Jakie czynniki środowiskowe uważa się za abiotyczne? Środowisko powietrza i jego skład gazowy

PAŃSTWOWY UNIWERSYTET TECHNICZNY ASTRACHANIA

ABSTRAKCYJNY

Ukończył: st-ka gr. BS-12

Mandzhieva A.L.

Sprawdził: profesor nadzwyczajny, dr hab. Nieścięty

Astrachań 2009

Wstęp

I. Czynniki abiotyczne

II. Czynniki biotyczne

Wstęp

Środowisko to zbiór elementów, które mogą mieć bezpośredni lub pośredni wpływ na organizmy. Elementy środowiska wpływające na organizmy żywe nazywane są czynnikami środowiskowymi. Dzielimy je na abiotyczne, biotyczne i antropogeniczne.

Do czynników abiotycznych zalicza się elementy przyrody nieożywionej: światło, temperaturę, wilgotność, opady atmosferyczne, wiatr, ciśnienie atmosferyczne, promieniowanie tła, skład chemiczny atmosfery, wodę, glebę itp. Czynnikami biotycznymi są organizmy żywe (bakterie, grzyby, rośliny, zwierzęta) wchodząc w interakcję z tym organizmem. Czynniki antropogeniczne obejmują cechy środowiska spowodowane działalnością człowieka. Wraz ze wzrostem liczby ludności i wyposażenia technologicznego ludzkości udział czynników antropogenicznych stale rośnie.

Należy wziąć pod uwagę, że na poszczególne organizmy i ich populacje jednocześnie wpływa wiele czynników, które tworzą pewien zespół warunków, w których dane organizmy mogą żyć. Niektóre czynniki mogą wzmacniać lub osłabiać działanie innych czynników. Na przykład w optymalnej temperaturze wzrasta tolerancja organizmów na brak wilgoci i pożywienia; z kolei obfitość pożywienia zwiększa odporność organizmów na niekorzystne warunki klimatyczne.

Ryż. 1. Schemat działania czynnika środowiskowego

Stopień oddziaływania czynników środowiskowych zależy od siły ich działania (ryc. 1). Przy optymalnej sile oddziaływania gatunek ten żyje normalnie, rozmnaża się i rozwija (optimum ekologiczne, tworzące najlepsze warunki życia). Przy znacznych odchyleniach od maksimum, zarówno w górę, jak i w dół, aktywność życiowa organizmów zostaje stłumiona. Maksymalne i minimalne wartości współczynnika, przy którym życie jest nadal możliwe, nazywane są granicami wytrzymałości (granicami tolerancji).

Optymalna wartość współczynnika, podobnie jak granice wytrzymałości, nie jest taka sama dla różnych gatunków, a nawet dla poszczególnych osobników tego samego gatunku. Niektóre gatunki tolerują znaczne odchylenia od optymalnej wartości współczynnika, tj. mają szeroki zakres wytrzymałości, inne mają wąski zakres. Na przykład sosna rośnie na piaskach i bagnach, gdzie jest woda, ale lilia wodna natychmiast umiera bez wody. Reakcje adaptacyjne organizmu na wpływ środowiska kształtują się w procesie doboru naturalnego i zapewniają przetrwanie gatunków.

Znaczenie czynników środowiskowych jest nierówne. Na przykład rośliny zielone nie mogą istnieć bez światła, dwutlenku węgla i soli mineralnych. Zwierzęta nie mogą przetrwać bez pożywienia i tlenu. Czynniki istotne nazywane są czynnikami ograniczającymi (w przypadku ich braku życie jest niemożliwe). Ograniczający wpływ czynnika ograniczającego objawia się również wtedy, gdy inne czynniki osiągają maksimum. Inne czynniki, takie jak poziom azotu atmosferycznego dla roślin i zwierząt, mogą mieć mniej wyraźny wpływ na organizmy żywe.

Połączenie warunków środowiskowych zapewniających wzmożony wzrost, rozwój i reprodukcję każdego organizmu (populacji, gatunku) nazywa się optymalnym biologicznym. Stworzenie warunków optymalnego biologicznego przy uprawie roślin i zwierząt może znacząco zwiększyć ich produktywność.

I. Czynniki abiotyczne

Czynnikami abiotycznymi są warunki klimatyczne, które w różnych częściach globu są ściśle powiązane z aktywnością Słońca.

Światło słoneczne jest głównym źródłem energii wykorzystywanej we wszystkich procesach życiowych na Ziemi. Dzięki energii światła słonecznego w roślinach zielonych zachodzi fotosynteza, która zapewnia odżywianie wszystkim organizmom heterotroficznym.

Promieniowanie słoneczne ma niejednorodny skład. Rozróżnia promienie podczerwone (długość fali powyżej 0,75 mikrona), widzialne (0,40 - 0,75 mikrona) i ultrafioletowe (mniej niż 0,40 mikrona). Promienie podczerwone stanowią około 45% energii promieniowania docierającej do Ziemi i są głównym źródłem ciepła utrzymującym temperaturę otoczenia. Promienie widzialne stanowią około 50% energii promieniowania, która jest szczególnie niezbędna roślinom w procesie fotosyntezy, a także w celu zapewnienia widoczności i orientacji w przestrzeni wszystkim żywym istotom. Chlorofil pochłania głównie promienie pomarańczowo-czerwone (0,6-0,7 mikrona) i niebiesko-fioletowe (0,5 mikrona). Rośliny zużywają do fotosyntezy mniej niż 1% energii słonecznej; reszta jest rozpraszana w postaci ciepła lub odbijana.

Większość promieniowania ultrafioletowego o długości fali mniejszej niż 0,29 mikrona jest opóźniana przez rodzaj „ekranu” - warstwy ozonowej atmosfery, która powstaje pod wpływem tych samych promieni. Promieniowanie to jest destrukcyjne dla organizmów żywych. Promienie ultrafioletowe o większej długości fali (0,3-0,4 mikrona) docierają do powierzchni Ziemi i w umiarkowanych dawkach wywierają korzystny wpływ na zwierzęta - stymulują syntezę witaminy B, barwników skóry (opalanie) itp.

Większość zwierząt potrafi odbierać bodźce świetlne. Już u pierwotniaków zaczynają pojawiać się wrażliwe na światło organelle („oko” u eugleny zielonej), za pomocą których są w stanie reagować na ekspozycję na światło (fototaksja). Prawie wszystkie organizmy wielokomórkowe mają różnorodne narządy wrażliwe na światło.

W oparciu o ich wymagania dotyczące natężenia światła rozróżnia się rośliny światłolubne, tolerujące cień i kochające cień.

Rośliny światłolubne mogą normalnie rozwijać się tylko przy intensywnym oświetleniu. Są szeroko rozpowszechnione na suchych stepach i półpustyniach, gdzie szata roślinna jest rzadka, a rośliny nie zacieniają się nawzajem (tulipan, cebula gęsia). Do roślin światłolubnych zaliczają się także zboża, rośliny na bezdrzewnych zboczach (tymianek, szałwia) itp.

Rośliny tolerujące cień najlepiej rosną w bezpośrednim świetle słonecznym, ale tolerują również cień. Są to głównie gatunki lasotwórcze (brzoza, osika, sosna, dąb, świerk) i rośliny zielne (dziurawiec, truskawka) itp.

Rośliny kochające cień nie tolerują bezpośredniego światła słonecznego i normalnie rozwijają się w zacienionych warunkach. Do roślin tych zaliczają się trawy leśne – szczaw pospolity, mchy itp. Podczas wycinania lasów część z nich może obumrzeć.

Rytmiczne zmiany aktywności strumienia świetlnego związane z obrotem Ziemi wokół własnej osi i wokół Słońca znajdują zauważalne odzwierciedlenie w żywej przyrodzie. Długość dnia jest różna w różnych częściach globu. Na równiku jest stała przez cały rok i wynosi 12 godzin.W miarę przesuwania się od równika do biegunów zmienia się długość dnia. Na początku lata godziny dzienne osiągają maksymalną długość, następnie stopniowo się zmniejszają, pod koniec grudnia stają się najkrótsze i ponownie zaczynają się wydłużać.

Reakcja organizmów na długość dnia dziennego, wyrażająca się zmianami intensywności procesów fizjologicznych, nazywana jest fotoperiodyzmem. Fotoperiodyzm jest związany z głównymi reakcjami adaptacyjnymi i zmianami sezonowymi we wszystkich żywych organizmach. Ogromne znaczenie dla istnienia gatunku ma zbieżność okresów cyklu życiowego z odpowiadającą im porą roku (rytmem pór roku). Rolę czynnika wyzwalającego zmiany sezonowe (od przebudzenia wiosennego do spoczynku zimowego) pełni długość dnia, jako najbardziej stała zmiana, zapowiadająca zmiany temperatur i innych warunków środowiskowych. Zatem wydłużenie godzin dziennych stymuluje aktywność gonad u wielu zwierząt i determinuje początek okresu godowego. Skrócenie godzin dziennych prowadzi do osłabienia funkcji gonad, gromadzenia się tłuszczu, rozwoju bujnej sierści u zwierząt i migracji ptaków. Podobnie u roślin wydłużenie godzin dziennych wiąże się z powstawaniem hormonów wpływających na kwitnienie, zapłodnienie, owocowanie, tworzenie bulw itp. Jesienią procesy te wygasają.

