Influența reliefului asupra plantelor (dependență). Factori abiotici Influența organismelor vii asupra reliefului

Influența mediului asupra organismului.

Orice organism este sistem deschis, ceea ce înseamnă că primește materie, energie, informații din exterior și, astfel, este complet dependentă de mediu. Acest lucru se reflectă în legea descoperită de omul de știință rus K.F. Roulier: „rezultatele dezvoltării (modificărilor) oricărui obiect (organism) sunt determinate de raportul dintre caracteristicile sale interne și caracteristicile mediului în care se află.” Această lege este uneori numită prima lege a mediului pentru că este universală.

Organismele influențează mediul prin modificarea compoziției gazoase a atmosferei (H: ca rezultat al fotosintezei), participă la formarea solului, reliefului, climei etc.

Limita influenței organismelor asupra habitatului este descrisă de o altă lege ecologică (Kurazhkovsky Yu.N.): fiecare tip de organism, consumând substanțele de care are nevoie din mediu și eliberând produse ale activității sale vitale în el, îl schimbă în în aşa fel încât habitatul devine impropriu existenţei sale .

1.2.2. Factorii ecologici de mediu și clasificarea lor.

Se numește ansamblul elementelor individuale ale mediului care influențează organismele la cel puțin o etapă de dezvoltare individuală factori de mediu.

După natura originii, se disting factorii abiotici, biotici și antropici. (Diapozitivul 1)

Factori abiotici- acestea sunt proprietățile naturii neînsuflețite (temperatura, lumina, umiditatea, compoziția aerului, apei, solului, fondul de radiație naturală a Pământului, terenului) etc., care afectează direct sau indirect organismele vii.

Factori biotici- acestea sunt toate formele de influență a organismelor vii unele asupra altora. Efectul factorilor biotici poate fi atât direct, cât și indirect, exprimat în modificări ale condițiilor de mediu, de exemplu, modificări ale compoziției solului sub influența bacteriilor sau modificări ale microclimatului din pădure.

Legăturile reciproce între speciile individuale de organisme stau la baza existenței populațiilor, a biocenozelor și a biosferei în ansamblu.

Anterior, influența omului asupra organismelor vii era clasificată și ca factori biotici, dar acum se distinge o categorie specială de factori generați de oameni.

Factori antropogeni- acestea sunt toate formele de activitate ale societății umane care duc la schimbări în natură ca habitat și alte specii și le afectează direct viața.

Activitatea umană de pe planetă ar trebui identificată ca o forță specială care are atât efecte directe, cât și indirecte asupra naturii. Impacturile directe includ consumul uman, reproducerea și așezarea speciilor individuale de animale și plante, precum și crearea de biocenoze întregi. Impactul indirect se realizează prin schimbarea habitatului organismelor: climă, regimul râului, condițiile solului etc. Pe măsură ce populația crește și nivelul tehnologic al omenirii crește, proporția factorilor de mediu antropici crește constant.

Factorii de mediu variază în timp și spațiu. Unii factori de mediu sunt considerați a fi relativ constanti pe perioade lungi de timp în evoluția speciilor. De exemplu, gravitația, radiația solară, compoziția sării oceanului. Majoritatea factorilor de mediu – temperatura aerului, umiditatea, viteza aerului – sunt foarte variabili în spațiu și timp.

În conformitate cu aceasta, în funcție de regularitatea expunerii, factorii de mediu sunt împărțiți în (Diapozitivul 2):

· periodic periodic , schimbând puterea impactului din cauza orei din zi, anotimpului anului sau ritmului mareelor ​​în ocean. De exemplu: o scădere a temperaturii în zona climatică temperată de latitudine nordică odată cu debutul iernii etc.

· periodic neregulat , fenomene catastrofale: furtuni, precipitatii, inundatii etc.

· neperiodică, care apar spontan, fără un model clar, o singură dată. De exemplu, apariția unui nou vulcan, incendii, activitatea umană.

Astfel, fiecare organism viu este influențat de natura neînsuflețită, de organisme ale altor specii, inclusiv de oameni, și, la rândul său, afectează fiecare dintre aceste componente.

În ordinea ordinii, factorii sunt împărțiți în primar Şi secundar .

Primar factorii de mediu au existat dintotdeauna pe planetă, chiar înainte de apariția ființelor vii, iar toate viețuitoarele s-au adaptat acestor factori (temperatura, presiunea, mareele, frecvența sezonieră și zilnică).

Secundar factorii de mediu apar și se modifică din cauza variabilității factorilor primari de mediu (turbiditatea apei, umiditatea aerului etc.).

Pe baza efectului lor asupra organismului, toți factorii sunt împărțiți în factori de acţiune directă Şi indirect .

În funcție de gradul de impact, ele sunt împărțite în letale (care duc la moarte), extreme, limitative, tulburătoare, mutagene, teratogene, ducând la deformări în timpul dezvoltării individuale).

Fiecare factor de mediu este caracterizat de anumiți indicatori cantitativi: forță, presiune, frecvență, intensitate etc.

1.2.3. Modele de acțiune a factorilor de mediu asupra organismelor. Factorul limitator. Legea minimului a lui Liebig. Legea lui Shelford a toleranței. Doctrina optimelor ecologice ale speciilor. Interacțiunea factorilor de mediu.

În ciuda varietății factorilor de mediu și a naturii diferite a originii lor, există câteva reguli și modele generale ale impactului lor asupra organismelor vii. Orice factor de mediu poate afecta organismul după cum urmează (Diapozitiv):

· modificarea distribuției geografice a speciilor;

· modificarea fertilităţii şi mortalităţii speciilor;

· provoacă migrație;

· promovează apariția calităților adaptative și adaptărilor la specii.

Acțiunea unui factor este cea mai eficientă la o anumită valoare a factorului care este optimă pentru organism, și nu la valorile sale critice. Să luăm în considerare modelele de acțiune a factorului asupra organismelor. (Diapozitiv).

Dependența rezultatului acțiunii unui factor de mediu de intensitatea acestuia se numește intervalul favorabil de acțiune al factorului de mediu zona optima (activitati normale de viata). Cu cât abaterea acțiunii unui factor de la optim este mai semnificativă, cu atât acest factor inhibă mai mult activitatea vitală a populației. Acest interval se numește zona de opresiune (pessimum) . Valorile maxime și minime transferabile ale unui factor sunt puncte critice dincolo de care existența unui organism sau a unei populații nu mai este posibilă. Se numește raza de acțiune a unui factor între punctele critice zona de toleranta (rezistența) organismului în raport cu acest factor. Punctul de pe axa x care îi corespunde cel mai bun indicator activitatea vitală a organismului, înseamnă valoarea optimă a factorului și se numește punct optim. Deoarece este dificil să se determine punctul optim, de obicei vorbesc despre zona optima sau zona de confort. Astfel, punctele minime, maxime și optime sunt trei puncte cardinale , care determină posibilele reacții ale organismului la un anumit factor. Condițiile de mediu în care orice factor (sau set de factori) depășește zona de confort și are un efect deprimant sunt numite în ecologie extrem .

Modelele considerate sunt numite "regula optima" .

Pentru ca organismele să trăiască, este necesară o anumită combinație de condiții. Dacă toate condițiile de mediu sunt favorabile, cu excepția uneia, atunci această condiție devine decisivă pentru viața organismului în cauză. Limitează (limitează) dezvoltarea organismului, de aceea se numește factor limitator . Că. factor limitator - un factor de mediu a cărui semnificație depășește limitele de supraviețuire ale speciei.

De exemplu, peștii ucide în corpurile de apă în timpul iernii sunt cauzate de lipsa de oxigen, crapii nu trăiesc în ocean (apă sărată), iar migrarea viermilor din sol este cauzată de excesul de umiditate și lipsa de oxigen.

Inițial, s-a constatat că dezvoltarea organismelor vii este limitată de lipsa oricărei componente, de exemplu, săruri minerale, umiditate, lumină etc. La mijlocul secolului al XIX-lea, chimistul organic german Eustace Liebig a fost primul care a demonstrat experimental că creșterea plantelor depinde de elementul nutritiv care este prezent în cantități relativ minime. El a numit acest fenomen legea minimului; se mai numeste si dupa autor legea lui Liebig . (Baril Liebig).

În formularea modernă legea minimului suna asa: Rezistența unui organism este determinată de cea mai slabă verigă din lanțul nevoilor sale de mediu. Cu toate acestea, după cum s-a dovedit mai târziu, nu numai o deficiență, ci și un exces de factor poate limita, de exemplu, pierderea recoltei din cauza ploii, suprasaturarea solului cu îngrășăminte etc. Conceptul că, alături de un minim, un maxim poate fi și un factor limitativ a fost introdus la 70 de ani după Liebig de zoologul american W. Shelford, care a formulat legea tolerantei . Conform Conform legii toleranței, factorul limitator în prosperitatea unei populații (organism) poate fi fie un impact minim sau maxim asupra mediului, iar intervalul dintre ele determină cantitatea de rezistență (limita de toleranță) sau valența ecologică a organismului. la acest factor

Principiul factorilor limitatori este valabil pentru toate tipurile de organisme vii - plante, animale, microorganisme și se aplică atât factorilor abiotici, cât și biotici.

