نمونه هایی از عوامل محیطی غیر زنده عوامل محیطی و طبقه بندی آنها

گروه های زیر از عوامل غیر زنده (عوامل طبیعت بی جان) متمایز می شوند: اقلیمی، ادافوژنیک (خاک)، کوه نگاری و شیمیایی.

۱) عوامل اقلیمی: این عوامل شامل تابش خورشید، دما، فشار، باد و برخی دیگر از تأثیرات محیطی است.

1) تابش خورشیدی یک عامل محیطی قدرتمند است. در فضا به صورت امواج الکترومغناطیسی منتشر می شود که 48 درصد آن در قسمت مرئی طیف، 45 درصد در تابش مادون قرمز (طول موج بلند) و حدود 7 درصد در امواج فرابنفش موج کوتاه است. تابش خورشیدی منبع اصلی انرژی است که بدون آن حیات روی زمین غیرممکن است. اما، از سوی دیگر، قرار گرفتن مستقیم در معرض نور خورشید (به ویژه جزء فرابنفش آن) برای سلول زنده مضر است. تکامل بیوسفر با هدف کاهش شدت قسمت فرابنفش طیف و محافظت در برابر تشعشعات خورشیدی اضافی انجام شد. این امر با تشکیل ازن (لایه ازن) از اکسیژن آزاد شده توسط اولین موجودات فتوسنتزی تسهیل شد.

مقدار کل انرژی خورشیدی که به زمین می رسد تقریباً ثابت است. اما نقاط مختلف روی سطح زمین مقادیر متفاوتی انرژی دریافت می کنند (به دلیل تفاوت در زمان روشنایی، زوایای مختلف فرود، درجه بازتاب، شفافیت جو و غیره).

ارتباط نزدیکی بین فعالیت خورشیدی و ریتم فرآیندهای بیولوژیکی آشکار شده است. هر چه فعالیت خورشیدی بیشتر باشد (لکه های خورشیدی بیشتر)، اختلالات جوی بیشتر، طوفان های مغناطیسی بر موجودات زنده تأثیر می گذارد. همچنین تغییر در فعالیت خورشیدی در طول روز که ریتم شبانه روزی بدن را تعیین می کند، نقش مهمی ایفا می کند. در انسان، بیش از 100 ویژگی فیزیولوژیکی در معرض چرخه روزانه است (آزادسازی هورمون، تعداد تنفس، عملکرد غدد مختلف و غیره).

تابش خورشید تا حد زیادی سایر عوامل آب و هوایی را تعیین می کند.

2) دمای محیط با شدت تابش خورشید به ویژه قسمت مادون قرمز طیف مرتبط است. فعالیت زندگی اکثر ارگانیسم ها به طور معمول در محدوده دمایی 5+ تا 40 درجه سانتیگراد ادامه دارد. بالای 50+ 0 تا 60+ 0، تخریب غیر قابل برگشت پروتئینی که بخشی از بافت های زنده است آغاز می شود. در فشارهای بالا، حد درجه حرارت بالا می تواند بسیار بالاتر باشد (تا +150-200 0 C). حد پایین درجه حرارت اغلب کمتر بحرانی است. برخی از موجودات زنده قادر به مقاومت در برابر دمای بسیار پایین (تا 0-200 درجه سانتیگراد) در حالت متحرک معلق هستند. بسیاری از موجودات در قطب شمال و قطب جنوب به طور مداوم در دمای زیر صفر زندگی می کنند. دمای بدن برخی از ماهی های قطب شمال 0-1.7 درجه سانتی گراد است. با این حال، آب در مویرگ های باریک آنها یخ نمی زند.

وابستگی شدت فعالیت حیاتی اکثر موجودات زنده به دما به شکل زیر است:

شکل 12. وابستگی فعالیت حیاتی موجودات به دما

همانطور که از شکل مشاهده می شود، با افزایش دما، فرآیندهای بیولوژیکی تسریع می شوند (سرعت تولید مثل و توسعه، مقدار غذای مصرفی). به عنوان مثال، توسعه کرم پروانه کلم در +10 0 C به 100 روز و در +26 0 C - فقط 10 روز نیاز دارد. اما افزایش بیشتر دما منجر به کاهش شدید پارامترهای حیاتی و مرگ ارگانیسم می شود.

در آب، دامنه نوسانات دما کمتر از خشکی است. بنابراین موجودات آبزی نسبت به موجودات خشکی با تغییرات دما سازگاری کمتری دارند.

دما اغلب ناحیه بندی را در بیوژئوسنوزهای زمینی و آبی تعیین می کند.

3) رطوبت محیط یک عامل مهم محیطی است. بیشتر موجودات زنده از 70 تا 80 درصد آب تشکیل شده اند، ماده ای که برای وجود پروتوپلاسم ضروری است. رطوبت منطقه با رطوبت هوای اتمسفر، میزان بارندگی و مساحت ذخایر آب تعیین می شود.

رطوبت هوا به دما بستگی دارد: هر چه بیشتر باشد معمولاً آب بیشتری در هوا وجود دارد. لایه های پایین اتمسفر از نظر رطوبت غنی ترین هستند. بارش حاصل تراکم بخار آب است. در منطقه آب و هوای معتدل، توزیع بارش بر اساس فصل کم و بیش یکنواخت است، در مناطق گرمسیری و نیمه گرمسیری ناهموار است. تامین آب سطحی موجود به منابع زیرزمینی و بارندگی بستگی دارد.

اثر متقابل دما و رطوبت دو اقلیم دریایی و قاره ای ایجاد می کند.

4) فشار یکی دیگر از عوامل اقلیمی است که برای همه موجودات زنده مهم است. مناطقی روی زمین با فشار دائمی یا کم فشار وجود دارد. افت فشار با گرمای نابرابر سطح زمین همراه است.

5) باد حرکت جهتی توده های هوا ناشی از اختلاف فشار است. جریان باد از ناحیه ای با فشار زیاد به ناحیه ای با فشار کمتر هدایت می شود. بر دما، رطوبت و حرکت ناخالصی ها در هوا تأثیر می گذارد.

6) ریتم های قمری جزر و مد جزر و مد را تعیین می کند که حیوانات دریایی با آن سازگار هستند. آنها از جزر و مد برای بسیاری از فرآیندهای زندگی استفاده می کنند: حرکت، تولید مثل و غیره.

ii) عوامل ادافوژنیک خصوصیات مختلف خاک را تعیین می کنند. خاک نقش مهمی در اکوسیستم های زمینی ایفا می کند - نقش یک مخزن و ذخیره منابع. ترکیب و خواص خاک به شدت تحت تأثیر اقلیم، پوشش گیاهی و میکروارگانیسم ها قرار دارد. خاک های استپی حاصلخیزتر از خاک های جنگلی هستند، زیرا علف ها عمر کوتاهی دارند و هر ساله مقدار زیادی ماده آلی وارد خاک می شود که به سرعت تجزیه می شود. اکوسیستم های بدون خاک معمولاً بسیار ناپایدار هستند. ویژگی های اصلی زیر خاک ها متمایز می شوند: ترکیب مکانیکی، ظرفیت رطوبت، تراکم و نفوذپذیری هوا.

ترکیب مکانیکی خاک با محتوای ذرات با اندازه های مختلف در آن تعیین می شود. چهار نوع خاک بسته به ترکیب مکانیکی آنها وجود دارد: ماسه، لوم شنی، لوم، رسی. ترکیب مکانیکی به طور مستقیم بر گیاهان، موجودات زیرزمینی و از طریق آنها بر سایر موجودات تأثیر می گذارد. ظرفیت رطوبت (قابلیت حفظ رطوبت)، چگالی آنها و نفوذپذیری هوای خاک به ترکیب مکانیکی بستگی دارد.

III) عوامل اوروگرافی. اینها شامل ارتفاع منطقه از سطح دریا، برجستگی و موقعیت آن نسبت به نقاط اصلی است. عوامل اوروگرافی تا حد زیادی آب و هوای یک منطقه معین و همچنین سایر عوامل زیستی و غیر زنده را تعیین می کنند.

IV) عوامل شیمیایی. اینها شامل ترکیب شیمیایی جو (ترکیب گازی هوا)، لیتوسفر و هیدروسفر است. برای موجودات زنده، محتوای کلان و ریز عناصر در محیط از اهمیت زیادی برخوردار است.

عناصر ماکرو عناصر مورد نیاز بدن در مقادیر نسبتاً زیاد هستند. برای اکثر موجودات زنده اینها فسفر، نیتروژن، پتاسیم، کلسیم، گوگرد، منیزیم هستند.

ریز عناصر عناصری هستند که بدن در مقادیر بسیار کم مورد نیاز است، اما بخشی از آنزیم های حیاتی هستند. ریز عناصر برای عملکرد طبیعی بدن ضروری هستند. رایج ترین ریز عناصر فلزات، سیلیکون، بور، کلر هستند.

هیچ مرز مشخصی بین عناصر درشت و ریز عناصر وجود ندارد: آنچه برای برخی از موجودات یک ریز عنصر است برای دیگری یک درشت عنصر است.

طبقه بندی عوامل محیطی

فاکتورهای محیطی

4.1. طبقه بندی عوامل محیطی

4.2. عوامل غیر زنده

4.3. عوامل بیوتیک

4.3. پلاستیسیته اکولوژیکی مفهوم عامل محدود کننده

از منظر اکولوژیکی، محیط زیست اجسام و پدیده های طبیعی است که موجود زنده با آنها در ارتباط مستقیم یا غیرمستقیم است.

محیط پیرامون یک موجود زنده با تنوع بسیار زیادی مشخص می شود که شامل عناصر، پدیده ها، شرایط پویا در زمان و مکان است که به عنوان عوامل در نظر گرفته می شوند.

عامل محیطی- این هر شرایط محیطی است که می تواند تأثیر مستقیم یا غیرمستقیم بر موجودات زنده داشته باشد، حداقل در طی یکی از مراحل رشد فردی آنها، یا هر شرایط محیطی که ارگانیسم با آن سازگار می شود. به نوبه خود، بدن با واکنش های تطبیقی ​​خاص به عامل محیطی واکنش نشان می دهد.

عوامل محیطی به سه دسته تقسیم می شوند:

1) عوامل طبیعت بی جان (غیر زیستی)؛

2) عوامل طبیعت زنده (زیستی)؛

3) انسان زایی

از بین بسیاری از طبقه بندی های موجود عوامل محیطی، توصیه می شود از موارد زیر برای اهداف این دوره استفاده کنید (شکل 1).

برنج. 4.1. طبقه بندی عوامل محیطی

عوامل انسانی- اینها همه اشکال فعالیت جامعه بشری هستند که طبیعت را به عنوان زیستگاه موجودات زنده تغییر می دهند یا مستقیماً بر زندگی آنها تأثیر می گذارند. تفکیک عوامل انسانی به یک گروه جداگانه به این دلیل است که در حال حاضر سرنوشت پوشش گیاهی زمین و همه گونه های موجود موجود در حال حاضر عملاً در دست جامعه بشری است.