W zależności od reakcji na długość dnia słonecznego rośliny dzielą się na rośliny dnia długiego, u których kwitnienie następuje, gdy okres światła dziennego trwa 12 godzin i więcej (żyto, owies, jęczmień, ziemniaki itp.) oraz rośliny krótkiego dnia. rośliny dzienne, w których kwitnienie następuje, gdy dzień staje się krótki (poniżej 12 godzin) (są to rośliny pochodzenia głównie tropikalnego - kukurydza, soja, ifoso, dalie itp.) i neutralne, których kwitnienie nie zależy od długość godzin dziennych (groch, kasza gryczana itp.).

W oparciu o fotoperiodyzm rośliny i zwierzęta w procesie ewolucji wykształciły specyficzne zmiany w natężeniu procesów fizjologicznych, okresów wzrostu i rozmnażania, powtarzające się w odstępach rocznych, które nazywane są rytmami sezonowymi. Po przestudiowaniu wzorców rytmów dobowych związanych ze zmianą dnia i nocy oraz rytmów sezonowych, osoba wykorzystuje tę wiedzę do uprawy warzyw, kwiatów, ptaków w sztucznych warunkach przez cały rok, zwiększania produkcji jaj kurcząt itp.

Rytm dobowy u roślin objawia się okresowym otwieraniem i zamykaniem kwiatów (bawełna, len, pachnący tytoń), wzmocnieniem lub osłabieniem fizjologicznych i biochemicznych procesów fotosyntezy, szybkością podziału komórek itp. Rytmy dobowe objawiające się okresowo naprzemienność aktywności i odpoczynku jest charakterystyczna dla zwierząt i człowieka. Wszystkie zwierzęta można podzielić na dzienne i nocne. Większość z nich jest najbardziej aktywna w dzień, a tylko nieliczne (nietoperze, sowy, nietoperze owocożerne itp.) przystosowały się do życia wyłącznie w nocy. Wiele zwierząt stale żyje w całkowitej ciemności (ascaris, krety itp.).

Ludzkość, stale się rozwijając, nie zastanawia się szczególnie nad tym, jak czynniki abiotyczne bezpośrednio lub pośrednio wpływają na człowieka. Czym są warunki abiotyczne i dlaczego ich pozornie subtelny wpływ jest tak ważny do rozważenia? Są to pewne zjawiska fizyczne niezwiązane z przyrodą żywą, które w taki czy inny sposób wpływają na życie człowieka lub środowisko. Z grubsza rzecz ujmując, światło, stopień wilgotności, pole magnetyczne Ziemi, temperatura, powietrze, którym oddychamy – wszystkie te parametry nazywamy abiotycznymi. Definicja ta w żaden sposób nie uwzględnia wpływu organizmów żywych, w tym bakterii, mikroorganizmów, a nawet pierwotniaków.

Szybka nawigacja po artykule

Przykłady i typy

Dowiedzieliśmy się już, że jest to zbiór nieożywionych zjawisk naturalnych, które mogą mieć charakter klimatyczny, wodny lub glebowy. Klasyfikację czynników abiotycznych umownie dzieli się na trzy typy:

1. Chemiczny,
2. Fizyczny,
3. Mechaniczny.

Na działanie chemiczne wpływa skład organiczny i mineralny gleby, powietrza atmosferycznego, wód gruntowych i innych. Czynniki fizyczne obejmują naturalne światło, ciśnienie, temperaturę i wilgotność otoczenia. W związku z tym cyklony, aktywność słoneczna, ruch gleby, powietrza i wody w przyrodzie są uważane za czynniki mechaniczne. Połączenie wszystkich tych parametrów ma ogromny wpływ na reprodukcję, rozmieszczenie i jakość życia wszystkich żywych istot na naszej planecie. A jeśli współczesny człowiek myśli, że wszystkie te zjawiska, które dosłownie kontrolują życie jego starożytnych przodków, zostały teraz oswojone za pomocą postępowych technologii, to niestety wcale tak nie jest w rzeczywistości.

Nie możemy tracić z oczu czynników i procesów biotycznych, które nieuchronnie są powiązane z abiotycznym wpływem na wszystkie żywe istoty. Biotyczne to formy wzajemnego oddziaływania organizmów żywych, prawie każda z nich jest spowodowana abiotycznymi czynnikami środowiska i ich wpływem na organizmy żywe.

Jaki wpływ mogą mieć czynniki nieożywione?

Na początek musimy zdefiniować, co mieści się w definicji abiotycznych czynników środowiskowych? Jakie parametry można tu uwzględnić? Abiotyczne czynniki środowiska obejmują: światło, temperaturę, wilgotność i warunki atmosferyczne. Zastanówmy się, który czynnik wpływa bardziej szczegółowo.

Światło

Światło jest jednym z czynników środowiskowych, z którego korzysta dosłownie każdy obiekt w geobotanice. Światło słoneczne jest najważniejszym źródłem energii cieplnej, odpowiedzialnym w przyrodzie za procesy rozwoju, wzrostu, fotosyntezy i wiele, wiele innych.

Światło jako czynnik abiotyczny ma szereg specyficznych cech: skład widmowy, natężenie, okresowość. Te warunki abiotyczne są najważniejsze dla roślin, których głównym życiem jest proces fotosyntezy. Bez wysokiej jakości widma i dobrego natężenia oświetlenia świat roślin nie będzie w stanie aktywnie się rozmnażać i w pełni rozwijać. Ważny jest także czas ekspozycji na światło, np. przy krótkim świetle dziennym następuje znaczne ograniczenie wzrostu roślin i zahamowanie funkcji reprodukcyjnych. Nie bez powodu dla dobrego wzrostu i zbiorów w warunkach szklarniowych (sztucznych) muszą stworzyć jak najdłuższy fotoperiod, tak niezbędny dla życia roślin. W takich przypadkach naturalne rytmy biologiczne zostają radykalnie i celowo zakłócone. Oświetlenie jest najważniejszym naturalnym czynnikiem dla naszej planety.

Temperatura

Temperatura jest również jednym z najpotężniejszych czynników abiotycznych. Bez wymaganego reżimu temperaturowego życie na Ziemi jest naprawdę niemożliwe - i nie jest to przesada. Co więcej, jeśli dana osoba może celowo utrzymać równowagę światła na pewnym poziomie, a jest to dość proste, wówczas sytuacja z temperaturą jest znacznie trudniejsza.

Oczywiście przez miliony lat istnienia na Planecie zarówno rośliny, jak i zwierzęta przystosowały się do niewygodnych dla nich temperatur. Procesy termoregulacji są tutaj inne. Na przykład w roślinach istnieją dwie metody: fizjologiczna, a mianowicie zwiększenie stężenia soku komórkowego w wyniku intensywnego gromadzenia się cukru w ​​komórkach. Proces ten zapewnia roślinom wymagany stopień mrozoodporności, przy którym nie mogą one obumrzeć nawet przy bardzo niskich temperaturach. Druga metoda jest fizyczna, polega na specjalnej strukturze liści lub jej redukcji, a także metodach wzrostu - przysiadach lub pełzaniu po ziemi - aby uniknąć zamarznięcia na otwartej przestrzeni.

Wśród zwierząt rozróżnia się eurytermy - te, które istnieją swobodnie ze znacznymi wahaniami temperatury i stenotermy, dla których życia ważny jest określony zakres temperatur o niezbyt dużej wielkości. Organizmy eurytermiczne występują, gdy temperatura otoczenia waha się w granicach 40-50 stopni, zazwyczaj są to warunki zbliżone do klimatu kontynentalnego. Latem panują wysokie temperatury, zimą panuje mróz.

Uderzającym przykładem zwierzęcia eurytermalnego jest zając. W ciepłej porze roku czuje się komfortowo w upale, a w chłodne dni zamieniając się w białego zająca, doskonale dopasowuje się do temperatury czynników abiotycznych środowiska i ich wpływu na organizmy żywe.

Istnieje wielu przedstawicieli fauny - zwierząt, owadów i ssaków, którzy mają inny rodzaj termoregulacji - wykorzystując stan odrętwienia. W tym przypadku metabolizm zwalnia, ale temperaturę ciała można utrzymać na tym samym poziomie. Przykład: dla niedźwiedzia brunatnego czynnikiem abiotycznym jest temperatura powietrza w zimie, a sposobem jego adaptacji do mrozu jest hibernacja.