De exemplu, concurența din partea unei alte specii poate deveni un factor limitator pentru dezvoltarea organismelor unei anumite specii. În agricultură, dăunătorii și buruienile devin adesea factorul limitativ, iar pentru unele plante factorul limitativ în dezvoltare este lipsa (sau absența) reprezentanților unei alte specii. De exemplu, un nou tip de smochine a fost adus în California din Marea Mediterană, dar nu a dat roade până când singura specie de albine polenizatoare pentru ea a fost adusă de acolo.

În conformitate cu legea toleranței, orice exces de materie sau energie se dovedește a fi un poluant.

Astfel, excesul de apă chiar și în zonele aride este dăunător și apa poate fi considerată un poluant comun, deși este absolut necesar în cantități optime. În special, excesul de apă previne formarea normală a solului în zona de cernoziom.

Valența ecologică largă a unei specii în raport cu factorii de mediu abiotici este indicată prin adăugarea prefixului „evry” și a „steno” îngust la numele factorului. Se numesc specii a căror existență necesită condiții de mediu strict definite stenobiont , și specii care se adaptează la o situație ecologică cu o gamă largă de modificări ale parametrilor - eurybiont .

De exemplu, animalele care pot tolera fluctuații mari de temperatură sunt numite euritermic, un interval îngust de temperatură este tipic pentru stenotermic organisme. (Diapozitiv). Micile schimbări de temperatură au un efect redus asupra organismelor euritermale și pot fi dezastruoase pentru organismele stenoterme (Fig. 4). eurihidroizi Şi stenohidroid Organismele diferă în răspunsul lor la fluctuațiile de umiditate. eurihalină Şi stenohalină – au reacții diferite la gradul de salinitate al mediului. eurioic organismele sunt capabile să trăiască în locuri diferite, A montat pe perete – prezintă cerințe stricte pentru alegerea habitatului.

În raport cu presiunea, toate organismele sunt împărțite în eurybates Şi stenobat sau stopobates (pește de mare adâncime).

În raport cu oxigenul ei eliberează eurioxibionte (carasul) și stenooxibiont s (grayling).

În raport cu teritoriul (biotopul) – euritopic (pitiga mare) si stenotopică (pârâul pescar).

In legatura cu mancarea - eurifage (corvide) și stenofage , dintre care putem evidenția ihtiofagii (osprey), entomofag (sopar, iute, randunica), herpetofag (Pasarea este secretara).

Valențele ecologice ale unei specii în raport cu diferiți factori pot fi foarte diverse, ceea ce creează o varietate de adaptări în natură. Totalitatea valenţelor de mediu în raport cu diverşi factori de mediu este spectrul ecologic al speciei .

Limita de toleranță a organismului se modifică în timpul trecerii de la o etapă de dezvoltare la alta. Adesea, organismele tinere se dovedesc a fi mai vulnerabile și mai pretențioase față de condițiile de mediu decât indivizii adulți.

Perioada cea mai critică din punctul de vedere al influenței diferiților factori este perioada de reproducere: în această perioadă, mulți factori devin limitativi. Valenta ecologica pentru reproducerea indivizilor, semintelor, embrionii, larvelor, oualor este de obicei mai ingusta decat pentru plantele adulte nereproductive sau animalele din aceeasi specie.

De exemplu, multe animale marine pot tolera apa salmastra sau dulce cu un continut ridicat de cloruri, astfel incat acestea patrund adesea in raurile din amonte. Dar larvele lor nu pot trăi în astfel de ape, așa că specia nu se poate reproduce în râu și nu își stabilește aici un habitat permanent. Multe păsări zboară pentru a-și crește puii în locuri cu un climat mai cald etc.

Până acum am vorbit despre limita de toleranță a unui organism viu în raport cu un singur factor, dar în natură toți factorii de mediu acționează împreună.

Zona optimă și limitele rezistenței organismului în raport cu orice factor de mediu se pot deplasa în funcție de combinația în care alți factori acționează simultan. Acest model se numește interacțiunile factorilor de mediu (constelaţie ).

De exemplu, se știe că căldura este mai ușor de suportat în aer uscat, mai degrabă decât umed; Riscul de îngheț este semnificativ mai mare la temperaturi scăzute cu vânturi puternice decât pe vreme calmă. Pentru creșterea plantelor, în special, un element precum zincul este adesea factorul limitativ. Dar pentru plantele care cresc la umbră, nevoia este mai mică decât pentru cele aflate la soare. Apare așa-numita compensare a factorilor.

Cu toate acestea, compensarea reciprocă are anumite limite și este imposibil să înlocuiți complet unul dintre factori cu altul. Absența completă a apei sau a cel puțin unuia dintre elementele necesare nutriției minerale face imposibilă viața plantelor, în ciuda celor mai favorabile combinații ale altor condiții. Rezultă că toate condițiile de mediu necesare susținerii vieții joacă un rol egal și orice factor poate limita posibilitățile de existență a organismelor – aceasta este legea echivalenței tuturor condițiilor de viață.

Se știe că fiecare factor are efecte diferite asupra diferitelor funcții ale corpului. Condițiile care sunt optime pentru unele procese, de exemplu, pentru creșterea unui organism, se pot dovedi a fi o zonă de opresiune pentru alții, de exemplu, pentru reproducere și depășesc limitele toleranței, adică duc la moarte. , pentru alții. Prin urmare, ciclul de viață, conform căruia un organism îndeplinește în primul rând anumite funcții în anumite perioade - nutriție, creștere, reproducere, așezare - este întotdeauna în concordanță cu schimbările sezoniere ale factorilor de mediu, cum ar fi sezonalitatea în lumea plantelor, cauzată de schimbarea anotimpuri.

Dintre legile care determină interacțiunea unui individ sau individ cu mediul său, evidențiem regula conformarii conditiilor de mediu cu predeterminarea genetica a organismului . Pretinde că o specie de organisme poate exista până când și în măsura în care mediul natural care o înconjoară corespunde capacităților genetice de adaptare a acestei specii la fluctuațiile și schimbările ei. Fiecare specie vie a apărut în mediu specific, într-o măsură sau alta, s-a adaptat la el și existența ulterioară a speciei este posibilă numai în acest mediu sau într-un mediu similar. O schimbare bruscă și rapidă a mediului de viață poate duce la faptul că capacitățile genetice ale unei specii vor fi insuficiente pentru a se adapta la noile condiții. Aceasta, în special, stă la baza uneia dintre ipotezele pentru dispariția reptilelor mari cu o schimbare bruscă a condițiilor abiotice de pe planetă: organismele mari sunt mai puțin variabile decât cele mici, așa că au nevoie de mult mai mult timp pentru a se adapta. În acest sens, transformările radicale ale naturii sunt periculoase pentru astăzi specii existente, inclusiv pentru persoana însăși.

1.2.4. Adaptarea organismelor la condiții de mediu nefavorabile

Factorii de mediu pot acționa ca:

· iritanti și provoacă modificări adaptive ale funcțiilor fiziologice și biochimice;

· limitatoare , provocând imposibilitatea existenței în aceste condiții;

· modificatori , provocând modificări anatomice și morfologice în organism;

· semnale , indicând modificări ale altor factori de mediu.

În procesul de adaptare la condițiile de mediu nefavorabile, organismele au reușit să dezvolte trei modalități principale de a evita pe acestea din urmă.

Calea activă– ajută la întărirea rezistenței, la dezvoltarea proceselor de reglare care permit îndeplinirea tuturor funcțiilor vitale ale organismelor, în ciuda factorilor nefavorabili.

De exemplu, sânge cald la mamifere și păsări.

Mod pasiv asociată cu subordonarea funcţiilor vitale ale organismului faţă de modificările factorilor de mediu. De exemplu, fenomenul viata ascunsa , însoțită de suspendarea activității vitale când rezervorul se usucă, vreme rece etc., până la starea moarte imaginară sau animație suspendată .

De exemplu, semințele de plante uscate, sporii acestora, precum și animalele mici (rotifere, nematode) sunt capabile să reziste la temperaturi sub 200 o C. Exemple de anabioză? Repaus de iarnă a plantelor, hibernarea vertebratelor, conservarea semințelor și sporilor în sol.

Fenomenul în care există repaus fiziologic temporar în dezvoltarea individuală a unor organisme vii, cauzat de factori de mediu nefavorabili, se numește diapauză .

Evitarea efectelor adverse– desfășurarea de către organism a unor astfel de cicluri de viață în care etapele cele mai vulnerabile ale dezvoltării sale sunt finalizate în perioadele cele mai favorabile ale anului din punct de vedere al temperaturii și al altor condiții.

Calea obișnuită pentru astfel de adaptări este migrația.

