Основные абиотические факторы среды

Температурные адаптации растений

❖ Опасность высоких температур для растений: при повышении температуры за пределы зоны угнетения происходят:
■ сильное обезвоживание и иссушение растений,
■ ожоги,
■ разрушение хлорофилла,
■ необратимые расстройства дыхания,
■ тепловая денатурация белков,
■ коагуляция цитоплазмы и гибель растения.

Основные абиотические факторы среды

❖ Опасность низких температур для растений. При понижении температуры:
■ тормозятся процессы роста растений, фотосинтеза, образования хлорофилла,
■ снижается энергетическая эффективность дыхания,
■ резко замедляется скорость развития растения;
■ при отрицательных температурах в межклетниках и клетках замерзает вода, в результате чего клетки обезвоживаются и механически повреждаются;
■ при дальнейшем понижении температуры происходит коагуляция белков,
■ разрушается цитоплазма и растение гибнет.

Основные абиотические факторы среды

Температурные адаптации животных

❖ Основные пути температурных адаптаций животных:

■ химическая терморегуляция — усиленное образование тепла в ответ на понижение температуры среды;

■ физическая терморегуляция — изменение интенсивности теплоотдачи, способность удерживать тепло или, наоборот, рассеивать его избыток;

■ поведенческая терморегуляция (избегание неблагоприятных температур путем миграции или передвижения на освещенные или теневые участки; а также изменение поведения более сложным образом: зимняя спячка, анабиоз).

❖ Способы физической терморегуляции:

■ путем рефлекторного сужения и расширения кровеносных сосудов кожи, меняющих ее теплопроводность;

■ изменением теплоизолирующих свойств меха и перьевого покрова тела;

■ изменением интенсивности испарения воды путем потоотделения или через влажные оболочки полости рта (у собак и др.);

■ сезонным изменением толщины подкожного жирового слоя (у некоторых животных).

❖ Особенности и температурные адаптации пойкилотермных животных

■ Эти животные характеризуются более низким уровнем обмена веществ по сравнению с гомойотермными, поэтому у них вырабатывается мало тепла, что делает невозможной химическую и физическую терморегуляцию.

■ Основной способ терморегуляции пойкилотермных животных — поведенческий (перемена позы, активный поиск благоприятных климатических условий, смена мест обитания, самостоятельное создание нужного микроклимата: сооружение гнезд, рытье нор, оцепенение, анабиоз и т.д.).

■ Некоторые пойкилотермные животные (например, шмели) способны поддерживать оптимальную температуру тела за счет повышения или понижения активности работы мышц.

Основные абиотические факторы среды

Оцепенение — состояние, характеризующееся неподвижностью животного, прекращением его питания и резким снижением всех физиологических функций. Пониженный уровень обмена веществ поддерживается за счет запасов энергии (жира), накопленных в активном периоде.

■ Оцепенение позволяет животным пережить неблагоприятные условия (высокую или низкую температуру, отсутствие воды, пиши и др.).

■ Оно присуще насекомым, лягушкам, ряду млекопитающих (ежам, барсукам), впадающим в зимнюю спячку, а также некоторым пустынным грызунам, черепахам и др., впадающим в спячку летом из-за жары и недостатка воды.

Анабиоз — такое состояние некоторых живых организмов, при котором все их жизненные процессы настолько замедлены, что видимые проявления жизни отсутствуют.

■ В этом состоянии повышается устойчивость организмов к высокой или низкой температуре, недостатку кислорода и влаги, действию ядовитых веществ, ионизирующих излучений и др.

■ В состоянии анабиоза организмы могут сохранять жизнеспособность в течение нескольких лет.

■ В анабиоз могут впадать многие бактерии (образуют споры), простейшие (образуют цисты), низшие ракообразные.

Примеры влияния абиотических факторов

Что же оказывает влияние на жизнь и здоровье человека, животных и растений?

Свет

Является главным источником энергии. Его роль трудно переоценить: именно свет участвует в фотосинтезе и испарении воды, зрительном восприятии мира животными и человеком, образовании витамина Д, необходимого для роста и укрепления зубов и костей.

Основные абиотические факторы среды

В тех дозах, в которых до нас доходит солнечный свет, он не способен нанести большой вред живому организму. Реальное влияние света человек может заметить по загару на коже. Но во избежание ожогов в летнее время следует соблюдать режим пребывания на солнце.