Powietrze

Do czynników środowiska abiotycznego zalicza się także środowisko powietrzne. W procesie ewolucji organizmy żywe musiały opanować środowisko powietrzne po opuszczeniu wody na lądzie. Niektóre z nich, zwłaszcza te dotknięte owadami i ptakami, w procesie rozwoju gatunków poruszających się na lądzie, przystosowanych do poruszania się w powietrzu, opanowują technikę lotu.

Nie należy wykluczać procesu ansmochorii, czyli migracji gatunków roślin za pomocą prądów powietrza - zdecydowana większość roślin zasiedliła terytoria, na których obecnie rosną w ten sposób, poprzez zapylanie, przenoszenie nasion przez ptaki, owady i jak.

Jeśli zadasz sobie pytanie, jakie czynniki abiotyczne wpływają na florę i faunę, to atmosfera pod względem wpływu z pewnością nie będzie na ostatnim miejscu - nie można przecenić jej roli w procesie ewolucji, rozwoju i wielkości populacji.

Jednak nie samo powietrze jest ważne, jako parametr wpływający na przyrodę i organizmy, ale także jego jakość, czyli skład chemiczny. Jakie czynniki są istotne w tym aspekcie? Są dwa z nich: tlen i dwutlenek węgla.

Wartość tlenu

Bez tlenu mogą istnieć tylko bakterie beztlenowe, inne żywe organizmy absolutnie go potrzebują. Składnik tlenowy środowiska powietrza odnosi się do tego rodzaju produktów, które są jedynie spożywane, ale tylko rośliny zielone są w stanie wytwarzać tlen metodą fotosyntezy.

Tlen dostając się do organizmu ssaka, przez hemoglobinę we krwi wiąże się w związek chemiczny i w tej postaci transportowany jest wraz z krwią do wszystkich komórek i narządów. Proces ten zapewnia normalne funkcjonowanie każdego żywego organizmu. Wpływ środowiska powietrznego na proces podtrzymywania życia jest duży i ciągły przez całe życie.

Wartość dwutlenku węgla

Dwutlenek węgla to produkt wydychany przez ssaki i niektóre rośliny, powstaje także podczas spalania i działalności mikroorganizmów glebowych. Jednak wszystkie te naturalne procesy emitują tak znikomą ilość dwutlenku węgla, że ​​nie można ich nawet porównać z prawdziwą katastrofą ekosystemu, która jest bezpośrednio i pośrednio związana ze wszystkimi procesami naturalnymi - emisjami przemysłowymi i produktami odpadowymi procesów technologicznych. I jeśli zaledwie sto lat temu podobny problem zaobserwowano głównie w dużym mieście przemysłowym, takim jak Czelabińsk, to dziś jest on powszechny na prawie całym terytorium planety. Współcześnie dwutlenek węgla, wytwarzany wszędzie: przez przedsiębiorstwa, pojazdy, różne urządzenia, stale poszerza swoją grupę oddziaływania, w tym także atmosferę.

Wilgotność

Wilgotność, jako czynnik abiotyczny, to zawartość wody w czymkolwiek: roślinie, powietrzu, glebie lub żywym organizmie. Spośród czynników środowiskowych wilgotność jest podstawowym warunkiem niezbędnym do powstania i rozwoju życia na Ziemi.

Absolutnie każda żywa istota na planecie potrzebuje wody. Sam fakt, że każda żywa komórka składa się z osiemdziesięciu procent wody, mówi sam za siebie. A dla wielu żywych stworzeń idealnymi warunkami życia w środowisku naturalnym są zbiorniki wodne lub wilgotny klimat.

Najbardziej mokrym miejscem na Ziemi jest Ureka (wyspa Bioko, Gwinea Równikowa)

Oczywiście istnieją również obszary, na których ilość wody jest minimalna lub występuje z pewną częstotliwością, są to pustynie, tereny wysokogórskie i tym podobne obszary. Ma to oczywisty wpływ na przyrodę: brak lub minimum roślinności, wysychanie gleby, brak roślin owocujących, przetrwają tylko te rodzaje flory i fauny, które były w stanie przystosować się do takich warunków. Sprawność, niezależnie od tego, w jakim stopniu się wyraża, nie jest trwała przez całe życie, a w przypadku, gdy z jakiegoś powodu zmieniają się cechy czynników abiotycznych, może również ulec zmianie lub całkowitemu zanikowi.

Jeśli chodzi o stopień wpływu na przyrodę, wilgotność należy wziąć pod uwagę nie tylko jako pojedynczy parametr, ale także w połączeniu z każdym z wymienionych czynników, ponieważ razem tworzą one rodzaj klimatu. Każde konkretne terytorium z własnymi abiotycznymi czynnikami środowiskowymi ma swoją własną charakterystykę, własną roślinność, gatunek i wielkość populacji.

Wpływ czynników abiotycznych na człowieka

Człowiek jako składnik ekosystemu to także obiekty podatne na działanie czynników abiotycznych przyrody nieożywionej. Zależność zdrowia i zachowania człowieka od aktywności słonecznej, cyklu księżycowego, cyklonów i podobnych wpływów odnotowano kilka wieków temu, dzięki umiejętnościom obserwacyjnym naszych przodków. A we współczesnym społeczeństwie niezmiennie odnotowuje się obecność grupy ludzi, na których zmiany nastroju i dobrostanu pośrednio wpływają abiotyczne czynniki środowiska.

Na przykład badania wpływu Słońca wykazały, że gwiazda ta ma jedenastoletni cykl okresowej aktywności. Na tej podstawie powstają wahania pola elektromagnetycznego Ziemi, które oddziałują na organizm ludzki. Szczyty aktywności słonecznej mogą osłabić układ odpornościowy, a wręcz przeciwnie, sprawić, że mikroorganizmy chorobotwórcze będą bardziej odporne i przystosowane do szerokiego rozprzestrzeniania się w obrębie społeczności. Smutnymi konsekwencjami tego procesu są wybuchy epidemii, pojawienie się nowych mutacji i wirusów.

Epidemia nieznanej infekcji w Indiach

Innym ważnym przykładem wpływu abiotycznego jest światło ultrafioletowe. Każdy wie, że w określonych dawkach ten rodzaj promieniowania jest nawet przydatny. Ten czynnik środowiskowy działa antybakteryjnie i spowalnia rozwój zarodników powodujących choroby skóry. Jednak w dużych dawkach promieniowanie ultrafioletowe negatywnie wpływa na populację, powodując śmiertelne choroby, takie jak rak, białaczka czy mięsak.

Przejawami działania abiotycznych czynników środowiska na człowieka są bezpośrednio temperatura, ciśnienie i wilgotność powietrza, w skrócie klimat. Wzrost temperatury doprowadzi do zahamowania aktywności fizycznej i rozwoju problemów z układem sercowo-naczyniowym. Niskie temperatury są groźne ze względu na hipotermię, czyli procesy zapalne w obrębie układu oddechowego, stawów i kończyn. Należy tutaj zaznaczyć, że parametr wilgotności dodatkowo wzmacnia wpływ warunków temperaturowych.

Wzrost ciśnienia atmosferycznego zagraża zdrowiu osób ze słabymi stawami i kruchymi naczyniami krwionośnymi. Szczególnie niebezpieczne są nagłe zmiany tego parametru klimatycznego – może wystąpić nagłe niedotlenienie, zablokowanie naczyń włosowatych, omdlenia, a nawet śpiączka.

Wśród czynników środowiskowych nie można nie zauważyć chemicznego aspektu oddziaływania na człowieka. Należą do nich wszystkie pierwiastki chemiczne zawarte w wodzie, atmosferze czy glebie. Istnieje koncepcja czynników regionalnych - nadmiaru lub odwrotnie niedoboru niektórych związków lub pierwiastków śladowych w naturze każdego regionu. Przykładowo z wymienionych czynników zarówno brak fluoru jest szkodliwy – powoduje uszkodzenie szkliwa zębów, jak i jego nadmiar – przyspiesza proces kostnienia więzadeł i zaburza pracę niektórych narządów wewnętrznych. W zapadalności populacji szczególnie widoczne są wahania zawartości pierwiastków chemicznych, takich jak chrom, wapń, jod, cynk i ołów.

Oczywiście wiele z wymienionych powyżej warunków abiotycznych, choć są to czynniki abiotyczne środowiska przyrodniczego, w rzeczywistości są w dużym stopniu zależne od działalności człowieka – rozwoju kopalń i złóż, zmian w korytach rzek, środowiska powietrznego i tym podobnych przykładów interwencja postępu w zjawiska naturalne.

