Абіотичні фактори

Кліматичні: енергія сонця, освітленість, температура, вологість, газовий склад атмосфери

· Енергія сонця (промениста енергія, сонячна радіація)

Со́нячна радіа́ція — випромінювання Сонця, яке поширюється у вигляді електромагнітних хвиль зі швидкістю 300 000 км/с.

ВИПРОМІНЮВАННЯ СОНЦЯ - служить первинним джерелом енергії, без якого не можливе життя. Сонце – це основне джерело енергії на нашій планеті За деякими даними, на частку цього джерела падає до 99% енергії, що задіяна в енергетичному обміні Землі.

Повна кількість сонячного випромінювання, що падає на 1 см² поверхні верхньої межі атмосфери протягом 1 хвилини, називається СОНЯЧНОЮ ПОСТІЙНОЮ. Вона дорівнює приблизно 8,3 Дж/cм²*хв (1,98 кал/хв на 1 см² поверхні). Якби енергія, що досягає із сонячними променями верхньої межі атмосфери, безперешкодно проникала до Землі і повністю нею поглиналась, то температура поверхні одно сантиметрового шару води збільшувалась б зі швидкістю 2° С у хвилину. Проте сонячне випромінювання частково поглинається атмосферою, частково нею же відбивається, а чимала його частина підлягає розсіюванню.

Ø Частина радіації, відбитої від хмар – повертається до космічного простору не дійшовши до поверхні Землі

Ø Частина поглинається атмосферою:

- поглинається водяною парою і бере участь в нагріванні повітря

- ультрафіолетове проміння яке в більшій частці поглинається озоном

Ø Промені, що досягають Земної поверхні у формі прямої або розсіяної радіації

Сонячне випромінювання внаслідок контакту з частками атмосфери підлягає частково розсіюванню і досягає поверхні Землі під різними кутами. Завдяки цьому, сонячна енергія проникає у місця, що закриті для прямого сонячного опромінювання, а у хмарні дні є єдиним джерелом сонячного випромінювання. Протягом доби величина розсіяного випромінювання зростає до полудня, а після цього зменшується.

Величина безпосереднього випромінювання, що досягає даної точки поверхні Землі, коливається у межах 0,3 – 2,4 Дж/cм²*хв. і визначається рядом умов: товщиною і оптичними властивостями атмосфери, кутом падіння променів, положенням Сонця. Тобто безпосереднє випромінювання у певному місці земної кулі залежить від географічної широти, пори року, часу дня і погодних умов.

Таким чином сонячний промінь, проходячи крізь атмосферу, послаблюється і в ясний полудень до поверхні Землі доходить не більше 67% сонячної енергії.

Сонячне випромінювання, що проходить крізь верхні шари атмосфери і досягає поверхні Землі, складається з електромагнітних хвиль довжиною приблизно від 0,3 до 10 мкм. Ділянки спектру цього випромінювання – ультрафіолетовий, видимий і інфрачервоний – несуть різну кількість енергії (табл.. 3.1).

Таблиця 3.1

Ділянка спектру	Довжина хвилі, мкм	Енергія випромінювання, %
Ультрафіолетовий	<0,4
Видимий	0,4-0,7
Інфрачервоний	>0,7

Властивості світла залежать від кута падіння сонячних променів на земну поверхню. Так якщо на екваторі довжина світлового дня (фотоперіод) більш менш постійна (приблизно 12 год), то у вищих широтах вона залежить від пори року і змінюється циклічно. Зрозуміло, що в таких широтах життєві цикли живих організмів синхронізовані відповідно до конкретної пори року.

Ця синхронізація проявляється у різних формах пристосування, таких як сплячка, приліт та відліт птахів, діапауза комах, опадання листя тощо.

· Освітленість земної поверхні. Особливо вона виражена у тих системах, де ярусність рослинного покриву зумовлює адаптацію живих організмів.

Всі живі організми ми можемо розділити на світлолюбиві та тіньовитривалі. Яскравим прикладом пристосування до різних параметрів освітленості є ярусність, коли залежно від кількості сонячного випромінювання організми закономірно займають певний ярус в системі.

Дія освітленості поширюється як на сушу, так і на водні екосистеми (колір, редукція органів зору тощо). При цьому світло набагато важче проникає через товщу води, чим зумовлене зосередження живих організмів переважно у верхніх шарах води.

· Температура. Живі організми є більш вибагливі до температури. Кожен окремий організм є пристосований до конкретних температурних умов і може існувати лише в певних межах, до яких пристосовані його обмін речовин та структура. Пониження температури нижче точки замерзання в клітині веде до фізичного розладу самої структури клітини і її загибелі. Живий організм здатний регулювати температуру тільки в певних межах. Тому різкі перепади температури можуть призвести до розладу функціонування організму, а іноді й до його загибелі. Сказане свідчить про те, що живий організм може існувати лише в певних температурних межах. У живих організмів є цілий ряд пристосувань, які дають їм змогу втримувати температуру в певних межах. Це: потовиділення, товщина жирового відкладу, густина шерсті, циклічність розвитку рослин тощо.