Температура

Напрямую влияет на жизнь животных и растений. В холодное время года растения почти перестают испарять воду через устьица, скорость и интенсивность роста и питания уменьшается.

Основные абиотические факторы среды

Некоторые животные, например, медведи, впадают в спячку, а заяц-беляк наоборот всю зиму бодрствует, лишь немного меняя окрас своей шерстки. Также, низкие температуры сопровождаются упадком кормовой базы, что приводит к миграции птиц.

Фотопериодизм

Примером фотопериодизма (а как мы знаем, это реакция живого организма на продолжительность дня) может стать растение, переходящее от вегетативного роста к зацветанию.

Основные абиотические факторы среды

Так же изменение продолжительности дня и ночи является сигналом к изменениям в природе: наступления зимы или лета.

Влажность

Влажность воздуха напрямую влияет на самочувствие человека. Нежелательна слишком высокая или слишком низкая влажность. Оптимально – 40-60%.

Основные абиотические факторы среды

При низкой влажности воздуха у людей наблюдается общий упадок самочувствия, сонливость и утомляемость. Высокая влажность же может вызвать перегревание или же переохлаждение, в зависимости от сезона.

Атмосфера

Атмосферное давление проявляется в первую очередь резкими изменениями погоды.

Основные абиотические факторы среды

Для человека такие перепады более чем некомфортны: организм не успевает перестаиваться под атмосферу, из-за чего начинает сильно болеть голова, возникают проблемы с сосудами и сердцем.

Почвенные или эдафические факторы

От состава почвы, её плодородности, зависит произрастание растения.

Основные абиотические факторы среды

Если почва недостаточно удовлетворяет потребность растений в воде и питательных веществах, скорее всего, растение погибнет.

Примеры и виды

Мы уже выяснили, что это совокупность явлений неживой природы, которые могут быть климатическими, водными или почвенными. Классификация абиотических факторов условно подразделяется на три вида:

  1. Химические,
  2. Физические,
  3. Механические.

Химическое влияние оказывают органический и минеральный состав почвы, атмосферного воздуха, грунтовых и других вод. К физическим можно отнести естественное освещение, давление, температуру и влажность окружающей среды. Соответственно, механическими факторами считаются циклоны, солнечная активность, почвенное, воздушное и водное движение в природе. Совокупность всех этих параметров, оказывает колоссальное влияние на размножение, распространение и качество жизни всего живого на нашей планете. И если современный человек думает, что все эти явления, буквально управляющие жизнью его древних предков, сейчас удалось приручить с помощью прогрессивных технологий, то, к сожалению, это вовсе не так на самом деле.

Нельзя выпускать из виду биотические факторы и процессы, которые неизбежно привязаны к абиотическому влиянию на все живое. Биотическими называют формы воздействия живых организмов друг на друга, практически любое из них вызывают именно абиотические факторы среды и их влияние на живые организмы.

Экологическая роль воды

Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле.

❖ Значение воды в процессах жизнедеятельности:

■ вода — основная среда в клетке, где осуществляются процессы метаболизма; все живые организмы на 70-90% состоят из воды;

■ она является универсальным растворителем;

■ она служит важнейшим исходным, промежуточным или конечным продуктом биохимических реакций;

■ для многих видов растений, животных, грибов и микроорганизмов она является непосредственной средой их обитания. Наземным организмам (особенно растениям) необходимо постоянно пополнять внутренние запасы воды из-за ее потерь при испарении. Поэтому вся эволюция наземных организмов шла в направлении приспособления к активному добыванию и экономному использованию влаги.

Недостаток влаги ограничивает области жизнедеятельности и географического распространения наземных организмов как в пределах отдельной территории, так и в широком географическом масштабе, определяя их зональность (смена лесов степями, степей — полупустынями и пустынями).

❖ Основные экологические факторы, определяющие водо-обеспечение наземных организмов:
■ количество атмосферных осадков,
■ их распределение по временам года,
■ наличие водоемов,
■ уровень грунтовых вод, запасы почвенной влаги,
■ соотношение между количеством осадков и скоростью испарения.

Аридные (сухие, засушливые) области — области, в которых испарение превышает годовую величину суммы осадков.