Szczegółowa charakterystyka czynników abiotycznych

Dlaczego wpływ na populację większości czynników abiotycznych jest tak ogromny? Jest to logiczne: w końcu dla zapewnienia cyklu życiowego każdego żywego organizmu na Ziemi ważny jest ogół wszystkich parametrów wpływających na jakość życia, jego czas trwania i determinujących liczbę obiektów ekosystemu. Oświetlenie, skład atmosfery, wilgotność, temperatura, strefowość rozmieszczenia przedstawicieli przyrody żywej, zasolenie wody i powietrza, jej dane edaficzne to najważniejsze czynniki abiotyczne, a przystosowanie się do nich organizmów jest pozytywne lub negatywne, ale w każdym przypadku jest nieuniknione. Łatwo to sprawdzić: wystarczy się rozejrzeć!

Czynniki abiotyczne w środowisku wodnym zapewniają początek życia i stanowią trzy czwarte każdej żywej komórki na Ziemi. W ekosystemie leśnym na czynniki biotyczne składają się te same parametry: wilgotność, temperatura, gleba, światło - determinują one rodzaj lasu, nasycenie roślinami i ich zdolność adaptacji do określonego regionu.

Oprócz wymienionych już oczywistych czynników, jako ważne czynniki abiotyczne środowiska naturalnego, należy wymienić także zasolenie, glebę i pole elektromagnetyczne Ziemi. Cały ekosystem ewoluował przez setki lat, zmieniła się topografia obszarów, zmienił się stopień przystosowania organizmów żywych do określonych warunków życia, pojawiły się nowe gatunki i migrowały całe populacje. Jednak ten naturalny łańcuch od dawna jest zakłócany przez owoce działalności człowieka na planecie. Praca czynników środowiskowych zostaje w sposób zasadniczy zakłócona przez to, że wpływ parametrów abiotycznych nie następuje celowo, jak czynniki przyrody nieożywionej, ale jako szkodliwy wpływ na rozwój organizmów.

Niestety wpływ czynników abiotycznych na jakość i oczekiwaną długość życia człowieka i ludzkości jako całości był i pozostaje ogromny i może mieć zarówno pozytywne, jak i negatywne konsekwencje dla każdego pojedynczego organizmu dla całej ludzkości.

Do czynników środowiska abiotycznego zalicza się podłoże i jego skład, wilgotność, światło i inne rodzaje promieniowania występującego w przyrodzie oraz jego skład, a także mikroklimat. Należy zauważyć, że temperaturę, skład powietrza, wilgotność i światło można warunkowo sklasyfikować jako „indywidualne”, a podłoże, klimat, mikroklimat itp. - jako czynniki „złożone”.

Podłoże (dosłownie) jest miejscem przyłączenia. Na przykład w przypadku drzewiastych i zielnych form roślin, w przypadku mikroorganizmów glebowych jest to gleba. W niektórych przypadkach podłoże można uznać za synonim siedliska (na przykład gleba jest siedliskiem edaficznym). Podłoże charakteryzuje się pewnym składem chemicznym, który oddziałuje na organizmy. Jeśli podłoże jest rozumiane jako siedlisko, to w tym przypadku stanowi zespół charakterystycznych czynników biotycznych i abiotycznych, do których dostosowuje się ten lub inny organizm.

Charakterystyka temperatury jako abiotycznego czynnika środowiska

Temperatura jest czynnikiem środowiskowym związanym ze średnią energią kinetyczną ruchu cząstek i wyrażanym w stopniach w różnych skalach. Najbardziej popularną skalą są stopnie Celsjusza (°C), które opierają się na rozszerzalności wody (temperatura wrzenia wody wynosi 100°C). SI przyjęła absolutną skalę temperatur, dla której temperatura wrzenia wody wynosi T bp. woda = 373 K.

Bardzo często temperatura jest czynnikiem ograniczającym, decydującym o możliwości (niemożności) życia organizmów w danym siedlisku.

Ze względu na charakter temperatury ciała wszystkie organizmy dzielą się na dwie grupy: poikilotermiczne (temperatura ich ciała zależy od temperatury otoczenia i jest prawie taka sama jak temperatura otoczenia) i homeotermiczne (temperatura ich ciała nie zależy od temperatury zewnętrznej i jest mniej więcej stała: jeśli się waha, to w małych granicach – ułamkach stopnia).

Do organizmów poikilotermicznych zalicza się organizmy roślinne, bakterie, wirusy, grzyby, zwierzęta jednokomórkowe, a także zwierzęta o stosunkowo niskim poziomie organizacji (ryby, stawonogi itp.).

Homeotermy obejmują ptaki i ssaki, w tym ludzi. Stała temperatura ciała zmniejsza zależność organizmów od temperatury środowiska zewnętrznego, umożliwiając zasiedlenie większej liczby nisz ekologicznych, zarówno w rozmieszczeniu równoleżnikowym, jak i pionowym na całej planecie. Jednak oprócz homeotermii organizmy rozwijają adaptacje umożliwiające przezwyciężenie skutków niskich temperatur.

Ze względu na tolerancję na niskie temperatury rośliny dzielimy na ciepłolubne i odporne na zimno. Do roślin ciepłolubnych zaliczają się rośliny południa (banany, palmy, południowe odmiany jabłoni, gruszki, brzoskwinie, winogrona itp.). Rośliny odporne na zimno obejmują rośliny ze środkowych i północnych szerokości geograficznych, a także rośliny rosnące wysoko w górach (na przykład mchy, porosty, sosna, świerk, jodła, żyto itp.). W środkowej Rosji uprawia się odmiany mrozoodpornych drzew owocowych, które są specjalnie hodowane przez hodowców. Pierwsze duże sukcesy na tym polu odnieśli I.V. Michurin i inni hodowcy ludowi.

Norma reakcji organizmu na czynnik temperaturowy (dla poszczególnych organizmów) jest często wąska, tj. dany organizm może normalnie funkcjonować w dość wąskim zakresie temperatur. Zatem kręgowce morskie giną, gdy temperatura wzrasta do 30-32°C. Ale w przypadku materii żywej jako całości granice wpływu temperatury, w której życie zostaje zachowane, są bardzo szerokie. I tak w Kalifornii w gorących źródłach żyje gatunek ryby, który normalnie funkcjonuje w temperaturze 52°C, a żaroodporne bakterie żyjące w gejzerach wytrzymują temperatury do 80°C (jest to „normalna” temperatura dla ich). Niektórzy ludzie żyją w lodowcach, w których panuje temperatura -44°C itp.

Rola temperatury jako czynnika środowiskowego sprowadza się do tego, że wpływa ona na metabolizm: w niskich temperaturach tempo reakcji bioorganicznych znacznie zwalnia, a w wysokich znacznie wzrasta, co prowadzi do zaburzenia równowagi w przebiegu procesów biochemicznych, a to powoduje różne choroby, a czasem i śmierć.

Wpływ temperatury na organizmy roślinne

Temperatura nie jest tylko czynnikiem decydującym o możliwości życia roślin na danym obszarze, ale w przypadku niektórych roślin wpływa na proces ich rozwoju. Tym samym ozime odmiany pszenicy i żyta, które w czasie kiełkowania nie uległy procesowi „wernalizacji” (wystawienia na działanie niskich temperatur), nie produkują nasion, gdy rosną w najkorzystniejszych warunkach.

Aby wytrzymać skutki niskich temperatur, rośliny mają różne adaptacje.

1. Zimą cytoplazma traci wodę i gromadzi substancje działające „przeciw zamarzaniu” (monosacharydy, gliceryna i inne substancje) - stężone roztwory takich substancji zamarzają tylko w niskich temperaturach.

2. Przejście roślin do stadium (fazy) odpornego na niskie temperatury - stadium zarodników, nasion, bulw, cebul, kłączy, korzeni itp. Drzewiaste i krzewiaste formy roślin zrzucają liście, łodygi pokryte są korkiem , który ma wysokie właściwości termoizolacyjne, a w żywych komórkach gromadzą się substancje zapobiegające zamarzaniu.

Wpływ temperatury na organizmy zwierzęce

Temperatura wpływa inaczej na zwierzęta poikilotermiczne i homeotermiczne.

Zwierzęta poikilotermiczne są aktywne tylko w temperaturach optymalnych dla ich życia. W okresach niskich temperatur zapadają w stan hibernacji (płazy, gady, stawonogi itp.). Niektóre owady zimują w postaci jaj lub poczwarek. Obecność organizmu w stanie hibernacji charakteryzuje się stanem zawieszenia ożywienia, w którym procesy metaboliczne są bardzo zahamowane, a organizm może przez długi czas obywać się bez jedzenia. Zwierzęta poikilotermiczne mogą również zapadać w sen zimowy pod wpływem wysokich temperatur. Zatem zwierzęta na niższych szerokościach geograficznych przebywają w norach w najgorętszej części dnia, a okres ich aktywnej aktywności życiowej przypada na wczesny poranek lub późny wieczór (lub prowadzą nocny tryb życia).

