Biotinių veiksnių pavyzdžiai yra temperatūros klimato kerpės. Pagrindiniai abiotiniai aplinkos veiksniai

Paskaita Nr.5

Ekologiniai aplinkos veiksniai. Abiotiniai veiksniai

Aplinkos veiksnio samprata

Klasifikacija

Abiotiniai veiksniai

1. Bendrieji aplinkos veiksnių lygių ir regioninių režimų pasiskirstymo modeliai

   Erdvės veiksniai

   Saulės spinduliavimo energija ir jos reikšmė organizmams

   Abiotiniai sausumos aplinkos veiksniai (temperatūra, krituliai, drėgmė, oro masių judėjimas, slėgis, cheminiai veiksniai, gaisrai)

   Abiotiniai vandens aplinkos veiksniai (temperatūros stratifikacija, skaidrumas, druskingumas, ištirpusios dujos, rūgštingumas)

   Abiotiniai dirvožemio dangos veiksniai (litosferos sudėtis, „dirvožemio“ ir „derlingumo“ sąvokos, dirvožemių sudėtis ir struktūra)

   Maistingosios medžiagos kaip aplinkos veiksnys

1. Aplinkos veiksnys- tai bet koks aplinkos elementas, galintis turėti tiesioginį ar netiesioginį poveikį gyvam organizmui bent viename iš jo individualaus vystymosi etapų, arba bet kokia aplinkos sąlyga, į kurią organizmas reaguoja adaptacinėmis reakcijomis.

Apskritai veiksnys yra organizmą veikiančio proceso ar būklės varomoji jėga. Aplinkai būdinga didžiulė aplinkos veiksnių įvairovė, įskaitant ir tuos, kurie dar nėra žinomi. Kiekvienas gyvas organizmas visą savo gyvenimą yra veikiamas daugelio aplinkos veiksnių, kurie skiriasi savo kilme, kokybe, kiekiu, poveikio laiku, t.y. režimas. Taigi aplinka iš tikrųjų yra organizmą veikiančių aplinkos veiksnių visuma.

Bet jei aplinka, kaip jau minėjome, neturi kiekybinių savybių, tuomet apibūdinamas kiekvienas atskiras veiksnys (ar tai būtų drėgmė, temperatūra, slėgis, maisto baltymai, plėšrūnų skaičius, cheminis junginys ore ir kt.). pagal matą ir skaičių, ty jį galima išmatuoti laike ir erdvėje (dinamika), palyginti su kokiu nors standartu, modeliuoti, nuspėti (prognozuoti) ir galiausiai pakeisti tam tikra kryptimi. Galite valdyti tik tai, kas turi matą ir skaičių.

Įmonės inžinieriui, ekonomistui, sanitarui ar prokuratūros tyrėjui reikalavimas „saugoti aplinką“ nėra prasmingas. Ir jei užduotis ar sąlyga išreiškiama kiekybine forma, bet kokių dydžių ar nelygybių forma (pvz.: C i< ПДК i или M i < ПДВ i то они вполне понятны и в практическом, и в юридическом отношении. Задача предприятия - не "охранять природу", а с помощью инженерных или организационных приемов выполнить названное условие, т. е. именно таким путем управлять качеством окружающей среды, чтобы она не представляла угрозы здоровью людей. Обеспечение выполнения этих условий - задача контролирующих служб, а при невыполнении их предприятие несет ответственность.

2. Aplinkos veiksnių klasifikacija

Bet kokia bet kurios aibės klasifikacija yra jos pažinimo arba analizės metodas. Objektai ir reiškiniai gali būti klasifikuojami pagal įvairius kriterijus, atsižvelgiant į paskirtas užduotis. Iš daugelio esamų aplinkos veiksnių klasifikacijų šio kurso tikslams patartina naudoti šias (1 pav.).

Visus aplinkos veiksnius apskritai galima suskirstyti į dvi dideles kategorijas: negyvosios, arba inertiškos, gamtos veiksnius, kitaip vadinamus abiotiniais arba abiogeniniais, ir gyvosios gamtos veiksnius. biotinis, arba biogeninis. Tačiau savo kilme abi grupės gali būti panašios natūralus, taip antropogeninis, t.y. susiję su žmogaus įtaka. Kartais jie skiriasi antropinis Ir antropogeninis veiksnius. Pirmoji apima tik tiesioginį žmogaus poveikį gamtai (taršą, žvejybą, kenkėjų kontrolę), o antroji – daugiausia netiesiogines pasekmes, susijusias su aplinkos kokybės pokyčiais.

Ryžiai. 1. Aplinkos veiksnių klasifikacija

Savo veikloje žmogus ne tik keičia natūralių aplinkos veiksnių režimus, bet ir kuria naujus, pavyzdžiui, sintetindamas naujus cheminius junginius – pesticidus, trąšas, vaistus, sintetines medžiagas ir kt. fizinis(erdvė, klimatas, orografija, dirvožemis) ir cheminis(oro, vandens, rūgštingumo ir kitų dirvožemio cheminių savybių komponentai, pramoninės kilmės priemaišos). Biotiniai veiksniai apima zoogeninis(gyvūnų įtaka), fitogeninis(augalų įtaka), mikrogeninis(mikroorganizmų įtaka). Kai kuriose klasifikacijose biotiniai veiksniai apima visus antropogeninius veiksnius, įskaitant fizinius ir cheminius.

Be aptarto, yra ir kitų aplinkos veiksnių klasifikacijų. Nustatyti veiksniai priklausomi ir nepriklausomi nuo organizmų skaičiaus ir tankio. Pavyzdžiui, klimato veiksniai nepriklauso nuo gyvūnų ir augalų skaičiaus, o masinės gyvūnų ar augalų patogeninių mikroorganizmų sukeltos ligos (epidemijos) neabejotinai yra susijusios su jų skaičiumi: epidemijos kyla, kai tarp individų yra artimas kontaktas arba kai jie apskritai susilpnėja dėl maisto stokos, kai galimas greitas ligos sukėlėjo perdavimas iš vieno individo kitam, taip pat prarandamas atsparumas sukėlėjui.

Makroklimatas nepriklauso nuo gyvūnų skaičiaus, tačiau mikroklimatas gali labai pasikeisti dėl jų gyvenimo veiklos. Jei, pavyzdžiui, vabzdžiai, turėdami daug jų miške, sunaikins daugumą medžių spyglių ar lapijos, čia pasikeis vėjo režimas, apšvietimas, temperatūra, maisto kokybė ir kiekis, o tai turės įtakos vėlesnių augalų būklei. čia gyvenančių tų pačių ar kitų gyvūnų kartos. Masinis vabzdžių dauginimasis pritraukia vabzdžius plėšrūnus ir vabzdžiaėdžius paukščius. Vaisių ir sėklų derlius įtakoja į peles panašių graužikų, voverių ir jų plėšrūnų bei daugelio sėklomis mintančių paukščių populiacijos pokyčius.

Visus veiksnius galima suskirstyti į reguliuojantys(vadybininkai) ir reguliuojamas(kontroliuojamas), o tai taip pat lengva suprasti, atsižvelgiant į aukščiau pateiktus pavyzdžius.

Pirminę aplinkos veiksnių klasifikaciją pasiūlė A. S. Monchadskis. Jis rėmėsi mintimi, kad visos adaptyvios organizmų reakcijos į tam tikrus veiksnius yra susijusios su jų įtakos pastovumo laipsniu arba, kitaip tariant, su jų periodiškumu. Visų pirma jis pabrėžė:

1. pirminiai periodiniai veiksniai (tie, kuriems būdingas teisingas su Žemės sukimosi periodiškumas: metų laikų kaita, dienos ir sezoniniai apšvietimo ir temperatūros pokyčiai); šie veiksniai iš pradžių buvo būdingi mūsų planetai ir besiformuojanti gyvybė turėjo iš karto prie jų prisitaikyti;

2. antriniai periodiniai veiksniai (jie išvedami iš pirminių); tai visi fizikiniai ir daugelis cheminių veiksnių, tokių kaip drėgmė, temperatūra, krituliai, augalų ir gyvūnų populiacijos dinamika, ištirpusių dujų kiekis vandenyje ir kt.;

3. neperiodiniai veiksniai, kuriems nebūdingas reguliarus periodiškumas (cikliškumas); Tai, pavyzdžiui, su dirvožemiu susiję veiksniai arba įvairūs gamtos reiškiniai.

Žinoma, „neperiodinis“ yra tik pats dirvožemio korpusas ir po jo esantys dirvožemiai, o temperatūros, drėgmės ir daugelio kitų dirvožemio savybių dinamika taip pat siejama su pirminiais periodiniais veiksniais.

Antropogeniniai veiksniai tikrai yra neperiodiniai. Tarp tokių neperiodinių veiksnių, visų pirma, yra teršalai, esantys pramoninėse emisijose ir išmetimuose. Evoliucijos procese gyvi organizmai sugeba prisitaikyti prie natūralių periodinių ir neperiodinių veiksnių (pavyzdžiui, žiemojimo, žiemojimo ir kt.), priemaišų kiekio vandenyje ar ore, augaluose ir gyvūnuose pokyčių, kaip taisyklė, negali įgyti ir paveldėti atitinkamos adaptacijos. Tiesa, kai kurie bestuburiai, pavyzdžiui, žolėdžių erkės iš voragyvių klasės, kurios uždaroje dirvoje per metus turi dešimtis kartų, sugeba suformuoti nuodams atsparias rases, nuolat prieš juos naudodami tuos pačius pesticidus, atrinkdami tokius individus, kurie tokius paveldi. pasipriešinimas.

Pabrėžtina, kad į „veiksnio“ sąvoką reikėtų žiūrėti diferencijuotai, atsižvelgiant į tai, kad veiksniai gali būti tiek tiesioginio (netiesioginio), tiek netiesioginio veikimo. Skirtumai tarp jų yra tokie, kad tiesioginį veiksnį galima kiekybiškai įvertinti, o netiesioginius – ne. Pavyzdžiui, klimatas ar reljefas gali būti žymimi daugiausia žodžiu, tačiau jie nustato tiesioginio veikimo veiksnių režimus - drėgnumą, dienos šviesą, temperatūrą, fizines ir chemines dirvožemio savybes ir kt.

3. Abiotiniai veiksniai

3.1. Bendrieji aplinkos veiksnių lygių ir regioninių režimų pasiskirstymo modeliai

Geografinis Žemės gaubtas (kaip ir bendroji biosfera) yra nevienalytė erdvėje, ji yra suskirstyta į teritorijas, kurios skiriasi viena nuo kitos. Jis paeiliui skirstomas į fizines-geografines zonas, geografines zonas, intrazoninius kalnų ir lygumų regionus bei subregionus ir subzonas ir kt.

Fiziografinė zona- tai didžiausias geografinio apvalkalo taksonominis vienetas, susidedantis iš daugybės geografinių zonų, panašių šilumos balansu ir drėgmės režimu.

Visų pirma yra Arkties ir Antarkties, subarktinės ir subantarktinės, šiaurinės ir pietinės vidutinio klimato ir subtropinės, subekvatorinės ir pusiaujo juostos.

Geografinė (taip pat žinoma kaip gamtinė, kraštovaizdžio) zona – tai reikšminga fizinės-geografinės zonos dalis, turinti ypatingą geomorfologinių procesų pobūdį, su ypatingais klimato, augmenijos, dirvožemio, floros ir faunos tipais.

Pavyzdžiui, šiauriniame pusrutulyje išskiriamos šios zonos: ledas, tundra, miško tundra, taiga, mišrūs Rusijos lygumos miškai, musoniniai Tolimųjų Rytų miškai, miško stepės, stepės, dykumos vidutinio klimato ir subtropinės zonos, Viduržemio jūra ir kt. Zonos daugiausia (nors ne visada) yra pailgos plačiąja prasme ir pasižymi panašiomis gamtinėmis sąlygomis, tam tikra seka, kuri priklauso nuo platumos padėties. Taigi platumos geografinis zonavimas yra natūralus fizinių-geografinių procesų, komponentų ir kompleksų pokytis nuo pusiaujo iki ašigalių. Akivaizdu, kad pirmiausia kalbame apie klimatą formuojančių veiksnių derinį.

Zonavimą daugiausia lemia saulės energijos pasiskirstymas platumose, t.y. sumažėjus jos patekimui iš pusiaujo į ašigalius ir netolygiai drėgmei. Poziciją dėl geografinio apvalkalo (taigi ir biosferos) zoniškumo suformulavo garsus Rusijos dirvožemio mokslininkas V. V. Dokuchajevas.

Kartu su platuma taip pat yra kalnų regionams būdinga vertikali (arba aukštinė) zona, t. y. augalijos, faunos, dirvožemio, klimato sąlygų pasikeitimas kylant nuo jūros lygio, daugiausia susijęs su šilumos balanso pasikeitimu: oro temperatūrų skirtumas yra 0,6-1,0 °C kas 100 m aukščio.

Žinoma, gamtoje ne viskas yra taip vienareikšmiškai taisyklinga: vertikalų zonavimą gali apsunkinti šlaito ekspozicija, o platumos zonavimas gali turėti pailgintas zonas povandenine kryptimi, kaip, pavyzdžiui, kalnų grandinėse.

Tačiau apskritai svarbiausių abiotinių veiksnių režimai ir dinamika priklauso nuo šilumos balanso, t.y. klimato, dirvožemio formavimosi procesų, augmenijos tipų, gyvūnų pasaulio rūšinės sudėties ir populiacijos dinamikos ir kt.

Geografinis zonavimas būdingas ne tik žemynams, bet ir Pasaulio vandenynui, kuriame skirtingos zonos skiriasi gaunamos saulės spinduliuotės kiekiu, garavimo ir kritulių balansu, vandens temperatūra, paviršinių ir giliųjų srovių charakteristikomis, taigi, gyvų organizmų pasaulis.

3.2. Erdvės veiksniai

Biosfera, kaip gyvų organizmų buveinė, nėra izoliuota nuo sudėtingų kosmose vykstančių procesų, kurie yra tiesiogiai susiję ne tik su Saule. Kosminės dulkės ir meteoritinės medžiagos patenka į Žemę. Žemė periodiškai susiduria su asteroidais ir priartėja prie kometų. Medžiagos ir bangos, atsirandančios dėl supernovos sprogimų, praeina per Galaktiką. Žinoma, mūsų planeta glaudžiausiai susijusi su Saulėje vykstančiais procesais – su vadinamuoju saulės aktyvumu. Šio reiškinio esmė – Saulės magnetiniuose diržuose sukauptos energijos pavertimas dujų masių, greitųjų dalelių judėjimo, trumpųjų bangų elektromagnetinės spinduliuotės energija.

Intensyviausi procesai stebimi veiklos centruose, vadinamuose aktyviaisiais regionais, kuriuose stebimas magnetinio lauko intensyvėjimas, atsiranda padidėjusio ryškumo sritys, taip pat vadinamosios saulės dėmės. Aktyviuose regionuose gali atsirasti sprogstamasis energijos išsiskyrimas, lydimas plazmos emisijos, staigių saulės kosminių spindulių atsiradimo ir trumpųjų bangų bei radijo spinduliuotės padidėjimo. Yra žinoma, kad pliūpsnio aktyvumo lygio pokyčiai yra cikliški, kurių tipinis ciklas yra 22 metai, nors yra žinomi svyravimai, kurių periodiškumas yra nuo 4,3 iki 1850 metų. Saulės aktyvumas daro įtaką daugeliui gyvybės procesų Žemėje – nuo ​​epidemijų ir gimstamumo padidėjimo iki didelių klimato pokyčių. Tai dar 1915 metais įrodė rusų mokslininkas A.L.Chiževskis, naujo mokslo – heliobiologijos (iš graikų helios – Saulė), nagrinėjančio Saulės aktyvumo pokyčių įtaką Žemės biosferai, įkūrėjas.

3.3. Saulės spinduliavimo energija ir jos reikšmė organizmams

Saulės spinduliuotės energija erdvėje sklinda elektromagnetinių bangų pavidalu. Apie 99 % jo sudaro spinduliai, kurių bangos ilgis yra 170–4000 nm, įskaitant 48 % matomoje spektro dalyje, kurios bangos ilgis 400–760 nm, ir 45 % infraraudonųjų spindulių (bangos ilgis nuo 750 nm iki 10–3 m), apie 7 % ultravioletiniams spinduliams (bangos ilgis mažesnis nei 400 nm). Fotosintezės procesuose svarbiausią vaidmenį atlieka fotosintetiškai aktyvi spinduliuotė (380-710 nm).

