Основные законы функционирования экологических систем

4.1. Определение и характеристика экологических факторов. Под экологическими факторами понимают те воздействия, свойства компонентов экосистемы и характеристики её внешней среды, которые оказывают непосредственное влияние на характер и интенсивность протекающих в экосистеме процессов. Все факторы среды зависят друг от друга и действуют согласованно.

Изучение воздействия экологических факторов на организмы и их реакций на эти воздействия необходимы как биологам и медикам, так и специалистам-практикам, которые занимаются производством различных продуктов потребления.

Число всевозможных экологических факторов представляется потенциально неограниченным, поэтому классификация их - дело сложное.

Для классификации используют различные признаки, учитывающие как многообразие этих факторов, так и их свойства.

По отношению к экосистеме экологические факторы делят на внешние (экзогенные, или энтопические, к ним относят солнечную радиацию, атмосферные осадки, атмосферное давление, скорость ветра и течений и т.д.) и внутренние (эндогенные - численность и биомасса популяций, количество различных химических веществ, характеристики водной или почвенной массы и т.п.).

Внешние экологические факторы по отношению к экосистеме являются воздействием.

По критерию "жизни" экологические факторы делят на биотические и абиотические.

Классификация экологических факторов по их свойствам включает деление их на климатогеографические, биогеографические, биологические, а также почвенные, водные, атмосферные и т. п.

В последние десятилетия все чаще употребляется термин антропогенные факторы (вызванные человеком) их противопоставляют природным (естественным) факторам.

4.2. Абиотические, биотические и антропогенные факторы.

Лимитирующие физические факторы в основном являются внешними по отношению к экосистеме.

4.2.1. Абиотические факторы. Представляют собой факторы неживой природы и включают три группы:

Климатические факторы – наиболее важны для жизни животных и растений. К ним относят солнечную энергию, температуру, влажность, движение воздуха, давление и др.

Солнечная энергия поступает в виде электромагнитных волн. Спектр солнечных лучей (рис. 4.1) включает видимую часть (16-45 %), инфракрасные лучи (IR – 49-84 %) и ультрафиолетовые лучи (UV – 1-5 %), различающиеся по биологи­ческому действию.

Если принять всю солнечную энергию, достигающую Земли, за 100 %, то примерно 19 % её поглощается при прохождении через атмосферу, 33 % отражается обратно в космическое пространство и 47 % достигает земной поверхности в виде прямой и рассеянной радиации.

Видимые лучи особенно важны для живых организ­мов: они создают условия для осуществления процесса фотосинтеза, влияют на деление клеток, процессы роста и развития растений, опреде­ляют сроки их цветения и плодоношения. Инфракрасные лучи являются источником внутренней энергии организмов и воспринимаются как тепло. Ультрафиолетовое излучение участвует в процессах фотосинтеза. В больших дозах оно оказывает губительное действие на живые клетки.

Температура напрямую связана с солнечной энергией. Она опреде­ляет пределы существования жизни, в среднем (максимальное скопление жизненных форм) от 0 до 50°С. Темпера­турные колебания (суточные, сезонные) вызывают приспособительные реакции у животных и растений.

Влажность для живых организмов - необходимое условие жизни. Влага входит в состав их клеток и тканей. Дефицит влажности вызывает адаптации наземных организмов, но часто ограничивает их жизнедея­тельность и распространение.

2. Эдафические факторы - определяют физико-механические особенно­сти почвы. Эдафические факторы среды (греч. edaphos земля, почва) - воздействующие на живые организмы факторы среды, связанные с местными особенностями почвы или водного бассейна. Они включают механический состав, плотность, влагоёмкость, воздухопроницаемость почвы

Почва обеспечивает водоснабже­ние и минеральное питание организмов. Важнейшим ее свойством явля­ется плодородие, зависящее от наличия слоя гумуса - верхнего горизон­та почвы.

Механический состав является важнейшим физическим свойством почвы, по которому выделяют ее типы: песок, супесь, суглинок и глина.

3. Химические факторы - учитывают химические компоненты среды и включают газовый состав атмосферы, солевой состав воды, кислотность воды и почвы.

Газовый состав атмосферы по своим химическим особенностям имеет первостепенное значение для существования живых организмов. Кислород обеспечивает процессы дыхания и окисления, но ввиду высо­кого содержания в воздухе он не является лимитирующим фактором развития биосферы. Азот играет роль важнейшего биогенного элемен­та, участвующего в образовании белковых структур организмов. Угле­кислый газ удерживает тепло у поверхности Земли, его недостаток тор­мозит процессы фотосинтеза, но в избыточных количествах он вызы­вает интоксикацию растений.

Для обитателей водной среды одним из основных факторов является солевой состав воды. Он определяется наличием растворенных карбона­тов, сульфатов, хлоридов. Пресная вода содержит в основном карбона­ты, причем в небольшом количестве. В морских водах растворены, в основном, хлориды и частично сульфаты. Океаническая вода имеет концентрацию солей в среднем 35 г/л. Водные организмы приспособи­лись к определенному солевому режиму, и при отклонениях перемеща­ются в поисках благоприятной среды.

Воды и почвы имеют различную кислотность, зависящую от кон­центрации ионов водорода. Ее изменение влечет за собой гибель орга­низмов или, что случается реже, замещение одних видов другими.

4.2.2. Биотические факторы -это факторы живой природы. В составе биотических факторов выделя­ют 3 группы.

1. Фитогенные факторы учитывают влияние на среду со стороны рас­тений, которые вырабатывают первичное органическое вещество, яв­ляющееся основой питания всех организмов.

2. Зоогенные факторы определяют типы взаимоотношений между жи­вотными. Формами сосуществования организмов являются хищничест­во, паразитизм, комменсализм (сотрапезничество), мутуализм (способ­ность одних видов развиваться только в присутствии других) и прочие.

3. Микробиогенные факторы представляют собой воздействие вирусов, простейших, бактерий на живые организмы.

4.2.3. Антропогенные факторы – связанные с человеческой деятельностью. Складываются из прямого (охота, выруб­ка леса и т.д.) и косвенного (строительство дорог, разливы нефти из тру­бопровода и т.д.) воздействия человека на природу, а также загрязнение окружающей среды. Часто антропогенные факторы называют техногенными. Особенность этих факторов заключается в большом ущербе для природы ввиду отсутст­вия приспособительных реакций живых организмов на эти воздействия.

Исследования показывают, что около 80 % всех техногенных загрязнений прямо или косвенно связаны с энергетикой (во всех формах добычи и использования, включая транспорт).

Анализ взаимосвязей человека с окружающей средой свидетельствует об увеличении разбалансированности сложившихся за всю историю планеты количественно-качественных отношений из-за влияния человеческой деятельности.

Условия существования организмов и популяций можно рассматривать как регулирующие экологические факторы.

Дата добавления: 2014-10-23