Organizmy zwierzęce zapadają w stan hibernacji nie tylko pod wpływem temperatury, ale także pod wpływem innych czynników. Tak więc niedźwiedź (zwierzę homeotermiczne) zapada w sen zimowy z powodu braku pożywienia.

Zwierzęta homeotermiczne w swojej aktywności życiowej są w mniejszym stopniu zależne od temperatury, natomiast temperatura wpływa na nie w zakresie dostępności (braku) pożywienia. Zwierzęta te mają następujące przystosowania, aby przezwyciężyć skutki niskich temperatur:

1) zwierzęta przemieszczają się z obszarów zimniejszych do cieplejszych (migracje ptaków, migracje ssaków);

2) zmienić charakter okrycia (letnie futro lub upierzenie zostaje zastąpione grubszym zimowym; gromadzą dużą warstwę tłuszczu - dzikie świnie, foki itp.);

3) hibernacja (na przykład niedźwiedź).

Zwierzęta homeotermiczne mają adaptacje umożliwiające zmniejszenie wpływu temperatur (zarówno wysokich, jak i niskich). Zatem dana osoba ma gruczoły potowe, które w podwyższonych temperaturach zmieniają charakter wydzieliny (zwiększa się ilość wydzieliny), zmienia się światło naczyń krwionośnych w skórze (w niskich temperaturach maleje, a w wysokich wzrasta) itp.

Promieniowanie jako czynnik abiotyczny

Zarówno w życiu roślin, jak i zwierząt ogromną rolę odgrywają różnorodne promieniowanie, które albo dostają się do planety z zewnątrz (promienie słoneczne), albo są uwalniane z wnętrzności Ziemi. Tutaj będziemy głównie rozważać promieniowanie słoneczne.

Promieniowanie słoneczne jest niejednorodne i składa się z fal elektromagnetycznych o różnej długości, a co za tym idzie, o różnej energii. Do powierzchni Ziemi docierają promienie zarówno widma widzialnego, jak i niewidzialnego. Promienie widma niewidzialnego obejmują promienie podczerwone i ultrafioletowe, a promienie widma widzialnego mają siedem najbardziej rozpoznawalnych promieni (od czerwonego do fioletu). kwanty promieniowania rosną od podczerwieni do ultrafioletu (to znaczy, że promienie ultrafioletowe zawierają kwanty najkrótszych fal i najwyższej energii).

Promienie słoneczne pełnią kilka ważnych dla środowiska funkcji:

1) dzięki promieniom słonecznym na powierzchni Ziemi realizowany jest pewien reżim temperaturowy, który ma charakter strefowy równoleżnikowy i pionowy;

W przypadku braku wpływu człowieka skład powietrza może się jednak zmieniać w zależności od wysokości (wraz z wysokością maleje zawartość tlenu i dwutlenku węgla, gdyż gazy te są cięższe od azotu). Powietrze obszarów nadmorskich jest wzbogacone parą wodną zawierającą sole morskie w stanie rozpuszczonym. Powietrze lasu różni się od powietrza pól domieszkami związków wydzielanych przez różne rośliny (przykładowo powietrze lasu sosnowego zawiera dużą ilość substancji żywicznych i estrów, które zabijają patogeny, więc to powietrze ma działanie lecznicze chorych na gruźlicę).

Najważniejszym złożonym czynnikiem abiotycznym jest klimat.

Klimat to skumulowany czynnik abiotyczny, obejmujący określony skład i poziom promieniowania słonecznego, związany z nim poziom wpływu temperatury i wilgotności oraz określony reżim wietrzności. Klimat zależy także od charakteru roślinności rosnącej na danym obszarze oraz od ukształtowania terenu.

Na Ziemi istnieje pewna równoleżnikowa i pionowa strefa klimatyczna. Występują wilgotne klimaty tropikalne, subtropikalne, ostro kontynentalne i inne.

Przejrzyj informacje o różnych typach klimatu z podręcznika do geografii fizycznej. Weź pod uwagę cechy klimatyczne obszaru, w którym mieszkasz.

Klimat jako czynnik skumulowany kształtuje ten lub inny typ roślinności (flory) i ściśle powiązany typ fauny. Osiedla ludzkie mają ogromny wpływ na klimat. Klimat dużych miast różni się od klimatu obszarów podmiejskich.

Porównaj reżim temperaturowy miasta, w którym mieszkasz, z reżimem temperaturowym obszaru, w którym znajduje się miasto.

Z reguły temperatura w mieście (zwłaszcza w centrum) jest zawsze wyższa niż w regionie.

Mikroklimat jest ściśle powiązany z klimatem. Przyczyną powstania mikroklimatu są różnice w rzeźbie terenu na danym terytorium, obecność zbiorników wodnych, co prowadzi do zmian warunków na różnych terytoriach danej strefy klimatycznej. Nawet na stosunkowo niewielkiej powierzchni domku letniskowego, w niektórych jego częściach, mogą powstać różne warunki wzrostu roślin ze względu na różne warunki oświetleniowe.

Czynniki abiotyczne obejmują czynniki przestrzeń (Promieniowanie słoneczne) klimatyczny (światło, temperatura, wilgotność, ciśnienie atmosferyczne, opady, ruch powietrza), edaficzny lub glebowy czynniki (skład mechaniczny gleby, wilgotność, przepuszczalność powietrza, gęstość gleby), czynniki orograficzne (rzeźba terenu, wysokość n.p.m., ekspozycja zbocza), czynniki chemiczne (skład gazowy powietrza, skład soli i kwasowość roztworów wodnych i glebowych). Czynniki abiotyczne wpływają na organizmy żywe (bezpośrednio lub pośrednio) poprzez pewne aspekty metabolizmu. Ich osobliwością jest jednostronne oddziaływanie: organizm może się do nich przystosować, ale nie ma na nie znaczącego wpływu.

I. Czynniki przestrzenne

Biosfera, jako siedlisko organizmów żywych, nie jest odizolowana od złożonych procesów zachodzących w przestrzeni kosmicznej, które są bezpośrednio powiązane nie tylko ze Słońcem. Kosmiczny pył i materia meteorytów spadają na Ziemię. Ziemia okresowo zderza się z asteroidami i zbliża się do komet. Materiały i fale powstałe w wyniku eksplozji supernowych przechodzą przez Galaktykę. Oczywiście nasza planeta jest najściślej związana z procesami zachodzącymi na Słońcu - z tzw. aktywnością słoneczną. Istotą tego zjawiska jest przemiana energii zgromadzonej w polach magnetycznych Słońca na energię ruchu mas gazu, szybkich cząstek i krótkofalowego promieniowania elektromagnetycznego.

Najbardziej intensywne procesy zachodzą w ośrodkach aktywności, zwanych obszarami aktywnymi, w których obserwuje się nasilenie pola magnetycznego, pojawiają się obszary o zwiększonej jasności, a także tzw. plamy słoneczne. W obszarach aktywnych mogą wystąpić wybuchowe uwolnienia energii, którym towarzyszą emisje plazmy, nagłe pojawienie się słonecznych promieni kosmicznych oraz wzrost emisji fal krótkich i radiowych. Wiadomo, że zmiany w poziomie aktywności rozbłysków mają charakter cykliczny, z typowym cyklem 22 lat, chociaż znane są wahania z okresowością od 4,3 do 1850 lat. Aktywność słoneczna wpływa na szereg procesów życiowych na Ziemi – od występowania epidemii i gwałtownych wzrostów liczby urodzeń po poważne zmiany klimatyczne. Pokazał to już w 1915 roku rosyjski naukowiec A.L. Chizhevsky, twórca nowej nauki - heliobiologii (od greckiego helios - Słońce), która bada wpływ zmian aktywności Słońca na biosferę Ziemi.

Zatem do najważniejszych czynników kosmicznych zalicza się promieniowanie elektromagnetyczne związane z aktywnością Słońca o szerokim zakresie długości fal. Absorpcja promieniowania krótkofalowego przez atmosferę ziemską prowadzi do powstania powłok ochronnych, w szczególności ozonosfery. Inne czynniki kosmiczne obejmują promieniowanie korpuskularne ze Słońca.

Korona słoneczna (górna część atmosfery słonecznej), składająca się głównie ze zjonizowanych atomów wodoru – protonów – z domieszką helu, stale się rozszerza. Opuszczając koronę, ten strumień plazmy wodorowej rozprzestrzenia się w kierunku promieniowym i dociera do Ziemi. Nazywa się to wiatrem słonecznym. Wypełnia cały obszar Układu Słonecznego; i stale opływa Ziemię, oddziałując z jej polem magnetycznym. Oczywiste jest, że jest to związane z dynamiką aktywności magnetycznej (na przykład burzami magnetycznymi) i bezpośrednio wpływa na życie na Ziemi.