همه عوامل محیطی را به طور کلی می توان به دو دسته بزرگ دسته بندی کرد: عوامل طبیعت بی جان یا بی اثر که در غیر این صورت نامیده می شود. غیر زندهیا زیست زاو عوامل طبیعت زنده - زیستییا بیوژنیک. اما در اصل هر دو گروه می توانند شبیه باشند طبیعی، بنابراین انسان زا، یعنی مربوط به تأثیر انسان است. گاهی متمایز می کنند انسان گراو انسان زاعوامل. اولی فقط شامل تأثیرات مستقیم انسان بر طبیعت (آلودگی، ماهیگیری، کنترل آفات) و دومی عمدتاً شامل پیامدهای غیرمستقیم مرتبط با تغییرات در کیفیت محیط است.

در کنار آنچه در نظر گرفته شده است، طبقه بندی های دیگری از عوامل محیطی وجود دارد. عوامل شناسایی می شوند وابستهو مستقل از تعداد و چگالی موجودات. به عنوان مثال، عوامل اقلیمی به تعداد حیوانات و گیاهان بستگی ندارد و بیماری‌های انبوه ناشی از میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا (اپیدمی) در حیوانات یا گیاهان قطعاً با تعداد آنها مرتبط است: اپیدمی‌ها زمانی رخ می‌دهند که تماس نزدیک بین افراد وجود داشته باشد یا زمانی که آنها با یکدیگر تماس دارند. به طور کلی به دلیل کمبود غذا ضعیف می شود، زمانی که انتقال سریع پاتوژن از فردی به فرد دیگر امکان پذیر است و مقاومت در برابر پاتوژن نیز از بین می رود.

کلان اقلیم به تعداد حیوانات بستگی ندارد، اما میکرو اقلیم می تواند به طور قابل توجهی در نتیجه فعالیت زندگی آنها تغییر کند. به عنوان مثال، اگر حشرات با تعداد زیاد خود در جنگل، بیشتر سوزن ها یا شاخ و برگ درختان را از بین ببرند، رژیم باد، روشنایی، دما، کیفیت و کمیت غذا در اینجا تغییر می کند که بر وضعیت بعدی تأثیر می گذارد. نسل هایی از همان حیوانات یا سایر حیوانات که در اینجا زندگی می کنند. تکثیر انبوه حشرات شکارچیان حشرات و پرندگان حشره خوار را جذب می کند. برداشت میوه ها و دانه ها بر تغییرات جمعیت جوندگان موش مانند، سنجاب ها و شکارچیان آنها و همچنین بسیاری از پرندگان دانه خوار تأثیر می گذارد.

همه عوامل را می توان به دو دسته تقسیم کرد تنظیم (مدیریت)و قابل تنظیم (کنترل شده)، که در ارتباط با مثال های بالا نیز به راحتی قابل درک است.

طبقه بندی اولیه عوامل محیطی توسط A.S. مونچادسکی. او از این ایده اقتباس کرد که همه واکنش‌های تطبیقی ​​موجودات به عوامل خاص با درجه ثبات تأثیر آنها یا به عبارت دیگر با تناوب آنها مرتبط است. وی به ویژه تاکید کرد:

1. عوامل دوره ای اولیه(آنهایی که با تناوب صحیح مرتبط با چرخش زمین مشخص می شوند: تغییر فصول، تغییرات روزانه و فصلی در روشنایی و دما). این عوامل در اصل در سیاره ما ذاتی بودند و حیات نوپا باید فوراً با آنها سازگار می شد.

2. عوامل دوره ای ثانویه(از موارد اولیه مشتق شده اند)؛ اینها شامل تمام عوامل فیزیکی و بسیاری از عوامل شیمیایی مانند رطوبت، دما، بارندگی، پویایی جمعیت گیاهان و جانوران، محتوای گازهای محلول در آب و غیره است.

3. عوامل غیر دوره ای، که با تناوب صحیح مشخص نمی شوند (دوره ای)؛ اینها برای مثال عوامل مرتبط با خاک یا انواع مختلف پدیده های طبیعی هستند.

البته فقط خود بدنه خاک و خاک های زیرین "غیر دوره ای" هستند و دینامیک دما، رطوبت و بسیاری از خواص دیگر خاک نیز با عوامل دوره ای اولیه مرتبط است.

عوامل انسانی قطعا غیر دوره ای هستند. از جمله عوامل غیر دوره ای، اول از همه، آلاینده های موجود در انتشارات و تخلیه های صنعتی است. در فرآیند تکامل، موجودات زنده قادر به ایجاد سازگاری با عوامل طبیعی دوره ای و غیر دوره ای (به عنوان مثال، خواب زمستانی، زمستان و غیره) و تغییرات در محتوای ناخالصی در آب یا هوا، گیاهان و حیوانات هستند. به عنوان یک قاعده، نمی تواند سازگاری مربوطه را به دست آورد و به طور ارثی اصلاح کند. درست است، برخی از بی مهرگان، به عنوان مثال، کنه های گیاهخوار از کلاس عنکبوتیان، که ده ها نسل در سال در شرایط زمین بسته دارند، می توانند با استفاده مداوم از همان آفت کش ها بر علیه خود با انتخاب افرادی که در شرایط زمین بسته هستند، نژادهای مقاوم در برابر سم تشکیل دهند. چنین مقاومتی را به ارث می برند.

باید تاکید کرد که با توجه به این که عوامل می توانند مستقیم (فوری) و غیرمستقیم باشند، باید به مفهوم "عامل" به گونه ای متمایز پرداخت. تفاوت بین آنها این است که عامل مستقیم را می توان کمی کرد، در حالی که عوامل غیر مستقیم را نمی توان. به عنوان مثال، آب و هوا یا تسکین را می توان عمدتاً به صورت شفاهی تعیین کرد، اما آنها رژیم های عوامل عمل مستقیم - رطوبت، ساعات نور روز، دما، ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک و غیره را تعیین می کنند.

عوامل غیر زندهمجموعه ای از خواص طبیعت بی جان است که برای موجودات مهم است.

جزء غیر زنده محیط زمینی مجموعه ای از عوامل اقلیمی و خاکی را نشان می دهد که بر یکدیگر و موجودات زنده تأثیر می گذارند.

درجه حرارت

دامنه دمای موجود در کیهان 1000 درجه است و در مقایسه با آن، حدودی که در آن حیات می تواند وجود داشته باشد بسیار باریک است (حدود 300 0) از -200 0 C تا +100 0 C (در چشمه های آب گرم در پایین). در اقیانوس آرام در ورودی خلیج کالیفرنیا، باکتری هایی کشف شد که دمای مطلوب آنها 250 درجه سانتیگراد است. بیشتر گونه‌ها و بیشتر فعالیت‌ها محدود به محدوده باریک‌تری از دما هستند. حداکثر درجه حرارت برای باکتری ها در چشمه های آب گرم حدود 88 درجه سانتیگراد، برای جلبک های سبز آبی حدود 80 درجه سانتیگراد و برای مقاوم ترین ماهی ها و حشرات حدود 50 درجه سانتیگراد است.

دامنه نوسانات دما در آب کمتر از خشکی است و دامنه تحمل دما در موجودات آبزی نسبت به حیوانات خشکی باریکتر است. بنابراین، دما یک عامل مهم و اغلب محدود کننده است. دما اغلب باعث ایجاد پهنه بندی و طبقه بندی در زیستگاه های آبی و خشکی می شود. به راحتی قابل اندازه گیری

تغییر دما از نقطه نظر محیطی بسیار مهم است. فعالیت حیاتی موجوداتی که در طبیعت معمولاً در معرض دماهای متغیر قرار می‌گیرند، تا حدی یا به طور کامل سرکوب می‌شود یا زمانی که در معرض دمای ثابت قرار می‌گیرند کند می‌شود.

مشخص شده است که مقدار گرما که بر روی یک سطح افقی می افتد به طور مستقیم با سینوس زاویه خورشید در بالای افق متناسب است. بنابراین در همان مناطق نوسانات دمایی روزانه و فصلی مشاهده می شود و کل سطح کره زمین به تعدادی زون با مرزهای متعارف تقسیم می شود. هر چه عرض جغرافیایی منطقه بیشتر باشد، زاویه تمایل تابش خورشید به سطح زمین بیشتر می شود و آب و هوا سردتر می شود.

تابش، نور.

با توجه به نور، موجودات زنده با یک معضل روبرو هستند: از یک سو، تأثیر مستقیم نور بر پروتوپلاسم برای موجودات کشنده است، از سوی دیگر، نور به عنوان منبع اولیه انرژی عمل می کند که بدون آن زندگی غیرممکن است. بنابراین بسیاری از ویژگی های مورفولوژیکی و رفتاری موجودات با حل این مشکل همراه است. تکامل بیوسفر به طور کلی عمدتاً با هدف رام کردن تشعشعات خورشیدی ورودی، استفاده از اجزای مفید آن و تضعیف موارد مضر یا محافظت در برابر آنها بود. روشنایی نقش حیاتی برای همه موجودات زنده ایفا می کند و موجودات از نظر فیزیولوژیکی با چرخه روز و شب و نسبت دوره های تاریک و روشن روز سازگار هستند. تقریباً همه حیوانات دارای ریتم شبانه روزی مرتبط با چرخه روز و شب هستند. در رابطه با نور، گیاهان به دو دسته نور دوست و سایه دوست تقسیم می شوند.

تابش از امواج الکترومغناطیسی با طول های مختلف تشکیل شده است. نور مربوط به دو ناحیه از طیف به راحتی از جو زمین عبور می کند. این نور مرئی (48٪) و مناطق مجاور آن (UV - 7٪، IR - 45٪) و همچنین امواج رادیویی با طول بیش از 1 سانتی متر است. قابل مشاهده است. ناحیه طیفی درک شده توسط چشم انسان، دامنه موج از 390 تا 760 نانومتر را پوشش می دهد. پرتوهای مادون قرمز اهمیت اولیه برای زندگی دارند و در فرآیندهای فتوسنتز، پرتوهای نارنجی-قرمز و فرابنفش بیشترین نقش را دارند. مقدار انرژی تابش خورشیدی که از جو به سطح زمین می گذرد تقریباً ثابت است و تقریباً 21 * 10 23 کیلوژول تخمین زده می شود. این کمیت ثابت خورشیدی نامیده می شود. اما رسیدن انرژی خورشیدی به نقاط مختلف سطح زمین یکسان نیست و به طول روز، زاویه تابش پرتوها، شفافیت هوای جو و غیره بستگی دارد. بنابراین، ثابت خورشیدی اغلب به تعداد ژول در هر 1 سانتی متر مربع سطح در واحد زمان بیان می شود. مقدار متوسط ​​آن در حدود 0.14 J/cm2 در هر 1 ثانیه است. انرژی تابشی با روشنایی سطح زمین مرتبط است که با مدت و شدت شار نور تعیین می شود.