■ В таких областях растения испытывают недостаток влаги в течение большей части вегетационного периода.

Гумидные (влажные) области — области, в которых обеспеченность растений водой достаточна в течение всего вегетационного периода.

❖ Экологические группы растений по отношению к влаге:
■ гигрофиты,
■ мезофиты,
■ ксерофиты.

Гигрофиты — растения избыточно увлажненных местообитаний с высокой влажностью воздуха и почвы.
■ Гигрофиты не имеют приспособлений, ограничивающих расход воды, и не способны переносить даже незначительную ее потерю.
■ Избыточная влага у гигрофитов удаляется за счет транспирации и гуттации.

Транспирация — физиологический процесс испарения воды растениями. Основной орган транспирации — лист с имеющимися на нем устьицами. Транспирация возможна и через кутикулу -тонкую пленку, покрывающую кожицу растения.

Гуттация — выделение воды из растения через специальные выделительные клетки, расположенные по краю листа.

Ксерофиты — растения сухих местообитаний (пустынь, сухих степей, саванн и т.п.), способные переносить продолжительную засуху, оставаясь физиологически активными.

❖ Способы преодоления недостатка влаги ксерофитами:
■ эффективное добывание (всасывание) воды,
■ экономное ее расходование,
■ способность переносить большие потери воды.

Склерофиты — имеющие своеобразный внешний облик ксерофиты с мелкими, узкими, жесткими листьями с толстой кутикулой, с многослойным толстостенным эпидермисом, с большим количеством механических тканей.
■ Листья склерофитов даже при большой потере воды не теряют упругости и тургора.
■ Клетки листа склерофита мелкие и плотно упакованы, что значительно сокращает испаряющую поверхность.

Суккуленты — ксерофиты с сочными мясистыми листьями или стеблями, содержащими сильно развитую водоносную ткань.
■ Различают листовые суккуленты (агавы, алоэ) и стеблевые суккуленты, у которых листья редуцированы, а надземные части представлены мясистыми’стеблям и (кактусы и др.).
■ Фотосинтез у стеблевых суккулентов осуществляется периферическим слоем паренхимы стебля, содержащим хлорофилл.

Мезофиты — растения, занимающие промежуточное положение между гигрофитами и ксерофитами.
■ Мезофиты распространены в умеренно влажных и умеренно теплых зонах с хорошей обеспеченностью минеральным питанием.
■ Могут адаптироваться к меняющимся условиям внешней среды.

Основные абиотические факторы среды

Регуляция водного баланса у животных происходит благодаря ряду поведенческих, морфологических и физиологических адаптаций (см. таблицу).

Основные абиотические факторы среды

биосфераЭкология

Бизнес и финансы

БанкиБогатство и благосостояниеКоррупция(Преступность)МаркетингМенеджментИнвестицииЦенные бумагиУправлениеОткрытые акционерные обществаПроектыДокументыЦенные бумаги — контрольЦенные бумаги — оценкиОблигацииДолгиВалютаНедвижимость(Аренда)ПрофессииРаботаТорговляУслугиФинансыСтрахованиеБюджетФинансовые услугиКредитыКомпанииГосударственные предприятияЭкономикаМакроэкономикаМикроэкономикаНалогиАудитМеталлургияНефтьСельское хозяйствоЭнергетикаАрхитектураИнтерьерПолы и перекрытияПроцесс строительстваСтроительные материалыТеплоизоляцияЭкстерьерОрганизация и управление производством

Лимитирующие факторы и адаптация организмов

Отдельной группой можно выделить факторы, которые ограничивают жизнедеятельность организмов. Их называют лимитирующими или ограничивающими. Для листопадных растений к абиотическим факторам относятся количество солнечной радиации и влаги. Они и являются ограничивающими. В водной среде лимитирующими являются ее уровень солености и химический состав. Так глобальное потепление приводит к таянию ледников. В свою очередь это влечет за собой увеличение содержания пресной воды и уменьшение уровня ее солености. В результате растительные и животные организмы, которые не могут приспособиться к изменению данного фактора и адаптироваться, неминуемо гибнут. На данный момент это является глобальной экологической проблемой человечества.