Saulės spinduliuotės energijos kiekis, pasiekiantis Žemę (iki viršutinės atmosferos ribos), yra beveik pastovus ir vertinamas 1370 W/m2. Ši vertė vadinama saulės konstanta. Tačiau saulės spinduliuotės energijos patekimas į pačios Žemės paviršių labai skiriasi priklausomai nuo daugelio sąlygų: Saulės aukščio virš horizonto, platumos, atmosferos būklės ir kt. Žemės forma (geoidas) yra artimas sferiniam. Todėl didžiausias saulės energijos kiekis sugeriamas žemose platumose (pusiaujo juostoje), kur oro temperatūra prie žemės paviršiaus paprastai yra aukštesnė nei vidutinėse ir didelėse platumose. Saulės spinduliuotės energijos patekimas į skirtingus Žemės rutulio regionus ir jos persiskirstymas lemia šių regionų klimato sąlygas.

Per atmosferą prasiskverbianti saulės spinduliuotė išsisklaido ant dujų molekulių, suspenduotų priemaišų (kietų ir skystų) ir sugeria vandens garų, ozono, anglies dioksido ir dulkių dalelių. Išsklaidyta saulės spinduliuotė dalinai pasiekia žemės paviršių. Jo matoma dalis sukuria šviesą dienos metu, kai nėra tiesioginių saulės spindulių, pavyzdžiui, esant dideliems debesims. Bendras šilumos srautas į Žemės paviršių priklauso nuo tiesioginės ir išsklaidytos spinduliuotės sumos, kuri didėja nuo ašigalių iki pusiaujo.

Saulės spinduliuotės energiją ne tik sugeria Žemės paviršius, bet ir atspindi jis ilgųjų bangų spinduliuotės srauto pavidalu. Šviesesnės spalvos paviršiai atspindi šviesą intensyviau nei tamsesni. Taigi, švarus sniegas atspindi 80-95%, užteršto sniego - 40-50, chernozem dirvožemio - 5-14, šviesaus smėlio - 35-45, miško lajos - 10-18%. Saulės spinduliuotės, kurią atspindi paviršius, ir gaunamos spinduliuotės srauto santykis vadinamas albedo. Antropogeninė veikla daro didelę įtaką klimato veiksniams, keičia jų režimus. Apie globalias žmogaus veiklos sukeliamas problemas galite sužinoti šio kurso paskaitoje „Globalios žmonijos problemos“.

Šviesa yra pagrindinis energijos šaltinis, be kurio neįmanoma gyvybė Žemėje. Dalyvauja fotosintezėje, užtikrina organinių junginių susidarymą iš neorganinių Žemės augalų, ir tai yra svarbiausia jo energetinė funkcija. Tačiau fotosintezėje dalyvauja tik dalis spektro diapazone nuo 380 iki 760 nm, kuris vadinamas fiziologiškai aktyvios spinduliuotės sritimi (PAR). Joje fotosintezei didžiausią reikšmę turi raudonai oranžiniai (600-700 nm) ir violetiniai-mėlyni (400-500 nm) spinduliai, o mažiausiai – geltonai žalia (500-600 nm). Pastarieji atsispindi, o tai suteikia chlorofilą turintiems augalams žalią spalvą. Tačiau šviesa yra ne tik energijos išteklius, bet ir svarbiausias aplinkos veiksnys, darantis labai didelę įtaką visai biotai ir adaptacijos procesams bei reiškiniams organizmuose.

Už matomo spektro ir PAR yra infraraudonųjų (IR) ir ultravioletinių (UV) sritys. UV spinduliuotė neša daug energijos ir turi fotocheminį poveikį – organizmai jai labai jautrūs. IR spinduliuotė turi žymiai mažiau energijos ir ją lengvai sugeria vanduo, tačiau kai kurie sausumos organizmai ją naudoja kūno temperatūrai pakelti virš aplinkos.

Šviesos intensyvumas yra svarbus organizmams. Augalai apšvietimo atžvilgiu skirstomi į šviesamėgius (heliofitus), pavėsius (sciofitus) ir atsparius šešėliams.

Pirmosios dvi grupės turi skirtingus ekologinės šviesos spektro tolerancijos diapazonus. Ryški saulės šviesa yra optimali heliofitams (pievų žolėms, javams, piktžolėms ir kt.), silpna šviesa – pavėsį mėgstantiems augalams (taigos eglynų, miško-stepių ąžuolynų, atogrąžų miškų augalams). Pirmieji negali pakęsti šešėlių, antrieji – ryškios saulės šviesos.

Atsparūs šešėliams augalai turi platų šviesos tolerancijos spektrą ir gali augti tiek ryškioje šviesoje, tiek šešėlyje.

Šviesa turi didelę signalinę vertę ir sukelia reguliavimo adaptacijas organizmuose. Vienas iš patikimiausių signalų, reguliuojančių organizmų veiklą laikui bėgant, yra paros trukmė – fotoperiodas.

Fotoperiodizmas kaip reiškinys – tai organizmo reakcija į sezoninius dienos trukmės pokyčius. Dienos trukmė tam tikroje vietoje tam tikru metų laiku visada yra vienoda, todėl augalai ir gyvūnai gali nustatyti metų laiką tam tikroje platumoje, t.y. žydėjimo, nokimo pradžios laiką, Kitaip tariant, fotoperiodas yra tam tikra „laiko relė“ arba „paleidimo mechanizmas“, įskaitant fiziologinių procesų seką gyvame organizme.

Fotoperiodizmo negalima tapatinti su įprastais išoriniais cirkadiniais ritmais, kuriuos sukelia tiesiog dienos ir nakties kaita. Tačiau kasdienis gyvūnų ir žmonių gyvenimo cikliškumas virsta prigimtinėmis rūšies savybėmis, tai yra tampa vidiniais (endogeniniais) ritmais. Tačiau skirtingai nei iš pradžių vidiniai ritmai, jų trukmė gali nesutapti su tiksliu skaičiumi - 24 valandos - 15-20 minučių, o dėl to tokie ritmai vadinami cirkadiniais (išvertus - beveik para).

Šie ritmai padeda kūnui pajusti laiką – gebėjimą, vadinamą „biologiniu laikrodžiu“. Jie padeda paukščiams migruoti pagal saulę ir paprastai orientuoja organizmus sudėtingesniais gamtos ritmais.

Fotoperiodizmas, nors ir paveldėtas, pasireiškia tik kartu su kitais veiksniais, pavyzdžiui, temperatūra: jei X dieną šalta, tai augalas žydi vėliau, arba nokstant - jei šaltis ateina anksčiau nei X diena, tada, tarkime, bulvės užaugina mažą derlių ir pan. Subtropinėse ir atogrąžų zonose, kur dienos trukmė mažai skiriasi priklausomai nuo sezono, fotoperiodas negali būti svarbus aplinkos veiksnys – jį pakeičia sausų ir lietingų sezonų kaita. , o aukštumose pagrindiniu signaliniu veiksniu tampa temperatūra.

Kaip ir augalams, oro sąlygos veikia poikiloterminius gyvūnus, o homeoterminiai gyvūnai į tai reaguoja keisdami savo elgesį: keičiasi lizdų atsiradimo, migracijos laikas ir pan.

Žmogus išmoko naudotis aukščiau aprašytais reiškiniais. Šviesiojo paros valandos trukmę galima keisti dirbtinai, taip keičiant augalų žydėjimo ir derėjimo laiką (auginant sodinukus žiemą ir net vaisius šiltnamiuose), didinant vištų kiaušinių gamybą ir kt.

Gyvosios gamtos raida pagal sezoną vyksta pagal bioklimato dėsnį, pavadintą Hoyakinso vardu: įvairių sezoninių reiškinių (fenodato) pradžios laikas priklauso nuo vietovės platumos, ilgumos ir jos aukščio virš jūros lygio. Tai reiškia, kad kuo toliau į šiaurę, į rytus ir aukščiau reljefas, tuo vėliau ateina pavasaris ir anksčiau ateina ruduo. Europoje kiekvienam platumos laipsniui sezoniniai įvykiai įvyksta po trijų dienų, Šiaurės Amerikoje - vidutiniškai po keturių dienų kiekvienam platumos laipsniui, penkiais ilgumos laipsniais ir 120 m virš jūros lygio.

Fenoduomenų išmanymas turi didelę reikšmę planuojant įvairius žemės ūkio darbus ir kitą ūkinę veiklą.

3.4. Abiotiniai sausumos aplinkos veiksniai

Abiotinė sausumos aplinkos (žemės) sudedamoji dalis apima klimato ir dirvožemio sąlygų rinkinį, t.

Kosminių veiksnių ir saulės aktyvumo apraiškų poveikio biosferai ypatumai yra tokie, kad mūsų planetos paviršius (kur susitelkusi „gyvybės plėvelė“) yra tarsi atskirtas nuo Kosmoso storu materijos sluoksniu. dujinė būsena, t.y. atmosfera. Abiotinis sausumos aplinkos komponentas apima klimato, hidrologinių, dirvožemio ir dirvožemio sąlygų rinkinį, t. y. daug elementų, kurie yra dinamiški laike ir erdvėje, tarpusavyje susiję ir įtakojantys gyvus organizmus. Atmosfera, kaip terpė, suvokianti kosminius ir su saule susijusius veiksnius, atlieka svarbiausią klimato formavimo funkciją.

Temperatūros poveikis organizmams

Temperatūra yra svarbiausias ribojantis veiksnys. Bet kurios rūšies tolerancijos ribos yra maksimali ir mažiausia mirtina temperatūra, kurią viršijus rūšį mirtinai paveikia karštis ar šaltis (2 pav.). Išskyrus keletą unikalių išimčių, visi gyviai gali gyventi 0–50 ° C temperatūroje, o tai yra dėl ląstelių protoplazmos savybių.

Fig. 2. Rodomos rūšies grupės ar populiacijos gyvavimo temperatūros ribos. „Optimalaus intervalo“ metu organizmai jaučiasi patogiai, aktyviai dauginasi, o populiacija auga. Artėjant gyvybės temperatūros ribos kraštutinumams – „sumažėjusiam gyvybinei veiklai“ – organizmai jaučiasi prislėgti. Toliau aušinant per „apatinę atsparumo ribą“ arba padidėjus šilumai „viršutinėje atsparumo riboje“, organizmai patenka į „mirties zoną“ ir miršta.

Šis pavyzdys iliustruoja bendrąjį biologinio atsparumo dėsnį (pagal Lamott), taikomą bet kuriam svarbiam ribojančiam veiksniui. „Optimalaus intervalo“ reikšmė apibūdina organizmų atsparumo „dydį“, t.y. jo tolerancijos šiam veiksniui reikšmę arba „ekologinį valentingumą“.

Gyvūnų prisitaikymo prie temperatūros procesai paskatino poikiloterminių ir homeoterminių gyvūnų atsiradimą. Didžioji dauguma gyvūnų yra poikiloterminiai, t.y., kintant aplinkos temperatūrai, jų pačių kūno temperatūra kinta: varliagyviai, ropliai, vabzdžiai ir kt. Žymiai mažesnė gyvūnų dalis yra homeoterminiai, t.y. turi pastovų kūną. temperatūra, nepriklausoma nuo išorinės aplinkos temperatūros: žinduoliai (įskaitant žmones), kurių kūno temperatūra yra 36-37 0 C, ir paukščiai, kurių kūno temperatūra yra 40 ° C.

Ryžiai. 2. Bendrasis biologinio atsparumo dėsnis (pagal M. Lamottą)

Tik homeoterminiai gyvūnai gali gyventi aktyvų gyvenimą žemesnėje nei nulio temperatūroje. Nors poikilotermai gali atlaikyti gerokai žemesnę nei nulio temperatūrą, jie praranda mobilumą. Maždaug 40 °C temperatūra, ty net žemesnė už baltymų krešėjimo temperatūrą, daugeliui gyvūnų yra riba.

Temperatūra vaidina ne mažiau svarbų vaidmenį augalų gyvenime. Temperatūrai pakilus 10 °C, fotosintezės intensyvumas padvigubėja, bet tik iki 30-35 °C, tada jos intensyvumas krenta, o esant 40-45 °C fotosintezė išvis sustoja. Esant 50 °C, dauguma sausumos augalų žūva, o tai susiję su augalų kvėpavimo suintensyvėjimu pakilus temperatūrai, o vėliau jo nutrūkimu esant 50 0 C.

Temperatūra taip pat turi įtakos augalų šaknų mitybos eigai: šis procesas įmanomas tik tada, kai dirvožemio temperatūra siurbimo vietose yra keliais laipsniais žemesnė už antžeminės augalo dalies temperatūrą. Šios pusiausvyros pažeidimas sukelia augalų gyvybės slopinimą ir net mirtį. Žinomi morfologiniai augalų prisitaikymai prie žemos temperatūros, vadinamosios augalų gyvybės formos, pavyzdžiui, epifitai, fanerofitai ir kt.

Morfologiniai prisitaikymai prie gyvenimo temperatūros sąlygų, o svarbiausia, pastebimi ir gyvūnams. Pavyzdžiui, tos pačios rūšies gyvūnų gyvybės fermos gali susidaryti esant žemai temperatūrai, nuo -20 iki -40 0 C, kurioms esant jie yra priversti kaupti maistines medžiagas ir didinti kūno svorį: iš visų tigrų didžiausias. yra Amūro tigras, gyvenantis pačiomis šiauriausiomis ir atšiauriausiomis sąlygomis. Šis modelis vadinamas Bergmanno taisykle: šiltakraujų gyvūnų individų kūno dydis yra vidutiniškai didesnis populiacijose, gyvenančiose šaltesnėse rūšies paplitimo zonose.

Tačiau gyvūnų gyvenime daug svarbesnės yra fiziologinės adaptacijos, iš kurių paprasčiausia yra aklimatizacija – fiziologinis prisitaikymas atlaikyti karštį ar šaltį. Pavyzdžiui, kova su perkaitimu didinant garavimą, kova su atšalimu poikiloterminiams gyvūnams daliniu jų organizmo dehidratavimu ar specialių medžiagų, mažinančių užšalimo temperatūrą, kaupimu, homeoterminiams gyvūnams – keičiant medžiagų apykaitą.

Egzistuoja ir radikalesnės apsaugos nuo šalčio formos – migracija į šiltesnius kraštus (paukščių migracija; aukštakalnių zomšos žiemoti persikelia į žemesnį aukštį ir kt.), žiemojimai – žiemos miegas žiemos laikotarpiui (kiaunė, voverė, rudasis lokys). , skraidančios pelės: jos gali sumažinti savo kūno temperatūrą beveik iki nulio, sulėtindamos medžiagų apykaitą ir dėl to maistinių medžiagų švaistymą).

Gyvas būtybes supanti aplinka susideda iš daugybės elementų. Jie įvairiai veikia organizmų gyvenimą. Pastarieji skirtingai reaguoja į įvairius aplinkos veiksnius. Atskiri aplinkos elementai, sąveikaujantys su organizmais, vadinami aplinkos veiksniais. Gyvenimo sąlygos yra gyvybiškai svarbių aplinkos veiksnių visuma, be kurių gyvi organizmai negali egzistuoti. Organizmų atžvilgiu jie veikia kaip aplinkos veiksniai.

Aplinkos veiksnių klasifikacija.

Priimami visi aplinkos veiksniai klasifikuoti(paskirstyti) į šias pagrindines grupes: abiotiškas, biotinis Ir antropinis. V Abiotinis (abiogeninis) veiksniai yra fiziniai ir cheminiai negyvosios gamtos veiksniai. Biotika, arba biogeninis, veiksniai yra tiesioginė arba netiesioginė gyvų organizmų įtaka tiek vieni kitiems, tiek aplinkai. Antropogeninis (antropogeninis) Pastaraisiais metais veiksniai dėl didelės svarbos buvo įvardinti kaip atskira biotinių veiksnių grupė. Tai tiesioginio ar netiesioginio žmogaus ir jo ūkinės veiklos poveikio gyviems organizmams ir aplinkai veiksniai.

Abiotiniai veiksniai.

Abiotiniai veiksniai apima negyvosios gamtos elementus, kurie veikia gyvą organizmą. Abiotinių veiksnių tipai pateikti lentelėje. 1.2.2.

1.2.2 lentelė. Pagrindiniai abiotinių veiksnių tipai

Klimato veiksniai.

Visi abiotiniai veiksniai pasireiškia ir veikia trijuose geologiniuose Žemės apvalkaluose: atmosfera, hidrosfera Ir litosfera. Veiksniai, kurie pasireiškia (veikia) atmosferoje ir pastarajai sąveikaujant su hidrosfera arba su litosfera, vadinami klimato. jų pasireiškimas priklauso nuo fizinių ir cheminių Žemės geologinių apvalkalų savybių, nuo juos prasiskverbiančios ir pasiekiančios saulės energijos kiekio ir pasiskirstymo.