· Вологість. Вода необхідна для життя і нерідко виступає лімітуючим фактором в наземних екосистемах. Вода – універсальний розчинник. Задяки їй відбувається транспорт речовин із навколишньої неживої природи до живих організмів.

На планеті вода перебуває одночасно у трьох агрегатних станах: рідкомі, твердому та пароподібному.

В природі існує безперервний кругообіг води, так званий гідрологічний цикл.

опади

опади транспірація

Вода живих організмів

опади

транспірація

фільтрація

континенти океани

Вся вода: 97% - Світовий океан

3% - прісна вода: 75% льодовики

24% грунтова вода

0.03% ріки

0.3% озера

0.035% атмосфера

У воді в розчиненому стані присутні гази і мінеральні солі. Велике екологічне значення має кількість розчиненого у воді кисню. У солоній воді розчинність кисню на 20% нижча, ніж у прісній. У водах озер і ставків, які багаті на рослинність, що містить хлорофіл можемо спостерігати перенасиченість киснем.

Залежно від кількісного вмісту і розподілу у воді стоячих водойм кисню, а також характеру і чисельностіу них організмів водойми поділяють на:

Оліготрофні – небагаті на корм глибоководні озера з низькою температурою в нижніх шарах водяної товщі, багатої на кисень. Вода в них голуба і прозора.

Еутрофні – багаті на корм, неглибокі озера, придонні води мають вищу температуру, невелика кількість кисню. Вода в них зелена.

Дистрофні – бідні на корм водойми. В їх воді нагромадилась велика кількість гумінових кислот, що робить їх кислими та кориснуватими.

Кількість опадів визначає тип екосистеми:

При менш ніж 250 мм на рік – пустельні екосистеми

При 250 –750 мм на рік – степ, лісостеп, савана

При 750-1250 мм на рік – сухі субтропічні ліси

При більш ніж 1250 мм на рік – вологі тропічні ліси

Пристосування до зменшення витрат води:

Рослини – листя у вигляді голок, листочки згорнуті в циліндр, скидання листя у засушливий період, збільшена коренева система і глибокопроникаюче коріння.

Тварини – дихальні органи прикриті клапанами (комахи), тварини ховаються в нірки і активні переважно вночі (пустельні тварини), тканини витривалі до високих температур (верблюд). Запас води: у вигляді жиру – верблюд, пустельний пацюк.

ВОДА відіграє важливу роль кліматоутворювального фактора. Повна кількість води, що знаходиться на Землі, постійна. Баланс водних ресурсів будується на припущенні, що уся кількість води, що надійшла з атмосферними опадами, дорівнює кількості води, яка випаровується з поверхні ґрунту і води.

Гідросфера виробляє 84% водяної пари, що знаходиться в атмосферному кругообігу. Опади над поверхнею океанів менш випарування (77%). Різниця вирівнюється поверхневим стоком. Ріки повертають в моря і океани майже 7% повної кількості води, що знаходиться в кругообігу. Волога зона материків дає 10%, а суха зона – 6% від загального випарування Землі. У вологій зоні випадає 17%, а в сухій – 6% опадів всієї земній кулі.

· Газовий склад атмосфери. Атмосфера є важливою частиною екосфери, з якою вона пов’язана біогеохімічними циклами, які включають газоподібні компоненти. Це кругообіг азоту, кисню, води.

Чисте і сухе повітря становить суміш газів:

78,08% азот

20,95% кисень

0,93% аргон

0,03% вуглекислий газ

Повітря ніколи не є сухим, в ньому присутня водяна пара. Окрім цього також присутні фізичні домішки природного та антропогенного походження: пилок і спори рослин, пил, сажа тощо.

Також важливе значення мають фізичні властивості атмосфери. Повітря створює незначний опір руху і тому не в змозі бути опорою для наземних тварин. Через те повітря як середовище існування є малопридатне для існування в ньому живих організмів. Але існують групи тварин, які використовують політ як спосіб пересування, добування їжі (птахи, комахи, деякі ссавці).

Важливою атмосферною змінною є тиск. Він зменшується з висотою. Дія тиску має відносно невелике значення для сухопутних організмів. Бо під час підйому на висоту 5000 м над рівнем моря тиск складає 50% від норми. Високогірні організми відчувають нестачу кисню і тому в них підвищений вміст еритроцитів і гемоглобіну в крові. Значення ж тиску як лімітуючого фактору більше проявляється у глибоководних організмів де він поєднаний з низькою температурою та недостатністю світла. При цьому у глибоководних організмів існує ряд пристосувань, що дозволяють їм витримувати високий тиск. Це окостеніння покривів тіла і утворення панцирів. А також пристосування заторкують фізіології функціонування цих організмів.