Лимитирующим фактором в водной среде также является количество углекислого газа и солнечного света, которые уменьшают видовое разнообразие растений с глубиной. Хищные и паразитические организмы, конкурентная борьба за пищу и партнера противоположного пола, распространение вирусов, которое вызывает эпидемии различных заболеваний человека и животных, также в значительной степени изменяют условия и ограничивают количество видов организмов.

Итак, абиотические факторы, биотические факторы и антропогенные в совокупности действуют на разные группы живых организмов в средах обитания, регулируя их численность и процессы жизнедеятельности, меняя видовое богатство планеты.

Влияние абиотических факторов на человека

Человек, как составляющая экосистемы, точно также относится к объектам, поддающимся влиянию абиотических факторов неживой природы. Зависимость здоровья и поведения человека от солнечной активности, лунного цикла, циклонов и тому подобных влияний, было отмечено еще несколько веков назад, благодаря наблюдательности наших предков. И в современном обществе неизменно фиксируется присутствие группы людей, на перемены настроения и самочувствия которых, имеют косвенное воздействие именно абиотические факторы окружающей среды.

Например, исследования солнечного влияния, показали, что эта звезда обладает одиннадцатилетним циклом периодической активности. На этой почве происходят колебания электромагнитного поля Земли, что и оказывает на человеческий организм. Пики солнечной активности способны ослаблять иммунную систему, а патогенные микроорганизмы, наоборот, делать более живучими и приспособленными к обширному распространению в пределах сообщества. Печальные последствия такого процесса представляют собой вспышки эпидемий, появлению новых мутаций и вирусов.

Основные абиотические факторы средыЭпидемия неизвестной инфекции в Индии

Другим важным примером абиотического влияния является ультрафиолет. Всем известно, что в определенных дозах, этот вид излучения даже полезен. Этот фактор среды имеет антибактериальное действие, замедляет развитие спор, вызывающих заболевания кожи. А вот в больших дозах ультрафиолетовое излучение негативно влияет на численность популяции, вызывая такие смертельные заболевания, как рак, лейкоз или саркома.

К проявлениям действия абиотических факторов среды на человека напрямую относятся и температура, давление и влажность воздуха, коротко говоря – климат. Повышение температуры приведет к торможению физической активности и развитию проблем с сердечнососудистой системой. Низкие же температуры опасны переохлаждением, а значит, воспалительными процессами органов дыхания, суставов и конечностей. Здесь необходимо отметить, что параметр влажности еще больше усиливает влияние температурного режима.

Повышение атмосферного давления угрожает здоровью обладателей слабых суставов и ломких сосудов. Особенно опасны, бывают резкие перепады этого климатического параметра – может возникать внезапная гипоксия, закупорка капилляров, обмороки и даже кома.

Из экологических факторов нельзя не отметить также и химический аспект влияния на человека. Относятся к таковым все химические элементы, содержащиеся в воде, атмосфере или почве. Существует понятие региональных факторов – превышение или, наоборот, недостаток тех или иных соединений или микроэлементов в природе каждого отдельно взятого региона. Например, из перечисленных факторов, вреден как недостаток фтора – он вызывает поражения зубной эмали, так и его переизбыток – ускоряет процесс окостенения связок, нарушает работу некоторых внутренних органов. Особенно заметны по частоте заболеваемости населения колебания содержания таких химических элементов, как хром, кальций, йод, цинк, свинец.

Конечно, многие абиотические условия, из вышеперечисленных, хотя и являются абиотическими факторами природной среды, на самом деле очень сильно зависят от жизнедеятельности человека — разработка шахт и месторождений, изменения русел рек, воздушной среды, и тому подобные примеры вмешательства прогресса в природные явления.

Влияние температуры

Температура влияет на скорость и характер протекания всех химических реакций, составляющих обмен веществ в организме.

Температура организма зависит от:
■ количества тепла, выделяющегося в организме в реакциях метаболизма,
■ температуры окружающей среды (она достигает +50…+60 °С в пустынях и -70…-80 °С в Антарктиде),
■ интенсивности теплообмена между организмом и средой.

Температурные пределы жизни определяются условиями, при которых не происходят денатурация белков и отсутствуют необратимые изменения коллоидных свойств цитоплазмы, нарушения активности ферментов и процессов дыхания.