Adaptările evolutive ale organismelor la condițiile de mediu, exprimate prin modificări ale caracteristicilor lor externe și interne, se numesc adaptare . Există diferite tipuri de adaptări.

Adaptări morfologice. Organismele dezvoltă astfel de caracteristici ale structurii lor externe care contribuie la supraviețuirea și funcționarea cu succes a organismelor în condițiile lor obișnuite.

De exemplu, forma raționalizată a corpului animalelor acvatice, structura suculentelor și adaptările halofitelor.

Tipul morfologic de adaptare a unui animal sau a unei plante, în care au o formă exterioară care reflectă modul în care interacționează cu mediul lor, se numește forma de viață a speciei . În procesul de adaptare la aceleași condiții de mediu, specii diferite pot avea o formă de viață similară.

De exemplu, balenă, delfin, rechin, pinguin.

Adaptări fiziologice se manifestă în particularitățile setului enzimatic din tractul digestiv al animalelor, determinate de compoziția alimentelor.

De exemplu, furnizarea de umiditate prin oxidarea grăsimii la cămile.

Adaptări comportamentale– se manifestă prin crearea de adăposturi, mișcare în vederea selectării celor mai favorabile condiții, sperierea prădătorilor, ascunderea, comportamentul școlar etc.

Adaptările fiecărui organism sunt determinate de predispoziția sa genetică. Regula conformității condițiilor de mediu cu predeterminarea genetică afirmă: atâta timp cât mediul care înconjoară o anumită specie de organisme corespunde capacităților genetice de adaptare a acestei specii la fluctuațiile și schimbările ei, această specie poate exista. O schimbare bruscă și rapidă a condițiilor de mediu poate duce la faptul că viteza reacțiilor adaptative va rămâne în urma schimbării condițiilor de mediu, ceea ce va duce la eliminarea speciei. Cele de mai sus se aplică pe deplin oamenilor.

1.2.5. Principalii factori abiotici.

Să ne amintim încă o dată că factorii abiotici sunt proprietăți de natură neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismele vii. Slide 3 prezintă clasificarea factorilor abiotici.

Temperatură este cel mai important factor climatic. Depinde de ea rata metabolică organismele și lor distributie geografica. Orice organism este capabil să trăiască într-un anumit interval de temperatură. Și deși pentru diferite tipuri de organisme ( euritermic și stenotermic) aceste intervale sunt diferite, pentru majoritatea dintre ele zona de temperaturi optime la care funcțiile vitale sunt îndeplinite cel mai activ și eficient este relativ mică. Intervalul de temperaturi în care poate exista viața este de aproximativ 300 C: de la -200 la +100 C. Dar majoritatea speciilor și cea mai mare parte a activității lor sunt limitate la un interval de temperatură și mai îngust. Unele organisme, în special cele aflate în stadiul de repaus, pot supraviețui cel puțin ceva timp la temperaturi foarte scăzute. Anumite tipuri de microorganisme, în principal bacterii și alge, sunt capabile să trăiască și să se reproducă la temperaturi apropiate de punctul de fierbere. Limita superioară pentru bacteriile termale este de 88 C, pentru algele albastre-verzi - 80 C, iar pentru cei mai rezistenți pești și insecte - aproximativ 50 C. De regulă, valorile limită superioară ale factorului sunt mai critice decât cele inferioare, deși multe organisme aflate în apropierea limitelor superioare ale intervalului de toleranță funcționează mai eficient.

Animalele acvatice tind să aibă o gamă mai restrânsă de toleranță la temperatură decât animalele terestre, deoarece intervalul de temperatură în apă este mai mic decât pe uscat.

Din punct de vedere al impactului asupra organismelor vii, variabilitatea temperaturii este extrem de importantă. Temperaturile cuprinse între 10 și 20 C (cu o medie de 15 C) nu au neapărat același efect asupra corpului ca o temperatură constantă de 15 C. Activitatea vitală a organismelor care în natură sunt de obicei expuse la temperaturi variabile este suprimată complet. sau parțial sau încetinit de influența constantă a temperaturii. Folosind o temperatură variabilă, a fost posibilă accelerarea dezvoltării ouălor de lăcuste cu o medie de 38,6% comparativ cu dezvoltarea lor la o temperatură constantă. Nu este încă clar dacă efectul de accelerare se datorează fluctuațiilor de temperatură în sine sau creșterii sporite cauzate de o creștere pe termen scurt a temperaturii și nu compensate de o încetinire a creșterii atunci când aceasta scade.

Astfel, temperatura este un factor important și foarte adesea limitativ. Ritmurile temperaturii controlează în mare măsură activitatea sezonieră și zilnică a plantelor și animalelor. Temperatura creează adesea zonarea și stratificarea în habitatele acvatice și terestre.

Apă necesar din punct de vedere fiziologic pentru orice protoplasmă. Din punct de vedere ecologic, servește ca factor limitator atât în ​​habitatele terestre, cât și în habitatele acvatice, unde cantitatea sa este supusă unor fluctuații puternice, sau unde salinitatea ridicată contribuie la pierderea apei de către organism prin osmoză. Toate organismele vii, în funcție de nevoia lor de apă și, prin urmare, de diferențele de habitat, sunt împărțite într-o serie de grupuri ecologice: acvatice sau hidrofil- traieste permanent in apa; higrofil- trăiesc în habitate foarte umede; mezofilă- caracterizat printr-o nevoie moderată de apă şi xerofil- trăiesc în habitate uscate.

Precipitare iar umiditatea sunt principalele marimi masurate la studierea acestui factor. Cantitatea de precipitații depinde în principal de traseele și natura mișcărilor mari ale maselor de aer. De exemplu, vânturile care sufla din ocean lasă cea mai mare parte a umezelii pe versanții cu fața spre ocean, rezultând o „umbră de ploaie” în spatele munților, ceea ce contribuie la formarea deșertului. Deplasându-se spre interior, aerul acumulează o anumită cantitate de umiditate, iar cantitatea de precipitații crește din nou. Deșerturile tind să fie situate în spatele lanțurilor muntoase înalte sau de-a lungul liniilor de coastă, unde vânturile bat din zone uscate vaste și nu din ocean, cum ar fi deșertul Nami din Africa de Sud-Vest. Distribuția precipitațiilor de-a lungul anotimpurilor este un factor limitator extrem de important pentru organisme. Condițiile create de precipitațiile uniform distribuite sunt complet diferite de cele create de precipitațiile pe parcursul unui sezon. În acest caz, animalele și plantele trebuie să suporte perioade de secetă prelungită. De regulă, o distribuție neuniformă a precipitațiilor de-a lungul anotimpurilor se găsește la tropice și subtropice, unde anotimpurile umede și uscate sunt adesea bine definite. În zona tropicală, ritmul sezonier al umidității reglează activitatea sezonieră a organismelor, similar cu ritmul sezonier al căldurii și luminii din zona temperată. Roua poate fi o contribuție semnificativă și, în locurile cu precipitații reduse, o contribuție foarte importantă la cantitate totală precipitare.

Umiditate- un parametru care caracterizează conținutul de vapori de apă din aer. Umiditate absolută este cantitatea de vapori de apă pe unitatea de volum de aer. Datorită dependenței cantității de vapori reținute de aer de temperatură și presiune, conceptul umiditatea relativa este raportul dintre vaporii conținuti în aer și vaporii saturați la o temperatură și presiune date. Deoarece în natură există un ritm zilnic al umidității - o creștere pe timp de noapte și o scădere în timpul zilei, precum și fluctuațiile sale pe verticală și pe orizontală, acest factor, împreună cu lumina și temperatura, joacă un rol important în reglarea activității organismelor. Umiditatea modifică efectele temperaturii altitudinii. De exemplu, în condiții de umiditate apropiate de critice, temperatura are un efect limitator mai important. În mod similar, umiditatea joacă un rol mai critic dacă temperatura este aproape de valorile extreme. Corpurile mari de apă înmoaie în mod semnificativ clima pământului, deoarece apa este caracterizată de o căldură latentă mare de vaporizare și topire. Există de fapt două tipuri principale de climă: continental cu extreme de temperatură şi umiditate şi nautic, care se caracterizează prin fluctuații mai puțin ascuțite, ceea ce se explică prin influența moderatoare a corpurilor mari de apă.

Furnizarea cu apă de suprafață disponibilă organismelor vii depinde de cantitatea de precipitații dintr-o zonă dată, dar aceste valori nu coincid întotdeauna. Astfel, folosind surse subterane, de unde apa provine din alte zone, animalele și plantele pot primi mai multă apă decât din primirea ei cu precipitații. În schimb, apa de ploaie devine uneori imediat inaccesibilă organismelor.

Radiația de la Soare reprezintă unde electromagnetice de diferite lungimi. Este absolut necesar pentru natura vie, deoarece este principala sursă externă de energie. Spectrul de distribuție a energiei radiațiilor solare în afara atmosferei terestre (Fig. 6) arată că aproximativ jumătate din energia solară este emisă în regiunea infraroșu, 40% în regiunea vizibilă și 10% în regiunile ultraviolete și cu raze X.