Zmiany w jonosferze w obszarach polarnych Ziemi są również związane ze słonecznymi promieniami kosmicznymi, które powodują jonizację. Podczas potężnych rozbłysków aktywności słonecznej ekspozycja na słoneczne promienie kosmiczne może na krótko przekroczyć normalne tło galaktycznych promieni kosmicznych. Obecnie nauka zgromadziła wiele materiałów faktograficznych ilustrujących wpływ czynników kosmicznych na procesy biosfery. W szczególności wykazano wrażliwość zwierząt bezkręgowych na zmiany aktywności słonecznej i korelację jej zmian z dynamiką układu nerwowego i sercowo-naczyniowego człowieka oraz dynamiką chorób – dziedzicznych, onkologicznych, zakaźnych, itd., zostało ustalone.

Osobliwością wpływu czynników kosmicznych i przejawów aktywności słonecznej na biosferę jest to, że powierzchnia naszej planety jest oddzielona od Kosmosu grubą warstwą materii w stanie gazowym, tj. atmosferą.

II. Czynniki klimatyczne

Najważniejsza funkcja klimatotwórcza należy do atmosfery jako środowiska, które odbiera czynniki kosmiczne i słoneczne.

1. Światło. Energia promieniowania słonecznego rozchodzi się w przestrzeni w postaci fal elektromagnetycznych. Około 99% stanowią promienie o długości fali 170-4000 nm, w tym 48% w widzialnej części widma o długości fali 400-760 nm, a 45% w podczerwieni (długość fali od 750 nm do 10" 3 m), około 7% - do ultrafioletu (długość fali poniżej 400 nm). W procesach fotosyntezy najważniejszą rolę odgrywa promieniowanie fotosyntetycznie aktywne (380-710 nm).

Ilość energii promieniowania słonecznego docierającego do Ziemi (do górnej granicy atmosfery) jest prawie stała i szacowana jest na 1370 W/m2. Wartość ta nazywana jest stałą słoneczną.

Przechodząc przez atmosferę, promieniowanie słoneczne jest rozpraszane na cząsteczkach gazu, zawieszonych zanieczyszczeń (stałych i ciekłych) i pochłaniane przez parę wodną, ​​ozon, dwutlenek węgla i cząsteczki pyłu. Rozproszone promieniowanie słoneczne częściowo dociera do powierzchni Ziemi. Jej widoczna część wytwarza światło w ciągu dnia w przypadku braku bezpośredniego światła słonecznego, np. w przypadku ciężkich chmur.

Energia promieniowania słonecznego nie tylko jest pochłaniana przez powierzchnię Ziemi, ale także jest przez nią odbijana w postaci strumienia promieniowania długofalowego. Powierzchnie o jaśniejszym kolorze odbijają światło intensywniej niż powierzchnie ciemniejsze. Tak więc czysty śnieg odzwierciedla 80-95%, zanieczyszczony śnieg - 40-50, czarnoziem - 5-14, jasny piasek - 35-45, baldachim lasu - 10-18%. Stosunek strumienia promieniowania słonecznego odbitego przez powierzchnię do otrzymanego nazywa się albedo.

Promienna energia Słońca jest związana z oświetleniem powierzchni ziemi, które zależy od czasu trwania i intensywności strumienia świetlnego. W procesie ewolucji rośliny i zwierzęta rozwinęły głębokie adaptacje fizjologiczne, morfologiczne i behawioralne do dynamiki oświetlenia. Wszystkie zwierzęta, w tym ludzie, mają tzw. dobowy (dobowy) rytm aktywności.

Wymagania organizmów dotyczące określonego czasu trwania ciemności i światła nazywane są fotoperiodyzmem, a szczególnie ważne są sezonowe wahania oświetlenia. Postępująca tendencja do skracania godzin dziennych od lata do jesieni służy jako informacja przygotowująca do zimowania lub hibernacji. Ponieważ warunki fotoperiodyczne zależą od szerokości geograficznej, wiele gatunków (głównie owadów) może tworzyć rasy geograficzne różniące się progową długością dnia.

2. Temperatura

Stratyfikacja temperaturowa to zmiana temperatury wody wzdłuż głębokości zbiornika wodnego. Ciągłe zmiany temperatury są charakterystyczne dla każdego systemu ekologicznego. W odniesieniu do tej zmiany często używa się słowa „gradient”. Jednak rozwarstwienie temperaturowe wody w zbiorniku jest zjawiskiem specyficznym. Dlatego latem wody powierzchniowe nagrzewają się bardziej niż wody głębokie. Ponieważ cieplejsza woda ma mniejszą gęstość i mniejszą lepkość, jej cyrkulacja zachodzi w powierzchniowej, nagrzanej warstwie i nie miesza się z gęstszą i bardziej lepką zimną wodą. Pomiędzy warstwą ciepłą i zimną tworzy się strefa pośrednia z ostrym gradientem temperatury, zwana termokliną. Ogólny reżim temperaturowy, związany z okresowymi (rocznymi, sezonowymi, dziennymi) zmianami temperatury, jest także najważniejszym warunkiem życia organizmów żywych w wodzie.

3. Wilgotność. Wilgotność powietrza to zawartość pary wodnej w powietrzu. Najbogatsze w wilgoć są dolne warstwy atmosfery (do wysokości 1,5–2,0 km), w których koncentruje się około 50% całej wilgoci atmosferycznej. Zawartość pary wodnej w powietrzu zależy od jego temperatury.

4. Opady atmosferyczne to woda w postaci ciekłej (kropelki) lub stałej, która spada na ziemię. powierzchnia z chmur lub osadzane bezpośrednio z powietrza w wyniku kondensacji pary wodnej. Chmury mogą powodować deszcz, śnieg, mżawkę, marznący deszcz, ziarna śniegu, grudki lodu i grad. Ilość opadów mierzy się grubością warstwy opadniętej wody w milimetrach.

Opady są ściśle powiązane z wilgotnością powietrza i są wynikiem kondensacji pary wodnej. W wyniku kondensacji w przyziemnej warstwie powietrza tworzą się rosa i mgła, a przy niskich temperaturach obserwuje się krystalizację wilgoci. Kondensacja i krystalizacja pary wodnej w wyższych warstwach atmosfery tworzą chmury o różnej strukturze i powodują opady atmosferyczne. Na kuli ziemskiej wyróżnia się mokre (wilgotne) i suche (suche) strefy. Maksymalna ilość opadów przypada na strefę lasów tropikalnych (do 2000 mm/rok), natomiast w strefach suchych (np. pustynie) – 0,18 mm/rok.

Najważniejszym czynnikiem wpływającym na procesy zanieczyszczenia środowiska są opady atmosferyczne. Obecność pary wodnej (mgły) w powietrzu przy jednoczesnym przedostawaniu się do niej np. dwutlenku siarki powoduje, że ten ostatni zamienia się w kwas siarkawy, który utlenia się do kwasu siarkowego. W warunkach stagnacji powietrza (spokoju) tworzy się trwała toksyczna mgła. Substancje takie mogą zostać wypłukane z atmosfery i spaść na powierzchnię lądów i oceanów. Typowym skutkiem są tak zwane kwaśne deszcze. Cząstki stałe w atmosferze mogą służyć jako jądra kondensacji wilgoci, powodując różne formy opadów.

5. Ciśnienie atmosferyczne. Za normalne ciśnienie uważa się 101,3 kPa (760 mm Hg). Na powierzchni globu występują obszary wysokiego i niskiego ciśnienia, a w tych samych punktach obserwuje się sezonowe i dzienne minima i maksima ciśnienia. Różnią się także morskie i kontynentalne typy dynamiki ciśnienia atmosferycznego. Okresowo występujące obszary niskiego ciśnienia nazywane są cyklonami i charakteryzują się silnymi prądami powietrza poruszającymi się spiralnie i przemieszczającymi się w przestrzeni w kierunku centrum. Cyklony kojarzą się z niestabilną pogodą i dużą ilością opadów.

Natomiast antycyklony charakteryzują się stabilną pogodą, niskimi prędkościami wiatru, a w niektórych przypadkach inwersjami temperatur. W czasie antycyklonów mogą wystąpić warunki meteorologiczne niekorzystne z punktu widzenia transportu i dyspersji zanieczyszczeń.

6. Ruch powietrza. Przyczyną powstawania przepływów wiatru i ruchu mas powietrza jest nierównomierne nagrzewanie różnych części powierzchni ziemi związane ze zmianami ciśnienia. Przepływ wiatru skierowany jest w stronę niższego ciśnienia, jednak rotacja Ziemi wpływa również na cyrkulację mas powietrza w skali globalnej. W powierzchniowej warstwie powietrza ruch mas powietrza wpływa na wszystkie meteorologiczne czynniki środowiskowe, tj. na klimat, w tym na reżimy temperatury, wilgotności, parowania z powierzchni lądów i mórz oraz transpirację roślin.