■ Для большинства организмов этот диапазон температур составляет от 0 до +50 °С; значительно большие адаптационные возможности присущи организмам по отношению к сезонно повторяющимся изменениям температуры.

■ Однако ряд организмов, обладающий специализированными ферментами, может активно существовать при температурах, выходящих за указанные пределы. Так, многие низшие организмы способны выдерживать очень низкие температуры благодаря высокой концентрации в цитоплазме их клеток солей, глицерина, сахара и сниженного содержания воды.

❖ Классификация организмов по отношению к высокой и низкой температуре окружающей среды:

■ термофилы — организмы, оптимальные условия жизнедеятельности которых лежат в области относительно высоких температур;

■ криофилы — организмы, оптимальные условия жизнедеятельности которых лежат в области относительно низких температур.

Основные абиотические факторы среды

❖ Классификация организмов по температуре тела:

-пойкилотермные (эктотермные, или холоднокровные) организмы — организмы, не обладающие способностью терморегуляции своего тела. Активность пойкилотермных организмов зависит от количества тепла, поступающего извне, а температура их тела — от температуры окружающей среды. Примеры: все микроорганизмы, растения, беспозвоночные и большая часть хордовых животных;

гомойотермные (эндотермные, или теплокровные) организмы — организмы, у которых температура тела поддерживается на постоянном уровне независимо от температуры окружающей среды. Примеры: птицы, млекопитающие, человек.

■ Источником тепла у эндотермных организмов являются процессы интенсивного обмена веществ; поддержанию температуры тела постоянной способствует хорошая тепловая изоляция, создаваемая волосяным покровом, плотным оперением, толстым слоем подкожной жировой ткани.

■ Важную роль в интенсификации обменных процессов у го-мойотермных организмов играют четырехкамерное сердце, полное разделение артериальной и венозной крови и совершенные органы дыхания.

■ Свойство эндотермности позволяет многим видам животных (белым медведям, ластоногим, пингвинам и др.) вести активный образ жизни при низких температурах.

Гетеротермия — свойство некоторых организмов изменять температуру своего тела в зависимости от активности организма.

В неблагоприятный период года эти животные впадают в спячку или временное оцепенение.

■ Примеры: некоторые мелкие птицы и млекопитающие (насекомоядные, летучие мыши, суслики, ежи и др.).

Примеры биотических факторов

Биотическим фактором является и комменсализм. К примеру, когда олени разносят плоды репейника, они не получают от этого ни пользы, ни вреда. При этом они приносят значительную пользу, расселяя многие виды растений.

Между организмами часто возникают и взаимовыгодные отношения. Их примерами является мутуализм и симбиоз. В первом случае происходит взаимовыгодное сожительство организмов разных видов. Типичным примером мутуализма являются рак-отшельник и актиния. Ее хищный цветок является надежной защитой членистоногого животного. А раковину актиния использует в качестве жилища.

Более тесным взаимовыгодным сожительством является симбиоз. Его классическим примером являются лишайники. Эта группа организмов представляет собой совокупность нитей грибов и клеток сине-зеленых водорослей.

Биотические факторы, примеры которых мы рассмотрели, можно дополнить и хищничеством. При этом типе взаимодействий организмы одного вида являются пищей для других. В одном случае хищники нападают, умерщвляют и поедают свою жертву. В другом — занимаются поиском организмов определенных видов.

Основные абиотические факторы среды

Характеристика воздуха, климата и микроклимата как абиотических факторов

Одним из важных абиотических факторов является воздух.

Воздух — это природная смесь газов, имеющая относительно постоянный состав. В норме он содержит, % по объему: молекулярного азота — 78, молекулярного кислорода — 21, углекислого газа — 0,03, инертных газов — 1, небольшое количество паров воды.

Постоянство состава природного воздуха может нарушаться как за счет природных явлений (например, извержения вулканов, землетрясения, лесные пожары), так и в результате деятельности человека. Воздух необходим для любых аэробных организмов (и для растений, и для животных), так как обеспечивает процесс дыхания (газообмен), а для растений является источником газового минерального питания (без углекислого газа невозможен фотосинтез).