Trebuie avut în vedere faptul că spectrul radiațiilor electromagnetice de la Soare este foarte larg (Fig. 7) și intervalele sale de frecvență afectează materia vie în moduri diferite. Atmosfera Pământului, inclusiv stratul de ozon, în mod selectiv, adică selectiv în intervale de frecvență, absoarbe energia radiațiilor electromagnetice de la Soare și, în principal, radiația cu o lungime de undă de 0,3 până la 3 microni ajunge la suprafața Pământului. Radiația cu lungime de undă mai lungă și mai scurtă este absorbită de atmosferă.

Odată cu creșterea distanței zenitale a Soarelui, conținutul relativ al radiației infraroșii crește (de la 50 la 72%).

Semnele calitative ale luminii sunt importante pentru materia vie - lungimea de undă, intensitatea și durata expunerii.

Se știe că animalele și plantele răspund la modificările lungimii de undă a luminii. Vederea culorilor este comună la diferite grupuri de animale și este neregulată: este bine dezvoltată la unele specii de artropode, pești, păsări și mamifere, dar la alte specii din aceleași grupuri poate fi absentă.

Viteza fotosintezei variază în funcție de modificările lungimii de undă a luminii. De exemplu, când lumina trece prin apă, părțile roșii și albastre ale spectrului sunt filtrate, iar lumina verzuie rezultată este slab absorbită de clorofilă. Cu toate acestea, algele roșii au pigmenți suplimentari (ficoeritrine) care le permit să valorifice această energie și să trăiască la adâncimi mai mari decât algele verzi.

Atât la plantele terestre, cât și la cele acvatice, fotosinteza este legată de intensitatea luminii într-o relație liniară până la un nivel optim de saturație luminoasă, care în multe cazuri este urmată de o scădere a ratei fotosintetice la intensități mari de lumina directă a soarelui. La unele plante, cum ar fi eucalipt, fotosinteza nu este inhibată de lumina directă a soarelui. În acest caz, are loc compensarea factorilor, deoarece plantele individuale și comunitățile întregi se adaptează la diferite intensități luminoase, devenind adaptate la umbră (diatomee, fitoplancton) sau la lumina directă a soarelui.

Durata luminii zilei, sau fotoperioada, este un „comutator de timp” sau declanșator care include o secvență de procese fiziologice care duc la creștere, înflorire la multe plante, năpârlire și acumulare de grăsime, migrare și reproducere la păsări și mamifere și diapauză la insecte. Unele plante superioareînflorește pe măsură ce lungimea zilei crește (plantele sa ai o zi lunga), altele înfloresc când ziua se scurtează (plante de zi scurtă). În multe organisme sensibile la fotoperioade, setarea ceasului biologic poate fi modificată prin modificarea experimentală a fotoperioadei.

Radiații ionizante scoate electronii din atomi și îi atașează de alți atomi pentru a forma perechi de ioni pozitivi și negativi. Sursa sa sunt substanțele radioactive conținute în roci, în plus, provine din spațiu.

Diferite tipuri de organisme vii diferă foarte mult în capacitatea lor de a rezista la doze mari de expunere la radiații. De exemplu, o doză de 2 Sv (argint) provoacă moartea embrionilor unor insecte în stadiul de zdrobire, o doză de 5 Sv duce la sterilitatea unor tipuri de insecte, o doză de 10 Sv este absolut letală pentru mamifere. Cele mai multe studii arată că celulele cu diviziune rapidă sunt cele mai sensibile la radiații.

Efectele dozelor mici de radiații sunt mai dificil de evaluat deoarece pot provoca efecte genetice și somatice pe termen lung. De exemplu, iradierea unui pin cu o doză de 0,01 Sv pe zi timp de 10 ani a provocat o încetinire a ratei de creștere similară cu o singură doză de 0,6 Sv. O creștere a nivelului de radiații în mediu peste nivelul de fond duce la o creștere a frecvenței mutațiilor dăunătoare.

La plantele superioare, sensibilitatea la radiațiile ionizante este direct proporțională cu dimensiunea nucleului celulei, sau mai precis cu volumul de cromozomi sau conținutul de ADN.

La animalele superioare nu a fost găsită o relație atât de simplă între sensibilitate și structura celulară; Pentru ei, sensibilitatea sistemelor individuale de organe este mai importantă. Astfel, mamiferele sunt foarte sensibile chiar și la doze mici de radiații din cauza leziunilor ușoare cauzate de iradierea țesutului hematopoietic care se divide rapid al măduvei osoase. Chiar și niveluri foarte scăzute de radiații ionizante cu acțiune cronică pot provoca creșterea celulelor tumorale în oase și alte țesuturi sensibile, care pot să nu apară decât la mulți ani după expunere.

Compoziția gazelor atmosfera este de asemenea un factor climatic important (Fig. 8). Cu aproximativ 3-3,5 miliarde de ani în urmă, atmosfera conținea azot, amoniac, hidrogen, metan și vapori de apă și nu exista oxigen liber în ea. Compoziția atmosferei a fost determinată în mare măsură de gazele vulcanice. Din cauza lipsei de oxigen, nu exista un ecran de ozon care să blocheze radiațiile ultraviolete de la Soare. De-a lungul timpului, din cauza proceselor abiotice, oxigenul a început să se acumuleze în atmosfera planetei și a început formarea stratului de ozon. Pe la mijlocul Paleozoicului, consumul de oxigen a egalat producția sa în această perioadă, conținutul de O2 din atmosferă era aproape de nivelurile moderne - aproximativ 20%. În plus, de la mijlocul devonianului se observă fluctuații ale conținutului de oxigen. La sfârșitul Paleozoicului, s-a înregistrat o scădere vizibilă a conținutului de oxigen și o creștere a conținutului de dioxid de carbon, până la aproximativ 5% din nivelurile moderne, ceea ce a dus la schimbările climatice și, aparent, a dat naștere abundentelor înfloriri „autotrofe” care au creat rezerve de combustibili fosili de hidrocarburi. Aceasta a fost urmată de o revenire treptată într-o atmosferă săracă în dioxid de carbon și bogată în oxigen, după care raportul O2/CO2 a rămas într-o stare de așa-numită stare de echilibru oscilator.

În prezent, atmosfera Pământului are următoarea compoziție: oxigen ~21%, azot ~78%, dioxid de carbon ~0,03%, gaze inerte și impurități ~0,97%. Interesant este că concentrațiile de oxigen și dioxid de carbon sunt limitative pentru multe plante superioare. La multe plante, este posibilă creșterea eficienței fotosintezei prin creșterea concentrației de dioxid de carbon, dar este puțin cunoscut faptul că scăderea concentrației de oxigen poate duce și la o creștere a fotosintezei. În experimente pe leguminoase și multe alte plante, s-a demonstrat că reducerea conținutului de oxigen din aer la 5% crește intensitatea fotosintezei cu 50%. De asemenea, azotul joacă un rol extrem de important. Acesta este cel mai important element biogen implicat în formarea structurilor proteice ale organismelor. Vântul are un efect limitativ asupra activității și distribuției organismelor.

Vânt Poate chiar schimba aspectul plantelor, mai ales în acele habitate, de exemplu în zonele alpine, unde alți factori au un efect limitativ. S-a demonstrat experimental că în habitatele deschise de munte vântul limitează creșterea plantelor: atunci când a fost construit un zid pentru a proteja plantele de vânt, înălțimea plantelor creștea. Furtunile sunt de mare importanță, deși efectul lor este pur local. Uraganele și vânturile obișnuite pot transporta animale și plante pe distanțe lungi și, prin urmare, pot schimba compoziția comunităților.

Presiunea atmosferică, aparent, nu este un factor limitator direct, dar are legătură directă cu vremea și climă, care au un efect limitativ direct.

Condițiile acvatice creează un habitat unic pentru organisme, care diferă de cele terestre în principal prin densitate și vâscozitate. Densitate apă de aproximativ 800 de ori și viscozitate de aproximativ 55 de ori mai mare decât aerul. Impreuna cu densitate Şi viscozitate cele mai importante proprietăți fizice și chimice ale mediului acvatic sunt: ​​stratificarea temperaturii, adică schimbările de temperatură de-a lungul adâncimii corpului de apă și periodice temperatura se schimba in timp, si de asemenea transparenţă apa, care determină regimul de lumină sub suprafața sa: fotosinteza algelor verzi și violete, a fitoplanctonului și a plantelor superioare depinde de transparență.