Saulės spinduliuotė.

Tarp įvairių aplinkos veiksnių didžiausią reikšmę turi saulės spinduliuotė. (saulės spinduliuotė). Tai nenutrūkstamas elementariųjų dalelių (greitis 300-1500 km/s) ir elektromagnetinių bangų (greitis 300 tūkst. km/s) srautas, pernešantis į Žemę didžiulį kiekį energijos. Saulės spinduliuotė yra pagrindinis gyvybės šaltinis mūsų planetoje. Nuolatinėje saulės spinduliuotės tėkmėje gyvybė atsirado Žemėje, nuėjo ilgą evoliucijos kelią ir toliau egzistuoja bei priklauso nuo saulės energijos. Pagrindinės Saulės spinduliavimo energijos, kaip aplinkos veiksnio, savybes lemia bangos ilgis. Per atmosferą einančios ir Žemę pasiekiančios bangos matuojamos nuo 0,3 iki 10 mikronų.

Atsižvelgiant į poveikio gyviems organizmams pobūdį, šis saulės spinduliuotės spektras yra padalintas į tris dalis: ultravioletinė spinduliuotė, matoma šviesa Ir infraraudonoji spinduliuotė.

Trumpųjų bangų ultravioletiniai spinduliai beveik visiškai sugeria atmosfera, būtent jos ozono ekranas. Nedidelis ultravioletinių spindulių kiekis prasiskverbia į žemės paviršių. Jų bangos ilgis yra 0,3–0,4 mikrono diapazone. Jie sudaro 7% saulės spinduliuotės energijos. Trumpųjų bangų spinduliai neigiamai veikia gyvus organizmus. Jie gali sukelti paveldimos medžiagos pakitimus – mutacijas. Todėl evoliucijos procese ilgą laiką saulės spinduliuotės veikiami organizmai sukūrė adaptacijas, apsaugančias nuo ultravioletinių spindulių. Daugelis iš jų gamina papildomus kiekius juodojo pigmento – melanino, kuris apsaugo nuo nepageidaujamų spindulių prasiskverbimo. Štai kodėl žmonės įdega ilgą laiką būdami lauke. Daugelyje pramonės regionų yra vadinamasis pramoninis melanizmas- gyvūnų spalvos patamsėjimas. Bet tai atsitinka ne veikiant ultravioletinei spinduliuotei, o dėl užteršimo suodžiais ir aplinkos dulkėmis, kurių elementai dažniausiai tampa tamsesni. Tokiame tamsiame fone išgyvena (gerai maskuojasi) tamsesnės organizmų formos.

Matoma šviesa pasirodo bangos ilgiuose nuo 0,4 iki 0,7 µm. Tai sudaro 48% saulės spinduliuotės energijos.

Tai taip pat neigiamai veikia gyvas ląsteles ir jų funkcijas apskritai: keičia protoplazmos klampumą, citoplazmos elektrinio krūvio dydį, sutrinka membranų pralaidumas ir keičiasi citoplazmos judėjimas. Šviesa veikia baltymų koloidų būklę ir energijos procesų eigą ląstelėse. Tačiau nepaisant to, matoma šviesa buvo, yra ir bus vienas svarbiausių energijos šaltinių visoms gyvoms būtybėms. Jo energija naudojama procese fotosintezė ir kaupiasi cheminių ryšių pavidalu fotosintezės produktuose, o vėliau kaip maistas perduodamas visiems kitiems gyviems organizmams. Apskritai galime teigti, kad visa biosferos gyvybė ir net žmonės priklauso nuo saulės energijos, nuo fotosintezės.

Šviesa gyvūnams yra būtina sąlyga informacijos apie aplinką ir jos elementus suvokimui, regėjimui, vizualinei orientacijai erdvėje. Priklausomai nuo gyvenimo sąlygų, gyvūnai prisitaikė prie įvairaus apšvietimo laipsnio. Kai kurios gyvūnų rūšys yra paros, o kitos aktyviausios prieblandoje arba naktį. Dauguma žinduolių ir paukščių gyvena prieblandoje, sunkiai skiria spalvas ir viską mato nespalvotai (iltys, katės, žiurkėnai, pelėdos, naktinukai ir kt.). Gyvenimas prieblandoje ar prasto apšvietimo sąlygomis dažnai sukelia akių hipertrofiją. Santykinai didžiulės akys, galinčios užfiksuoti mažytes šviesos daleles, būdingos naktiniams gyvūnams arba tiems, kurie gyvena visiškoje tamsoje ir vadovaujasi kitų organizmų (lemūrų, beždžionių, pelėdų, giliavandenių žuvų ir kt.) šviečiančiais organais. Jei visiškos tamsos sąlygomis (urvuose, po žeme urvuose) nėra kitų šviesos šaltinių, ten gyvenantys gyvūnai, kaip taisyklė, praranda regėjimo organus (Europos proteusas, kurmio žiurkė ir kt.).

Temperatūra.

Temperatūros faktoriaus šaltiniai Žemėje yra saulės spinduliuotė ir geoterminiai procesai. Nors mūsų planetos šerdis pasižymi itin aukšta temperatūra, jos įtaka planetos paviršiui nežymi, išskyrus vulkaninio aktyvumo zonas ir geoterminių vandenų (geizerių, fumarolių) išsiskyrimą. Vadinasi, pagrindiniu šilumos šaltiniu biosferoje galima laikyti saulės spinduliuotę, būtent infraraudonuosius spindulius. Tuos spindulius, kurie pasiekia Žemės paviršių, sugeria litosfera ir hidrosfera. Litosfera, kaip kietas kūnas, greičiau įkaista ir lygiai taip pat greitai atvėsta. Hidrosfera turi didesnę šiluminę talpą nei litosfera: ji lėtai įšyla ir lėtai vėsta, todėl ilgai išlaiko šilumą. Paviršiniai troposferos sluoksniai įkaista dėl šilumos spinduliavimo iš hidrosferos ir litosferos paviršiaus. Žemė sugeria saulės spinduliuotę ir spinduliuoja energiją atgal į beorę erdvę. Ir vis dėlto Žemės atmosfera padeda išlaikyti šilumą paviršiniuose troposferos sluoksniuose. Dėl savo savybių atmosfera praleidžia trumpųjų bangų infraraudonuosius spindulius ir blokuoja ilgųjų bangų infraraudonuosius spindulius, kuriuos skleidžia įkaitęs Žemės paviršius. Šis atmosferos reiškinys turi pavadinimą šiltnamio efektas. Jo dėka Žemėje tapo įmanoma gyvybė. Šiltnamio efektas padeda išlaikyti šilumą paviršiniuose atmosferos sluoksniuose (kur susitelkę dauguma organizmų) ir išlygina temperatūros svyravimus dieną ir naktį. Pavyzdžiui, Mėnulyje, kuris yra beveik tomis pačiomis erdvės sąlygomis kaip Žemė ir kuriame nėra atmosferos, dienos temperatūros svyravimai ties pusiauju atsiranda nuo 160 ° C iki + 120 ° C.

Aplinkos temperatūrų diapazonas siekia tūkstančius laipsnių (karšta ugnikalnių magma ir žemiausia Antarktidos temperatūra). Ribos, kuriose gali egzistuoti mums žinoma gyvybė, yra gana siauros ir lygios maždaug 300 ° C, nuo -200 ° C (užšalimas suskystintose dujose) iki + 100 ° C (vandens virimo temperatūra). Tiesą sakant, dauguma rūšių ir jų veiklos yra apsiriboja dar siauresniu temperatūrų diapazonu. Bendras aktyvios gyvybės Žemėje temperatūrų diapazonas ribojamas iki šių temperatūros verčių (1.2.3 lentelė):

1.2.3 lentelė Gyvybės Žemėje temperatūrų diapazonas

Augalai prisitaiko prie skirtingų ir net ekstremalių temperatūrų. Tie, kurie toleruoja aukštą temperatūrą, vadinami šilumą stimuliuojantys augalai. Jie gali toleruoti perkaitimą iki 55-65° C (kai kurie kaktusai). Aukštoje temperatūroje augančios rūšys jas lengviau toleruoja dėl labai sutrumpėjusio lapų dydžio, susiformavusio tomentozinio (plaukuoto) arba, atvirkščiai, vaško dangos ir pan. Augalai gali atlaikyti ilgalaikį žemos temperatūros poveikį (nuo 0 iki -10°C) nepažeidžiant jų vystymosi C), vadinami atsparus šalčiui.

Nors temperatūra yra svarbus aplinkos veiksnys, turintis įtakos gyviems organizmams, jos poveikis labai priklauso nuo jos derinio su kitais abiotiniais veiksniais.

Drėgmė.

Drėgmė yra svarbus abiotinis veiksnys, kurį lemia vandens ar vandens garų buvimas atmosferoje ar litosferoje. Pats vanduo yra būtinas neorganinis junginys gyvų organizmų gyvenimui.

Vanduo atmosferoje visada yra formoje vandens poros. Vadinama tikroji vandens masė oro tūrio vienetui absoliuti drėgmė, ir garų procentas, palyginti su didžiausiu kiekiu, kurį gali turėti oras santykinė oro drėgmė. Temperatūra yra pagrindinis veiksnys, turintis įtakos oro gebėjimui sulaikyti vandens garus. Pavyzdžiui, esant +27°C temperatūrai, ore gali būti dvigubai daugiau drėgmės nei esant +16°C temperatūrai. Tai reiškia, kad absoliuti oro drėgmė 27°C temperatūroje yra 2 kartus didesnė nei 16°C, o santykinė oro drėgmė abiem atvejais bus 100%.

Vanduo kaip ekologinis veiksnys gyviems organizmams itin reikalingas, nes be jo negali vykti medžiagų apykaita ir daugelis kitų su juo susijusių procesų. Organizmų medžiagų apykaitos procesai vyksta esant vandeniui (vandeniniuose tirpaluose). Visi gyvi organizmai yra atviros sistemos, todėl jie nuolat patiria vandens netekimą ir visada turi poreikį papildyti jo atsargas. Normaliam egzistavimui augalai ir gyvūnai turi išlaikyti tam tikrą pusiausvyrą tarp vandens patekimo į organizmą ir jo praradimo. Didelis vandens netekimas iš organizmo (dehidratacija) sukelti jo gyvybinės veiklos sumažėjimą, o vėliau mirtį. Augalai vandens poreikius tenkina per kritulius ir oro drėgmę, o gyvūnai – ir su maistu. Organizmų atsparumas drėgmės buvimui ar nebuvimui aplinkoje skiriasi ir priklauso nuo rūšies prisitaikymo. Šiuo atžvilgiu visi sausumos organizmai yra suskirstyti į tris grupes: higrofilinis(arba drėgmę mėgstantis), mezofilinis(arba vidutiniškai drėgmę mėgstantys) ir kserofilinis(arba sausą mėgstantys). Kalbant apie augalus ir gyvūnus atskirai, šis skyrius atrodys taip:

1) higrofiliniai organizmai:

- higrofitai(augalai);

- higrofilai(gyvūnas);

2) mezofiliniai organizmai:

- mezofitai(augalai);

- mezofilai(gyvūnas);

3) kserofiliniai organizmai:

- kserofitai(augalai);

- kserofilai arba higrofobijos(gyvūnai).

Reikia daugiausiai drėgmės higrofiliniai organizmai. Tarp augalų tai bus tie, kurie gyvena pernelyg drėgnuose dirvožemiuose, kuriuose yra didelė oro drėgmė (higrofitai). Vidurinės zonos sąlygomis jie yra tarp žolinių augalų, augančių pavėsinguose miškuose (oksaliai, paparčiai, žibuoklės, tarpžolė ir kt.) ir atvirose vietose (medetkos, saulėgrąžos ir kt.).

Higrofiliniai gyvūnai (higrofilai) apima tuos, kurie yra ekologiškai susiję su vandens aplinka arba su vandeniu užmirkusiomis vietovėmis. Jiems reikia nuolatinio didelio drėgmės kiekio aplinkoje. Tai atogrąžų miškų, pelkių ir šlapių pievų gyvūnai.

Mezofiliniai organizmai reikalauja vidutinio drėgmės kiekio ir paprastai yra susiję su vidutiniškai šiltomis sąlygomis ir gera mineraline mityba. Tai gali būti miško augalai ir atvirų vietovių augalai. Tarp jų auga medžiai (liepa, beržas), krūmai (lazdynas, šaltalankis) ir dar daugiau žolelių (dobilai, motiejukai, eraičinai, pakalnutės, kanopinės žolės ir kt.). Apskritai mezofitai yra plati ekologinė augalų grupė. Mezofiliniams gyvūnams (mezofilai) priklauso daugumai organizmų, gyvenančių vidutinio ir subarktinėmis sąlygomis arba tam tikruose kalnuotuose žemės regionuose.

Kserofiliniai organizmai - Tai gana įvairi ekologinė augalų ir gyvūnų grupė, prisitaikiusi prie sausringų gyvenimo sąlygų šiomis priemonėmis: ribodama garavimą, didindama vandens gamybą ir kuriant vandens atsargas ilgam vandens trūkumo laikotarpiui.

Sausose sąlygose gyvenantys augalai su jais susidoroja įvairiai. Kai kurie neturi struktūrinių priemonių, kad galėtų susidoroti su drėgmės trūkumu. jų egzistavimas sausringomis sąlygomis įmanomas tik dėl to, kad kritiniu momentu jie yra ramybės būsenoje sėklų (efemerų) arba svogūnėlių, šakniastiebių, gumbų (efemeroidų) pavidalu, labai lengvai ir greitai pereina į aktyvų gyvenimą. ir visiškai išnyksta per trumpą metinio vystymosi ciklo laikotarpį. Efemerija daugiausia paplitęs dykumose, pusdykumėse ir stepėse (akmeninė, pavasarinė agurkė, ropė ir kt.). Efemeroidai(iš graikų kalbos trumpalaikis Ir žiūrėk)- tai daugiamečiai žoliniai, daugiausia pavasariniai, augalai (viksvos, javai, tulpės ir kt.).

Labai unikalios augalų kategorijos, prisitaikiusios toleruoti sausras sukulentai Ir sklerofitai. Sukulentai (iš graikų k. sultingas) geba sukaupti didelius vandens kiekius ir palaipsniui jį eikvoti. Pavyzdžiui, kai kuriuose Šiaurės Amerikos dykumų kaktusuose gali būti nuo 1000 iki 3000 litrų vandens. Vanduo kaupiasi lapuose (alavijo, sėdros, agavos, jauniklių) arba stiebuose (kaktusai ir į kaktusus panašios pienžolės).

Gyvūnai vandenį gauna trimis pagrindiniais būdais: tiesiogiai gerdami arba absorbuodami per odą, su maistu ir metabolizmo būdu.

Daugelis gyvūnų rūšių geria vandenį ir gana dideliais kiekiais. Pavyzdžiui, kininio ąžuolo šilkaverpių vikšrai gali išgerti iki 500 ml vandens. Tam tikroms gyvūnų ir paukščių rūšims reikia reguliariai gerti vandenį. Todėl jie pasirenka tam tikrus šaltinius ir reguliariai lanko juos kaip vandens telkinius. Dykumos paukščių rūšys kasdien skrenda į oazes, ten geria vandenį ir neša vandens savo jaunikliams.

Kai kurios gyvūnų rūšys, kurios nevartoja vandens tiesiogiai gerdamos, gali jį suvartoti per visą odos paviršių. Vabzdžių ir lervų, gyvenančių medžių dulkėmis sudrėkintoje dirvoje, oda yra laidi vandeniui. Australijos molochinis driežas sugeria drėgmę iš kritulių per savo odą, kuri yra itin higroskopiška. Daugelis gyvūnų gauna drėgmės iš sultingo maisto. Toks sultingas maistas gali būti žolė, sultingi vaisiai, uogos, svogūnėliai ir augalų gumbai. Vidurinės Azijos stepėse gyvenantis stepinis vėžlys vandenį vartoja tik iš sultingo maisto. Šiuose regionuose, daržovėse arba melionų laukuose, vėžliai daro didelę žalą, maitindamiesi melionais, arbūzais ir agurkais. Kai kurie plėšrūs gyvūnai vandens taip pat gauna valgydami grobį. Tai būdinga, pavyzdžiui, afrikinei fenekinei lapei.

