие паразиты лишь периодически обитают в хозяине. Паразит откладывает яйца в животное-хозяина. Родившаяся личинка съедает хозяина изнутри. Такие паразиты называются ложными паразитами или паразитоидами.
Опыление растений насекомыми.
Форезия – перенос одними видами других, например: семян растений птицами и млекопитающими.
Комменсализм = сотрудничество – одни организмы питаются остатками пищи других.
Синойкия – использование одними животными мест обитания (нор, гнёзд) других животных.
Нейтрализм – взаимонезависимость разных видов, обитающих на общей территории.
Биотические факторы почвы.
Зеленые растение извлекают из почв питательные химические вещ-ва и возвращают их обратно вместе с отмирающими тканями. Питательные вещ-ва из почвы поступают в растения через корневые окончания в ионной форме. Растения извлекают из почвы соединения азота, серы, фосфора, соли калия, кальция (а потом возвращают это в почву). В процессах почвообразования важную роль играют населяющие почву живые организмы, микробы, беспозвоночные и др. Микроорганизмам принадлежит ведущая роль в трансформации химических соединений, миграции химических эл-в, питании растений.
Первичное разрушение мертвой органики осуществляют беспозвоночные животные (черви, моллюски, насекомые) в процессе питания и выделения в почву продуктов пищеварения. Почвенные микроорганизмы осуществляют основное разрушение минералов и приводят к образованию органических и минеральных кислот, щелочей, выделяют ферменты, полисахариды, фенольные соединения.
|