انرژی خورشیدی نه تنها توسط سطح زمین جذب می شود، بلکه تا حدی توسط آن منعکس می شود. رژیم کلی دما و رطوبت به میزان جذب انرژی تابش خورشیدی توسط سطح بستگی دارد.

رطوبت هوای محیط

با اشباع آن با بخار آب مرتبط است. لایه های پایین اتمسفر غنی ترین رطوبت هستند (1.5 - 2.0 کیلومتر) که حدود 50٪ از کل رطوبت در آن متمرکز است. مقدار بخار آب موجود در هوا به دمای هوا بستگی دارد. هر چه دما بیشتر باشد، هوا حاوی رطوبت بیشتری است. با این حال، در یک دمای خاص هوا، حد مشخصی از اشباع با بخار آب وجود دارد که به آن حداکثر می گویند. به طور معمول، اشباع هوا با بخار آب به حداکثر نمی رسد و تفاوت بین حداکثر و این اشباع نامیده می شود. کمبود رطوبتکمبود رطوبت مهمترین پارامتر محیطی است، زیرا دو مقدار را در یک زمان مشخص می کند: دما و رطوبت. هر چه کمبود رطوبت بیشتر باشد، خشک‌تر و گرم‌تر است و بالعکس. افزایش کمبود رطوبت در دوره های خاصی از فصل رشد باعث افزایش باردهی گیاهان می شود و در تعدادی از حیوانات مانند حشرات منجر به تولید مثل تا طغیان می شود.

ته نشینی

بارش حاصل تراکم بخار آب است. در اثر تراکم، شبنم و مه در لایه زمینی هوا تشکیل می شود و در دماهای پایین تبلور رطوبت (یخ زدگی) مشاهده می شود. در اثر تراکم و تبلور بخار آب در لایه‌های بالاتر جو، ابرها و بارش‌ها تشکیل می‌شوند. بارش یکی از حلقه های چرخه آب در زمین است و ناهمواری شدیدی را می توان در بارش آن ردیابی کرد و بنابراین مناطق مرطوب (مرطوب) و خشک (خشک) از هم تشخیص داده می شوند. بیشترین میزان بارش در منطقه جنگل های استوایی (تا 2000 میلی متر در سال) و در مناطق خشک 0.18 میلی متر است. در سال (در صحرای گرمسیری). مناطق با بارندگی کمتر از 250 میلی متر. در سال خشک محسوب می شوند.

ترکیب گاز اتمسفر

ترکیب نسبتاً ثابت است و عمدتاً شامل نیتروژن و اکسیژن، با مخلوطی از CO 2 و Ar (آرگون) است. لایه های بالایی جو حاوی ازن هستند. ذرات جامد و مایع (آب، اکسیدهای مواد مختلف، گرد و غبار و دود) وجود دارد. نیتروژن مهمترین عنصر بیوژنیک است که در تشکیل ساختارهای پروتئینی موجودات نقش دارد. اکسیژن - فرآیندهای اکسیداتیو، تنفس را فراهم می کند. ازن در رابطه با قسمت UV طیف خورشیدی نقش محافظ دارد. ناخالصی‌های ذرات ریز بر شفافیت جو تأثیر می‌گذارد و از عبور نور خورشید به سطح زمین جلوگیری می‌کند.

حرکت توده های هوا (باد).

علت باد گرمای نابرابر سطح زمین همراه با تغییرات فشار است. جریان باد به سمت فشار کمتر هدایت می شود، یعنی. جایی که هوا گرم تر است در لایه سطحی هوا، حرکت توده های هوا بر رژیم دما، رطوبت، تبخیر از سطح زمین و تعرق گیاهان تأثیر می گذارد. باد عامل مهمی در انتقال و توزیع ناخالصی ها در هوای جو است.

فشار جو.

فشار معمولی 1 کیلو پاسکال است که معادل 750.1 میلی متر است. rt هنر در کره زمین نواحی ثابتی از فشار بالا و پایین وجود دارد و حداقل و حداکثر فشار فصلی و روزانه در همان نقاط مشاهده می شود.

سخنرانی شماره 5

عوامل محیطی اکولوژیکی عوامل غیر زنده

مفهوم عامل محیطی

طبقه بندی

عوامل غیر زنده

1. الگوهای عمومی توزیع سطوح و رژیم های منطقه ای عوامل محیطی

   عوامل فضایی

   انرژی تابشی از خورشید و اهمیت آن برای موجودات

   عوامل غیرزیست محیط زمین (دما، بارش، رطوبت، حرکت هوا، فشار، عوامل شیمیایی، آتش سوزی)

   عوامل غیرزیست محیط آبی (طبقه بندی دما، شفافیت، شوری، گازهای محلول، اسیدیته)

   عوامل غیرزیست پوشش خاک (ترکیب لیتوسفر، مفاهیم «خاک» و «باروری»، ترکیب و ساختار خاک)

   مواد مغذی به عنوان یک عامل محیطی

1. عامل محیطی- این هر عنصری از محیط است که می تواند تأثیر مستقیم یا غیرمستقیم بر یک موجود زنده حداقل در یکی از مراحل رشد فردی آن داشته باشد، یا هر شرایط محیطی که ارگانیسم با واکنش های تطبیقی ​​به آن پاسخ می دهد.

به طور کلی، یک عامل نیروی محرکه یک فرآیند یا شرایطی است که بر بدن تأثیر می گذارد. محیط با طیف وسیعی از عوامل محیطی، از جمله عواملی که هنوز شناخته نشده اند، مشخص می شود. هر موجود زنده در طول زندگی خود تحت تأثیر بسیاری از عوامل محیطی قرار می گیرد که از نظر منشاء، کیفیت، کمیت، زمان قرار گرفتن در معرض آن متفاوت است. رژیم بنابراین، محیط در واقع مجموعه ای از عوامل محیطی موثر بر بدن است.

اما اگر محیط، همانطور که قبلاً گفتیم، ویژگی های کمی نداشته باشد، هر عامل فردی (اعم از رطوبت، دما، فشار، پروتئین های غذا، تعداد شکارچیان، یک ترکیب شیمیایی در هوا و غیره) مشخص می شود. با اندازه گیری و عدد، یعنی می توان آن را در زمان و مکان (در دینامیک) اندازه گیری کرد، با برخی استانداردها مقایسه کرد، تحت مدل سازی، پیش بینی (پیش بینی) قرار گرفت و در نهایت در یک جهت معین تغییر کرد. شما فقط می توانید آنچه را که اندازه و عدد دارد کنترل کنید.

برای یک مهندس شرکت، اقتصاددان، پزشک بهداشتی یا بازپرس دفتر دادستانی، الزام "حفاظت از محیط زیست" منطقی نیست. و اگر تکلیف یا شرط به صورت کمی بیان شود، به صورت هر مقدار یا نابرابری (مثلاً: 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. طبقه بندی عوامل محیطی

هر طبقه‌بندی از هر مجموعه، روشی برای شناخت یا تحلیل آن است. اشیاء و پدیده ها را می توان بر اساس معیارهای مختلف، بر اساس وظایف محول شده طبقه بندی کرد. از بین بسیاری از طبقه بندی های موجود عوامل محیطی، توصیه می شود از موارد زیر برای اهداف این دوره استفاده کنید (شکل 1).

همه عوامل محیطی را می توان به طور کلی به دو دسته بزرگ دسته بندی کرد: عوامل طبیعت بی جان یا بی اثر که در غیر این صورت غیر زنده یا زیست زا نامیده می شوند و عوامل طبیعت زنده. زیستی، یا بیوژنیک. اما در اصل هر دو گروه می توانند شبیه باشند طبیعی، بنابراین انسان زا، یعنی مربوط به تأثیر انسان است. گاهی متمایز می کنند انسان گراو انسان زاعوامل. اولی فقط شامل تأثیرات مستقیم انسان بر طبیعت (آلودگی، ماهیگیری، کنترل آفات) و دومی عمدتاً شامل پیامدهای غیرمستقیم مرتبط با تغییرات در کیفیت محیط است.

برنج. 1. طبقه بندی عوامل محیطی

انسان در فعالیت های خود نه تنها رژیم های عوامل محیطی طبیعی را تغییر می دهد، بلکه رژیم های جدیدی نیز ایجاد می کند، مثلاً با سنتز ترکیبات شیمیایی جدید - آفت کش ها، کودها، داروها، مواد مصنوعی و غیره. از جمله عوامل طبیعت بی جان می توان به آن اشاره کرد. فیزیکی(فضایی، اقلیمی، کوه نگاری، خاکی) و شیمیایی(اجزای هوا، آب، اسیدیته و سایر خواص شیمیایی خاک، ناخالصی های منشاء صنعتی). عوامل بیوتیک عبارتند از جانور زایی(تأثیر حیوانات) گیاه زایی(تاثیر گیاهان) میکروژنیک(تاثیر میکروارگانیسم ها). در برخی طبقه بندی ها، عوامل زیستی شامل همه عوامل انسانی اعم از فیزیکی و شیمیایی می شود.

در کنار آنچه در نظر گرفته شده است، طبقه بندی های دیگری از عوامل محیطی وجود دارد. عوامل شناسایی می شوند وابسته و مستقل به تعداد و چگالی موجودات است. به عنوان مثال، عوامل اقلیمی به تعداد حیوانات و گیاهان بستگی ندارد و بیماری‌های انبوه ناشی از میکروارگانیسم‌های بیماری‌زا (اپیدمی) در حیوانات یا گیاهان قطعاً با تعداد آنها مرتبط است: اپیدمی‌ها زمانی رخ می‌دهند که تماس نزدیک بین افراد وجود داشته باشد یا زمانی که آنها با یکدیگر تماس دارند. به طور کلی به دلیل کمبود غذا ضعیف می شود، زمانی که انتقال سریع پاتوژن از فردی به فرد دیگر امکان پذیر است و مقاومت در برابر پاتوژن نیز از بین می رود.

کلان اقلیم به تعداد حیوانات بستگی ندارد، اما میکرو اقلیم می تواند به طور قابل توجهی در نتیجه فعالیت زندگی آنها تغییر کند. به عنوان مثال، اگر حشرات با تعداد زیاد خود در جنگل، بیشتر سوزن ها یا شاخ و برگ درختان را از بین ببرند، رژیم باد، روشنایی، دما، کیفیت و کمیت غذا در اینجا تغییر می کند که بر وضعیت بعدی تأثیر می گذارد. نسل هایی از همان حیوانات یا سایر حیوانات که در اینجا زندگی می کنند. تکثیر انبوه حشرات شکارچیان حشرات و پرندگان حشره خوار را جذب می کند. برداشت میوه ها و دانه ها بر تغییرات جمعیت جوندگان موش مانند، سنجاب ها و شکارچیان آنها و همچنین بسیاری از پرندگان دانه خوار تأثیر می گذارد.