Rūšys, kurios minta tik sausu maistu ir neturi galimybės suvartoti vandens, jį gauna metabolizmo būdu, tai yra chemiškai virškinant maistą. Metabolinis vanduo organizme gali susidaryti dėl riebalų ir krakmolo oksidacijos. Tai svarbus vandens gavimo būdas, ypač karštose dykumose gyvenantiems gyvūnams. Taigi raudonuodegė smiltpelė kartais minta tik sausomis sėklomis. Yra žinomi eksperimentai, kai nelaisvėje Šiaurės Amerikos elnio pelė gyveno apie trejus metus, valgydama tik sausus miežių grūdus.

Maisto veiksniai.

Žemės litosferos paviršius sudaro atskirą gyvenamąją aplinką, kuriai būdingas savas aplinkos veiksnių rinkinys. Ši veiksnių grupė vadinama edafiškas(iš graikų kalbos edaphos- dirvožemis). Dirvožemis turi savo struktūrą, sudėtį ir savybes.

Dirvožemiui būdingas tam tikras drėgmės kiekis, mechaninė sudėtis, organinių, neorganinių ir organinių mineralinių junginių kiekis, tam tikras rūgštingumas. Nuo rodiklių priklauso daugelis paties dirvožemio savybių ir gyvų organizmų pasiskirstymo joje.

Pavyzdžiui, tam tikros augalų ir gyvūnų rūšys mėgsta tam tikro rūgštingumo dirvožemius, būtent: rūgščiose dirvose auga sfagninės samanos, laukiniai serbentai, alksniai, o neutraliuose – žaliosios miško samanos.

Į tam tikrą dirvožemio rūgštingumą reaguoja ir vabalų lervos, sausumos moliuskai ir daugelis kitų organizmų.

Cheminė dirvožemio sudėtis yra labai svarbi visiems gyviems organizmams. Augalams svarbiausi yra ne tik tie cheminiai elementai, kuriuos jie naudoja dideliais kiekiais (azotas, fosforas, kalis ir kalcis), bet ir reti (mikroelementai). Kai kurie augalai selektyviai kaupia tam tikrus retus elementus. Pavyzdžiui, kryžmažiedžiai ir skėčiais augalai sieros savo organizme sukaupia 5-10 kartų daugiau nei kiti augalai.

Per didelis tam tikrų cheminių elementų kiekis dirvožemyje gali neigiamai (patologiškai) paveikti gyvūnus. Pavyzdžiui, viename iš Tuvos slėnių (Rusija) buvo pastebėta, kad avys serga kažkokia specifine liga, kuri pasireiškė plaukų slinkimu, kanopų deformacija ir pan. Vėliau paaiškėjo, kad šiame slėnyje yra padidėjęs seleno kiekis. . Šio elemento perteklius patekęs į avių organizmą sukėlė lėtinę seleno toksikozę.

Dirvožemis turi savo šilumos režimą. Kartu su drėgme ji veikia dirvožemio formavimąsi ir įvairius dirvožemyje vykstančius procesus (fizikinius ir cheminius, cheminius, biocheminius ir biologinius).

Dėl žemo šilumos laidumo dirvožemiai gali išlyginti temperatūros svyravimus su gyliu. Kiek daugiau nei 1 m gylyje paros temperatūros svyravimai beveik nepastebimi. Pavyzdžiui, Karakumo dykumoje, kuriai būdingas ryškus žemyninis klimatas, vasarą, dirvos paviršiaus temperatūrai pasiekus +59°C, smiltpeles graužikų urveliuose 70 cm atstumu nuo įėjimo temperatūra vyravo. 31°C žemesnė ir siekė +28°C. Žiemą, šaltą naktį, smilčių urvuose temperatūra siekė +19°C.

Dirvožemis yra unikalus litosferos paviršiaus ir joje gyvenančių gyvų organizmų fizikinių ir cheminių savybių derinys. Neįmanoma įsivaizduoti dirvožemio be gyvų organizmų. Nenuostabu, kad garsus geochemikas V.I. Vernadskis vadino dirvožemius bioinertiškas kūnas.

Orografiniai veiksniai (reljefas).

Reljefas nesusijęs su tokiais tiesiogiai veikiančiais aplinkos veiksniais kaip vanduo, šviesa, šiluma, dirvožemis. Tačiau reljefo pobūdis daugelio organizmų gyvenime turi netiesioginį poveikį.

c Pagal formų dydį gana sutartinai išskiriamas kelių eilių reljefas: makroreljefas (kalnai, žemumos, tarpkalnių įdubos), mezoreljefas (kalvos, daubos, gūbriai ir kt.) ir mikroreljefas (mažos įdubos, nelygumai ir kt.). ). Kiekvienas iš jų vaidina tam tikrą vaidmenį formuojant organizmams aplinkos veiksnių kompleksą. Visų pirma, reljefas veikia tokių veiksnių kaip drėgmė ir šiluma perskirstymą. Taigi net nedideli kelių dešimčių centimetrų lašai sukuria didelės drėgmės sąlygas. Vanduo iš aukštesnių vietovių teka į žemesnes, kur susidaro palankios sąlygos drėgmę mėgstantiems organizmams. Šiauriniuose ir pietiniuose šlaituose yra skirtingos apšvietimo ir šilumos sąlygos. Kalnuotomis sąlygomis santykinai nedideliuose plotuose susidaro didelės aukščio amplitudės, dėl kurių susidaro įvairūs klimato kompleksai. Visų pirma, būdingos jų savybės yra žema temperatūra, stiprus vėjas, drėgmės pokyčiai, oro dujų sudėtis ir kt.

Pavyzdžiui, pakilus virš jūros lygio, oro temperatūra nukrenta 6 ° C kas 1000 m. Nors tai būdinga troposferai, dėl reljefo (kalnų, kalnų, kalnų plynaukštės ir kt.), Sausumos organizmai. gali atsidurti tokiomis sąlygomis, kurios nėra panašios į kaimyninių regionų sąlygas. Pavyzdžiui, Afrikoje esantį Kilimandžaro vulkaninį kalnų masyvą papėdėje supa savanos, o aukščiau šlaitų – kavos, bananų plantacijos, miškai ir alpinės pievos. Kilimandžaro viršūnes dengia amžinas sniegas ir ledynai. Jei oro temperatūra jūros lygyje yra +30°C, tai neigiamos temperatūros atsiras jau 5000 m aukštyje Vidutinio klimato zonose temperatūros kritimas kas 6°C atitinka 800 km judėjimą aukštųjų platumų link.

Spaudimas.

Slėgis pasireiškia tiek oro, tiek vandens aplinkoje. Atmosferos ore slėgis kinta sezoniškai, priklausomai nuo oro sąlygų ir aukščio virš jūros lygio. Ypač domina organizmų, gyvenančių žemo slėgio ir reto oro sąlygomis aukštumose, adaptacijos.

Slėgis vandens aplinkoje kinta priklausomai nuo gylio: padidėja maždaug 1 atm kas 10 m. Daugeliui organizmų yra slėgio pokyčio (gylio), prie kurio jie prisitaikė, ribos. Pavyzdžiui, bedugnės žuvys (žuvys iš pasaulio gelmių) gali atlaikyti didelį spaudimą, tačiau jos niekada nepakyla į jūros paviršių, nes joms tai yra mirtina. Ir atvirkščiai, ne visi jūrų organizmai gali pasinerti į didelį gylį. Pavyzdžiui, kašalotai gali pasinerti į iki 1 km gylį, o jūros paukščiai – iki 15-20 m, kur gauna maisto.

Gyvi organizmai sausumoje ir vandens aplinkoje aiškiai reaguoja į slėgio pokyčius. Vienu metu buvo pastebėta, kad žuvys gali suvokti net nedidelius slėgio pokyčius. jų elgesys pasikeičia, kai keičiasi atmosferos slėgis (pavyzdžiui, prieš perkūniją). Japonijoje kai kurios žuvys yra specialiai laikomos akvariumuose ir pagal jų elgesio pokyčius sprendžiama apie galimus oro pokyčius.

Sausumos gyvūnai, suvokdami nedidelius slėgio pokyčius, savo elgesiu gali numatyti oro sąlygų pokyčius.

Netolygus slėgis, atsirandantis dėl netolygaus Saulės šildymo ir šilumos pasiskirstymo tiek vandenyje, tiek atmosferos ore, sudaro sąlygas maišytis vandens ir oro masėms, t.y. srovių susidarymas. Tam tikromis sąlygomis srautas yra galingas aplinkos veiksnys.

Hidrologiniai veiksniai.

Vanduo, kaip atmosferos ir litosferos (įskaitant dirvožemį) sudedamoji dalis, vaidina svarbų vaidmenį organizmų gyvenime kaip vienas iš aplinkos veiksnių, vadinamų drėgme. Tuo pačiu metu skystos būsenos vanduo gali būti veiksnys, formuojantis savo aplinką – vandeninę. Dėl savo savybių, išskiriančių vandenį iš visų kitų cheminių junginių, jis, būdamas skystas ir laisvas, sukuria vandens aplinkoje sąlygų kompleksą, vadinamuosius hidrologinius veiksnius.

Tokios vandens charakteristikos kaip šilumos laidumas, takumas, skaidrumas, druskingumas rezervuaruose pasireiškia skirtingai ir yra aplinkos veiksniai, kurie šiuo atveju vadinami hidrologiniais. Pavyzdžiui, vandens organizmai skirtingai prisitaikė prie įvairaus vandens druskingumo laipsnio. Yra gėlo vandens ir jūros organizmų. Gėlavandeniai organizmai savo rūšių įvairove nestebina. Pirma, gyvybė Žemėje atsirado jūros vandenyse, antra, gėlo vandens telkiniai užima nedidelę žemės paviršiaus dalį.

Jūrų organizmai yra įvairesni ir jų skaičius yra didesnis. Kai kurie iš jų prisitaikę prie mažo druskingumo ir gyvena nudruskintose jūros ir kitų sūraus vandens telkinių vietose. Daugelyje tokių rezervuarų rūšių pastebimas kūno dydžio sumažėjimas. Pavyzdžiui, moliuskų, valgomųjų midijų (Mytilus edulis) ir Lamarko midijų (Cerastoderma lamarcki), gyvenančių Baltijos jūros įlankose, kurių druskingumas 2-6%o, vožtuvai yra 2-4 kartus mažesni nei individai, gyvenantys toje pačioje jūroje, tik esant 15 % druskingumo. Krabas Carcinus moenas Baltijos jūroje yra mažo dydžio, o gėlintose lagūnose ir estuarijose – daug didesnis. Jūros ežiai lagūnose auga mažesni nei jūroje. Sūrytos krevetės (Artemia salina), kurių druskingumas yra 122 %o, yra iki 10 mm, o esant 20 %o, jos užauga iki 24–32 mm. Druskingumas taip pat gali turėti įtakos gyvenimo trukmei. Tas pats Lamarko širdis gyvena iki 9 metų Šiaurės Atlanto vandenyse ir 5 - mažiau sūriuose Azovo jūros vandenyse.

Vandens telkinių temperatūra yra pastovesnis rodiklis nei žemės temperatūra. Taip yra dėl fizinių vandens savybių (šilumos talpos, šilumos laidumo). Metinių temperatūros svyravimų amplitudė viršutiniuose vandenyno sluoksniuose neviršija 10-15° C, o žemyniniuose rezervuaruose - 30-35° C. Ką jau kalbėti apie giliuosius vandens sluoksnius, kuriems būdingas pastovus terminis režimas.

Biotiniai veiksniai.

Mūsų planetoje gyvenantys organizmai savo gyvenimui reikalauja ne tik abiotinių sąlygų, jie sąveikauja tarpusavyje ir dažnai yra labai priklausomi vienas nuo kito. Organinio pasaulio veiksnių, tiesiogiai ar netiesiogiai veikiančių organizmus, visuma vadinama biotiniais veiksniais.

Biotiniai veiksniai yra labai įvairūs, tačiau nepaisant to, jie taip pat turi savo klasifikaciją. Pagal paprasčiausią klasifikaciją biotiniai veiksniai skirstomi į tris grupes, kurias sukelia: augalai, gyvūnai ir mikroorganizmai.

Clements ir Shelford (1939) pasiūlė jų klasifikaciją, kurioje atsižvelgiama į tipiškiausias dviejų organizmų sąveikos formas - bendri veiksmai. Visi kooperatyvai skirstomi į dvi dideles grupes, priklausomai nuo to, ar sąveikauja tos pačios rūšies organizmai, ar du skirtingi organizmai. Tai pačiai rūšiai priklausančių organizmų sąveikos tipai homotipinės reakcijos. Heterotipinės reakcijos vadiname dviejų skirtingų rūšių organizmų sąveikos formas.

Homotipinės reakcijos.

Tarp tos pačios rūšies organizmų sąveikos galima išskirti šias sąveikas (sąveikas): grupės efektas, masės efektas Ir tarprūšinė konkurencija.

Grupinis efektas.

Daugelis gyvų organizmų, galinčių gyventi pavieniui, sudaro grupes. Dažnai gamtoje galite stebėti, kaip kai kurios rūšys auga grupėmis augalai. Tai suteikia jiems galimybę paspartinti savo augimą. Gyvūnai taip pat sudaro grupes. Tokiomis sąlygomis jie išgyvena geriau. Gyvenant kartu gyvūnams lengviau apsiginti, gauti maisto, apsaugoti palikuonis, išgyventi nepalankius aplinkos veiksnius. Taigi grupės efektas turi teigiamą poveikį visiems grupės nariams.

Grupės, į kurias sujungiami gyvūnai, gali būti skirtingo dydžio. Pavyzdžiui, kormoranai, formuojantys didžiules kolonijas Peru pakrantėse, gali egzistuoti tik tuo atveju, jei kolonijoje yra ne mažiau kaip 10 tūkstančių paukščių, o 1 kvadratiniame metre teritorijos yra trys lizdai. Yra žinoma, kad Afrikos dramblių išgyvenimui bandoje turi būti ne mažiau kaip 25 individai, o šiaurės elnių bandoje - 300–400 gyvūnų. Vilkų gaujoje gali būti iki keliolikos individų.

Paprastos sankaupos (laikinos arba nuolatinės) gali išsivystyti į sudėtingas grupes, susidedančias iš specializuotų individų, kurie atlieka jiems būdingas funkcijas toje grupėje (bičių, skruzdėlių ar termitų šeimos).

Masinis efektas.

Masinis efektas yra reiškinys, atsirandantis, kai gyvenamoji erdvė yra perpildyta. Natūralu, kad jungiantis į grupes, ypač dideles, atsiranda ir šioks toks gyventojų perteklius, tačiau yra didelis skirtumas tarp grupinio ir masinio poveikio. Pirmasis suteikia privalumų kiekvienam asociacijos nariui, o kitas, priešingai, slopina kiekvieno gyvenimo veiklą, tai yra turi neigiamų pasekmių. Pavyzdžiui, masės efektas atsiranda, kai stuburiniai gyvūnai susirenka kartu. Jei viename narve bus laikomas didelis skaičius eksperimentinių žiurkių, jų elgesys pasireikš agresyvumu. Ilgą laiką laikant gyvūnus tokiomis sąlygomis, vaikingų patelių embrionai ištirpsta, agresyvumas taip padidėja, kad žiurkės nukanda viena kitai uodegas, ausis, galūnes.

Masinis labai organizuotų organizmų poveikis sukelia stresinę būseną. Žmonėms tai gali sukelti psichikos sutrikimus ir nervų suirimą.

Tarprūšinė konkurencija.

Tarp tos pačios rūšies individų visada vyksta tam tikra konkurencija siekiant geriausių gyvenimo sąlygų. Kuo didesnis tam tikros organizmų grupės populiacijos tankis, tuo intensyvesnė konkurencija. Tokia konkurencija tarp tos pačios rūšies organizmų dėl tam tikrų egzistavimo sąlygų vadinama tarprūšinė konkurencija.

Masinis poveikis ir tarprūšinė konkurencija nėra tapačios sąvokos. Jei pirmasis reiškinys pasireiškia palyginti trumpą laiką, o vėliau baigiasi grupės retėjimu (mirtingumas, kanibalizmas, sumažėjęs vaisingumas ir kt.), tai tarprūšinė konkurencija egzistuoja nuolat ir galiausiai lemia platesnį rūšies prisitaikymą prie aplinkos sąlygų. Rūšis tampa labiau ekologiškai prisitaikiusi. Dėl tarprūšinės konkurencijos pati rūšis išsaugoma ir dėl tokios kovos jos nesunaikina.

Tarprūšinė konkurencija gali pasireikšti viskuo, ką gali pareikšti tos pačios rūšies organizmai. Augaluose, kurie auga tankiai, gali atsirasti konkurencija dėl šviesos, mineralinės mitybos ir kt. Pavyzdžiui, ąžuolas, kai auga atskirai, turi sferinį vainiką, kuris yra gana platus, nes apatinės šoninės šakos gauna pakankamai šviesos. Ąžuolų sodinimuose miške apatines šakas nustelbia viršutinės. Šakos, kurios negauna pakankamai šviesos, miršta. Ąžuolui augant aukštyn, apatinės šakos greitai nubyra, medis įgauna miško formą – ilgą cilindrinį kamieną ir šakų vainiką medžio viršūnėje.