Szczególnie ważne jest, aby wiedzieć, że przepływy wiatru są najważniejszym czynnikiem przenoszenia, dyspersji i opadu zanieczyszczeń dostających się do atmosfery z przedsiębiorstw przemysłowych, energetyki cieplnej i transportu. Siła i kierunek wiatru determinują reżimy zanieczyszczenia środowiska. Na przykład spokój w połączeniu z inwersją temperatury powietrza jest uważany za niekorzystne warunki meteorologiczne (AMC), przyczyniające się do długotrwałego poważnego zanieczyszczenia powietrza na obszarach przedsiębiorstw przemysłowych i siedzib ludzkich.

Są pospolite wzorce rozkładu poziomów i regionalne reżimy czynników środowiskowych

Geograficzna otoczka Ziemi (podobnie jak biosfera) jest niejednorodna w przestrzeni, jest zróżnicowana na terytoria, które różnią się od siebie. Dzieli się go sukcesywnie na strefy fizyczno-geograficzne, strefy geograficzne, wewnątrzstrefowe regiony górskie i nizinne oraz podregiony, podstrefy itp.

Strefa fizyczno-geograficzna jest największą jednostką taksonomiczną otoczki geograficznej, składającą się z szeregu stref geograficznych o podobnym bilansie cieplnym i reżimie wilgotności.

Istnieją w szczególności pasy arktyczne i antarktyczne, subarktyczne i subantarktyczne, północne i południowe strefy umiarkowane i subtropikalne, podrównikowe i równikowe.

Geograficzne (tzw–strefa przyrodnicza, krajobrazowa).–jest to znacząca część strefy fizyczno-geograficznej o szczególnym charakterze procesów geomorfologicznych, ze szczególnymi typami klimatu, roślinności, gleb, flory i fauny.

Strefy mają przeważnie (choć nie zawsze) wydłużone obrysy w szerokim planie i charakteryzują się podobnymi warunkami przyrodniczymi, pewną sekwencją zależną od położenia równoleżnikowego - jest to równoleżnikowy obszar geograficzny, zdeterminowany głównie charakterem rozkładu energii słonecznej na różnych szerokościach geograficznych, tj. ze zmniejszeniem jego dopływu od równika do biegunów i nierównomierną wilgotnością.

Oprócz równoleżnikowej występuje także typowa dla regionów górskich strefa pionowa (lub wysokościowa), czyli zmiana roślinności, fauny, gleb, warunków klimatycznych w miarę wznoszenia się nad poziom morza, związana głównie ze zmianą bilansu cieplnego: różnica temperatur powietrza wynosi 0,6-1,0°C na każde 100 m wysokości.

III. edaficznylub glebaczynniki

Według definicji W. R. Williamsa gleba to luźny horyzont powierzchniowy gruntu, który może produkować rośliny uprawne. Najważniejszą właściwością gleby jest jej żyzność, czyli m.in. zdolność do dostarczania roślinom składników organicznych i mineralnych. Płodność zależy od właściwości fizycznych i chemicznych gleby, które razem mają charakter edafogeniczny (z gr. edafos - gleba) lub czynniki edaficzne.

1. Skład mechaniczny gleby. Gleba jest produktem przemian fizycznych, chemicznych i biologicznych (wietrzenia) skał, jest ośrodkiem trójfazowym zawierającym ciała stałe; składniki ciekłe i gazowe. Powstaje w wyniku złożonych interakcji klimatu, roślin, zwierząt, mikroorganizmów i jest uważany za ciało bioinertne, zawierające składniki ożywione i nieożywione.

Na świecie występuje wiele rodzajów gleb, związanych z różnymi warunkami klimatycznymi i specyficznymi procesami ich powstawania. Gleby charakteryzują się pewną strefowością, chociaż pasy nie zawsze są ciągłe. Do głównych rodzajów gleb w Rosji należą tundra, gleby bielicowe strefy tajgi-leśnej (najczęściej), czarnoziemy, szare gleby leśne, gleby kasztanowe (na południe i wschód od czarnoziemów), gleby brunatne (charakterystyczne dla suchych stepów i półpustynie), gleby czerwone, słone bagna itp.

W wyniku ruchu i przemian substancji gleba zwykle dzieli się na osobne warstwy, czyli poziomy, których połączenie na przekroju tworzy profil glebowy (ryc. 2), który ogólnie wygląda następująco:

najwyższy horyzont (A 1 ), zawierający produkty rozkładu materii organicznej, jest najbardziej żyzny. Nazywa się to humusem lub humusem i ma strukturę ziarnisto-grudkowatą lub warstwową. To w nim zachodzą złożone procesy fizyczne i chemiczne, w wyniku których powstają składniki odżywcze roślin. Humus ma różne kolory.

Nad poziomem próchnicy znajduje się warstwa ściółki roślinnej, zwanej potocznie ściółką (A0,). Składa się z resztek roślinnych, które nie uległy jeszcze rozkładowi.

Poniżej poziomu próchnicy znajduje się jałowa biaława warstwa o grubości 10-12 cm (A 2). Składniki odżywcze są z niego wypłukiwane przez wodę lub kwasy. Dlatego nazywa się to horyzontem wymywania lub ługowania (eluwialnym). Właściwie jest to horyzont bielicowy. Kwarc i tlenek glinu rozpuszczają się nieznacznie i pozostają w tym horyzoncie.

Jeszcze niżej leży skała źródłowa (C).

Czynniki środowiskowe to wszystkie czynniki środowiskowe, które wpływają na organizm. Dzielą się na 3 grupy:

Najlepszą wartość współczynnika dla organizmu nazywa się optymalny(punkt optymalny), na przykład optymalna temperatura powietrza dla człowieka wynosi 22°.

Czynniki antropogeniczne

Wpływ człowieka zbyt szybko zmienia środowisko. Prowadzi to do tego, że wiele gatunków staje się rzadkich i wymiera. Z tego powodu zmniejsza się różnorodność biologiczna.

Na przykład, skutki wylesiania:

• Niszczone jest siedlisko mieszkańców lasu (zwierząt, grzybów, porostów, ziół). Mogą zniknąć całkowicie (zmniejszenie różnorodności biologicznej).
• Las wraz z korzeniami utrzymuje wierzchnią żyzną warstwę gleby. Bez wsparcia gleba może zostać porwana przez wiatr (pozostanie pustynia) lub woda (powstanie wąwozów).
• Las odparowuje dużo wody z powierzchni liści. Jeśli usuniesz las, wilgotność powietrza w okolicy zmniejszy się, a wilgotność gleby wzrośnie (może powstać bagno).

1. Wybierz trzy opcje. Jakie czynniki antropogeniczne wpływają na liczebność populacji dzików w zbiorowisku leśnym?
1) wzrost liczby drapieżników
2) strzelanie do zwierząt
3) karmienie zwierząt
4) rozprzestrzenianie się chorób zakaźnych
5) wycinanie drzew
6) trudne warunki atmosferyczne zimą

Odpowiedź

2. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie czynniki antropogeniczne wpływają na wielkość populacji konwalii majowej w zbiorowisku leśnym?
1) wycinanie drzew
2) zwiększenie zacienienia

4) zbieranie dzikich roślin
5) niska temperatura powietrza w zimie
6) deptanie gleby

Odpowiedź

3. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie procesy zachodzące w przyrodzie zaliczamy do czynników antropogenicznych?
1) zniszczenie warstwy ozonowej
2) codzienna zmiana oświetlenia
3) konkurencja w populacji
4) akumulacja herbicydów w glebie
5) relacje pomiędzy drapieżnikami a ich ofiarami
6) zwiększony efekt cieplarniany

Odpowiedź

4. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie czynniki antropogeniczne wpływają na liczbę roślin wymienionych w Czerwonej Księdze?
1) niszczenie środowiska ich życia
2) zwiększenie zacienienia
3) brak wilgoci latem
4) poszerzanie obszarów agrocenoz
5) nagłe zmiany temperatury
6) deptanie gleby

Odpowiedź

5. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one oznaczone. Antropogeniczne czynniki środowiskowe obejmują
1) dodanie do gleby nawozów organicznych
2) zmniejszenie oświetlenia w zbiornikach wraz z głębokością
3) opady
4) przerzedzanie sadzonek sosny
5) ustanie aktywności wulkanicznej
6) wypłycenie rzek na skutek wylesiania

Odpowiedź

6. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie zaburzenia środowiskowe w biosferze są spowodowane interwencją antropogeniczną?
1) zniszczenie warstwy ozonowej atmosfery
2) sezonowe zmiany oświetlenia powierzchni terenu
3) spadek liczebności waleni
4) akumulacja metali ciężkich w organizmach organizmów w pobliżu autostrad
5) nagromadzenie próchnicy w glebie w wyniku opadania liści
6) nagromadzenie skał osadowych w głębinach Oceanu Światowego