Ca și în atmosferă, se joacă un rol important compoziția gazelor mediu acvatic. În habitatele acvatice, cantitatea de oxigen, dioxid de carbon și alte gaze dizolvate în apă și, prin urmare, disponibile organismelor variază foarte mult în timp. În rezervoarele cu un conținut ridicat de materie organică, oxigenul este un factor limitator de o importanță capitală. În ciuda solubilității mai bune a oxigenului în apă în comparație cu azotul, chiar și în cel mai favorabil caz, apa conține mai puțin oxigen decât aerul, aproximativ 1% din volum. Solubilitatea este afectată de temperatura apei și de cantitatea de săruri dizolvate: pe măsură ce temperatura scade, solubilitatea oxigenului crește, iar pe măsură ce salinitatea crește, aceasta scade. Aportul de oxigen în apă este reînnoit datorită difuziei din aer și fotosintezei plantelor acvatice. Oxigenul difuzează în apă foarte lent, difuzia este facilitată de mișcarea vântului și a apei. După cum sa menționat deja, cel mai important factor care asigură producția fotosintetică de oxigen este lumina care pătrunde în coloana de apă. Astfel, conținutul de oxigen al apei variază în funcție de momentul zilei, anotimp și locație.

Conținutul de dioxid de carbon al apei poate varia foarte mult, dar dioxidul de carbon se comportă diferit față de oxigen, iar rolul său ecologic este puțin înțeles. Dioxidul de carbon este foarte solubil în apă, în plus, CO2 intră în apă, format în timpul respirației și descompunerii, precum și din sol sau surse subterane. Spre deosebire de oxigen, dioxidul de carbon reacționează cu apa:

pentru a forma acid carbonic, care reacţionează cu varul pentru a forma carbonaţi CO22- şi bicarbonaţi HCO3-. Acești compuși mențin concentrația ionilor de hidrogen la un nivel apropiat de neutru. O cantitate mică de dioxid de carbon în apă crește intensitatea fotosintezei și stimulează procesele de dezvoltare ale multor organisme. O concentrație mare de dioxid de carbon este un factor limitator pentru animale, deoarece este însoțită de un conținut scăzut de oxigen. De exemplu, dacă conținutul de dioxid de carbon liber din apă este prea mare, mulți pești mor.

Aciditate- concentrația ionilor de hidrogen (pH) este strâns legată de sistemul carbonatic. Valoarea pH-ului se modifică în intervalul 0? pH-ul? 14: la pH=7 mediul este neutru, la pH<7 - кислая, при рН>7 - alcalin. Dacă aciditatea nu se apropie de valori extreme, atunci comunitățile sunt capabile să compenseze modificările acestui factor - toleranța comunității la intervalul de pH este foarte semnificativă. Aciditatea poate servi ca indicator al vitezei metabolismul general comunităților. Apele cu pH scăzut conțin puțini nutrienți, astfel încât productivitatea este extrem de scăzută.

Salinitate- continutul de carbonati, sulfati, cloruri etc. - este un alt factor abiotic semnificativ în corpurile de apă. În apele dulci există puține săruri, dintre care aproximativ 80% sunt carbonați. Conținutul de minerale din oceanele lumii este în medie de 35 g/l. Organismele oceanice deschise sunt în general stenohaline, în timp ce organismele din apă salmară de coastă sunt în general eurihaline. Concentrația de sare din fluidele corporale și țesuturile majorității organismelor marine este izotonică cu concentrația de sare din apa de mare, astfel încât nu există probleme cu osmoreglarea.

Flux nu numai că influențează foarte mult concentrația de gaze și nutrienți, dar acționează direct și ca un factor limitator. Multe plante și animale de râu sunt morfologic și fiziologic special adaptate pentru a-și menține poziția în debit: au limite bine definite de toleranță la factorul de curgere.

Presiunea hidrostaticăîn ocean este de mare importanță. La scufundarea în apă de 10 m, presiunea crește cu 1 atm (105 Pa). În partea cea mai adâncă a oceanului presiunea atinge 1000 atm (108 Pa). Multe animale sunt capabile să tolereze fluctuații bruște de presiune, mai ales dacă nu au aer liber în corpul lor. În caz contrar, se poate dezvolta embolie gazoasă. Presiunile ridicate, caracteristice adâncimii mari, de regulă, inhibă procesele vitale.

Solul este stratul de material care se află deasupra rocilor scoarței terestre. Omul de știință și naturalistul rus Vasily Vasilyevich Dokuchaev a fost primul care a considerat solul în 1870 ca un mediu dinamic, mai degrabă decât inert. El a demonstrat că solul este în continuă schimbare și dezvoltare, iar în zona sa activă au loc procese chimice, fizice și biologice. Solul se formează printr-o interacțiune complexă a climei, plantelor, animalelor și microorganismelor. Academicianul sovietic Vasily Robertovich Williams a dat o altă definiție a solului - este un orizont de suprafață liber de pământ capabil să producă culturi de plante. Creșterea plantelor depinde de conținutul de nutrienți esențiali din sol și de structura acestuia.

Compoziția solului include patru componente structurale principale: bază minerală (de obicei 50-60% din compoziția totală a solului), materie organică (până la 10%), aer (15-25%) și apă (25-30%). .

Scheletul mineral al solului- Aceasta este o componentă anorganică care s-a format din roca-mamă ca urmare a intemperiilor sale.

Peste 50% din compoziția minerală a solului este ocupată de siliciu SiO2, de la 1 până la 25% de alumină Al2O3, de la 1 până la 10% de oxizi de fier Fe2O3, de la 0,1 până la 5% de oxizi de magneziu, potasiu, fosfor și calciu. Elementele minerale care formează substanța scheletului solului variază în mărime: de la bolovani și pietre la boabe de nisip - particule cu un diametru de 0,02-2 mm, nămol - particule cu un diametru de 0,002-0,02 mm și cele mai mici particule de argilă mai puțin de 0,002 mm în diametru. Raportul lor determină structura mecanică a solului . Este de mare importanță pentru agricultură. Argilele și argilele, care conțin cantități aproximativ egale de lut și nisip, sunt de obicei potrivite pentru creșterea plantelor, deoarece conțin suficienti nutrienți și sunt capabile să rețină umiditatea. Solurile nisipoase se scurg mai repede și pierd substanțele nutritive din cauza leșierii, dar sunt mai benefice pentru recoltele timpurii, deoarece suprafața lor se usucă mai repede primăvara decât solurile argiloase, rezultând o încălzire mai bună. Pe măsură ce solul devine mai stâncos, capacitatea sa de a reține apa scade.

materie organică solul este format prin descompunerea organismelor moarte, a părților lor și a excrementelor. Reziduurile organice care nu s-au descompus complet se numesc așternut, iar produsul final de descompunere - o substanță amorfă în care nu mai este posibil să se recunoască materialul original - se numește humus. Datorită proprietăților sale fizice și chimice, humusul îmbunătățește structura și aerarea solului și, de asemenea, crește capacitatea de reținere a apei și a nutrienților.

Concomitent cu procesul de humificare, elementele vitale sunt transferate de la compușii organici la cei anorganici, de exemplu: azot - în ioni de amoniu NH4+, fosfor - în ortofosfathions H2PO4-, sulf - în sulfationi SO42-. Acest proces se numește mineralizare.

Aerul din sol, ca și apa din sol, este situat în porii dintre particulele de sol. Porozitatea crește de la argile la lut și nisipuri. Schimbul liber de gaze are loc între sol și atmosferă, rezultând o compoziție similară a gazelor în ambele medii. De obicei, datorită respirației organismelor care îl locuiesc, aerul din sol conține puțin mai puțin oxigen și mai mult dioxid de carbon decât aerul atmosferic. Oxigenul este necesar pentru rădăcinile plantelor, animalele din sol și organismele care descompun materia organică în componente anorganice. Dacă are loc procesul de aglomerare cu apă, atunci aerul din sol este înlocuit cu apă și condițiile devin anaerobe. Solul devine treptat acid pe măsură ce organismele anaerobe continuă să producă dioxid de carbon. Solul, dacă nu este bogat în baze, poate deveni extrem de acid, iar aceasta, împreună cu epuizarea rezervelor de oxigen, are un efect negativ asupra microorganismelor din sol. Condițiile anaerobe prelungite duc la moartea plantelor.

Particulele de sol rețin o anumită cantitate de apă în jurul lor, ceea ce determină umiditatea solului. O parte din ea, numită apă gravitațională, se poate infiltra liber adânc în sol. Acest lucru duce la leșierea diferitelor minerale din sol, inclusiv azotul. Apa poate fi, de asemenea, reținută în jurul particulelor coloidale individuale sub formă de peliculă subțire, puternică și coeziune. Această apă se numește higroscopică. Este adsorbit pe suprafața particulelor datorită legăturilor de hidrogen. Această apă este cea mai puțin accesibilă rădăcinilor plantelor și este ultima care este reținută în soluri foarte uscate. Cantitatea de apă higroscopică depinde de conținutul de particule coloidale din sol, prin urmare, în solurile argiloase există mult mai mult - aproximativ 15% din masa solului - decât în ​​solurile nisipoase - aproximativ 0,5%. Pe măsură ce straturile de apă se acumulează în jurul particulelor de sol, aceasta începe să umple mai întâi porii îngusti dintre aceste particule, apoi se răspândește în pori din ce în ce mai largi. Apa higroscopică se transformă treptat în apă capilară, care este ținută în jurul particulelor de sol de forțele de tensiune superficială. Apa capilară se poate ridica prin pori și canale înguste de la nivelul apei subterane. Plantele absorb cu ușurință apa capilară, care joacă cel mai mare rol în aprovizionarea lor regulată cu apă. Spre deosebire de umiditatea higroscopică, această apă se evaporă ușor. Solurile cu textură fină, cum ar fi argilele, rețin mai multă apă capilară decât solurile cu textură grosieră, cum ar fi nisipurile.