Gyvūnuose konkurencija kyla dėl tam tikros teritorijos, maisto, lizdaviečių ir pan. Aktyviems gyvūnams lengviau išvengti sunkios konkurencijos, tačiau tai vis tiek juos paveikia. Paprastai tie, kurie vengia konkurencijos, dažnai atsiduria nepalankiose sąlygose, kaip ir augalai (ar prilipusios gyvūnų rūšys), prisitaikyti prie sąlygų, kuriomis turi tenkintis.

Heterotipinės reakcijos.

1.2.4 lentelė. Tarprūšinės sąveikos formos

0 - sąveika tarp rūšių neduoda naudos ir nepadaro žalos nė vienai pusei;

Sąveika tarp rūšių sukelia teigiamų pasekmių; – rūšių sąveika sukelia neigiamų pasekmių.

Neutralizmas.

Dažniausia sąveikos forma atsiranda tada, kai skirtingų rūšių organizmai, užimantys tą pačią teritoriją, niekaip neveikia vienas kito. Miške gyvena daug rūšių ir daugelis iš jų palaiko neutralius santykius. Pavyzdžiui, voverė ir ežiukas gyvena tame pačiame miške, tačiau jų, kaip ir daugelio kitų organizmų, santykiai yra neutralūs. Tačiau šie organizmai yra tos pačios ekosistemos dalis. Jie yra vienos visumos elementai, todėl išsamiai ištyrus vis tiek galima rasti ne tiesioginių, o netiesioginių, gana subtilių ir iš pirmo žvilgsnio nematomų sąsajų.

Valgyk. Doom savo knygoje „Populiarioji ekologija“ pateikia humoristinį, bet labai taiklų tokių ryšių pavyzdį. Jis rašo, kad Anglijoje senos vienišos moterys palaiko karaliaus sargybinių valdžią. O ryšys tarp gvardiečių ir moterų gana paprastas. Vienišos moterys, kaip taisyklė, augina kates, o katės medžioja peles. Kuo daugiau kačių, tuo mažiau pelių laukuose. Pelės yra kamanių priešės, nes jos sunaikina savo urvus ten, kur gyvena. Kuo mažiau pelių, tuo daugiau kamanių. Kamanės, kaip žinia, nėra vieninteliai dobilų apdulkintojai. Daugiau kamanių laukuose reiškia didesnį dobilų derlių. Arkliai ganomi ant dobilų, o sargybiniai mėgsta valgyti arklieną. Už šio pavyzdžio gamtoje galite rasti daug paslėptų ryšių tarp skirtingų organizmų. Nors gamtoje, kaip matyti iš pavyzdžio, katės turi neutralų santykį su arkliais ar dzhmeliais, jos netiesiogiai su jais susijusios.

Komensalizmas.

Daugelio rūšių organizmai užmezga santykius, kurie naudingi tik vienai pusei, o kita nuo to nenukenčia ir nieko nėra naudinga. Ši organizmų sąveikos forma vadinama komensalizmas. Komensalizmas dažnai pasireiškia kaip skirtingų organizmų sambūvis. Taigi vabzdžiai dažnai gyvena žinduolių urveliuose ar paukščių lizduose.

Neretai galima stebėti tokį bendrą įsikūrimą, kai žvirbliai lizdus susikuria stambių plėšriųjų paukščių ar gandrų lizduose. Plėšriųjų paukščių žvirblių artumas netrukdo, tačiau patiems žvirbliams tai patikima jų lizdų apsauga.

Gamtoje yra net rūšis, vadinama komensaliniu krabu. Šis mažas, grakštus krabas noriai įsikuria austrių mantijos ertmėje. Tai darydamas jis netrukdo moliuskui, tačiau jis pats gauna pastogę, šviežias vandens porcijas ir maistinių medžiagų daleles, kurios jį pasiekia kartu su vandeniu.

Bendradarbiavimas protokolu.

Kitas dviejų skirtingų rūšių organizmų bendro teigiamo bendradarbiavimo žingsnis yra proto bendradarbiavimas, kurioje abiem rūšims sąveika naudinga. Natūralu, kad šios rūšys gali egzistuoti atskirai be jokių nuostolių. Ši sąveikos forma dar vadinama pirminis bendradarbiavimas, arba bendradarbiavimą.

Jūroje tokia abipusiai naudinga, bet neprivaloma sąveikos forma atsiranda, kai susilieja krabai ir latakai. Pavyzdžiui, anemonai dažnai apsigyvena krabų nugarinėje pusėje, užmaskuodami ir apsaugodami juos geliančiais čiuptuvais. Savo ruožtu jūros anemonai iš krabų gauna maisto gabalėlius, kurie liko po valgio, ir naudoja krabus kaip transporto priemonę. Ir krabai, ir jūriniai anemonai gali laisvai ir savarankiškai egzistuoti vandens telkinyje, tačiau esant šalia, krabas net savo naga persodina jūrinį anemoną ant savęs.

Įvairių rūšių paukščių (garnių ir kormoranų, skirtingų rūšių bridų ir žuvėdrų ir kt.) bendras lizdų perdavimas toje pačioje kolonijoje taip pat yra bendradarbiavimo pavyzdys, kai abi šalys gauna naudos, pavyzdžiui, apsaugant nuo plėšrūnų.

Mutualizmas.

Mutualizmas (arba privaloma simbiozė) yra kitas abipusiai naudingo skirtingų rūšių prisitaikymo vienas prie kito etapas. Nuo protokolinio bendradarbiavimo jis skiriasi savo priklausomybe. Jei protobendradarbiaujant organizmai, kurie bendrauja, gali egzistuoti atskirai ir nepriklausomai vienas nuo kito, tai esant abipusiškumui, šių organizmų egzistavimas atskirai yra neįmanomas.

Šio tipo sąveika dažnai vyksta gana skirtinguose organizmuose, sistemingai nutolusiuose, su skirtingais poreikiais. To pavyzdys yra ryšys tarp azotą fiksuojančių bakterijų (pūslelių bakterijų) ir ankštinių augalų. Ankštinių augalų šaknų sistemos išskiriamos medžiagos skatina pūslinių bakterijų augimą, o bakterijų atliekos sukelia šaknų plaukelių deformaciją, dėl kurios pradeda formuotis pūslelės. Bakterijos turi savybę pasisavinti atmosferos azotą, kurio dirvoje trūksta, bet augalams būtinas makroelementas, o tai šiuo atveju labai naudinga ankštiniams augalams.

Gamtoje grybų ir augalų šaknų ryšys gana dažnas, vadinamas mikorizė. Grybiena, sąveikaudama su šaknų audiniais, sudaro savotišką organą, padedantį augalui efektyviau pasisavinti mineralus iš dirvožemio. Iš šios sąveikos grybai gauna augalų fotosintezės produktus. Daugelis medžių rūšių negali augti be mikorizės, o kai kurių rūšių grybai mikorizę formuoja su tam tikrų medžių rūšių šaknimis (ąžuolo ir kiaulienos grybų, beržų ir baravykų ir kt.).

Klasikinis abipusiškumo pavyzdys yra kerpės, kurios sujungia simbiotinį ryšį tarp grybų ir dumblių. Funkciniai ir fiziologiniai ryšiai tarp jų yra tokie glaudūs, kad laikomi atskirais grupė organizmai. Šioje sistemoje esantis grybas aprūpina dumblius vandeniu ir mineralinėmis druskomis, o dumbliai savo ruožtu aprūpina grybą organinėmis medžiagomis, kurias jis pats sintetina.

Amensalizmas.

Natūralioje aplinkoje ne visi organizmai daro teigiamą poveikį vieni kitiems. Yra daug atvejų, kai, siekdamos užsitikrinti savo pragyvenimą, viena rūšis kenkia kitai. Tokia kooperacijos forma, kai vienos rūšies organizmai nieko neprarasdami slopina kitos rūšies organizmo augimą ir dauginimąsi, vadinama. amenzalizmas (antibiozė). Prislėgtas žvilgsnis poroje, kuri bendrauja, vadinama amensalom, ir tas, kuris slopina - inhibitorius.

Amensalizmas geriausiai tiriamas augaluose. Per savo gyvenimą augalai į aplinką išskiria chemines medžiagas, kurios yra veiksniai, įtakojantys kitus organizmus. Kalbant apie augalus, amensalizmas turi savo pavadinimą - alelopatija. Yra žinoma, kad dėl nuodingų medžiagų išskyrimo per savo šaknis Nechuyviter volokhatenki išstumia kitus vienmečius augalus ir dideliuose plotuose sudaro ištisinius vienos rūšies krūmynus. Laukuose kviečių žolė ir kitos piktžolės išstumia arba slopina kultūrinius augalus. Riešutas ir ąžuolas slopina žolinę augmeniją po savo laja.

Augalai gali išskirti alelopatines medžiagas ne tik iš savo šaknų, bet ir iš antžeminės kūno dalies. Lakiosios alelopatinės medžiagos, kurias augalai išskiria į orą, vadinamos fitoncidai. Iš esmės jie turi destruktyvų poveikį mikroorganizmams. Visi puikiai žino apie česnakų, svogūnų ir krienų antimikrobinį profilaktinį poveikį. Spygliuočiai gamina daug fitoncidų. Iš vieno hektaro paprastųjų kadagių sodinimo per metus išauginama daugiau nei 30 kg fitoncidų. Spygliuočiai dažnai naudojami apgyvendintose vietose kuriant sanitarines apsaugos juostas aplink įvairias pramonės šakas, kurios padeda išvalyti orą.

Fitoncidai neigiamai veikia ne tik mikroorganizmus, bet ir gyvūnus. Įvairūs augalai jau seniai naudojami kasdieniame gyvenime kovai su vabzdžiais. Taigi, baglitsa ir levandos yra geros priemonės kovojant su kandimis.

Antibiozė taip pat žinoma mikroorganizmuose. Jis pirmą kartą buvo atrastas. Babesh (1885) ir iš naujo atrado A. Flemingas (1929). Įrodyta, kad penicilino grybai išskiria medžiagą (peniciliną), kuri stabdo bakterijų augimą. Plačiai žinoma, kad kai kurios pieno rūgšties bakterijos parūgština savo aplinką taip, kad joje negali egzistuoti puvimo bakterijos, kurioms reikalinga šarminė arba neutrali aplinka. Alelopatinės mikroorganizmų cheminės medžiagos yra žinomos kaip antibiotikai. Jau aprašyta per 4 tūkstančius antibiotikų, tačiau tik apie 60 jų veislių plačiai naudojamos medicinos praktikoje.

Gyvūnus nuo priešų galima apsaugoti ir išskiriant nemalonaus kvapo medžiagas (pavyzdžiui, tarp roplių – grifai vėžliai, gyvatės; paukščiai – vytelių jaunikliai; žinduoliai – skunksai, šeškai).

Grobuoniškumas.

Vagystė plačiąja šio žodžio prasme laikomas maisto gavimo ir gyvūnų (kartais augalų) maitinimo būdu, kai jie gaudo, žudo ir suėda kitus gyvūnus. Kartais šis terminas suprantamas kaip bet koks vienų organizmų vartojimas kitų, t.y. tokie ryšiai tarp organizmų, kuriuose vieni kitus naudoja kaip maistą. Taip suprasdamas, kiškis yra plėšrūnas, palyginti su jo vartojama žole. Bet naudosime siauresnį plėšrūno supratimą, kai vienas organizmas minta kitu, kuris sistemine prasme yra artimas pirmajam (pavyzdžiui, vabzdžiai mintantys vabzdžiais; žuvys mintantys žuvimis; paukščiai, mintantys ropliais, paukščiai ir žinduoliai, kurie minta paukščiais ir žinduoliais). Vadinamas kraštutinis plėšrūnų atvejis, kai rūšis minta savo rūšies organizmais kanibalizmas.

Kartais plėšrūnas parenka grobį tokiu skaičiumi, kad tai nedaro neigiamos įtakos jo populiacijos dydžiui. Taip elgdamasis plėšrūnas prisideda prie geresnės grobio populiacijos būklės, kuri taip pat jau prisitaikė prie plėšrūno spaudimo. Gimstamumas grobio populiacijose yra didesnis nei reikia normaliai populiacijai išlaikyti. Vaizdžiai tariant, grobio populiacija atsižvelgia į tai, ką plėšrūnas turėtų pasirinkti.

Tarprūšinis konkursas.

Tarp skirtingų rūšių organizmų, taip pat tarp tos pačios rūšies organizmų, atsiranda sąveika, per kurią jie bando gauti tą patį išteklį. Tokie skirtingų rūšių bendradarbiavimo veiksmai vadinami tarprūšine konkurencija. Kitaip tariant, galime sakyti, kad tarprūšinė konkurencija yra bet kokia sąveika tarp skirtingų rūšių populiacijų, neigiamai veikianti jų augimą ir išlikimą.

Tokios konkurencijos pasekmės gali būti vieno organizmo išstūmimas kitu iš tam tikros ekologinės sistemos (konkurencinės atskirties principas). Tuo pačiu metu konkurencija skatina daugelio adaptacijų atsiradimą per atrankos procesą, o tai lemia tam tikroje bendruomenėje ar regione egzistuojančių rūšių įvairovę.

Konkurencinė sąveika gali būti susijusi su erdve, maistu ar maistinėmis medžiagomis, šviesa ir daugeliu kitų veiksnių. Tarprūšinė konkurencija, priklausomai nuo to, kuo ji grindžiama, gali nulemti pusiausvyrą tarp dviejų rūšių arba, esant didesnei konkurencijai, vienos rūšies populiaciją pakeisti kitos rūšies populiacija. Taip pat konkurencijos rezultatas gali būti, kad viena rūšis išstumia kitą į kitą vietą arba priverčia ją pereiti prie kitų išteklių.

3.1. Abiotiniai veiksniai

Abiotiniai (iš graikų kalbos – negyvi) veiksniai – tai negyvosios, neorganinės gamtos komponentai ir reiškiniai, kurie tiesiogiai ar netiesiogiai veikia gyvus organizmus. Pagal esamą klasifikaciją išskiriami šie abiotiniai veiksniai: klimatiniai, edafiniai (dirvožeminiai), orografiniai arba topografiniai, hidrografiniai (vandens aplinka), cheminiai (1 lentelė). Kai kurie iš svarbiausių abiotinių veiksnių yra šviesa, temperatūra ir drėgmė.

1 lentelė. Aplinkos aplinkos veiksnių klasifikacija

Šviesa. Saulės spinduliuotė yra pagrindinis visų Žemėje vykstančių procesų energijos šaltinis. Saulės spinduliuotės spektre išskiriami regionai, kurie skiriasi savo biologiniu poveikiu: ultravioletiniai, matomi ir infraraudonieji. Ultravioletiniai spinduliai, kurių bangos ilgis mažesnis nei 0,290 mikronų, naikina visus gyvius. Šią spinduliuotę sulaiko atmosferos ozono sluoksnis, o Žemės paviršių pasiekia tik dalis ultravioletinių spindulių (0,300–0,400 mikronų), kurie mažomis dozėmis teigiamai veikia organizmus.

Matomų spindulių bangos ilgis yra 0,400–0,750 mikronų ir jie sudaro didžiąją dalį saulės spinduliuotės energijos, pasiekiančios žemės paviršių. Šie spinduliai ypač svarbūs gyvybei Žemėje. Žalieji augalai sintetina organines medžiagas, naudodamiesi šios konkrečios saulės spektro dalies energija. Infraraudonųjų spindulių, kurių bangos ilgis didesnis nei 0,750 mikronų, žmogaus akis nesuvokia, o suvokia kaip šilumą ir yra svarbus vidinės energijos šaltinis. Todėl šviesa turi dviprasmišką poveikį organizmams. Viena vertus, tai pirminis energijos šaltinis, be kurio neįmanoma gyvybė Žemėje, kita vertus, gali turėti neigiamos įtakos organizmams.