همه عوامل را می توان به دو دسته تقسیم کرد تنظیم کننده(مدیران) و قابل تنظیم(کنترل شده) که در ارتباط با مثال های بالا نیز به راحتی قابل درک است.

طبقه بندی اصلی عوامل محیطی توسط A. S. Monchadsky ارائه شده است. او از این ایده اقتباس کرد که همه واکنش‌های تطبیقی ​​موجودات به عوامل خاص با درجه ثبات تأثیر آنها یا به عبارت دیگر با تناوب آنها مرتبط است. وی به ویژه تاکید کرد:

1. عوامل دوره ای اولیه (آنهایی که با تناوب صحیح مرتبط با چرخش زمین مشخص می شوند: تغییر فصول، تغییرات روزانه و فصلی در روشنایی و دما). این عوامل در اصل در سیاره ما ذاتی بودند و حیات نوپا باید فوراً با آنها سازگار می شد.

2. عوامل دوره ای ثانویه (آنها از عوامل اولیه مشتق شده اند). اینها شامل تمام عوامل فیزیکی و بسیاری از عوامل شیمیایی مانند رطوبت، دما، بارندگی، پویایی جمعیت گیاهان و جانوران، محتوای گازهای محلول در آب و غیره است.

3. عوامل غیر تناوبی که با دوره تناوب منظم مشخص نمی شوند. اینها برای مثال عوامل مرتبط با خاک یا انواع مختلف پدیده های طبیعی هستند.

البته فقط خود بدنه خاک و خاک های زیرین "غیر دوره ای" هستند و دینامیک دما، رطوبت و بسیاری از خواص دیگر خاک نیز با عوامل دوره ای اولیه مرتبط است.

عوامل انسانی قطعا غیر دوره ای هستند. از جمله عوامل غیر دوره ای، اول از همه، آلاینده های موجود در انتشارات و تخلیه های صنعتی است. در فرآیند تکامل، موجودات زنده قادر به ایجاد سازگاری با عوامل طبیعی دوره ای و غیر دوره ای (به عنوان مثال، خواب زمستانی، زمستان و غیره) و تغییرات در محتوای ناخالصی در آب یا هوا، گیاهان و حیوانات هستند. به عنوان یک قاعده، نمی تواند سازگاری مربوطه را به دست آورد و به طور ارثی اصلاح کند. درست است، برخی از بی مهرگان، به عنوان مثال، کنه های گیاهخوار از کلاس عنکبوتیان، که ده ها نسل در سال در شرایط زمین بسته دارند، می توانند با استفاده مداوم از همان آفت کش ها بر علیه خود با انتخاب افرادی که در شرایط زمین بسته هستند، نژادهای مقاوم در برابر سم تشکیل دهند. چنین مقاومتی را به ارث می برند.

باید تاکید کرد که با توجه به این که عوامل می توانند مستقیم (فوری) و غیرمستقیم باشند، باید به مفهوم "عامل" به گونه ای متمایز پرداخت. تفاوت بین آنها این است که عامل مستقیم را می توان کمی کرد، در حالی که عوامل غیر مستقیم را نمی توان. به عنوان مثال، آب و هوا یا تسکین را می توان عمدتاً به صورت شفاهی تعیین کرد، اما آنها رژیم های عوامل عمل مستقیم - رطوبت، ساعات نور روز، دما، ویژگی های فیزیکوشیمیایی خاک و غیره را تعیین می کنند.

3. عوامل غیر زنده

3.1. الگوهای عمومی توزیع سطوح و رژیم های منطقه ای عوامل محیطی

پوشش جغرافیایی زمین (مانند بیوسفر عمومی) از نظر فضا ناهمگن است؛ به قلمروهایی که با یکدیگر متفاوت هستند، متمایز می شود. به طور متوالی به مناطق کالبدی-جغرافیایی، پهنه های جغرافیایی، مناطق درون ناحیه ای کوهستانی و دشتی و زیرمنطقه ها و زیرپهنه ها و غیره تقسیم می شود.

منطقه فیزیوگرافی- این بزرگترین واحد طبقه بندی پوشش جغرافیایی است که از تعدادی منطقه جغرافیایی تشکیل شده است که از نظر تعادل حرارتی و رژیم رطوبتی مشابه هستند.

به طور خاص، قطب شمال و قطب جنوب، زیر قطبی و زیر قطبی، شمال و جنوب معتدل و نیمه گرمسیری، زیر استوایی و کمربند استوایی وجود دارد.

منطقه جغرافیایی (همچنین به عنوان طبیعی، منظر شناخته می شود) بخش قابل توجهی از یک منطقه فیزیکی-جغرافیایی با ویژگی خاص فرآیندهای ژئومورفولوژیکی، با انواع خاصی از آب و هوا، پوشش گیاهی، خاک، گیاهان و جانوران است.

به عنوان مثال، در نیمکره شمالی، مناطق زیر متمایز می شوند: یخ، تاندرا، جنگل-توندرا، تایگا، جنگل های مختلط دشت روسیه، جنگل های موسمی شرق دور، جنگل-استپ، استپ، مناطق معتدل بیابانی و نیمه گرمسیری، مناطق مدیترانه ای و غیره. مناطق عمدتاً (اگرچه نه همیشه) از نظر گسترده کشیده شده اند و با شرایط طبیعی مشابه مشخص می شوند، یک توالی مشخص بسته به موقعیت عرضی. بنابراین، پهنه بندی جغرافیایی عرضی یک تغییر طبیعی در فرآیندها، اجزا و مجتمع های فیزیکی-جغرافیایی از استوا به قطب است. واضح است که ما در درجه اول در مورد ترکیب عوامل تشکیل دهنده آب و هوا صحبت می کنیم.

منطقه بندی عمدتاً با ماهیت توزیع انرژی خورشیدی در عرض های جغرافیایی تعیین می شود، یعنی با کاهش ورود آن از استوا به قطب ها و رطوبت ناهموار. موقعیت منطقه ای پوشش جغرافیایی (و در نتیجه زیست کره) توسط دانشمند مشهور خاک روسی V.V. Dokuchaev فرموله شد.

همراه با عرض جغرافیایی، یک پهنه بندی عمودی (یا ارتفاعی) نیز برای مناطق کوهستانی وجود دارد، به عنوان مثال تغییر در پوشش گیاهی، جانوران، خاک، شرایط آب و هوایی هنگام بالا آمدن از سطح دریا، که عمدتاً با تغییر در تعادل گرمایی همراه است: اختلاف دمای هوا 0.6-1.0 درجه سانتیگراد برای هر 100 متر ارتفاع است.

البته، در طبیعت، همه چیز به طور واضح منظم نیست: پهنه بندی عمودی می تواند با قرار گرفتن در معرض شیب پیچیده شود، و پهنه بندی عرضی می تواند دارای مناطق کشیده در جهت زیر آب باشد، به عنوان مثال، در شرایط رشته کوه.

با این حال، به طور کلی، رژیم‌ها و پویایی مهم‌ترین عوامل غیرزیست به تعادل گرمایی، یعنی آب و هوا، فرآیندهای تشکیل خاک، انواع پوشش گیاهی، ترکیب گونه‌ها و پویایی جمعیت جهان حیوانات و غیره بستگی دارد.

پهنه بندی جغرافیایی نه تنها برای قاره ها، بلکه برای اقیانوس جهانی نیز ذاتی است، که در آن مناطق مختلف از نظر میزان تابش خورشیدی ورودی، تعادل تبخیر و بارندگی، دمای آب، ویژگی های جریان های سطحی و عمیق و در نتیجه، متفاوت است. دنیای موجودات زنده

3.2. عوامل فضایی

زیست کره، به عنوان زیستگاه موجودات زنده، از فرآیندهای پیچیده ای که در فضای بیرونی رخ می دهد، جدا نیست، که مستقیماً نه تنها با خورشید مرتبط است. غبار کیهانی و ماده شهاب سنگ به زمین سقوط می کند. زمین به صورت دوره ای با سیارک ها برخورد می کند و به دنباله دارها نزدیک می شود. مواد و امواج حاصل از انفجارهای ابرنواختر از کهکشان عبور می کنند. البته، سیاره ما بیشترین ارتباط را با فرآیندهایی دارد که در خورشید رخ می دهد - با فعالیت های خورشیدی به اصطلاح. ماهیت این پدیده تبدیل انرژی انباشته شده در کمربندهای مغناطیسی خورشید به انرژی حرکت توده های گاز، ذرات سریع و تشعشعات الکترومغناطیسی موج کوتاه است.

شدیدترین فرآیندها در مراکز فعالیت به نام مناطق فعال مشاهده می شود که در آنها تشدید میدان مغناطیسی مشاهده می شود، مناطقی با روشنایی افزایش یافته و همچنین به اصطلاح لکه های خورشیدی ظاهر می شوند. در مناطق فعال، انتشار انرژی انفجاری همراه با انتشار پلاسما، ظهور ناگهانی پرتوهای کیهانی خورشیدی، و افزایش امواج کوتاه و انتشار رادیویی ممکن است رخ دهد. تغییرات در سطح فعالیت شعله ور شدن چرخه ای شناخته شده است، با یک چرخه معمولی 22 ساله، اگرچه نوسانات با تناوب 4.3 تا 1850 سال شناخته شده است. فعالیت خورشیدی بر تعدادی از فرآیندهای زندگی روی زمین تأثیر می گذارد - از وقوع بیماری های همه گیر و افزایش نرخ تولد تا تغییرات عمده آب و هوایی. این در سال 1915 توسط دانشمند روسی A.L. Chizhevsky ، بنیانگذار یک علم جدید - هلیوبیولوژی (از یونانی helios - Sun) ثابت شد که تأثیر تغییرات در فعالیت خورشید را بر روی بیوسفر زمین بررسی می کند.

3.3. انرژی تابشی از خورشید و اهمیت آن برای موجودات

انرژی تابش خورشید در فضا به شکل امواج الکترومغناطیسی منتشر می شود. حدود 99 درصد آن از پرتوهایی با طول موج 170-4000 نانومتر تشکیل شده است که 48 درصد آن در قسمت مرئی طیف با طول موج 400-760 نانومتر و 45 درصد در مادون قرمز (طول موج از 750 نانومتر تا). 10 تا 3 متر)، حدود 7 درصد برای اشعه ماوراء بنفش (طول موج کمتر از 400 نانومتر). در فرآیندهای فتوسنتز، تابش فعال فتوسنتزی (380-710 نانومتر) مهمترین نقش را ایفا می کند.