Apa este necesară pentru toate organismele din sol. Pătrunde în celulele vii prin osmoză.

Apa este, de asemenea, importantă ca solvent pentru nutrienții și gazele absorbite din soluția apoasă de rădăcinile plantelor. Ia parte la distrugerea rocii-mamă de la baza solului și la procesul de formare a solului.

Proprietățile chimice ale solului depind de conținutul de minerale care sunt prezente în el sub formă de ioni dizolvați. Unii ioni sunt otrăvitori pentru plante, alții sunt vitali. Concentrația ionilor de hidrogen în sol (aciditate) pH>7, adică în medie aproape de o valoare neutră. Flora unor astfel de soluri este deosebit de bogată în specii. Solurile calcaroase si saline au pH = 8...9, iar solurile de turba - pana la 4. Pe aceste soluri se dezvolta vegetatie specifica.

Solul găzduiește numeroase specii de organisme vegetale și animale care îi influențează caracteristicile fizico-chimice: bacterii, alge, ciuperci sau protozoare, viermi și artropode. Biomasa lor în diferite soluri este egală (kg/ha): bacterii 1000-7000, ciuperci microscopice - 100-1000, alge 100-300, artropode - 1000, viermi 350-1000.

Procesele de sinteză și biosinteză au loc în sol; reactii chimice transformări ale substanţelor asociate vieţii bacteriilor. În absența unor grupuri specializate de bacterii în sol, rolul lor este jucat de animalele din sol, care transformă reziduurile mari de plante în particule microscopice și pun astfel substanțele organice la dispoziția microorganismelor.

Substantele organice sunt produse de plante folosind saruri minerale, energie solara si apa. Astfel, solul pierde mineralele pe care plantele le-au luat din el. În păduri, unii nutrienți revin în sol prin căderea frunzelor. Plante cultivateÎntr-o perioadă de timp, din sol sunt îndepărtați semnificativ mai mulți nutrienți decât îi sunt returnați. De obicei, pierderile de nutrienți sunt completate prin aplicarea de îngrășăminte minerale, care în general nu pot fi utilizate direct de plante și trebuie transformate de către microorganisme într-o formă accesibilă biologic. În absența unor astfel de microorganisme, solul își pierde fertilitatea.

Principalele procese biochimice au loc în stratul superior al solului cu o grosime de până la 40 cm, deoarece conține cel mai mare număr de microorganisme. Unele bacterii participă la ciclul de transformare a unui singur element, în timp ce altele participă la ciclurile de transformare a multor elemente. Dacă bacteriile mineralizează materia organică - descompun materia organică în compuși anorganici, atunci protozoarele distrug bacteriile în exces. Râmele, larvele de gândaci și acarienii afânează solul și contribuie astfel la aerarea acestuia. În plus, procesează substanțe organice greu de descompus.

Factorii abiotici din habitatul organismelor vii includ, de asemenea factori de relief (topografie) . Influența topografiei este strâns legată de alți factori abiotici, deoarece poate influența puternic clima locală și dezvoltarea solului.

Principalul factor topografic este altitudinea deasupra nivelului mării. Odată cu altitudinea, temperaturile medii scad, diferențele zilnice de temperatură cresc, precipitațiile, viteza vântului și intensitatea radiațiilor cresc, presiunea atmosferică și concentrațiile de gaze scad. Toți acești factori influențează plantele și animalele, determinând zonarea verticală.

Lanțuri muntoase poate servi drept bariere climatice. Munții servesc și ca bariere în calea răspândirii și migrației organismelor și pot juca rolul de factor limitator în procesele de speciație.

Un alt factor topografic este expunerea pantei . În emisfera nordică, versanții orientați spre sud primesc mai multă lumină solară, astfel încât intensitatea luminii și temperatura aici sunt mai mari decât pe fundurile văilor și versanții orientați spre nord. În emisfera sudică se întâmplă situația inversă.

Un factor important de relief este, de asemenea abruptul pantei . Pantele abrupte sunt caracterizate prin drenaj rapid și spălare a solului, astfel încât solul de aici este subțire și mai uscat. Dacă panta depășește 35b, solul și vegetația de obicei nu se formează, dar se creează o șaigă de material liber.

Dintre factorii abiotici, o atenție deosebită merită foc sau foc . În prezent, ecologistii au ajuns la concluzia fără echivoc că focul ar trebui să fie considerat unul dintre factorii abiotici naturali, împreună cu factorii climatici, edafici și alți factori.

Incendiile ca factor de mediu vin de diferite tipuri și lasă în urmă consecințe diferite. Incendiile de coroană sau sălbatice, adică foarte intense și incontrolabile, distrug toată vegetația și toată materia organică din sol, în timp ce consecințele incendiilor de sol sunt complet diferite. Incendiile de coroană au un efect limitativ asupra majorității organismelor - comunitatea biotică trebuie să o ia de la capăt, cu puținul rămas și trebuie să treacă mulți ani înainte ca situl să redevină productiv. Incendiile la sol, dimpotrivă, au un efect selectiv: pentru unele organisme sunt un factor mai limitator, pentru altele - un factor mai puțin limitator și contribuie astfel la dezvoltarea organismelor cu toleranță ridicată la incendii. În plus, focurile mici de pământ completează acțiunea bacteriilor, descompunând plantele moarte și accelerând conversia nutrienților minerali într-o formă potrivită pentru utilizare de către noile generații de plante.

Dacă incendiile la sol apar în mod regulat la fiecare câțiva ani, rămâne puțin lemn mort pe sol, ceea ce reduce probabilitatea incendiilor de coroană. În pădurile care nu au ars de mai bine de 60 de ani, se acumulează atât de mult gunoi combustibil și lemn mort, încât atunci când se aprinde, un foc de coroană este aproape inevitabil.

Plantele au dezvoltat adaptări specializate la foc, la fel cum au făcut-o cu alți factori abiotici. În special, mugurii de cereale și pini sunt ascunși de foc în adâncurile smocuri de frunze sau ace. În habitatele arse periodic, aceste specii de plante beneficiază deoarece focul promovează conservarea lor prin promovarea selectivă a înfloririi lor. Speciile cu frunze late nu au dispozitive de protecție împotriva incendiului este distructiv pentru ele.

Astfel, incendiile mențin stabilitatea doar a unor ecosisteme. Pentru pădurile tropicale de foioase și umede, al căror echilibru s-a format fără influența focului, chiar și un incendiu la sol poate provoca pagube mari, distrugând orizontul superior al solului bogat în humus, ducând la erodarea și scurgerea nutrienților din acesta.

Întrebarea „a arde sau a nu arde” este neobișnuită pentru noi. Efectele arderii pot fi foarte diferite în funcție de timp și intensitate. Prin nepăsare, oamenii provoacă adesea o creștere a frecvenței incendiilor sălbatice, așa că este necesar să luptăm activ pentru siguranța la incendiu în păduri și zone de recreere. În niciun caz o persoană privată nu are dreptul de a provoca intenționat sau accidental un incendiu în natură. Cu toate acestea, este necesar să se știe că utilizarea focului de către oameni special instruiți face parte din managementul adecvat al terenului.

Pentru condițiile abiotice sunt valabile toate legile considerate ale influenței factorilor de mediu asupra organismelor vii. Cunoașterea acestor legi ne permite să răspundem la întrebarea: de ce în diferite regiuni planetele au format ecosisteme diferite? Motivul principal este condițiile abiotice unice ale fiecărei regiuni.

Populațiile sunt concentrate într-o anumită zonă și nu pot fi distribuite peste tot cu aceeași densitate deoarece au o gamă limitată de toleranță la factorii de mediu. În consecință, fiecare combinație de factori abiotici este caracterizată de propriile tipuri de organisme vii. Multe variante de combinații de factori abiotici și specii de organisme vii adaptate acestora determină diversitatea ecosistemelor de pe planetă.

1.2.6. Principalii factori biotici.

Zonele de distribuție și numărul de organisme ale fiecărei specii sunt limitate nu numai de condițiile mediului extern neînsuflețit, ci și de relațiile lor cu organisme ale altor specii. Mediul de viață imediat al unui organism îl constituie mediu biotic , iar factorii acestui mediu se numesc biotic . Reprezentanții fiecărei specii sunt capabili să existe într-un mediu în care conexiunile cu alte organisme le oferă condiții normale de viață.