Šviesos režimas . Per atmosferos orą praeinant saulės šviesa (3.1 pav.) atsispindi, išsisklaido ir sugeria. Kiekvienai buveinei būdingas tam tikras šviesos režimas. Jis nustatomas pagal šviesos intensyvumo (stiprumo), kiekio ir kokybės santykį. Apšvietimo režimo rodikliai yra labai įvairūs ir priklauso nuo geografinės padėties, reljefo, aukščio virš jūros lygio, atmosferos sąlygų, metų ir paros laiko, augmenijos tipo ir kitų veiksnių. Šviesos stiprumas matuojamas džaulių skaičiumi 1 cm 2 horizontalaus paviršiaus per minutę. Šiam rodikliui didžiausią įtaką turi reljefo ypatumai: pietiniuose šlaituose šviesos intensyvumas didesnis nei šiauriniuose. Tiesioginė šviesa yra pati intensyviausia, tačiau augalai visapusiškiau naudoja išsklaidytą šviesą. Šviesos kiekis yra rodiklis, kurį lemia bendra spinduliuotė. Norint nustatyti šviesos režimą, taip pat atsižvelgiama į atspindėtos šviesos kiekį, vadinamąjį albedo. Jis išreiškiamas procentais nuo bendros spinduliuotės. Pavyzdžiui, žalių klevo lapų albedas siekia 10 proc., pageltusių rudeninių lapų albedas – 28 proc. Reikia pabrėžti, kad augalai daugiausia atspindi fiziologiškai neaktyvius spindulius.

Kalbant apie šviesą, išskiriamos šios ekologinės augalų grupės: šviesomėgis(šviesa), mėgstantis šešėlį(šešėlis), atsparus atspalviui. Šviesamėgės rūšys gyvena miško zonoje atvirose vietose ir yra retos. Jie sudaro retą ir žemą augalijos dangą, kad neužtemdytų vienas kito. Pavėsį mėgstantys augalai netoleruoja stiprios šviesos ir gyvena po miško laja nuolatiniame pavėsyje. Tai daugiausia miško žolės. Atsparūs šešėliams augalai gali gyventi geroje šviesoje, tačiau gali lengvai toleruoti tam tikrą šešėlį. Tai apima daugumą miško augalų. Dėl šios specifinės buveinės šios augalų grupės pasižymi tam tikromis prisitaikymo savybėmis. Miške pavėsį pakantūs augalai formuoja tankiai uždarus medynus. Po jų baldakimu gali augti pavėsį toleruojantys medžiai ir krūmai, o po jais – dar labiau atsparūs ir pavėsį mėgstantys krūmai ir žolelės.

3.1 pav. Saulės spinduliuotės balansas paviršiuje

Žemė dienos metu (pagal N. I. Nikolaikiną, 2004 m.)

Šviesa yra gyvūnų orientacijos sąlyga. Gyvūnai skirstomi į dieninius, naktinius ir krepuskulinius. Šviesos režimas taip pat turi įtakos geografiniam gyvūnų pasiskirstymui. Taigi tam tikros paukščių ir žinduolių rūšys vasarą įsikuria didelėse platumose su ilgomis poliarinėmis dienomis, o rudenį, sutrumpėjus dienoms, migruoja arba migruoja į pietus.

Vienas iš svarbiausių aplinkos veiksnių, nepakeičiamas ir universalus veiksnys yra temperatūros . Tai lemia organizmų aktyvumo lygį, veikia medžiagų apykaitos procesus, dauginimąsi, vystymąsi ir kitus jų gyvenimo aspektus. Nuo to priklauso organizmų paplitimas. Pažymėtina, kad priklausomai nuo kūno temperatūros išskiriami poikiloterminiai ir homeoterminiai organizmai. Poikiloterminiai organizmai (iš graikų kalbos – įvairūs ir karštis) – šaltakraujai gyvūnai, kurių vidinė kūno temperatūra nestabili, kinta priklausomai nuo aplinkos temperatūros. Tai visi bestuburiai, o stuburiniai – žuvys, varliagyviai ir ropliai. Jų kūno temperatūra, kaip taisyklė, yra 1–2°C aukštesnė už išorės temperatūrą arba lygi jai. Kai aplinkos temperatūra pakyla arba sumažėja viršijant optimalias reikšmes, šie organizmai suserga arba miršta. Tobulų termoreguliacijos mechanizmų poikiloterminiams gyvūnams nebuvimą lemia palyginti silpnas nervų sistemos išsivystymas ir žemas medžiagų apykaitos lygis, lyginant su homeoterminiais organizmais. Homeoterminiai organizmai yra šiltakraujai gyvūnai, kurių temperatūra yra daugiau ar mažiau pastovi ir, kaip taisyklė, nepriklauso nuo aplinkos temperatūros. Tai apima žinduolius ir paukščius, kurių temperatūros pastovumas yra susijęs su aukštesniu metabolizmo lygiu, palyginti su poikiloterminiais organizmais. Be to, jie turi termoizoliacinį sluoksnį (plunksnų, kailių, riebalų sluoksnį). Jų temperatūra gana aukšta: žinduoliams 36–37°C, o paukščių ramybės būsenoje – iki 40–41°C.

Terminis režimas . Kaip minėta, temperatūra yra svarbus aplinkos veiksnys, turintis įtakos organizmų egzistavimui, vystymuisi ir pasiskirstymui. Tuo pačiu metu svarbus ne tik absoliutus šilumos kiekis, bet ir jo pasiskirstymas laikui bėgant, tai yra šiluminis režimas. Augalų šiluminis režimas susideda iš temperatūros sąlygų, kurioms būdinga vienokia ar kitokia trukmė ir kaita tam tikra seka kartu su kitais veiksniais. Gyvūnams tai kartu su daugeliu kitų veiksnių lemia jų kasdienę ir sezoninę veiklą. Tik atogrąžų zonose terminis režimas gana pastovus ištisus metus. Šiaurėje ir pietuose dienos ir sezoniniai temperatūros svyravimai didėja didėjant atstumui nuo pusiaujo. Augalai ir gyvūnai, prisitaikydami prie jų, skirtingais laikotarpiais rodo skirtingus šilumos poreikius. Pavyzdžiui, sėklos dygsta žemesnėje temperatūroje nei vėlesnis jų augimas žydėjimo laikotarpiui reikia daugiau šilumos nei vaisių nokimo laikotarpiu. Skirtinguose organizmuose paklūsta biologiniai procesai optimalioje temperatūroje van't Hoffo taisyklė, pagal kurią kas 10°C temperatūrai kylant, cheminių reakcijų greitis padidėja 2–3 kartus Augalams, kaip ir gyvūnams, svarbus bendras šilumos kiekis, kurį jie gali gauti iš aplinkos. Temperatūra, kuri yra aukščiau apatinio vystymosi slenksčio ir neperžengia viršutinės ribos, vadinama efektyvia temperatūra. Šilumos kiekis, reikalingas vystymuisi, nustatomas pagal efektyviųjų temperatūrų sumą arba šilumos sumą. Efektyvią temperatūrą galima nesunkiai nustatyti žinant žemesnę vystymosi slenkstį ir stebimą temperatūrą. Pavyzdžiui, jei apatinis organizmo vystymosi slenkstis yra 10 ° C, o dabartinė temperatūra yra 25 ° C, tada efektyvi temperatūra bus 15 ° C (25–10 ° C). Efektyvių temperatūrų suma kiekvienai augalų ir poikiloterminių gyvūnų rūšiai yra santykinai pastovi vertė.

Augalai pasižymi įvairiomis anatominėmis, morfologinėmis ir fiziologinėmis adaptacijomis, kurios išlygina žalingą aukštos ir žemos temperatūros poveikį: transpiracijos intensyvumą (mažėjant temperatūrai, vanduo garuoja per stomatą ne taip intensyviai ir dėl to sumažėja šilumos perdavimas). ir atvirkščiai); druskų kaupimasis ląstelėse, kurios keičia plazmos krešėjimo temperatūrą, chlorofilo savybė neleisti prasiskverbti karščiausiai saulės šviesai. Šalčiui atsparių augalų ląstelėse susikaupęs cukrus ir kitos medžiagos, didinančios ląstelių sulčių koncentraciją, daro augalą atsparesnį ir turi didelę reikšmę jų termoreguliacijai. Šiluminių sąlygų įtaką galima pastebėti ir gyvūnams. Tolstant nuo ašigalių link pusiaujo, sistemingai panašių, nestabilios kūno temperatūros gyvūnų dydžiai didėja, o esant pastoviems – mažėja. Ši nuostata atspindi Bergmano taisyklė. Viena iš šio reiškinio priežasčių – pakilusi temperatūra tropikuose ir subtropikuose. Mažose formose padidėja santykinis kūno paviršiaus plotas ir padidėja šilumos perdavimas, o tai daro neigiamą poveikį vidutinio klimato ir didelėse platumose, pirmiausia gyvūnams, kurių kūno temperatūra nestabili. Organizmų kūno temperatūra turi reikšmingą formą formuojantį poveikį. Šiluminio faktoriaus įtakoje jie sudaro tokias morfologines charakteristikas kaip atspindintis paviršius; paukščių ir žinduolių riebalų sankaupos, pūkai, plunksnos ir kailiai. Arktyje, aukštai kalnuose, dauguma vabzdžių yra tamsios spalvos, o tai pagerina saulės šviesos įsisavinimą. Gyvūnams, kurių kūno temperatūra yra pastovi šalto klimato zonose, yra tendencija sumažinti išsikišusių kūno dalių plotą - Alleno taisyklė, nes jie į aplinką išskiria didžiausią šilumos kiekį (3.2 pav.). Žinduoliams esant žemai temperatūrai santykinai sumažėja uodegos, galūnių ir ausų dydis, geriau vystosi plaukai. Taigi, arktinės lapės (tundros gyventojo) ausų dydis yra mažas, būdingas vidutinio klimato platumoms, o feneko lapėje (Afrikos dykumų gyventojas) yra gana didelis. Apskritai, atsižvelgiant į temperatūrą, anatominiai ir morfologiniai augalų ir gyvūnų pokyčiai pirmiausia yra skirti reguliuoti šilumos nuostolių lygį. Ilgos istorinės raidos eigoje, prisitaikydami prie periodiškų temperatūrų pokyčių, organizmams, taip pat ir gyvenantiems miškuose, įvairiais gyvenimo laikotarpiais susiformavo skirtingi šilumos poreikiai.

3.2 pav. Trijų rūšių lapių ausų ilgio skirtumai,

gyvenantys skirtingose ​​geografinėse vietovėse

(pagal A. S. Stepanovskikh, 2003)

Šiluminės sąlygos taip pat turi įtakos augalų ir gyvūnų pasiskirstymui visame pasaulyje. Jie istoriškai pritaikyti tam tikroms šiluminėms sąlygoms. Todėl temperatūros koeficientas yra tiesiogiai susijęs su augalų ir gyvūnų pasiskirstymu. Vienu ar kitu laipsniu ji lemia skirtingų natūralių zonų populiacijas pagal organizmus. 1918 metais A. Holkinsas suformulavo bioklimato dėsnis. Jis nustatė, kad tarp fenologinių reiškinių raidos ir platumos, ilgumos ir aukščio virš jūros lygio yra natūralus, gana glaudus ryšys. Šio dėsnio esmė yra ta, kad judant į šiaurę, rytus ir į kalnus periodinių reiškinių (tokių kaip žydėjimas, vaisingumas, lapų slinkimas) atsiradimo laikas organizmų gyvenimo veikloje vėluoja 4 dienas kiekvienam laipsniui. platumos, 5 ilgumos laipsnių ir maždaug 100 m aukščio. Yra ryšys tarp augalų ir gyvūnų paplitimo ribų su dienų skaičiumi per metus esant tam tikrai vidutinei temperatūrai. Pavyzdžiui, izoliuotos zonos, kurių vidutinė paros temperatūra viršija 7°C daugiau nei 225 dienas per metus, sutampa su buko paplitimo riba Europoje. Tačiau didelę reikšmę turi ne vidutinė paros temperatūra, o jų svyravimai kartu su kitais aplinkos veiksniais, ekoklimatinėmis ir mikroklimatinėmis sąlygomis.

Šilumos pasiskirstymas siejamas su įvairiais veiksniais: vandens telkinių buvimu (šalia jų temperatūros svyravimų amplitudė mažesnė); reljefo ypatumai, vietovės topografija. Taigi šiauriniuose ir pietiniuose kalvų ir daubų šlaituose pastebimi gana dideli temperatūrų skirtumai. Reljefas, nustatantis šlaitų atodangą, turi įtakos jų įkaitimo laipsniui. Dėl to pietiniuose ir šiauriniuose šlaituose susidaro šiek tiek skirtingos augalų asociacijos ir gyvūnų grupės. Tundros pietuose miško augmenija aptinkama upių slėnių šlaituose, salpose arba lygumos viduryje esančiose kalvose, nes čia labiausiai įšyla.

Keičiantis oro temperatūrai, keičiasi ir dirvožemio temperatūra. Skirtingi dirvožemiai įšyla skirtingai, priklausomai nuo spalvos, struktūros, drėgmės ir poveikio. Dirvožemio paviršiui įkaisti ir atvėsti neleidžia augalinė danga. Dieną po miško laja oro temperatūra visada žemesnė nei atvirose erdvėse, o naktį miške šilčiau nei lauke. Tai turi įtakos gyvūnų rūšinei sudėčiai: net toje pačioje vietovėje jie dažnai skiriasi.

Svarbūs aplinkos veiksniai apima drėgmė (vanduo) . Vanduo yra būtinas bet kuriai protoplazmai. Visi fiziologiniai procesai vyksta dalyvaujant vandeniui. Gyvi organizmai savo fiziologiniams procesams palaikyti naudoja vandeninius tirpalus (pvz., kraują ir virškinimo sultis). Tai dažniau nei kiti aplinkos veiksniai riboja augalų augimą ir vystymąsi. Ekologiniu požiūriu vanduo yra ribojantis veiksnys tiek sausumos buveinėse, tiek vandens buveinėse, kur jo kiekis stipriai svyruoja. Reikėtų pažymėti, kad sausumos organizmai nuolat praranda vandenį ir juos reikia reguliariai papildyti. Evoliucijos procese jie sukūrė daugybę adaptacijų, reguliuojančių vandens apykaitą. Augalų vandens poreikis skirtingais vystymosi laikotarpiais nėra vienodas, ypač tarp skirtingų rūšių. Jis skiriasi priklausomai nuo klimato ir dirvožemio tipo. Kiekvienai bet kurios rūšies augalo augimo fazei ir vystymosi stadijai išskiriamas kritinis laikotarpis, kai vandens trūkumas ypač neigiamai veikia jo gyvenimą. Beveik visur, išskyrus drėgnus tropikus, sausumos augalai patiria sausrą, laikiną vandens trūkumą. Drėgmės trūkumas mažina augalų augimą ir sukelia žemą ūgį bei nevaisingumą dėl nepakankamo generatyvinių organų išsivystymo. Atmosferos sausra stipriai pasireiškia esant aukštai vasaros temperatūrai, dirvožemio sausra – sumažėjus dirvožemio drėgmei. Tuo pačiu yra augalų, kurie jautrūs vienam ar kitam trūkumui. Bukas gali gyventi gana sausoje dirvoje, tačiau yra labai jautrus oro drėgmei. Miško augalams reikalingas didelis vandens garų kiekis ore. Oro drėgnumas lemia aktyvaus organizmų gyvenimo dažnumą, sezoninę gyvenimo ciklų dinamiką, įtakoja jų vystymosi trukmę, vaisingumą, mirtingumą.

Kaip matote, kiekvienas iš šių veiksnių vaidina svarbų vaidmenį organizmų gyvenime. Tačiau jiems svarbus ir bendras šviesos, temperatūros ir drėgmės poveikis. Atmosferos dujos (deguonis, anglies dioksidas, vandenilis), maistinės medžiagos (fosforas, azotas), kalcis, siera, magnis, varis, kobaltas, geležis, cinkas, boras, silicis; srovės ir slėgis, druskingumas ir kiti aplinkos abiotiniai veiksniai veikia organizmus. Apibendrinti duomenys apie pagrindinius abiotinius aplinkos veiksnius, jų veikimo ritmą ir mastą pateikti 2 lentelėje.

Abiotiniai veiksniai

Abiotiniai veiksniai yra negyvosios gamtos, fizinės ir cheminės prigimties veiksniai. Tai apima: šviesą, temperatūrą, drėgmę, slėgį, druskingumą (ypač vandens aplinkoje), mineralinę sudėtį (dirvožemyje, rezervuarų dirvožemyje), oro masių judėjimą (vėjas), vandens masių judėjimą (sroves), tt Įvairių abiotinių veiksnių derinys lemia organizmų rūšių pasiskirstymą skirtinguose Žemės rutulio regionuose. Visi žino, kad ta ar kita biologinė rūšis randama ne visur, o ten, kur yra būtinos sąlygos jai egzistuoti. Tai visų pirma paaiškina įvairių rūšių geografinę padėtį mūsų planetos paviršiuje.

