Атмосферные газы как экологический фактор

Совместное действие температуры и влажности.

Температура и влажность, действуя в непрерывном един­стве, определяют «качество» климата: высокая влажность в течение года сглаживает сезонные колебания температур — это морской климат, высокая сухость воздуха приводит к рез­ким колебаниям температур — континентальный климат. Раз­нообразие климата на просторах России создает большое раз­нообразие экологических условий й, как следствие, флора и фауна нашей страны отличаются широким видовым разнооб­разием и пока еще остаются одними из богатейших в мире.

Температура и влажность достаточно надежно оценива­ются количественно, и поскольку они являются определяю­щими из всех внешних лимитирующих факторов, то с их воз­действием легко коррелируется большинство экологических явлений в животном и растительном мирах.

Водная среда. Здесь основные экологические факторы — течения и вол­нения в реках, морях, океанах, действующие практически по­стоянно. Они могут косвенно влиять на организм, изменяя ион­ный состав и минерализацию воды, тем самым изменяя состав и концентрацию питательных веществ, а также оказывать и прямое действие, вызывающее адаптации животных и расте­ний к течению. Например, рыбы в спокойных реках имеют сплюснутое с боков тело (лещ, плотва), а в быстрых — округ­лое в сечении (форель), водоросли также морфологически при­способлены к течениям, прикрепляются к субстрату, и т. п.

Особенно ощутимо на организмы воздействует волнение воды — на скалистых берегах сила удара волны может дости­гать 0,3 МПа, но и на них удерживаются прикрепленные жи­вотные (усоногие рачки, брюхоногие моллюски и др.).

Вода — достаточно плотная среда, оказывающая ощути­мое сопротивление движению животных. Поэтому для них ха­рактерна обтекаемая форма тела, как для рыб (акула), так и для млекопитающих (дельфин) и даже моллюсков (головоно­гие моллюски: осьминоги, каракатицы и др.). Самые совер­шенные морфологические адаптации у дельфина.

Воздушная среда имеет малые плотности и подъемную силу, незначительную опорность. Поэтому в ней нет постоян­но живущих организмов и все ее обитатели связаны с поверх­ностью Земли. Но воздушная среда оказывает на организмы не только физическое, но и химическое воздействие, обеспечивая их дыхание и фотосинтез.

Физические факторы воздушной среды. К этим факторам относятся движение воздушных масс и атмосферное давление.

Движение воздушных масс может быть в виде их пассив­ного перемещения конвективной природы или в виде ветра — вследствие циклонической деятельности атмосферы Земли. В первом случае обеспечивается расселение спор, пыльцы, се­мян, микроорганизмов и мелких животных, которые имеют спе­циальные для этого приспособления — анемохоры: очень мел­кие размеры, парашютовидные придатки, и др. Всю эту массу организмов называют аэропланктоном. Во втором случае ветер также переносит аэропланктон, но на значительно большие расстояния, при этом может перенести и загрязняю­щие вещества в новые зоны.

Ветер, подобно течениям в реках, может оказывать и пря­мое воздействие на растения, например на их рост, угнетающее действие на активность животных, например птиц. Низкая сопротивляемость воздуха движению различных тел, в ходе эволюции, была использована для перемещения многими животными, вплоть до рептилий. Сейчас около 75% наземных видов различными способами (мускульныеусилия, планирование) приспособлены к полету. Для птиц, летучих мы­шей и других полет — это поиск добычи.

Атмосферное давление оказывает весьма существенное эко­логическое воздействие в особенности на позвоночных живот­ных, которые из-за этого не могут жить выше 6000 м над уров­нем моря.

Химические факторы воздушной среды. Химический состав атмосферы весьма однороден: азота — 78%, кислорода — 21%, аргона — 0,9%; углекислого газа — 0,03% по объему. По современным данным, концентрации двуокиси углерода (СО₂) и кислорода (О₂) в значительной степени лими­тирующие факторы даже в наземных условиях: содержание СО₂ находится где-то в минимуме, а кислорода — в максимуме то­лерантности растений по этим факторам (Ю. Одум, 1986). Тем не менее пока в приземной части атмосферы нет перетока ки­слорода или избытка двуокиси углерода (хотя по СО₂ есть дан­ные об увеличении ее содержания).

В почвах и подстилающих их породах, вплоть до уровня грунтовых вод (в зоне аэрации) углекислого газа уже 10%, а кислород становится лимитирующим фактором для аэробов-редуцентов, что приводит к замедлению разложения отмершей органики.

В воде кислорода в 20 раз меньше, чем в атмосфере, и здесь он является лимитирующим фактором. Источники его — диф­фузия из атмосферного воздуха и фотосинтез водных растений (водорослей), а растворению способствуют понижение темпе­ратуры, ветер и волнения воды. Лимитирующее действие СО₂ в воде выражено не явно, но известно, что высокое его содер­жание ведет к гибели рыб и других животных. При растворении СО₂ в воде образуется слабая угольная ки­слота Н₂СО₃, легко образующая карбонаты и бикарбонаты. Кар­бонаты — источник питательных веществ для построения ра­ковин и костной ткани и хороший буфер для поддержания во­дородного показателя (рН) водной среды на нейтральном уров­не.

Важность последнего обстоятельства состоит в том, что для гидробионтов интервал толерантности по рН столь узок, что даже незначительные отклонения от оптимума приводят орга­низм к гибели. Это связано с нарушением очень тонкой систе­мы ферментной регуляции в организме. Поскольку величина рН пропорциональна количеству СО₂ в воде, то ее измерение позволяет судить о скорости общего метаболизма водной экосистемы (гидроэкосистемы}.

Дата добавления: 2014-01-07