Se disting următoarele forme de relații biotice. Dacă notăm rezultate pozitive ale relațiilor pentru un organism cu semnul „+”, rezultatele negative cu semnul „-” și absența rezultatelor cu semnul „0”, atunci tipurile de relații găsite în natură între organismele vii pot fi prezentat sub forma unui tabel. 1.

Această clasificare schematică dă idee generală despre diversitatea relaţiilor biotice. Să luăm în considerare trăsăturile caracteristice ale relațiilor de diferite tipuri.

Concurenţă este cel mai cuprinzător tip de relație din natură, în care două populații sau doi indivizi se influențează reciproc în lupta pentru condițiile necesare vieții negativ .

Concurența poate fi intraspecific Şi interspecific . Competiția intraspecifică are loc între indivizi din aceeași specie, competiția interspecifică are loc între indivizi din specii diferite. Interacțiunea competitivă poate viza:

· spațiu de locuit,

· alimente sau nutrienți,

· locuri de adăpost și mulți alți factori vitali.

Avantajele în competiție sunt obținute pe specii în diverse moduri. Având în vedere acces egal la o resursă comună, un tip poate avea un avantaj față de altul datorită:

reproducere mai intensivă

consumând mai multe alimente sau energie solară,

· capacitatea de a se proteja mai bine,

· se adaptează la o gamă mai largă de temperaturi, niveluri de lumină sau concentrații ale anumitor substanțe nocive.

Competiția interspecifică, indiferent de ceea ce stă la baza acesteia, poate duce fie la stabilirea echilibrului între două specii, fie la înlocuirea populației unei specii cu populația alteia, fie la faptul că o specie o va deplasa pe alta în alt loc. sau forțați-l să treacă la utilizarea altor resurse. S-a stabilit că două specii identice din punct de vedere ecologic și nevoi nu pot coexista într-un loc și mai devreme sau mai târziu un concurent îl înlocuiește pe celălalt. Acesta este așa-numitul principiu de excludere sau principiu Gause.

Populațiile unor specii de organisme vii evită sau reduc concurența prin mutarea într-o altă regiune cu condiții acceptabile sau prin trecerea la alimente mai inaccesibile sau mai greu de digerat, sau prin schimbarea orei sau a locului producției de alimente. De exemplu, șoimii se hrănesc ziua, bufnițele noaptea; leii vânează animale mai mari, iar leoparzii vânează pe cele mai mici; Pădurile tropicale se caracterizează prin stratificarea stabilită a animalelor și păsărilor în etaje.

Din principiul lui Gause rezultă că fiecare specie din natură ocupă un anumit loc unic. Este determinată de poziția speciei în spațiu, de funcțiile pe care le îndeplinește în comunitate și de relația sa cu condițiile abiotice de existență. Locul ocupat de o specie sau organism într-un ecosistem se numește nișă ecologică. Figurat vorbind, dacă un habitat este ca adresa organismelor unei anumite specii, atunci o nișă ecologică este o profesie, rolul unui organism în habitatul său.

O specie își ocupă nișa ecologică pentru a îndeplini funcția pe care a cucerit-o de la alte specii în felul ei unic, stăpânindu-și astfel habitatul și modelându-l în același timp. Natura este foarte economică: nici măcar două specii care ocupă aceeași nișă ecologică nu pot exista în mod durabil. În competiție, o specie o va înlocui pe alta.

O nișă ecologică ca loc funcțional al unei specii în sistemul de viață nu poate rămâne goală mult timp - acest lucru este evidențiat de regula umplerii obligatorii a nișelor ecologice: o nișă ecologică goală este întotdeauna umplută în mod natural. O nișă ecologică ca loc funcțional al unei specii într-un ecosistem permite o formă capabilă să dezvolte noi adaptări pentru a umple această nișă, dar uneori acest lucru necesită timp considerabil. Adesea, nișele ecologice goale care unui specialist par goale sunt doar o înșelăciune. Prin urmare, o persoană ar trebui să fie extrem de atentă cu concluziile despre posibilitatea umplerii acestor nișe prin aclimatizare (introducere). Aclimatizare este un ansamblu de măsuri de introducere a unei specii în noi habitate, realizate în scopul îmbogățirii comunităților naturale sau artificiale cu organisme utile omului.

Perioada de glorie a aclimatizării a avut loc în anii douăzeci și patruzeci ai secolului XX. Cu toate acestea, odată cu trecerea timpului, a devenit evident că fie experimentele de aclimatizare a speciilor nu au avut succes, fie, mai rău, au adus rezultate foarte negative - specia a devenit dăunătoare sau a răspândit boli periculoase. De exemplu, odată cu aclimatizarea albinei din Orientul Îndepărtat în partea europeană, au fost introduși acarieni, care au fost agenții cauzatori ai bolii varroatozei, care a ucis un număr mare de colonii de albine. Nu putea fi altfel: specii noi plasate într-un ecosistem străin cu o nișă ecologică efectiv ocupată i-au înlocuit pe cei care făceau deja lucrări similare. Noile specii nu satisfaceau nevoile ecosistemului, uneori nu aveau dușmani și, prin urmare, se puteau reproduce rapid.

Un exemplu clasic în acest sens este introducerea iepurilor în Australia. În 1859, iepurii au fost aduși în Australia din Anglia pentru vânătoare sportivă. Condițiile naturale s-au dovedit a fi favorabile pentru ei, iar prădătorii locali - dingo - nu erau periculoși, deoarece nu alergau suficient de repede. Drept urmare, iepurii s-au înmulțit atât de mult încât au distrus vegetația pășunilor în zone vaste. În unele cazuri, introducerea unui inamic natural al unui dăunător străin în ecosistem a adus succes în lupta împotriva acestuia din urmă, dar nu totul este atât de simplu pe cât pare la prima vedere. Un inamic introdus nu se va concentra neapărat pe exterminarea pradei sale obișnuite. De exemplu, vulpile, introduse în Australia pentru a ucide iepuri, au găsit pradă mai ușoară - marsupiale locale - din abundență, fără a provoca mari probleme victimei vizate.

Relațiile de concurență se observă clar nu numai la nivel interspecific, ci și la nivel intraspecific (populație). Pe măsură ce populația crește, când numărul indivizilor ei se apropie de saturație, intern mecanisme fiziologice reglare: mortalitatea crește, fertilitatea scade, situatii stresante, lupte. Ecologia populației studiază aceste probleme.

Relațiile de concurență sunt unul dintre cele mai importante mecanisme de formare a compoziției speciilor a comunităților, distribuția spațială a speciilor populației și reglarea numărului acestora.

Deoarece structura ecosistemului este dominată de interacțiunile alimentare, cea mai caracteristică formă de interacțiune între speciile din lanțurile trofice este prădare , în care un individ dintr-o specie, numit prădător, se hrănește cu organisme (sau părți ale organismelor) din altă specie, numită pradă, iar prădătorul trăiește separat de pradă. În astfel de cazuri, se spune că cele două specii sunt implicate într-o relație prădător-pradă.

Speciile de pradă au dezvoltat o serie de mecanisme de apărare pentru a evita să devină pradă ușoară pentru prădători: capacitatea de a alerga sau de a zbura rapid, eliberarea de substanțe chimice cu un miros care respinge sau chiar otrăvește prădătorul, deținerea de piele sau coajă groasă, colorație protectoare. sau capacitatea de a schimba culoarea.

Prădătorii au, de asemenea, mai multe moduri de a prăda prada. Carnivorele, spre deosebire de erbivorele, sunt de obicei forțate să-și urmărească și să-și depășească prada (comparați, de exemplu, elefanții erbivori, hipopotamii, vacile cu gheparzi carnivori, pantere etc.). Unii prădători sunt nevoiți să alerge repede, alții își ating scopul vânând în haite, în timp ce alții prind în principal indivizi bolnavi, răniți și inferiori. O altă modalitate de a se asigura cu hrana animalelor este calea pe care a urmat-o omul - inventarea uneltelor de pescuit și domesticirea animalelor.

Spre deosebire de căldură, lumină, umiditate, sol, relieful în sine nu acționează ca un factor direct de mediu. Dar caracterul său determină într-o anumită măsură acțiunea factorilor abiotici și afectează condițiile de viață ale plantelor. În funcție de scară și detaliu, există mai multe forme de relief:

cuplu(munti, zone joase, fisuri si depresiuni):

mezorelief(farfurioare de stepă, depresiuni carstice, râpe, rigole, dune, dealuri)

microrelief(gropi, mici depresiuni, ridicări ale trunchiului de copac, cocoașe).

Fiecare dintre aceste forme joacă un anumit rol în formarea unui complex de factori de mediu pentru plante.

Cuplu

Torsiunea are cea mai semnificativă influență asupra formării grupurilor de plante. Ca exemplu, putem aminti zonarea verticală la munte, unde fiecare 100 m de urcare este însoțită de o scădere a temperaturii cu o medie de 0,5 ° C. Gradientul de temperatură poate fluctua în funcție de caracteristicile munților și de timpul de an. Pentru zona Caucazului este de 0,48 ° C, pentru Alpi - 0,51 ° C, pentru munții din California - 0,75 ° C. Gradientul de temperatură al perioadei de vară este mai mare decât iarna (Tabelul 7.1). Odată cu altitudinea, temperatura medie scade, diferența de temperatură zilnică crește, cantitatea de precipitații, viteza vântului și intensitatea radiației solare crește, iar presiunea scade.