مقدار انرژی تابش خورشیدی که به زمین می رسد (تا مرز بالایی جو) تقریباً ثابت است و 1370 وات بر متر مربع تخمین زده می شود. این مقدار ثابت خورشیدی نامیده می شود. با این حال، رسیدن انرژی تابش خورشید به سطح زمین به طور قابل توجهی بسته به شرایط مختلف متفاوت است: ارتفاع خورشید در بالای افق، عرض جغرافیایی، وضعیت جو و غیره. شکل زمین (ژئوئید) نزدیک به کروی است. بنابراین، بیشترین مقدار انرژی خورشیدی در عرض های جغرافیایی پایین (کمربند استوایی) جذب می شود، جایی که دمای هوا در نزدیکی سطح زمین معمولاً بیشتر از عرض های جغرافیایی متوسط ​​و بالا است. ورود انرژی تابش خورشید به مناطق مختلف کره زمین و توزیع مجدد آن شرایط آب و هوایی این مناطق را تعیین می کند.

با عبور از جو، تابش خورشید بر روی مولکول های گاز، ناخالصی های معلق (جامد و مایع) پراکنده می شود و توسط بخار آب، ازن، دی اکسید کربن و ذرات غبار جذب می شود. تابش پراکنده خورشید تا حدی به سطح زمین می رسد. قسمت قابل مشاهده آن در طول روز در غیاب نور مستقیم خورشید، به عنوان مثال در ابرهای سنگین، نور ایجاد می کند. جریان کل گرما به سطح زمین به مجموع تابش مستقیم و پراکنده بستگی دارد که از قطب ها به استوا افزایش می یابد.

انرژی تابش خورشید نه تنها توسط سطح زمین جذب می شود، بلکه به شکل جریانی از تابش موج بلند توسط آن منعکس می شود. سطوح با رنگ روشن تر نور را شدیدتر از سطوح تیره منعکس می کنند. بنابراین، برف تمیز 80-95٪، برف آلوده - 40-50٪، خاک چرنوزم - 5-14، ماسه سبک - 35-45، سایبان جنگل - 10-18٪ منعکس می شود. نسبت شار تابش خورشیدی منعکس شده توسط سطح به دریافتی را آلبدو می نامند. فعالیت های انسانی به طور قابل توجهی بر عوامل آب و هوایی تأثیر می گذارد و رژیم آنها را تغییر می دهد. شما می توانید با مشکلات جهانی ناشی از فعالیت های انسانی در سخنرانی "مشکلات جهانی بشریت" در این دوره آشنا شوید.

نور منبع اولیه انرژی است که بدون آن حیات روی زمین غیرممکن است. در فتوسنتز شرکت می کند و از ایجاد ترکیبات آلی از گیاهان غیر آلی زمین اطمینان می دهد و این مهمترین عملکرد انرژی آن است. اما تنها بخشی از طیف در محدوده 380 تا 760 نانومتر، که منطقه تابش فعال فیزیولوژیکی (PAR) نامیده می شود، در فتوسنتز نقش دارد. در داخل آن، برای سنتز عکس، پرتوهای قرمز-نارنجی (600-700 نانومتر) و بنفش-آبی (400-500 نانومتر) بیشترین اهمیت را دارند و زرد-سبز (500-600 نانومتر) کمترین اهمیت را دارند. دومی منعکس می شود که به گیاهان دارای کلروفیل رنگ سبز آنها را می دهد. با این حال، نور نه تنها یک منبع انرژی، بلکه مهمترین عامل محیطی است که تأثیر بسیار مهمی بر روی موجودات زنده به عنوان یک کل و بر فرآیندها و پدیده های سازگاری در موجودات دارد.

خارج از طیف مرئی و PAR مناطق مادون قرمز (IR) و ماوراء بنفش (UV) هستند. اشعه ماوراء بنفش انرژی زیادی را حمل می کند و اثر فتوشیمیایی دارد - موجودات زنده به آن بسیار حساس هستند. تابش IR انرژی کمتری دارد و به راحتی توسط آب جذب می شود، اما برخی از موجودات خشکی از آن برای بالا بردن دمای بدن بالاتر از محیط استفاده می کنند.

شدت نور برای موجودات مهم است. گیاهان در رابطه با روشنایی به نور دوست (هلیوفیت)، سایه دوست (sciophytes) و سایه متحمل تقسیم می شوند.

دو گروه اول محدوده تحمل متفاوتی در طیف نور اکولوژیکی دارند. نور آفتاب روشن برای هلیوفیت ها (علفزارهای علفزار، غلات، علف های هرز و غیره) بهینه است، نور کم برای گیاهان سایه دوست (گیاهان جنگل های صنوبر تایگا، جنگل های بلوط جنگلی-استپی، جنگل های استوایی) بهینه است. اولی نمی تواند سایه ها را تحمل کند، دومی نمی تواند نور درخشان خورشید را تحمل کند.

گیاهان مقاوم در برابر سایه طیف وسیعی از تحمل نور را دارند و می توانند هم در نور روشن و هم در سایه رشد کنند.

نور ارزش سیگنال دهی زیادی دارد و باعث سازگاری های تنظیمی در موجودات می شود. یکی از قابل اطمینان ترین سیگنال هایی که فعالیت ارگانیسم ها را در طول زمان تنظیم می کند، طول روز - دوره نوری است.

فتوپریودیسم به عنوان یک پدیده واکنش بدن به تغییرات فصلی در طول روز است. طول روز در یک مکان معین، در یک زمان معین از سال، همیشه یکسان است، که به گیاهان و حیوانات اجازه می دهد زمان سال را در عرض جغرافیایی معین تعیین کنند، یعنی زمان شروع گلدهی، رسیدن، به عبارت دیگر، دوره نوری نوعی "رله زمانی" یا "مکانیسم ماشه" است که شامل دنباله ای از فرآیندهای فیزیولوژیکی در یک موجود زنده است.

نور پریودیسم را نمی توان با ریتم های معمولی شبانه روزی خارجی که صرفاً به دلیل تغییر روز و شب ایجاد می شود، شناسایی کرد. با این حال، چرخه زندگی روزانه در حیوانات و انسان ها به ویژگی های ذاتی گونه تبدیل می شود، یعنی به ریتم های درونی (درون زا) تبدیل می شود. اما بر خلاف ریتم های اولیه داخلی، مدت زمان آنها ممکن است با عدد دقیق - 24 ساعت - 15-20 دقیقه مطابقت نداشته باشد و در ارتباط با این، چنین ریتم هایی شبانه روزی (در ترجمه - نزدیک به یک روز) نامیده می شود.

این ریتم‌ها به بدن کمک می‌کنند تا زمان را حس کند، توانایی‌ای که «ساعت بیولوژیکی» نامیده می‌شود. آنها به پرندگان کمک می کنند تا در طول مهاجرت توسط خورشید حرکت کنند و به طور کلی ارگانیسم ها را با ریتم های پیچیده تر طبیعت هدایت می کنند.

پریودیسم نوری، اگرچه به طور ارثی ثابت است، اما فقط در ترکیب با عوامل دیگر، به عنوان مثال، دما ظاهر می شود: اگر در روز X سرد باشد، گیاه دیرتر شکوفا می شود، یا در صورت رسیدن - اگر سرما زودتر از روز X برسد. در مناطق نیمه گرمسیری و گرمسیری، که طول روز بر اساس فصل کمی متفاوت است، دوره نوری نمی تواند به عنوان یک عامل مهم محیطی عمل کند - جایگزین فصل های خشک و بارانی می شود. و در ارتفاعات عامل اصلی سیگنال دهی دما می شود.

درست مانند گیاهان، شرایط آب و هوایی بر حیوانات پویکیلوترمیک تأثیر می گذارد، و حیوانات هموگرم با تغییراتی در رفتارشان به این واکنش پاسخ می دهند: زمان لانه سازی، مهاجرت و غیره تغییر می کند.

انسان یاد گرفته است که از پدیده هایی که در بالا توضیح داده شد استفاده کند. طول ساعات نور روز را می توان به طور مصنوعی تغییر داد و در نتیجه زمان گلدهی و باردهی گیاهان را تغییر داد (کاشت نهال در زمستان و حتی میوه در گلخانه)، افزایش تولید تخم مرغ و غیره.

توسعه طبیعت زنده بر اساس فصل مطابق با قانون زیست اقلیم، که نام هویاکینز را یدک می کشد، رخ می دهد: زمان شروع پدیده های مختلف فصلی (فنودات) به عرض جغرافیایی، طول جغرافیایی منطقه و ارتفاع آن از سطح دریا بستگی دارد. این بدان معناست که هر چه زمین بیشتر شمال، شرق و بالاتر باشد، بهار دیرتر می آید و پاییز زودتر می آید. برای اروپا، در هر درجه از عرض جغرافیایی، زمان‌بندی رویدادهای فصلی پس از سه روز رخ می‌دهد، در آمریکای شمالی - به طور متوسط، پس از چهار روز برای هر درجه عرض جغرافیایی، در پنج درجه طول جغرافیایی و در 120 متر بالاتر از سطح دریا.

دانش فنودتا برای برنامه ریزی کارهای مختلف کشاورزی و سایر فعالیت های اقتصادی از اهمیت بالایی برخوردار است.

3.4. عوامل غیرزیستی محیط زمینی

جزء غیر زنده محیط زمین (سرزمین) شامل مجموعه ای از شرایط اقلیمی و خاکی است، یعنی عناصر بسیاری که در زمان و مکان پویا هستند و با یکدیگر مرتبط هستند و بر موجودات زنده تأثیر می گذارند.

ویژگی‌های تأثیر عوامل کیهانی و مظاهر فعالیت خورشیدی بر روی بیوسفر این است که سطح سیاره ما (جایی که "فیلم زندگی" در آن متمرکز است) به عنوان یک لایه ضخیم از ماده از فضا جدا شده است. حالت گازی، یعنی جو. جزء غیر زنده محیط زمینی شامل مجموعه ای از شرایط اقلیمی، هیدرولوژیکی، خاک و زمین است، یعنی عناصر بسیاری که در زمان و مکان پویا هستند، به هم پیوسته و بر موجودات زنده تأثیر می گذارند. اتمسفر به عنوان رسانه ای که عوامل کیهانی و مرتبط با خورشید را درک می کند، مهمترین عملکرد آب و هوا را دارد.

تاثیر دما بر موجودات

دما مهمترین عامل محدود کننده است. حدود تحمل برای هر گونه، حداکثر و حداقل دماهای کشنده است که فراتر از آن گونه به طور مرگبار تحت تأثیر گرما یا سرما قرار می گیرد (شکل 2.). جدا از برخی استثناهای منحصر به فرد، همه موجودات زنده قادر به زندگی در دمای بین 0 تا 50 درجه سانتیگراد هستند که به دلیل خواص پروتوپلاسم سلول ها است.