Odpowiedź

1. Ustal zgodność przykładu z grupą czynników środowiskowych, które ilustruje: 1) biotyczny, 2) abiotyczny
A) staw porośnięty rzęsą
B) wzrost liczby narybku
C) zjadanie narybku przez pływającego chrząszcza
D) tworzenie się lodu
D) spłukiwanie nawozów mineralnych do rzeki

Odpowiedź

2. Ustalić zgodność pomiędzy procesem zachodzącym w biocenozie leśnej a czynnikiem środowiskowym, który on charakteryzuje: 1) biotyczny, 2) abiotyczny
A) związek mszyc z biedronkami
B) podlewanie gleby
B) codzienna zmiana oświetlenia
D) konkurencja między gatunkami drozdów
D) zwiększenie wilgotności powietrza
E) wpływ grzyba hubki na brzozę

Odpowiedź

3. Ustal zgodność pomiędzy przykładami a czynnikami środowiskowymi ilustrującymi te przykłady: 1) abiotyczny, 2) biotyczny. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) wzrost ciśnienia atmosferycznego
B) zmiana topografii ekosystemu spowodowana trzęsieniem ziemi
C) zmiana populacji zajęcy w wyniku epidemii
D) interakcja pomiędzy wilkami w stadzie
D) rywalizacja o terytorium między sosnami w lesie

Odpowiedź

4. Ustalić zgodność cech czynnika środowiskowego z jego rodzajem: 1) biotycznym, 2) abiotycznym. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) promieniowanie ultrafioletowe
B) wysychanie zbiorników wodnych podczas suszy
B) migracja zwierząt
D) zapylanie roślin przez pszczoły
D) fotoperiodyzm
E) spadek liczby wiewiórek w latach chudych

Odpowiedź

Odpowiedź

6f. Ustal zgodność między przykładami a czynnikami środowiskowymi ilustrującymi te przykłady: 1) abiotyczny, 2) biotyczny. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) wzrost kwasowości gleby spowodowany erupcją wulkanu
B) zmiana rzeźby biogeocenozy łąk po powodzi
C) zmiana populacji dzików w wyniku epidemii
D) interakcja osiki w ekosystemie leśnym
D) rywalizacja o terytorium pomiędzy samcami tygrysów

Odpowiedź

7f. Ustal zgodność pomiędzy czynnikami środowiskowymi a grupami czynników: 1) biotycznymi, 2) abiotycznymi. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) dobowe wahania temperatury powietrza
B) zmiana długości dnia
B) związek drapieżnik-ofiara
D) symbioza glonów i grzybów w porostach
D) zmiana wilgotności otoczenia

Odpowiedź

Odpowiedź

2. Ustal powiązanie między przykładami a czynnikami środowiskowymi ilustrującymi te przykłady: 1) biotyczny, 2) abiotyczny, 3) antropogeniczny. Wpisz liczby 1, 2 i 3 we właściwej kolejności.
A) Jesienne opadanie liści
B) Sadzenie drzew w parku
C) Tworzenie się kwasu azotowego w glebie podczas burzy
D) Oświetlenie
D) Walka o zasoby w populacji
E) Emisje freonów do atmosfery

Odpowiedź

3. Ustal zgodność przykładów z czynnikami środowiskowymi: 1) abiotycznym, 2) biotycznym, 3) antropogenicznym. Wpisz cyfry 1-3 w kolejności odpowiadającej literom.
A) zmiana składu gazu w atmosferze
B) dystrybucja nasion roślin przez zwierzęta
C) osuszanie bagien przez ludzi
D) wzrost liczby konsumentów w biocenozie
D) zmiana pór roku
E) wylesianie

Odpowiedź

Odpowiedź

Odpowiedź

1. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz je pod cyframi, pod którymi są oznaczone. Następujące czynniki prowadzą do zmniejszenia liczby wiewiórek w lesie iglastym:
1) zmniejszenie liczebności ptaków szponiastych i ssaków
2) wycinanie drzew iglastych
3) zbiór szyszek jodły po ciepłym, suchym lecie
4) wzrost aktywności drapieżników
5) wybuch epidemii
6) głęboka pokrywa śnieżna w zimie

Odpowiedź

Odpowiedź

Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Prowadzi to do niszczenia lasów na rozległych obszarach
1) wzrost ilości szkodliwych zanieczyszczeń azotowych w atmosferze
2) zniszczenie warstwy ozonowej
3) naruszenie reżimu wodnego
4) zmiana biogeocenoz
5) naruszenie kierunku przepływów powietrza
6) zmniejszenie różnorodności gatunkowej

Odpowiedź

1. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Wśród czynników środowiskowych wskaż czynniki biotyczne.
1) powódź
2) konkurencja między osobnikami gatunku
3) spadek temperatury
4) drapieżnictwo
5) brak światła
6) powstawanie mikoryzy

Odpowiedź

2. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Czynniki biotyczne obejmują
1) drapieżnictwo
2) pożar lasu
3) konkurencja między osobnikami różnych gatunków
4) wzrost temperatury
5) powstawanie mikoryzy
6) brak wilgoci

Odpowiedź

1. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w tabeli. Które z poniższych czynników środowiskowych uważa się za abiotyczne?
1) temperatura powietrza
2) zanieczyszczenie gazami cieplarnianymi
3) obecność odpadów nienadających się do ponownego przetworzenia
4) dostępność drogi
5) oświetlenie
6) stężenie tlenu

Odpowiedź

2. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w tabeli. Czynniki abiotyczne obejmują:
1) Sezonowe migracje ptaków
2) Erupcja wulkanu
3) Pojawienie się tornada
4) Budowa platyny przez bobry
5) Tworzenie się ozonu podczas burzy
6) Wylesianie

Odpowiedź

3. Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane w odpowiedzi. Do abiotycznych składników ekosystemu stepowego należą:
1) roślinność zielna
2) erozja wietrzna
3) skład mineralny gleby
4) reżim opadów
5) skład gatunkowy mikroorganizmów
6) sezonowy wypas zwierząt gospodarskich

Odpowiedź

Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Jakie czynniki środowiskowe mogą ograniczać rozwój pstrąga potokowego?
1) świeża woda
2) zawartość tlenu poniżej 1,6 mg/l
3) temperatura wody +29 stopni
4) zasolenie wody
5) oświetlenie zbiornika
6) prędkość przepływu rzeki

Odpowiedź

1. Ustalić zgodność pomiędzy czynnikiem środowiskowym a grupą, do której należy: 1) antropogeniczny, 2) abiotyczny. Wpisz cyfry 1 i 2 we właściwej kolejności.
A) sztuczne nawadnianie ziemi
B) upadek meteorytu
B) oranie dziewiczej gleby
D) wiosenna powódź
D) budowa tamy
E) ruch chmur

Odpowiedź

2. Ustalić zgodność cech środowiska z czynnikiem środowiskowym: 1) antropogenicznym, 2) abiotycznym. Wpisz cyfry 1 i 2 w kolejności odpowiadającej literom.
A) wylesianie
B) deszcze tropikalne
B) topnienie lodowców
D) plantacje leśne
D) osuszanie bagien
E) wydłużenie dnia wiosną

Odpowiedź

Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Następujące czynniki antropogeniczne mogą zmienić liczbę producentów w ekosystemie:
1) kolekcja roślin kwiatowych
2) wzrost liczby konsumentów pierwszego rzędu
3) deptanie roślin przez turystów
4) spadek wilgotności gleby
5) wycinanie drzew dziuplastych
6) wzrost liczby konsumentów drugiego i trzeciego zamówienia

Odpowiedź

Przeczytaj tekst. Wybierz trzy zdania opisujące czynniki abiotyczne. Zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. (1) Głównym źródłem światła na Ziemi jest Słońce. (2) Rośliny światłolubne z reguły mają silnie rozcięte blaszki liściowe i dużą liczbę aparatów szparkowych w naskórku. (3) Wilgotność środowiska jest ważnym warunkiem istnienia organizmów żywych. (4) W trakcie ewolucji rośliny wykształciły adaptacje umożliwiające utrzymanie równowagi wodnej organizmu. (5) Zawartość dwutlenku węgla w atmosferze jest niezbędna dla organizmów żywych.

Odpowiedź

Wybierz trzy poprawne odpowiedzi spośród sześciu i zapisz liczby, pod którymi są one wskazane. Wraz z upływem czasu następuje gwałtowny spadek liczby owadów zapylających na łące
1) zmniejsza się liczba roślin zapylanych przez owady
2) wzrasta liczba ptaków drapieżnych
3) wzrasta liczba roślinożerców
4) wzrasta liczba roślin zapylanych przez wiatr
5) zmienia się poziom wody glebowej
6) zmniejsza się liczba ptaków owadożernych

Odpowiedź

© D.V. Pozdnyakov, 2009-2019