Ґрунтові фактори

Ґрунт – шар речовин, який знаходиться поверх гірських порід кори Землі. Ґрунт — основний компонент наземних екосистем, що утворився протягом геологічних епох в результаті постійної взаємодії біотичних і абіотичних факторів. Як складний біоорганомінеральний комплекс ґрунти є природною основою функціонування екологічних систем біосфери.

Ґрунт, як жодне інше середовище густо заселений різними тваринами, мікроорганізмами і при цьому є основним життєвим субстратом для рослин. (близько 90% видів комах на тій чи іншій стадії свого розвитку пов’язані з ґрунтом).

Важливою властивістю ґрунтів є їх родючість. Завдяки їй ґрунти є основним засобом виробництва в сільському та лісовому господарствах, головним джерелом сільськогосподарських продуктів та інших рослинних ресурсів, основою забезпечення добробуту населення.

До складу ґрунту входять:

50-60% мінеральна основа (неорганічний компонент, який утв з материнської породи)

до 10% органічна речовина (утв при розкладі мертвих організмів і їх частин)

15-25% повітря (необхідне для кореневої системи рослин і знаходиться в порах ґрунту)

25-35 % вода (необхідна як розчинник речовин).

Основні екосистемні функції ґрунту:

- Забезпечує рослини поживними речовинами та водою

- Нейтралізує (руйнує) біологічно шкідливі та токсичні речовини

- Консервує (добре зберігає) життєздатність насіння

- Є оптимальним середовищем життя багатьох комах

Утворення ґрунту відбувається при взаємодії організмів, материнської породи, сонячного випромінювання і опадів. До ґрунтоутворюючих факторів також слід віднести час і людське суспільство.

На багатих на зольні речовини материнських породах — продуктах звітрювання доломітів, діабазів, глинистих сланців, вапняків — формуються родючі ґрунти, на пісковиках, кремнистих породах — ґрунти, бідні на поживні речовини.
Клімат впливає на процес ґрунтоутворення дією температури і вологи. Температура діє на фізичні, хімічні, біохімічні і біологічні процеси ґрунтів. Вона зумовлює також фізичне звітрювання материнських порід, впливає на режим випаровування вологи з ґрунту.

Опади впливають на ґрунт як механічно, так і хімічно. Вони руйнують структуру ґрунту, вимивають з ґрунту органічні та інші поживні речовини, зумовлюють процес опідзолення.

Підземна волога також впливає на процес ґрунтоутворення. Високий рівень ґрунтових вод спричиняє утворення горизонту, несприятливого за своїми фізико-хімічними та біологічними особливостями для росту рослин.
Рослини і тварини внаслідок активного біологічного впливу є найважливішим фактором ґрунтоутворення. В цьому процесі беруть участь як вищі, так і нижчі рослини й тварини — бактерії, водорості, гриби, дощові черви та інші представники ґрунтової флори і фауни. На процес ґрунтоутворення впливають органічні рештки рослин, за рахунок яких утворюється гумусовий — найбільш родючий шар ґрунтового профілю, діяльність кореневих систем. Останні спричиняють біологічне вивітрювання материнських порід і є важливим фактором, що впливає на структуру ґрунту. За допомогою рослинного покриву можна поліпшувати фізико-хімічні властивості ґрунтів, впливати на їхню родючість.
Рельєф місцевості впливає на процес ґрунтоутворення дією експозиції та висоти над рівнем моря. На схилах звичайно формуються менш потужні ґрунти, ніж у підніжжі гір. Характер рельєфу впливає на поверхневий геохімічний стік. Так, на крутих схилах ґрунт змивається інтенсивніше, ніж на рівнинах.

Важливим фактором ґрунтоутворення є вік країни. Багато тисячоліть минуло відтоді, як утворилися основні типи ґрунтів, адже процес ґрунтоутворення в природі відбувається надзвичайно повільно.

Ґрунтознавці встановили, що при доброму рослинному покриві й за сприятливих кліматичних умов для утворення шару ґрунту завтовшки 2—3 см у різних кліматичних зонах потрібно від 200 до 700 років. На твердих материнських породах процес ґрунтоутворення відбувається повільніше, ніж на таких, що швидко вивітрюються.

На процес ґрунтоутворення значною мірою впливає господарська діяльність людини. Цей вплив може бути як безпосередній — спосіб обробітку ґрунту, меліоративні заходи, збирання лісової підстилки тощо, так і побічний, наприклад вирубування лісів на крутосхилах, що веде до ерозії, безсистемне випасання худоби, вогнева система землеробства тощо.

Людство використовує для сільського господарства лише 1,43 млрд. га орних земель, що становить близько 10,4% суші, або 2,95% всієї поверхні земної кулі. Нагадаємо, що пустині (гарячі і холодні) займають 45% суші.

Дата добавления: 2015-05-24