При отсутствии воздействия человека состав воздуха, тем не менее, может различаться в зависимости от высоты над уровнем моря (с высотой содержание кислорода и углекислого газа уменьшается, так как эти газы тяжелее азота). Воздух приморских районов обогащен парами воды, в которых содержатся морские соли в растворенном состоянии. Воздух леса отличается от воздуха полей примесями соединений, выделяемых различными растениями (так, воздух соснового бора содержит большое количество смолистых веществ и эфиров, убивающих болезнетворные микроорганизмы, поэтому этот воздух является целебным для больных туберкулезом).

Важнейшим комплексным абиотическим фактором является климат.

Климат — это совокупный абиотический фактор, включающий в себя определенный состав и уровень солнечной радиации, связанный с ним уровень температурного и влажностного воздействия и определенный режим ветров. Климат зависит также от характера растительности, произрастающей на данной территории, и от рельефа местности.

На Земле наблюдается определенная широтная и вертикальная климатическая зональность. Различают влажный тропический, субтропический, резко континентальный и другие разновидности климата.

Повторите сведения о различных видах климата по учебнику физической географии. Рассмотрите особенности климата той территории, на которой вы живете.

Климат как совокупный фактор формирует тот или иной тип растительности (флоры) и тесно связанный с ним тип фауны. Большое влияние на климат оказывают поселения людей. Климат больших городов отличается от климата пригородных зон.

Сравните температурный режим города, в котором вы живете, и режим температур области, где находится город.

Как правило, температура в черте города (особенно в центре) всегда выше, чем в области.

С климатом тесно связан микроклимат. Причиной возникновения микроклимата являются различия в рельефе на данной территории, наличие водоемов, что приводит к изменению условий на разных территориях данной климатической зоны. Даже на относительно небольшой территории дачного участка на отдельных его частях могут возникать различные условия для произрастания растений из-за разных условий освещения.

Классификация факторов окружающей среды

Экологические факторы согласно классификации, получившей наибольшее распространение, на три основные группы:

  • абиотические (к абиотическим факторам — факторам неживой природы относят температуру окружающей среды, её газовый состав, влажность, плотность атмосферного воздуха, солёность воды и т.д.);
  • биотические (биотические или факторы живой природы включают в себя различные формы отношений между живыми организмами (паразитизм, комменсализм, конкуренция и т.д.), а также факторы обеспеченности пищей.);
  • антропогенные (Факторы человеческой деятельности в экологии принято называть антропогенными факторами. Они могут иметь физическую (шум, вибрация, электромагнитные излучения и т.д.), химическую (СПАВ, нефтепродукты и т.д.) и биологическую природу (ГМО и т.д.)).

Существует и иная классификация экологических факторов, основанная на эффекте, вызванном их воздействием. Исходя из этого выделяют группу:

  • энергетических факторов (действие энергетических факторов направлено на процессы метаболизма в организме, изменяя их энергетическое состояние. К таким факторам относят температуру, межвидовые взаимоотношения, обеспеченность пищей и т.д.);
  • сигнальных факторов (В деятельность сигнальных факторов заложена информация об изменениях, происходящих с энергетическими характеристиками окружающей природной среды. К ним относят смену дня и ночи, продолжительность светового дня и т.д.).

Замечание 2

Однако было отмечено, что некоторые факторы могут обладать как сигнальным, так и энергетическим воздействием на живые организмы. Примером того может служить солнечный свет, который с одной стороны определяет биологическую продуктивность экосистем, являясь энергетическим фактором, а с другой стороны участвует в процессе синхронизации биологических ритмов с суточными и сезонными изменениями гидрометеорологических характеристик, что связано с сигнальным воздействием.

Исходя из этого данная классификация экологических факторов является не совсем удачной.

Справочная информация

ДокументыЗаконыИзвещенияУтверждения документовДоговораЗапросы предложенийТехнические заданияПланы развитияДокументоведениеАналитикаМероприятияКонкурсыИтогиАдминистрации городовПриказыКонтрактыВыполнение работПротоколы рассмотрения заявокАукционыПроектыПротоколыБюджетные организацииМуниципалитетыРайоныОбразованияПрограммыОтчетыпо упоминаниямДокументная базаЦенные бумагиПоложенияФинансовые документыПостановленияРубрикатор по темамФинансыгорода Российской Федерациирегионыпо точным датамРегламентыТерминыНаучная терминологияФинансоваяЭкономическаяВремяДаты2015 год2016 годДокументы в финансовой сферев инвестиционной