در شکل 2. محدوده دمایی زندگی یک گروه یا جمعیت گونه نشان داده شده است. در "فاصله بهینه"، موجودات احساس راحتی می کنند، به طور فعال تولید مثل می کنند و جمعیت رشد می کند. نسبت به حد افراطی حد دمای زندگی - "کاهش فعالیت حیاتی" - موجودات احساس افسردگی می کنند. با سرد شدن بیشتر در "حد پایین مقاومت" یا افزایش گرما در "حد بالایی مقاومت"، موجودات زنده وارد "منطقه مرگ" می شوند و می میرند.

این مثال قانون کلی مقاومت بیولوژیکی (طبق نظر لاموت) را نشان می دهد که برای هر یک از عوامل محدود کننده مهم قابل اعمال است. مقدار "فاصله بهینه" "میزان" مقاومت موجودات را مشخص می کند ، یعنی ارزش تحمل آن در برابر این عامل یا "ظرفیت اکولوژیکی".

فرآیندهای انطباق در حیوانات در رابطه با دما منجر به پیدایش حیوانات poikilothermic و homeothermic شد. اکثریت قریب به اتفاق جانوران گرمازا هستند، یعنی دمای بدن آنها با تغییرات دمای محیط تغییر می کند: دوزیستان، خزندگان، حشرات و غیره. نسبت به میزان قابل توجهی از حیوانات هم گرما هستند، یعنی بدن ثابتی دارند. درجه حرارت مستقل از دمای محیط خارجی: پستانداران (از جمله انسان) با دمای بدن 36-37 0 درجه سانتیگراد و پرندگان با دمای بدن 40 درجه سانتیگراد.

برنج. 2. قانون کلی مقاومت بیولوژیکی (طبق نظر M. Lamott)

فقط حیوانات گرمازا می توانند در دمای زیر صفر زندگی فعال داشته باشند. اگرچه پوکیلوترم ها می توانند دمای بسیار زیر صفر را تحمل کنند، اما تحرک خود را از دست می دهند. دمای حدود 40 درجه سانتیگراد، یعنی حتی کمتر از دمای انعقاد پروتئین، حد اکثر حیوانات است.

دما نقش کمتری در زندگی گیاهان ندارد. هنگامی که دما 10 درجه سانتیگراد افزایش می یابد، شدت فتوسنتز دو برابر می شود، اما فقط تا 30-35 درجه سانتیگراد، سپس شدت آن کاهش می یابد و در دمای 40-45 درجه سانتیگراد، فتوسنتز به طور کلی متوقف می شود. در دمای 50 درجه سانتی گراد، بیشتر گیاهان خشکی می میرند، که با تشدید تنفس گیاه با افزایش دما و سپس توقف آن در دمای 50 درجه سانتی گراد همراه است.

دما همچنین بر روند تغذیه ریشه در گیاهان تأثیر می گذارد: این فرآیند تنها در صورتی امکان پذیر است که دمای خاک در مناطق مکش چندین درجه کمتر از دمای قسمت بالای زمینی گیاه باشد. نقض این تعادل مستلزم مهار حیات گیاهی و حتی مرگ است. سازگاری های مورفولوژیکی گیاهان با دماهای پایین شناخته شده است، به اصطلاح اشکال زندگی گیاهان، به عنوان مثال، اپی فیت ها، فانروفیت ها و غیره.

سازگاری های مورفولوژیکی با شرایط دمایی زندگی، و بالاتر از همه، در حیوانات نیز مشاهده می شود. به عنوان مثال، مزارع زندگی حیوانات از همان گونه ها، می توانند تحت تأثیر دمای پایین، از -20- تا -40 0 C تشکیل شوند، که در آن آنها مجبور به جمع آوری مواد مغذی و افزایش وزن بدن می شوند: از بین ببرها، بزرگترین آنها است. ببر آمور است که در شمالی ترین و سخت ترین شرایط زندگی می کند. این الگو قانون برگمان نامیده می شود: در حیوانات خونگرم، اندازه بدن افراد به طور متوسط ​​در جمعیت هایی که در قسمت های سردتر محدوده پراکنش گونه زندگی می کنند بزرگتر است.

اما در زندگی حیوانات، سازگاری های فیزیولوژیکی بسیار مهمتر است، که ساده ترین آنها سازگاری است - سازگاری فیزیولوژیکی برای تحمل گرما یا سرما. به عنوان مثال، مبارزه با گرمای بیش از حد از طریق افزایش تبخیر، مبارزه با سرد شدن در حیوانات پویکیلوترمیک با کم آبی جزئی بدن آنها یا تجمع مواد خاصی که نقطه انجماد را کاهش می دهند، در حیوانات گرمازا - با تغییر متابولیسم.

همچنین اشکال رادیکال تری برای محافظت در برابر سرما وجود دارد - مهاجرت به مناطق گرمتر (کوچ پرندگان؛ بابونه های کوهستانی مرتفع برای زمستان به ارتفاعات پایین تر حرکت می کنند و غیره)، زمستان گذرانی - خواب زمستانی برای دوره زمستان (مارموت، سنجاب، خرس قهوه ای). موش های پرنده: آنها می توانند دمای بدن خود را تقریباً به صفر برسانند و متابولیسم خود را کاهش دهند و در نتیجه هدر رفتن مواد مغذی را کاهش دهند.

معرفی

هر روز با عجله در تجارت، در خیابان قدم می زنید، از سرما میلرزید یا از گرما عرق می کنید. و بعد از یک روز کاری به فروشگاه می روید و غذا می خرید. با خروج از فروشگاه، با عجله یک مینی‌بوس در حال عبور را متوقف می‌کنید و با درماندگی روی نزدیک‌ترین صندلی آزاد می‌نشینید. برای بسیاری، این یک روش آشنای زندگی است، اینطور نیست؟ آیا تا به حال به نحوه عملکرد زندگی از دیدگاه محیطی فکر کرده اید؟ وجود انسان، گیاه و حیوان تنها از طریق تعامل آنها امکان پذیر است. بدون تأثیر طبیعت بی جان نمی تواند انجام دهد. هر یک از این نوع ضربه ها دارای نام خاص خود هستند. بنابراین، تنها سه نوع تاثیر بر محیط زیست وجود دارد. اینها عوامل انسانی، زیستی و غیر زنده هستند. بیایید به هر یک از آنها و تأثیر آن بر طبیعت نگاه کنیم.

1. عوامل انسانی - تأثیر بر ماهیت همه اشکال فعالیت های انسانی

وقتی این اصطلاح ذکر می شود، حتی یک فکر مثبت به ذهن نمی رسد. حتی زمانی که مردم برای حیوانات و گیاهان کار خوبی انجام می دهند، به دلیل عواقب انجام کارهای بد قبلی (مثلاً شکار غیرقانونی) اتفاق می افتد.

عوامل انسانی (مثال):

• خشک شدن باتلاق ها
• کود دهی مزارع با سموم دفع آفات
• شکار غیرقانونی
• ضایعات صنعتی (عکس).

نتیجه

همانطور که می بینید، اساساً انسان فقط به محیط زیست آسیب می رساند. و با توجه به افزایش تولید اقتصادی و صنعتی، حتی اقدامات زیست محیطی ایجاد شده توسط داوطلبان نادر (ایجاد ذخایر طبیعی، تجمعات زیست محیطی) دیگر کمکی نمی کند.

2. عوامل بیوتیک - تأثیر طبیعت زنده بر موجودات مختلف

به زبان ساده، تعامل گیاهان و جانوران با یکدیگر است. می تواند هم مثبت و هم منفی باشد. انواع مختلفی از این تعامل وجود دارد:

1. رقابت - چنین روابطی بین افراد از گونه های مشابه یا متفاوت که در آن استفاده از یک منبع خاص توسط یکی از آنها در دسترس بودن آن را برای دیگران کاهش می دهد. به طور کلی در رقابت، حیوانات یا گیاهان برای لقمه نان خود با یکدیگر دعوا می کنند

2. متقابل بودن رابطه ای است که در آن هر گونه منفعت خاصی دریافت می کند. به بیان ساده، زمانی که گیاهان و/یا حیوانات به طور هماهنگ یکدیگر را تکمیل می کنند.

3. کامنسالیسم شکلی از همزیستی بین جانداران گونه های مختلف است که در آن یکی از آنها از خانه یا ارگانیسم میزبان به عنوان محل سکونت استفاده می کند و می تواند از بقایای غذا یا محصولات فعالیت حیاتی خود تغذیه کند. در عین حال نه ضرری برای صاحب دارد و نه سودی. در مجموع، افزودنی کوچک و غیرقابل توجه.

عوامل بیوتیک (مثال):

همزیستی ماهی ها و پولیپ های مرجانی، تک یاخته ها و حشرات تاژک دار، درختان و پرندگان (مانند دارکوب)، سارهای مینا و کرگدن ها.

نتیجه

علیرغم اینکه عوامل زیستی می توانند برای حیوانات، گیاهان و انسان مضر باشند، فواید زیادی نیز دارند.

3. عوامل غیر زنده - تاثیر طبیعت بی جان بر انواع موجودات

بله، و طبیعت بی جان نیز نقش مهمی در فرآیندهای زندگی حیوانات، گیاهان و انسان ها دارد. شاید مهمترین عامل غیر زنده آب و هوا باشد.

عوامل غیر زنده: مثال ها

عوامل غیرزیست دما، رطوبت، نور، شوری آب و خاک و همچنین هوا و ترکیب گاز آن است.

نتیجه

عوامل غیر زیستی می توانند برای حیوانات، گیاهان و انسان مضر باشند، اما هنوز به طور کلی برای آنها مفید هستند

خط پایین

تنها عاملی که به درد کسی نمی خورد، انسان زایی است. بله، این نیز هیچ چیز خوبی برای شخص به ارمغان نمی آورد، اگرچه او مطمئن است که به نفع خود طبیعت را تغییر می دهد و به این فکر نمی کند که این "خیر" در ده سال آینده برای او و فرزندانش به چه چیزی تبدیل می شود. انسان ها تاکنون بسیاری از گونه های جانوری و گیاهی را که جایگاه خود را در اکوسیستم جهانی داشتند به طور کامل نابود کرده اند. بیوسفر زمین مانند فیلمی است که هیچ نقش فرعی در آن وجود ندارد، همه آنها نقش های اصلی هستند. حال تصور کنید که برخی از آنها حذف شده اند. در فیلم چه اتفاقی خواهد افتاد؟ در طبیعت این گونه است: اگر کوچکترین دانه شن ناپدید شود، ساختمان بزرگ زندگی فرو خواهد ریخت.