Kaip minėta pirmiau, tam tikros rūšies egzistavimas priklauso nuo daugelio skirtingų abiotinių veiksnių derinio. Be to, kiekvienam tipui atskirų veiksnių, taip pat jų derinių reikšmė yra labai specifinė.

Visiems gyviems organizmams svarbiausia yra šviesa. Pirma, todėl, kad tai praktiškai vienintelis energijos šaltinis visoms gyvoms būtybėms. Autotrofiniai (fotosintetiniai) organizmai – cianobakterijos, augalai, saulės šviesos energiją paverčiantys cheminių ryšių energija (organinių medžiagų sintezės procese iš mineralų), užtikrina jų egzistavimą. Bet be to, jų sukurtos organinės medžiagos tarnauja (maisto pavidalu) kaip energijos šaltinis visiems heterotrofams. Antra, šviesa vaidina svarbų vaidmenį kaip veiksnys, reguliuojantis gyvenimo būdą, elgesį ir organizmuose vykstančius fiziologinius procesus. Prisiminkime tokį gerai žinomą pavyzdį kaip lapų kritimas nuo medžių. Laipsniškas šviesos paros valandų mažinimas sukelia sudėtingą augalų fiziologinio pertvarkymo procesą ilgo žiemos laikotarpio išvakarėse.

Vidutinio klimato juostos gyvūnams didelę reikšmę turi šviesos paros valandų pokyčiai ištisus metus. Sezoniškumas lemia daugelio jų rūšių dauginimąsi, plunksnos ir kailio pokyčius, kanopinių žvėrių ragus, vabzdžių metamorfozę, žuvų ir paukščių migraciją.

Abiotinis veiksnys, ne mažiau svarbus už šviesą, yra temperatūra. Dauguma gyvų būtybių gali gyventi tik nuo –50 iki +50 °C temperatūroje. Ir daugiausia Žemės organizmų buveinėse stebima temperatūra, kuri neviršija šių ribų. Tačiau yra rūšių, kurios prisitaikė egzistuoti labai aukštoje arba žemoje temperatūroje. Taigi kai kurios bakterijos ir apvaliosios kirmėlės gali gyventi karštose versmėse, kurių temperatūra siekia iki +85 °C. Arkties ir Antarktidos sąlygomis yra įvairių rūšių šiltakraujų gyvūnų – baltųjų lokių, pingvinų.

Temperatūra, kaip abiotinis veiksnys, gali turėti didelės įtakos gyvų organizmų vystymosi greičiui ir fiziologiniam aktyvumui, nes ji yra veikiama kasdienių ir sezoninių svyravimų.

Kiti abiotiniai veiksniai yra ne mažiau svarbūs, bet nevienodo laipsnio skirtingoms gyvų organizmų grupėms. Taigi visoms sausumos rūšims didelę reikšmę turi drėgmė, o vandens rūšims – druskingumas. Vandenynuose ir jūrose esančių salų faunai ir augalijai didelę įtaką daro vėjas. Dirvožemio gyventojams svarbi jo struktūra, t.y. dirvožemio dalelių dydis.

Biotiniai ir antropogeniniai veiksniai

Biotiniai veiksniai(gyvosios gamtos veiksniai) reprezentuoja įvairias tos pačios ir skirtingų rūšių organizmų sąveikos formas.

Ryšiai tarp tos pačios rūšies organizmų dažnai turi charakterį konkurencija, ir gana aštrus. Taip yra dėl identiškų jų poreikių – maistui, teritorinei erdvei, šviesai (augalams), lizdavietėms (paukščiams) ir kt.

Dažnai yra ir tos pačios rūšies individų tarpusavio santykiuose bendradarbiavimą. Daugelio gyvūnų (kanopinių žvėrių, ruonių, beždžionių) bartingas, bartingas gyvenimo būdas leidžia jiems sėkmingai apsiginti nuo plėšrūnų ir užtikrinti jauniklių išlikimą. Vilkai pateikia įdomų pavyzdį. Per metus jie patiria pasikeitimą iš konkurencinių santykių į bendradarbiavimo santykius. Pavasarį ir vasarą vilkai gyvena poromis (patinas ir patelė) ir augina palikuonis. Be to, kiekviena pora užima tam tikrą medžioklės teritoriją, kuri aprūpina jas maistu. Tarp porų vyksta arši teritorinė konkurencija. Žiemą vilkai būriuojasi ir medžioja kartu, o vilkų būryje susidaro gana sudėtinga „socialinė“ struktūra. Perėjimas nuo konkurencijos prie bendradarbiavimo čia vyksta dėl to, kad vasarą daug grobio (smulkių žvėrelių), o žiemą – tik stambūs gyvūnai (briediai, elniai, šernai). Vilkas vienas su jais nesusidoroja, todėl sėkmingai bendrai medžioklei suformuojamas būrys.

Įvairių rūšių organizmų ryšiai labai įvairus. Tuose, kurių poreikiai panašūs (maistui, lizdavietėms), tai pastebima konkurencija. Pavyzdžiui, tarp pilkos ir juodos žiurkės, raudono tarakono ir juodo. Nelabai dažnai, bet tarp skirtingų tipų vystosi bendradarbiavimą, kaip paukščių turguje. Daugybė mažų rūšių paukščių pirmieji pastebi pavojų ir artėjantį plėšrūną. Jie kelia aliarmą, o stambios, stiprios rūšys (pavyzdžiui, silkės) aktyviai puola plėšrūną (arktinę lapę) ir jį išvaro, saugodamos ir savo, ir mažųjų paukščių lizdus.

Plačiai paplitęs rūšių santykiuose grobuoniškumas. Tokiu atveju plėšrūnas užmuša grobį ir suvalgo jį visą. Žolininkystė taip pat glaudžiai susijusi su šiuo metodu: ir čia vienos rūšies individai valgo kitos rūšies atstovus (tačiau kartais ne visą augalą, o tik iš dalies).

At komensalizmas simbiontas gauna naudos iš bendro gyvenimo, o šeimininkas nenukenčia, bet jokios naudos negauna. Pavyzdžiui, pilotinė žuvis (komensalė), gyvenanti šalia didelio ryklio (savininko), turi patikimą apsaugą, taip pat maistą gauna nuo šeimininko stalo. Ryklys tiesiog nepastebi savo „freeloader“. Komensalizmas plačiai stebimas gyvūnams, kurie veda prieraišų gyvenimo būdą – kempinės ir koelenteratai (1 pav.).

Ryžiai. 1.Jūros anemonas ant kiauto, kurį užėmė krabas atsiskyrėlis

Šių gyvūnų lervos apsigyvena ant krabų ir moliuskų kiautų, o išsivystę suaugę organizmai šeimininką naudoja kaip „transporto priemonę“.

Abipusiai santykiai pasižymi abipuse nauda tiek savininkui, tiek savininkui. Plačiai žinomi to pavyzdžiai – žmonių žarnyno bakterijos (savininkui „tiekiančios“ reikiamus vitaminus); mazgelių bakterijos – azoto fiksatoriai – gyvenančios augalų šaknyse ir kt.

Galiausiai, dvi rūšys, esančios toje pačioje teritorijoje („kaimynai“), negali niekaip sąveikauti viena su kita. Šiuo atveju jie kalba apie neutralizmas, nėra jokių rūšių santykių.

Antropogeniniai veiksniai - veiksniai (veikiantys gyvus organizmus ir ekologines sistemas), atsirandantys dėl žmogaus veiklos.

Abiotiniai veiksniai įvardykite visą neorganinės aplinkos veiksnių, turinčių įtakos gyvūnų ir augalų gyvenimui ir paplitimui, visumą (V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky, 2000).

Cheminiai veiksniai- tai yra tie, kurie atsiranda dėl cheminės aplinkos sudėties. Jie apima atmosferos, vandens ir dirvožemio cheminę sudėtį ir kt.

Fiziniai veiksniai- tai tie, kurių šaltinis yra fizinė būsena ar reiškinys (mechaninis, banginis ir pan.). Tai temperatūra, slėgis, vėjas, drėgmė, radiacijos režimas ir kt. Paviršiaus sandara, geologiniai ir klimato skirtumai lemia labai įvairius abiotinius veiksnius.

Tarp cheminių ir fizikinių aplinkos veiksnių išskiriamos trys veiksnių grupės: klimatiniai, dirvožemio dangos (edafiniai) veiksniai ir vandens aplinkos veiksniai.

I. Svarbiausia klimato veiksniai:

1. Saulės spinduliavimo energija.

Infraraudonieji spinduliai (bangos ilgis didesnis nei 0,76 mikrono) yra gyvybiškai svarbūs, jie sudaro 45% visos Saulės energijos. Fotosintezės procesuose svarbiausią vaidmenį atlieka ultravioletiniai spinduliai (bangos ilgis iki 0,4 mikrono), sudarantys 7% saulės spinduliuotės energijos. Likusi energijos dalis yra matomoje spektro dalyje, kurios bangos ilgis yra 0,4–0,76 mikrono.

2. Žemės paviršiaus apšvietimas.

Jis vaidina svarbų vaidmenį visoms gyvoms būtybėms, o organizmai yra fiziologiškai prisitaikę prie dienos ir nakties ciklo. Beveik visi gyvūnai turi kasdienį veiklos ritmą, susijusį su dienos ir nakties kaita.

3. Aplinkos oro drėgmė.

Susijęs su oro prisotinimu vandens garais. Apatiniuose atmosferos sluoksniuose (iki 2 km aukščio) susitelkia iki 50 % visos atmosferos drėgmės.

Vandens garų kiekis ore priklauso nuo oro temperatūros. Tam tikrai temperatūrai yra tam tikra oro prisotinimo vandens garais riba, kuri vadinama maksimalia. Skirtumas tarp didžiausio ir nurodyto oro prisotinimo vandens garais vadinamas drėgmės deficitu (sotumo stoka). Drėgmės trūkumas yra svarbus aplinkos parametras, nes jis apibūdina du dydžius: temperatūrą ir drėgmę.

Yra žinoma, kad drėgmės trūkumo padidėjimas tam tikrais vegetacijos periodais skatina augalų derėjimą, o kai kuriems vabzdžiams sukelia dauginimosi protrūkius.

4. Krituliai.

Dėl vandens garų kondensacijos ir kristalizacijos aukštuose atmosferos sluoksniuose susidaro debesys ir krituliai. Žemės sluoksnyje susidaro rasa ir rūkas.

Drėgmė yra pagrindinis veiksnys, lemiantis ekosistemų skirstymą į miškus, stepes ir dykumas. Metinis kritulių kiekis, mažesnis nei 1000 mm, daugeliui medžių rūšių atitinka streso zoną, o daugumos jų tolerancijos riba yra apie 750 mm/metus. Tuo pačiu metu daugumai javų ši riba yra daug mažesnė – maždaug 250 mm/metus, o kaktusai ir kiti dykumos augalai sugeba užaugti su 50-100 mm kritulių per metus. Atitinkamai tose vietose, kur kritulių iškrenta daugiau nei 750 mm per metus, dažniausiai išsivysto miškai, nuo 250 iki 750 mm per metus - javų stepės, o kur dar mažiau kritulių, augaliją atstovauja sausrai atsparūs augalai: kaktusai, pelynai ir skroblai. rūšių. Esant vidutinėms metinių kritulių vertėms, vystosi pereinamojo tipo ekosistemos (miško stepė, pusdykuma ir kt.).

Kritulių režimas yra svarbiausias veiksnys, lemiantis teršalų migraciją biosferoje. Krituliai yra viena iš vandens ciklo grandžių Žemėje.

5. Atmosferos dujų sudėtis.

Jis yra santykinai pastovus ir apima daugiausia azotą ir deguonį su anglies dioksido, argono ir kitų dujų mišiniu. Be to, viršutiniuose atmosferos sluoksniuose yra ozono. Atmosferos ore taip pat yra kietųjų ir skystųjų dalelių.

Azotas dalyvauja formuojant organizmų baltymų struktūras; deguonis suteikia oksidacinius procesus; anglies dioksidas dalyvauja fotosintezėje ir yra natūralus Žemės šiluminės spinduliuotės slopintuvas; Ozonas yra ultravioletinės spinduliuotės ekranas. Kietosios ir skystosios dalelės veikia atmosferos skaidrumą, neleidžia saulės šviesai patekti į Žemės paviršių.

6. Temperatūra Žemės rutulio paviršiuje.

Šis veiksnys yra glaudžiai susijęs su saulės spinduliuote. Šilumos kiekis, krentantis ant horizontalaus paviršiaus, yra tiesiogiai proporcingas Saulės kampo virš horizonto sinusui. Todėl dienos ir sezoniniai temperatūros svyravimai stebimi tose pačiose vietose. Kuo didesnė vietovės platuma (į šiaurę ir į pietus nuo pusiaujo), tuo didesnis saulės spindulių pasvirimo kampas į Žemės paviršių ir tuo šaltesnis klimatas.

Temperatūra, kaip ir krituliai, yra labai svarbi nustatant ekosistemos pobūdį, nors temperatūra tam tikra prasme vaidina antraeilį vaidmenį, palyginti su krituliais. Taigi, kai jų kiekis yra 750 mm/metus ir daugiau, formuojasi miško bendrijos, o temperatūra tik nulemia, kokio tipo miškai susiformuos regione. Pavyzdžiui, eglynai ir eglynai būdingi šaltiems regionams, kuriuose žiemą gausu sniego danga ir trumpas auginimo sezonas, tai yra šiaurėje arba aukštuose kalnuose. Lapuočiai taip pat gali ištverti šaltas žiemas, tačiau jiems reikia ilgesnio vegetacijos sezono, todėl jie vyrauja vidutinio klimato platumose. Atogrąžose (prie pusiaujo) vyrauja galingos visžalės plačialapės rūšys, sparčiai augančios, neatlaikančios net trumpalaikių šalnų. Taip pat bet kuri teritorija, kurioje per metus iškrenta mažiau nei 250 mm kritulių, yra dykuma, tačiau savo biota dykumos karštojoje zonoje labai skiriasi nuo būdingų šaltiems regionams.

7. Oro masių judėjimas (vėjas).

Vėjo priežastis – nevienodas žemės paviršiaus įkaitimas, susijęs su slėgio pokyčiais. Vėjo srautas nukreipiamas į žemesnį slėgį, t.y. kur oras šiltesnis. Paviršiniame oro sluoksnyje oro masių judėjimas veikia visus parametrus: drėgmę ir kt.

Vėjas yra svarbiausias veiksnys pernešant ir paskirstant priemaišas atmosferoje.

8. Atmosferos slėgis.

Normalus slėgis yra 1 kPa, atitinkantis 750,1 mm. rt. Art. Žemės rutulyje yra nuolatinės aukšto ir žemo slėgio zonos, o sezoninis ir paros slėgio minimumai ir maksimumai stebimi tuose pačiuose taškuose.

II. Abiotiniai dirvožemio dangos veiksniai (edafiniai)

Edafiniai veiksniai- tai cheminių, fizinių ir kitų dirvožemių savybių visuma, kuri veikia tiek juose gyvenančius organizmus, tiek augalų šaknų sistemą. Iš jų svarbiausi aplinkos veiksniai yra drėgmė, temperatūra, struktūra ir poringumas, dirvožemio aplinkos reakcija, druskingumas.

Šiuolaikiniu supratimu dirvožemis yra natūralus istorinis darinys, susidaręs dėl litosferos paviršinio sluoksnio pokyčių, bendrai veikiant vandeniui, orui ir gyviems organizmams (V. Korobkinas, L. Peredelskis). Dirvožemis turi derlingumą, t.y. suteikia gyvybę augalams, taigi ir maistą gyvūnams bei žmonėms. Jį sudaro kietieji, skystieji ir dujiniai komponentai; yra gyvų makro ir mikroorganizmų (augalų ir gyvūnų).

Kietąjį komponentą sudaro mineralinės ir organinės dalys. Dirvožemyje yra daugiausia pirminių mineralų, likusių iš pirminės uolienos, ir mažiau antrinių mineralų, susidariusių dėl pirminių skilimo. Tai koloidinio dydžio molio mineralai, taip pat druskų mineralai: karbonatai, sulfatai ir kt.

Organinę dalį atstoja humusas, t.y. sudėtingos organinės medžiagos, susidarančios dėl negyvų organinių medžiagų irimo. Jo kiekis dirvožemyje svyruoja nuo dešimtųjų iki 22%. Jis vaidina svarbų vaidmenį dirvožemio derlingumui dėl jame esančių maistinių medžiagų.

Dirvožemio biotai atstovauja fauna ir flora. Fauna – sliekai, medžio utėlės ​​ir kt., flora – grybai, bakterijos, dumbliai ir kt.