تأثیر عوامل محیطی بر موجودات زنده به صورت فردی و جوامع به طور کلی چند وجهی است. هنگام ارزیابی تأثیر یک عامل محیطی خاص، مشخص کردن شدت عمل آن بر ماده زنده مهم است: در شرایط مساعد آنها از یک عامل بهینه صحبت می کنند و در صورت وجود بیش از حد یا کمبود - یک عامل محدود کننده.

درجه حرارت.بیشتر گونه ها با یک محدوده دمایی نسبتاً باریک سازگار هستند. برخی از موجودات، به ویژه در مرحله استراحت، می توانند در دمای بسیار پایین وجود داشته باشند. به عنوان مثال، هاگ های میکروبی می توانند تا دمای 200- درجه سانتی گراد را تحمل کنند. انواع خاصی از باکتری ها و جلبک ها می توانند در چشمه های آب گرم در دمای 80+ تا 88- درجه سانتی گراد زندگی و تولید مثل کنند. دامنه نوسانات دما در آب بسیار کمتر از خشکی است و بر این اساس، حدود مقاومت در برابر نوسانات دما در موجودات آبزی نسبت به موجودات خشکی باریکتر است. با این حال، هم برای ساکنان آبزی و هم برای ساکنان خشکی، دمای مطلوب در محدوده 15+ تا 30+ درجه سانتی گراد است.

ارگانیسم هایی با دمای بدن ناپایدار وجود دارد - poikilothermic (از یونانی. پوکیلو- متنوع، قابل تغییر و حرارتیگرما) و موجودات با دمای ثابت بدن - هموترمیک (از یونانی. همویوس- مشابه و حرارتیگرم). دمای بدن موجودات پوکیلوترمیک به دمای محیط بستگی دارد. افزایش آن باعث تشدید فرآیندهای زندگی آنها می شود و در محدوده خاصی رشد آنها را تسریع می بخشد.

در طبیعت دما ثابت نیست. موجوداتی که معمولاً در معرض نوسانات دمایی فصلی هستند، مانند آنهایی که در مناطق معتدل یافت می شوند، کمتر قادر به تحمل دمای ثابت هستند. نوسانات شدید دما - یخبندان شدید یا گرما - نیز برای موجودات نامطلوب است. دستگاه های زیادی برای مقابله با سرمایش یا گرمای بیش از حد وجود دارد. با شروع فصل زمستان، گیاهان و حیوانات پویکیلوترمیک وارد حالت خواب زمستانی می شوند. سرعت متابولیسم به شدت کاهش می یابد و مقدار زیادی چربی و کربوهیدرات در بافت ها ذخیره می شود. مقدار آب در سلول ها کاهش می یابد، قندها و گلیسرول تجمع می یابد که از یخ زدگی جلوگیری می کند. در طول فصل گرم، مکانیسم های فیزیولوژیکی فعال می شوند که از گرمای بیش از حد محافظت می کنند. در گیاهان تبخیر آب از طریق روزنه افزایش می یابد که منجر به کاهش دمای برگ می شود. در حیوانات تحت این شرایط، تبخیر آب از طریق دستگاه تنفسی و پوست نیز افزایش می یابد. علاوه بر این، حیوانات پویکیلوترمیک از طریق رفتار سازگارانه از گرمای بیش از حد اجتناب می کنند: آنها زیستگاه هایی را با مطلوب ترین اقلیم میکرو انتخاب می کنند، در زمان های گرم روز در گودال ها یا زیر سنگ ها پنهان می شوند، در زمان های خاصی از روز فعال هستند و غیره.

بنابراین، دمای محیط یک عامل مهم و اغلب محدود کننده در تظاهرات زندگی است.

حیوانات هومیوترمیک - پرندگان و پستانداران - بسیار کمتر به شرایط دمایی محیط وابسته هستند. تغییرات آرومورفیک در ساختار به این دو طبقه اجازه داد تا تحت تغییرات دمایی بسیار شدید فعال بمانند و تقریباً تمام زیستگاه ها را مستعمره کنند.

اثر تضعیف کننده دمای پایین بر موجودات زنده توسط بادهای شدید تقویت می شود.

سبک.نور به شکل تابش خورشیدی تمام فرآیندهای حیات روی زمین را نیرو می دهد (شکل 25.4). برای موجودات، طول موج تابش درک شده، شدت آن و مدت زمان قرار گرفتن در معرض (طول روز یا دوره نوری) مهم است. پرتوهای فرابنفش با طول موج بیشتر از 0.3 میکرون تقریباً 40 درصد از انرژی تابشی را تشکیل می دهند که به سطح زمین می رسد. در دوزهای کم آنها برای حیوانات و انسان ضروری هستند. تحت تأثیر آنها، ویتامین D در بدن تشکیل می شود. حشرات از نظر بصری پرتوهای فرابنفش را تشخیص می دهند و از آن برای حرکت در منطقه در هوای ابری استفاده می کنند. نور مرئی با طول موج 0.4-0.75 میکرون بیشترین تأثیر را بر روی بدن دارد. انرژی نور مرئی حدود 45 درصد از کل انرژی تابشی را تشکیل می دهد که به زمین برخورد می کند. نور مرئی هنگام عبور از ابرهای متراکم و آب کمترین کاهش را دارد. بنابراین، فتوسنتز می تواند در هوای ابری و زیر لایه ای از آب با ضخامت معین رخ دهد. با این حال، تنها 0.1 تا 1 درصد از انرژی خورشیدی دریافتی صرف سنتز زیست توده می شود.

برنج. 25.4.

بسته به شرایط زندگی، گیاهان با سایه سازگار می شوند - گیاهان مقاوم در برابر سایه یا، برعکس، با آفتاب درخشان - گیاهان نور دوست. گروه آخر شامل غلات است.

مدت زمان قرار گرفتن در معرض نور - دوره نوری - نقش بسیار مهمی در تنظیم فعالیت موجودات زنده و رشد آنها دارد. در مناطق معتدل بالا و پایین استوا، چرخه رشد گیاهان و جانوران محدود به فصول سال است و آمادگی برای تغییر شرایط دمایی بر اساس سیگنال طول روز انجام می شود که بر خلاف سایر عوامل فصلی. ، همیشه در یک زمان معین از سال در یک مکان معین یکسان است. دوره نوری مانند یک مکانیسم ماشه ای است که به طور متوالی شامل فرآیندهای فیزیولوژیکی است که منجر به رشد و گلدهی گیاهان در بهار، میوه دهی در تابستان و ریزش برگ ها در پاییز و همچنین پوست اندازی و تجمع چربی، مهاجرت و تولید مثل در پرندگان می شود. پستانداران و شروع مرحله استراحت در حشرات.

علاوه بر تغییرات فصلی، تغییر روز و شب، ریتم روزانه فعالیت کل ارگانیسم ها و فرآیندهای فیزیولوژیکی را تعیین می کند. توانایی موجودات در حس زمان، وجود یک "ساعت بیولوژیکی" سازگاری مهمی است که بقای یک فرد را در شرایط محیطی مشخص تضمین می کند.

تشعشعات فروسرخ 45 درصد از کل انرژی تابشی را تشکیل می دهد که بر روی زمین می ریزد. اشعه مادون قرمز دمای بافت های گیاهی و جانوری را افزایش می دهد و به خوبی توسط اجسام بی جان از جمله آب جذب می شود.

برای بهره وری گیاه، به عنوان مثال. تشکیل مواد آلی، مهم ترین شاخص کل تابش مستقیم خورشیدی دریافتی در دوره های زمانی طولانی (ماه، سال) است.

رطوبت.آب جزء ضروری سلول است، بنابراین مقدار آن در زیستگاه های خاص به عنوان یک عامل محدود کننده برای گیاهان و جانوران عمل می کند و ماهیت گیاهان و جانوران را در یک منطقه مشخص تعیین می کند. آب اضافی در خاک منجر به توسعه پوشش گیاهی مرداب می شود. بسته به رطوبت خاک (و بارش سالانه)، ترکیب گونه ای جوامع گیاهی تغییر می کند. با بارش سالانه 250 میلی متر یا کمتر، منظره بیابانی ایجاد می شود. توزیع نابرابر بارندگی در فصول سال نیز عامل محدود کننده مهمی برای موجودات است. در این حالت، گیاهان و حیوانات باید خشکسالی های طولانی را تحمل کنند. در طی یک دوره کوتاه رطوبت بالای خاک، تولید اولیه برای جامعه به طور کلی انباشته می شود. اندازه غذای سالانه حیوانات و ساپروفاژها را تعیین می کند (از یونانی. sapros- پوسیده و فاگوس -خوار) - موجوداتی که بقایای آلی را تجزیه می کنند.

در طبیعت، به طور معمول، روزانه نوسانات رطوبت هوا وجود دارد که همراه با نور و دما، فعالیت موجودات را تنظیم می کند. رطوبت به عنوان یک عامل محیطی مهم است زیرا اثر دما را تغییر می دهد. اگر رطوبت بسیار زیاد یا کم باشد، دما تأثیر بیشتری بر بدن دارد. به همین ترتیب، اگر دما نزدیک به حد تحمل گونه باشد، نقش رطوبت افزایش می یابد. گونه های گیاهی و جانوری که در مناطقی با رطوبت ناکافی زندگی می کنند، از طریق فرآیند انتخاب طبیعی، به طور موثری با شرایط نامساعد خشک سازگار شده اند. چنین گیاهانی دارای سیستم ریشه قوی توسعه یافته، افزایش فشار اسمزی شیره سلولی هستند که باعث حفظ آب در بافت ها می شود، کوتیکول برگ ضخیم شده و تیغه برگ بسیار کاهش یافته یا به خار تبدیل می شود. در برخی از گیاهان (ساکسول)، برگ ها از بین می روند و فتوسنتز توسط ساقه های سبز انجام می شود. در صورت نبود آب، رشد گیاهان بیابانی متوقف می شود، در حالی که گیاهان رطوبت دوست در چنین شرایطی پژمرده می شوند و می میرند. کاکتوس ها قادرند مقادیر زیادی آب را در بافت های خود ذخیره کرده و به قدری از آن استفاده کنند. سازگاری مشابهی در علف های شیر بیابان آفریقایی یافت شد که به عنوان نمونه ای از تکامل موازی گروه های نامرتبط تحت شرایط محیطی مشابه عمل می کند.

حیوانات صحرا نیز طیف وسیعی از سازگاری های فیزیولوژیکی را برای مقابله با کمبود آب دارند. حیوانات کوچک - جوندگان، خزندگان، بندپایان - آب را از غذا استخراج می کنند. چربی که در برخی از حیوانات به مقدار زیاد انباشته می شود (کوهان شتر) به عنوان منبع آب نیز عمل می کند. در طول فصل گرما، بسیاری از حیوانات (جوندگان، لاک پشت ها) به خواب زمستانی می روند که چندین ماه طول می کشد.

تابش یونیزه کننده.تابش با انرژی بسیار بالا که می تواند منجر به تشکیل جفت یون مثبت و منفی شود را یونیزه می گویند. منبع آن مواد رادیواکتیو موجود در سنگ ها است. علاوه بر این، از فضا می آید.

شدت تشعشعات یونیزان در محیط به طور قابل توجهی در نتیجه استفاده انسان از انرژی اتمی افزایش یافته است. آزمایش تسلیحات هسته‌ای، نیروگاه‌های هسته‌ای، تولید سوخت و دفع زباله، تحقیقات پزشکی، و دیگر استفاده‌های صلح‌آمیز از انرژی اتمی، «نقاط داغ» محلی را ایجاد می‌کنند و زباله‌هایی تولید می‌کنند که اغلب در حین حمل و نقل یا ذخیره‌سازی در محیط منتشر می‌شوند.

از سه نوع پرتوهای یونیزان که اهمیت محیطی مهمی دارند، دو نوع پرتوهای جسمی (ذرات آلفا و بتا) و سومی الکترومغناطیسی (تابش گاما و اشعه ایکس مربوطه) است.

تشعشعات هسته ای شامل جریانی از ذرات اتمی یا زیراتمی است که انرژی خود را به هر چیزی که با آن برخورد می کنند منتقل می کند. تشعشعات آلفا هسته هلیوم هستند و در مقایسه با ذرات دیگر از نظر اندازه بزرگ هستند. طول دویدن آنها در هوا فقط چند سانتی متر است. تابش بتا الکترون های سریع است. ابعاد آنها بسیار کوچکتر است، طول سفر در هوا چندین متر است و در بافت های موجودات حیوانی یا گیاهی - چندین سانتی متر است. در مورد تابش الکترومغناطیسی یونیزه، آن شبیه به نور است، فقط طول موج آن بسیار کوتاهتر است. مسافت های طولانی را در هوا طی می کند و به راحتی در ماده نفوذ می کند و انرژی خود را در طول مسیر طولانی آزاد می کند. برای مثال اشعه گاما به راحتی به بافت زنده نفوذ می کند. این تشعشع می تواند بدون هیچ اثری از بدن عبور کند یا در قسمت زیادی از مسیر خود باعث یونیزاسیون شود. زیست شناسان اغلب به مواد تشعشعی که تشعشعات آلفا و بتا را ساطع می کنند به عنوان "گسیل کننده های ذاتی" یاد می کنند، زیرا آنها بیشترین تأثیر خود را زمانی دارند که جذب، بلعیده شوند یا در غیر این صورت در داخل بدن قرار گیرند. مواد رادیواکتیو که عمدتاً تشعشعات گاما ساطع می‌کنند، به عنوان «گسترش‌کننده‌های خارجی» طبقه‌بندی می‌شوند، زیرا این تشعشعات نافذ می‌توانند زمانی که منبع آن در خارج از بدن باشد، تأثیر بگذارند.

تشعشعات کیهانی و یونیزان ساطع شده از مواد رادیواکتیو طبیعی موجود در آب و خاک، تشعشع به اصطلاح پس زمینه را تشکیل می دهند که حیوانات و گیاهان موجود با آن سازگار هستند. در قسمت های مختلف بیوسفر، پس زمینه طبیعی 3-4 برابر تغییر می کند. کمترین شدت آن در نزدیکی سطح دریا و بیشترین آن در ارتفاعات بالا در کوه های تشکیل شده توسط سنگ های گرانیتی مشاهده می شود. شدت تابش کیهانی با افزایش ارتفاع افزایش می‌یابد و سنگ‌های گرانیتی حاوی رادیونوکلئیدهای طبیعی بیشتری نسبت به سنگ‌های رسوبی هستند.

به طور کلی، تشعشعات یونیزان بیشترین تأثیر مخرب را بر روی موجودات بسیار پیشرفته و پیچیده تر دارد و انسان از حساسیت خاصی برخوردار است.

دوزهای بزرگ دریافت شده توسط بدن در یک دوره زمانی کوتاه (دقیقه یا ساعت) را دوزهای حاد می نامند، برخلاف دوزهای مزمن که بدن می تواند در طول چرخه زندگی خود تحمل کند. اندازه گیری اثرات دوزهای مزمن کم دشوارتر است زیرا ممکن است اثرات ژنتیکی و جسمی طولانی مدت ایجاد کنند. هر گونه افزایش سطح تشعشع در محیط بالای پس زمینه یا حتی یک پس زمینه طبیعی بالا می تواند فراوانی جهش های مضر را افزایش دهد.

در گیاهان عالی، حساسیت به پرتوهای یونیزان با اندازه هسته سلول نسبت مستقیم دارد. در حیوانات بالاتر هیچ رابطه ساده یا مستقیمی بین حساسیت و ساختار سلولی یافت نشده است. برای آنها، حساسیت سیستم های اندام فردی مهم تر است. بنابراین، پستانداران حتی به دوزهای پایین بسیار حساس هستند، زیرا بافت خونساز که به سرعت تقسیم می شود، مغز استخوان، به راحتی در اثر تابش آسیب می بیند. دستگاه گوارش نیز حساس است و آسیب سلول های عصبی غیرقابل تقسیم تنها در سطوح بالای تابش مشاهده می شود.

هنگامی که رادیونوکلئیدها در محیط قرار می گیرند، پراکنده و رقیق می شوند، اما می توانند به طرق مختلف در موجودات زنده در طول زنجیره غذایی انباشته شوند. مواد رادیواکتیو همچنین می‌توانند در آب، خاک، رسوبات یا هوا تجمع کنند، اگر سرعت رهاسازی از سرعت واپاشی رادیواکتیو طبیعی بیشتر شود.

آلاینده هاشرایط زندگی انسان و پایداری بیوژئوسنوزهای طبیعی در دهه‌های گذشته به دلیل آلودگی محیطی توسط مواد حاصل از فعالیت‌های تولید انسان به سرعت رو به وخامت گذاشته است. این مواد را می توان به دو گروه تقسیم کرد: ترکیبات طبیعی که مواد زائد حاصل از فرآیندهای تکنولوژیکی هستند و ترکیبات مصنوعی که در طبیعت یافت نمی شوند.

گروه اول شامل دی اکسید گوگرد (ذوب مس)، دی اکسید کربن (نیروگاه های حرارتی)، اکسیدهای نیتروژن، کربن، هیدروکربن ها، ترکیبات مس، روی و جیوه و غیره، کودهای معدنی (عمدتا نیترات ها و فسفات ها) است.

گروه دوم شامل مواد مصنوعی است که دارای خواص ویژه ای است که نیازهای انسان را برآورده می کند: آفت کش ها (از لات. آفت -عفونت، تخریب و سیدو -کشتن)، برای کنترل آفات حیوانی محصولات کشاورزی، آنتی بیوتیک های مورد استفاده در پزشکی و دامپزشکی برای درمان بیماری های عفونی استفاده می شود. آفت کش ها شامل حشره کش ها (از لات. حشره- حشرات و cido- کشتن) - به معنای مبارزه با حشرات مضر و علف کش ها (از لات. گیاهی-چمن، گیاه و cido- کشتن) - به معنی کنترل علف های هرز است.

همه آنها سمیت خاصی (سمی) برای انسان دارند. در همان زمان، آنها به عنوان عوامل محیطی غیرزیست انسانی عمل می کنند که تأثیر قابل توجهی بر ترکیب گونه ای بیوژئوسنوزها دارند. این تأثیر در تغییرات در خواص خاک (اسید شدن، انتقال عناصر سمی به حالت محلول، اختلال در ساختار، کاهش ترکیب گونه ای آن) بیان می شود. تغییرات در خواص آب (افزایش کانی سازی، افزایش محتوای نیترات و فسفات، اسیدی شدن، اشباع شدن با سورفکتانت ها). تغییر نسبت عناصر در خاک و آب، که منجر به بدتر شدن شرایط رشد گیاهان و حیوانات می شود.

چنین تغییراتی به عنوان عوامل انتخاب عمل می کند که در نتیجه جوامع گیاهی و جانوری جدید با ترکیب گونه های تهی شده تشکیل می شود.

تغییرات در عوامل محیطی از نظر تأثیر آنها بر موجودات می تواند: 1) به طور منظم دوره ای، به عنوان مثال به دلیل زمان روز، فصل سال یا ریتم جزر و مد در اقیانوس. 2) نامنظم، به عنوان مثال، تغییر در شرایط آب و هوایی در سال های مختلف، بلایای طبیعی (طوفان، باران، رانش زمین و غیره)؛ 3) جهت دار: در هنگام سرد شدن یا گرم شدن آب و هوا، رشد بیش از حد آب و غیره. جمعیت موجوداتی که در یک محیط خاص زندگی می کنند از طریق انتخاب طبیعی با این تنوع سازگار می شوند. آنها ویژگی های مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی خاصی را ایجاد می کنند که به آنها امکان می دهد در این شرایط و هیچ شرایط محیطی دیگری وجود نداشته باشند. برای هر عاملی که بر بدن تأثیر می گذارد، نیروی تأثیرگذاری مطلوبی وجود دارد که به آن منطقه بهینه عامل محیطی یا صرفاً بهینه آن می گویند. برای موجودات این گونه، انحراف از شدت بهینه عامل (کاهش یا افزایش) فعالیت حیاتی را مهار می کند. مرزهایی که فراتر از آنها مرگ ارگانیسم رخ می دهد، حد بالایی و پایینی استقامت نامیده می شود (شکل 25.5).

برنج. 25.5. شدت عوامل محیطی

نقاط لنگر

• بیشتر گونه های موجودات زنده در محدوده باریکی از دماها برای زندگی سازگار هستند. مقادیر دمای بهینه از 15+ تا 30+ درجه سانتی گراد است.
• نور به شکل تابش خورشیدی تمام فرآیندهای حیات روی زمین را نیرو می دهد.
• تشعشعات کیهانی و یونیزان ساطع شده از مواد رادیواکتیو طبیعی تشعشعات "پس زمینه" را تشکیل می دهند که گیاهان و حیوانات موجود با آن سازگار شده اند.
• آلاینده ها با داشتن اثر سمی بر موجودات زنده، ترکیب گونه ای بیوسنوزها را ضعیف می کنند.

سوالات و وظایف برای بررسی

• 1. عوامل محیطی غیر زنده چیست؟
• 2. گیاهان و جانوران چه سازگاری هایی با تغییرات دمای محیط دارند؟
• 3. مشخص کنید کدام قسمت از طیف تابش مرئی خورشید بیشتر توسط کلروفیل گیاهان سبز جذب می شود؟
• 4. در مورد سازگاری موجودات زنده با کمبود آب به ما بگویید.
• 5. تأثیر انواع پرتوهای یونیزان بر موجودات جانوری و گیاهی را شرح دهید.
• 6. تأثیر آلاینده ها بر وضعیت بیوژئوسنوزها چیست؟