Visas skystas dirvožemio komponentas vadinamas dirvožemio tirpalu. Jame gali būti cheminių junginių: nitratų, bikarbonatų, fosfatų ir kt., taip pat vandenyje tirpių organinių rūgščių, jų druskų, cukrų. Dirvožemio tirpalo sudėtis ir koncentracija lemia aplinkos reakciją, kurios rodiklis yra pH vertė.

Dirvožemio ore yra daug CO2, angliavandenilių ir vandens garų. Visi šie elementai lemia dirvožemio chemines savybes.

Visos dirvožemio savybės priklauso ne tik nuo klimato veiksnių, bet ir nuo dirvožemio organizmų gyvybinės veiklos, kurie ją mechaniškai maišo ir apdoroja chemiškai, galiausiai sukurdami sau reikalingas sąlygas. Dirvožemyje dalyvaujant organizmams, vyksta nuolatinis medžiagų ciklas ir energijos migracija. Dirvožemyje esančių medžiagų ciklą galima pavaizduoti taip (V.A. Radkevičius).

Augalai sintetina organines medžiagas, o gyvūnai atlieka mechaninį ir biocheminį jas sunaikinimą ir tarsi paruošia humuso susidarymui. Mikroorganizmai sintetina dirvožemio humusą, o vėliau jį skaido.

Dirvožemis aprūpina augalus vandeniu. Kuo lengviau jis suteikia vandens augalams, tuo didesnė dirvožemio reikšmė aprūpinant augalus vandeniu. Tai priklauso nuo dirvožemio struktūros ir jo dalelių išbrinkimo laipsnio.

Dirvožemio struktūra turėtų būti suprantama kaip įvairių formų ir dydžių dirvožemio agregatų kompleksas, susidarantis iš pirminių dirvožemio mechaninių elementų. Skiriamos šios dirvožemio struktūros: grūdėtas, dumbluotas, riešutinis, gumbuotas, blokuotas.

Pagrindinė aukštesniųjų augalų funkcija dirvožemio formavimo procese yra organinių medžiagų sintezė. Ši organinė medžiaga fotosintezės metu kaupiasi antžeminėse ir požeminėse augalų dalyse, o joms žuvus pereina į dirvą ir mineralizuojasi. Organinių medžiagų mineralizacijos procesų greitis ir susidarančių junginių sudėtis labai priklauso nuo augmenijos tipo. Spyglių, lapų ir žolės medienos skilimo produktai skiriasi tiek chemine sudėtimi, tiek savo įtaka dirvožemio formavimosi procesui. Kartu su kitais veiksniais tai lemia įvairių tipų dirvožemių susidarymą.

Pagrindinė gyvūnų funkcija dirvožemio formavimo procese yra organinių medžiagų suvartojimas ir naikinimas, taip pat energijos atsargų perskirstymas. Judrūs dirvožemio gyvūnai atlieka svarbų vaidmenį dirvožemio formavimosi procesuose. Jie purena dirvą, sudaro sąlygas jai aeruoti, mechaniškai perkelia dirvoje esančias organines ir neorganines medžiagas. Pavyzdžiui, sliekai į paviršių išmeta iki 80–90/ha medžiagos, o stepiniai graužikai aukštyn ir žemyn perkelia šimtus m3 dirvožemio ir organinių medžiagų.

Klimato sąlygų įtaka dirvožemio formavimosi procesams neabejotinai didelė. Kritulių kiekis, temperatūra, spinduliuotės energijos – šviesos ir šilumos – antplūdis lemia augalinės masės formavimąsi ir augalų liekanų skilimo greitį, nuo kurio priklauso humuso kiekis dirvožemyje.

Dėl medžiagų judėjimo ir transformacijos dirvožemis yra padalintas į atskirus sluoksnius arba horizontus, kurių derinys sudaro dirvožemio profilį.

Paviršiaus horizontą, pakratą arba velėną, daugiausia sudaro ką tik nukritę ir iš dalies suirę lapai, šakos, gyvūnų liekanos, grybai ir kitos organinės medžiagos. Dažniausiai dažomi tamsia spalva – ruda arba juoda. Apatinis humuso horizontas A1 paprastai yra akytas iš dalies suirusių organinių medžiagų (humuso), gyvų organizmų ir kai kurių neorganinių dalelių mišinys. Paprastai jis yra tamsesnis ir laisvesnis nei apatiniai horizontai. Didžioji dalis dirvožemio organinių medžiagų ir augalų šaknų yra sutelkta šiuose dviejuose viršutiniuose horizontuose.

Jo spalva gali daug pasakyti apie dirvožemio derlingumą. Pavyzdžiui, tamsiai rudame arba juodame humuso horizonte gausu organinių medžiagų ir azoto. Pilka, geltona arba raudona dirva turi mažai organinių medžiagų, todėl derliui padidinti reikia azoto trąšų.

Miško dirvose po A1 horizontu slypi mažo derlingumo podzolinis horizontas A2, kuris turi šviesų atspalvį ir trapią struktūrą. Černozemo, tamsiųjų kaštonų, kaštonų ir kitų tipų dirvožemiuose šio horizonto nėra. Daugelyje dirvožemių dar giliau yra B horizontas – iliuvialus arba vandens horizontas. Į jį nuplaunamos ir kaupiasi mineralinės ir organinės medžiagos iš viršutinių horizontų. Dažniausiai jis yra rudos spalvos ir turi didelį tankį. Dar žemiau slypi pagrindinė uoliena C, ant kurios susidaro dirvožemis.

Struktūra ir poringumas nustatyti maistinių medžiagų prieinamumą augalams ir dirvožemio gyvūnams. Dirvožemio dalelės, sujungtos molekulinėmis jėgomis, sudaro dirvožemio struktūrą. Tarp jų susidaro tuštumos, vadinamos poromis. Dirvožemio struktūra ir poringumas užtikrina gerą aeraciją. Dirvožemio oras, kaip ir dirvožemio vanduo, yra porose tarp dirvožemio dalelių. Poringumas didėja nuo molio iki priemolio ir smėlio. Tarp dirvožemio ir atmosferos vyksta laisvi dujų mainai, todėl abiejose aplinkose dujų sudėtis yra panaši. Paprastai dėl jame gyvenančių organizmų kvėpavimo dirvožemio ore yra šiek tiek mažiau deguonies ir daugiau anglies dvideginio nei atmosferos ore. Deguonis būtinas augalų šaknims, dirvožemio gyvūnams ir skaidantiems organizmams, kurie skaido organines medžiagas į neorganinius komponentus. Užmirkus, dirvožemio orą išstumia vanduo ir sąlygos tampa anaerobinės. Dirvožemis palaipsniui tampa rūgštus, nes anaerobiniai organizmai ir toliau gamina anglies dioksidą. Dirva, jei joje nėra daug bazių, gali itin rūgštėti, o tai kartu su deguonies atsargų išeikvojimu neigiamai veikia dirvožemio mikroorganizmus. Ilgai trunkančios anaerobinės sąlygos lemia augalų mirtį.

Temperatūra dirvožemis priklauso nuo išorės temperatūros, o 0,3 m gylyje dėl mažo šilumos laidumo jo svyravimų amplitudė yra mažesnė nei 20C (Yu.V. Novikov, 1979), o tai svarbu dirvožemio gyvūnams (nereikia judėti aukštyn ir žemyn, ieškant patogesnės temperatūros). Vasarą dirvožemio temperatūra žemesnė nei oro, o žiemą – aukštesnė.

Cheminiai veiksniai yra aplinkos reakcija ir druskingumas. Aplinkos reakcija labai svarbus daugeliui augalų ir gyvūnų. Sauso klimato sąlygomis vyrauja neutralūs ir šarminiai dirvožemiai, vyrauja rūgštūs dirvožemiai. Absorbuotos bazės, rūgštys ir įvairios druskos sąveikaudamos su vandeniu sukuria tam tikrą H+ - ir OH- - jonų koncentraciją, kuri lemia vienokią ar kitokią dirvožemio reakciją. Paprastai skiriami dirvožemiai su neutralia, rūgštine ir šarmine reakcija.

Dirvožemio šarmingumas atsiranda dėl to, kad absorbuojančiame komplekse daugiausia yra Na+ - jonų. Toks dirvožemis, kai liečiasi su vandeniu, kuriame yra CO2, sukelia ryškią šarminę reakciją, kuri yra susijusi su sodos susidarymu.

Tais atvejais, kai dirvožemio sugėrimo kompleksas yra prisotintas Ca2+ ir Mg2+, jo reakcija artima neutraliai. Tuo pačiu metu žinoma, kad kalcio karbonatas gryname vandenyje ir vandenyje, kuriame nėra CO2, suteikia stiprų šarmingumą. Tai paaiškinama tuo, kad padidėjus CO2 kiekiui dirvožemio tirpale, kalcio (2+) tirpumas didėja, kai susidaro bikarbonatas, dėl kurio sumažėja pH. Tačiau esant vidutiniam CO2 kiekiui dirvožemyje, reakcija tampa šiek tiek šarminė.

Augalų liekanų, ypač miško paklotės, irimo metu susidaro organinės rūgštys, kurios reaguoja su absorbuotais dirvožemio katijonais. Rūgščios dirvos turi nemažai neigiamų savybių, todėl yra nederlingos. Tokioje aplinkoje slopinamas aktyvus naudingas dirvožemio mikrofloros aktyvumas. Siekiant padidinti dirvožemio derlingumą, plačiai naudojamas kalkių naudojimas.

Didelis šarmingumas stabdo augalų augimą, o jo vandens-fizinės savybės smarkiai pablogėja, ardo struktūrą, padidina mobilumą ir koloidų pašalinimą. Daugelis javų geriausią derlių duoda neutraliose ir silpnai šarminėse dirvose (miežių, kviečių), kurios dažniausiai yra chernozemai.

Vietose, kuriose atmosferos drėgmės nepakanka, jos yra dažnos pasūdyti dirvožemis. Dirvožemis, kuriame yra perteklinis vandenyje tirpių druskų (chloridų, sulfatų, karbonatų) kiekis, vadinamas druskingu. Jie atsiranda dėl antrinio dirvožemio įdruskėjimo garuojant požeminiam vandeniui, kurio lygis pakilo iki dirvožemio horizontų. Iš druskingų dirvožemių išskiriami solončakai ir solonecai. Druskinės pelkės aptinkamos Kazachstane ir Centrinėje Azijoje, prie sūrių upių krantų. Dėl dirvožemio įdruskėjimo mažėja žemės ūkio derlius. Net esant žemam dirvožemio druskingumo laipsniui, sliekai negali išgyventi ilgai.

Augalai, gyvenantys sūriame dirvožemyje, vadinami halofitais. Kai kurios iš jų per lapus išskiria perteklines druskas arba kaupia jas savo organizme. Štai kodėl jie kartais naudojami soda ir kalio gamybai.

Vanduo užima vyraujančią Žemės biosferos dalį (71% viso žemės paviršiaus ploto).

Svarbiausi abiotiniai vandens aplinkos veiksniai yra šie:

1. Tankis ir klampumas.

Vandens tankis yra 800 kartų, o klampumas - maždaug 55 kartus didesnis nei oro.

2. Šilumos talpa.

Vanduo turi didelę šiluminę talpą, todėl vandenynas yra pagrindinis saulės energijos imtuvas ir kaupėjas.

3. Mobilumas.

Nuolatinis vandens masių judėjimas padeda išlaikyti santykinį fizinių ir cheminių savybių homogeniškumą.

4. Temperatūros stratifikacija.

Vandens temperatūros pokytis stebimas išilgai vandens telkinio gylio.

5. Periodiniai (metiniai, dienos, sezoniniai) temperatūros pokyčiai.

Žemiausia vandens temperatūra laikoma -20C, aukščiausia + 35-370C. Vandens temperatūros svyravimų dinamika yra mažesnė nei oro.

6. Vandens skaidrumas.

Nustato šviesos režimą žemiau vandens paviršiaus. Žaliųjų bakterijų, fitoplanktono, aukštesniųjų augalų fotosintezė, taigi ir organinių medžiagų kaupimasis priklauso nuo skaidrumo (ir atvirkštinės jo charakteristikos – drumstumo).

Drumstumas ir skaidrumas priklauso nuo suspenduotų medžiagų kiekio vandenyje, įskaitant tas, kurios patenka į vandens telkinius kartu su pramoniniais išmetimais. Šiuo atžvilgiu skaidrumas ir skendinčių dalelių kiekis yra svarbiausios gamtinių ir nuotekų charakteristikos, kurios yra kontroliuojamos pramonės įmonėje.

7. Vandens druskingumas.

Karbonatų, sulfatų ir chloridų kiekis vandenyje yra labai svarbus gyviems organizmams. Gėluose vandenyse mažai druskų, vyrauja karbonatai. Vandenynų vandenyse druskų yra vidutiniškai 35 g/l, Juodosios jūros – 19 g/l, Kaspijos – apie 14 g/l. Čia vyrauja chloridai ir sulfatai. Beveik visi periodinės lentelės elementai yra ištirpę jūros vandenyje.

8. Ištirpęs deguonis ir anglies dioksidas.

Per didelis deguonies suvartojimas gyvų organizmų kvėpavimui ir organinių bei mineralinių medžiagų, patenkančių į vandenį su pramoninėmis nuolaidomis, oksidacijai, lemia gyvųjų gyventojų skurdimą, iki aerobinių organizmų, gyvenančių tokiame vandenyje, negalėjimo.

9. Vandenilio jonų koncentracija (pH).

Visi vandens organizmai prisitaikė prie tam tikro pH lygio: vieni renkasi rūgštinę aplinką, kiti – šarminę, treti – neutralią. Šių savybių pasikeitimas gali sukelti vandens organizmų mirtį.

10. Srautas ne tik labai įtakoja dujų ir maistinių medžiagų koncentraciją, bet ir tiesiogiai veikia kaip ribojantis veiksnys. Daugelis upių augalų ir gyvūnų yra morfologiškai ir fiziologiškai specialiai pritaikyti išlaikyti savo padėtį tėkmėje: jie turi aiškiai apibrėžtas tėkmės faktoriaus tolerancijos ribas.

Pagrindinis topografinis veiksnys yra aukštis virš jūros lygio. Didėjant aukščiui mažėja vidutinė temperatūra, didėja paros temperatūros skirtumai, didėja kritulių kiekis, vėjo greitis ir spinduliuotės intensyvumas, mažėja atmosferos slėgis ir dujų koncentracija. Visi šie veiksniai daro įtaką augalams ir gyvūnams, sukelia vertikalią zonavimą.

Kalnų grandinės gali būti kliūtis klimatui. Kalnai taip pat tarnauja kaip kliūtys organizmų plitimui ir migracijai ir gali atlikti ribojantį veiksnį specifikacijos procesuose.

Kitas topografinis veiksnys yra šlaito ekspozicija. Šiauriniame pusrutulyje į pietus nukreiptus šlaitus patenka daugiau saulės šviesos, todėl šviesos intensyvumas ir temperatūra čia yra aukštesni nei slėnio aukštuose ir į šiaurę nukreiptuose šlaituose. Pietiniame pusrutulyje yra priešinga situacija.

Taip pat svarbus pagalbos veiksnys šlaito statumas. Statūs šlaitai pasižymi greitu drenažu ir dirvožemio išplovimu, todėl čia dirvožemiai yra ploni ir sausesni. Jei nuolydis viršija 35b, dirvožemis ir augmenija dažniausiai nesusidaro, o susidaro birios medžiagos įdubimas.

Karūnos gaisrai riboja daugumą organizmų – biotinė bendruomenė turi pradėti viską iš naujo, su tuo, kas liko, ir turi praeiti daug metų, kol vieta vėl taps produktyvi. Priešingai, antžeminiai gaisrai turi selektyvų poveikį: vieniems organizmams jie yra labiau ribojantis veiksnys, kitiems - mažiau ribojantis veiksnys ir taip prisideda prie labai atsparių gaisrams organizmų vystymosi. Be to, nedideli žemės gaisrai papildo bakterijų veikimą, suardydami negyvus augalus ir pagreitindami mineralinių maistinių medžiagų virsmą tokia forma, kurią galėtų naudoti naujos kartos augalai. Augalai sukūrė specializuotą prisitaikymą prie ugnies, kaip ir prie kitų abiotinių veiksnių. Visų pirma, javų ir pušų pumpurai yra paslėpti nuo ugnies lapų kuokštų ar spyglių gilumoje. Periodiškai deginamose buveinėse šios augalų rūšys yra naudingos, nes ugnis skatina jų išsaugojimą, selektyviai skatindama jų klestėjimą.