Din acest motiv, în zonele muntoase, pe măsură ce se ridică, se observă o zonalitate verticală în distribuția vegetației, care corespunde unei schimbări a zonelor de-a lungul latitudinii de la ecuator la pol (Fig. 7.1).

Tabelul 7.1 Schimba

gradient de temperatură în funcție de perioada anului

(Conform lui V.S. Gulisashvili, 1956)	Locație de observare
	Valoarea gradientului în grade	iarnă	primăvară	vară	toamnă
medie
Creasta Caucazului
Lanțul muntos Harz
Alpii de Est (pantele nordice)
Muntele Etna
Nord-Vestul Indiei

Munții Stâncoși (America de Nord) Orez.

Un exemplu tipic de zonare verticală a vegetației este cei mai înalți munți Himalaya de pe planetă. Se disting prin diversitatea și bogăția zonelor de plante:

De la poalele munților din Hindustan până la o înălțime de 1000 m, tropice umede se ridică de-a lungul versantului sudic cu ficusi uriași veșnic verzi, numeroși copaci mari, pe care se așează diverse orhidee și ferigi epifite. Trunchiuri de copaci împletite cu viță de vie. Împreună cu creșterea bambusului și a ierburilor gigantice (până la 3 - 4 m înălțime)

A doua centură subtropicală de păduri veșnic verzi se află la o altitudine de 1000-2000 m și este formată din conifere subtropicale, palmieri, mimoze și altele asemenea;

A treia centură este situată la o altitudine de 2000 - 2800 m, este compusă din stejari veșnic verzi, nuc, cedru de Himalaya și altele asemenea;

A patra centură, extinzându-se la o altitudine de 3500 m, este formată din brad Webian, pin silvestru și alte conifere boreale;

A cincea centură este formată din arbuști, dintre care cei mai des întâlniți sunt rododendronii;

A șasea centură este formată din pajiști montane înalte de tip boreal;

Deasupra sunt deșerturi montane reci și zăpadă primordială.

Factorii care determină altitudinea explică schimbarea de la

înălțimea temperaturii, cantitatea de precipitații, presiunea atmosferică. În plus, zonele înalte se caracterizează prin temperaturi scăzute (înghețuri frecvente), vânturi puternice și conținut scăzut de dioxid de carbon. Vegetația este influențată de natura rocilor și de expunerea și abruptul versanților.

Intensitatea radiației solare la munte este mai mare decât la câmpie, datorită unei oarecare rarefări a atmosferei și a transparenței acesteia. Astfel, în munții Pamirului, iluminarea în timpul zilei este de aproximativ 130.000 de lux, adică aproape la fel de mult ca la limita atmosferei pământului. Valoarea constantei solare crește odată cu înălțimea, care este definită ca cantitatea de energie solară care cade pe 1 cm2 de suprafață orizontală pe unitatea de timp (Tabelul 7.2). La limita superioară a atmosferei are o medie de 1,94 cal/(cm2 min.). În plus, la această altitudine, radiațiile ultraviolete, care sunt dăunătoare în doze mari, sunt mult mai intense.

Tabelul 7.2

Intensitatea radiației solare la diferite altitudini deasupra nivelului mării

(După N. N. Kalitin și V. S. Gulisashvili, 1956)

În unele zone, în nopțile senine, mai ales iarna, se observă fenomenul de inversare a temperaturii - aerul de pe versanți și vârfuri este mai cald până la o anumită înălțime decât în ​​văi. Se crede că noaptea, aerul rece coboară din munți, deplasând aerul cald în sus. Distribuția căldurii depinde în mare măsură de expunerea și abruptul versanților (Tabelul 7.3). Pantele blânde, cu aceeași expunere, atât pe vreme senină, cât și pe vreme înnorată, primesc mai multă căldură decât cele abrupte. Adică, cu cât panta este mai abruptă, cu atât primește mai puțină căldură. La latitudinile nordice, versanții sudici cu aceeași abruptă, în orice vreme, primesc mai multă căldură decât cei nordici. Această redistribuire a caracteristicilor climatice asociate reliefului afectează formarea vegetației. Pe versanții sudici, fitocenozele forestiere se formează din specii de arbori xerofiți (pin, stejar), iar pe versanții de expunere nordică - din specii de arbori mezofiți (fag, molid). În plus, același lemn de pe versanții sudici se ridică la o înălțime mai mare decât pe versanții nordici (Tabelul 7.4). Înălțimea marginii pădurii alpine pe versanții cu o anumită expunere este destul de indicativă (Tabelul 7.5). Limita alpină a pădurii și limitele de distribuție a vegetației lemnoase pe versanții sudici, sud-vestici și sud-est se ridică mai sus.

Tabelul 7.3

Dependența regimului termic de expunere și de abrupția pantei

gradient de temperatură în funcție de perioada anului

Loc observatii	abrupta pantă, grad	Cantitatea de căldură pentru sezonul de vegetație din aprilie până în august, (g cal) / 1 cm2
		pe vreme senină	pe vreme înnorată
radiatia totala
suprafata orizontala
versantul sudic
versantul estic
versant vestic
versantul nordic
versantul sudic
versantul estic
versant vestic
versantul nordic

Tabelul 7.4

Limita superioară a distribuției speciilor forestiere în munții Primorsky Krai(43°N latitudine)

(După L. S. Berg și V. S. Gulisashvili, 1956)

Tabelul 7.5

Influența expunerii versanților asupra marginii pădurii alpine

(După V. Z. Gulisashvili, 1956)

expunerea pantei	Altitudinea limitei pădurii alpine din Alpii elvețieni,	Înălțimea maximă de distribuție a molidului, g.
sud-est
Pivdenno-vest
occidental
nord-vest
De nord
nord-est
estic

Regimul hidrologic la munte este destul de diferit. În lanțurile muntoase ale Alpilor și Carpaților. În Caucazul de Vest, umiditatea este prezentă în cantități suficiente. În munții Pamir și Tien Shan, plantele trăiesc în condiții de secetă semnificativă. Condiții deosebite se dezvoltă direct în apropierea masivelor de zăpadă și gheață. În general, condițiile de mare altitudine pentru plante sunt destul de critice, ceea ce le afectează structura, fiziologia și dezvoltarea.

Particularitatea distribuției plantelor în munți se datorează faptului că condițiile ecologice specifice de pe fiecare versant diferă în masivele individuale. Acest lucru se explică prin însăși particularitățile structurii geologice a unui anumit munte, prin procesele de distrugere și creștere excesivă a acestuia. Prin urmare, pe versanți se formează un mozaic semnificativ de condiții de mediu, ceea ce duce ulterior la formarea unor comunități specifice de plante. De exemplu, numai în centura alpină apar condiții de creștere complet diferite (în funcție de factorii de mediu): uscate și mlăștinoase, pante abrupte fără strat de zăpadă și locuri în care zăpada rămâne pe tot parcursul anului, zone protejate de vânt și astfel încât acestea să fie în permanență. suflat (Fig. 7.2).

Plantele alpine se caracterizează prin statură mică. Indiferent de amplasarea lanțurilor muntoase, aici predomină arbuști și arbuști, ierburi perene târâtoare, rozete, ierburi de gazon și rogoz, mușchi și licheni. Dar uneori, de exemplu, în Anzii de Sud și în Africa, în zonele înalte puteți observa plante rozete asemănătoare copacilor cu trunchiuri înalte colonare. O altă trăsătură caracteristică a plantelor de munte este masa mare a părții subterane a plantelor deasupra părții supraterane. Statura mică a plantelor de munte înalt este asociată cu efectele temperaturilor scăzute, vântului puternic și efectele formative ale radiațiilor, deoarece radiațiile cu unde scurte încetinesc procesele de creștere. Importanța predominantă a acestor condiții abiotice este confirmată de experimentele privind transferul de plante destul de înalte de la câmpie la munte. Rezultatele indică faptul că plantele înalte situate la altitudini mari se adaptează la noile condiții după 3-4 ani, se opresc din creștere și devin pipernicite.

Munții Stâncoși (America de Nord) 7.2. Distribuția mozaică a tipurilor de plante și vegetație în centura alpină pe o suprafață mică

Plantele alpine au, de asemenea, o serie de adaptări anatomice pentru protecția împotriva radiațiilor solare și conservarea umidității:

Țesuturi tegumentare îngroșate;

Dezvoltarea îmbunătățită a țesuturilor mecanice;

Reducerea dimensiunii celulei;

Reducerea dimensiunii și creșterea numărului de stomate;

Margini și acoperire ceară.

Ultima adaptare nu este universală - în munți există destul de des plante fără margine sau fără acoperire ceară.

Temperaturile scăzute și iluminarea intensă asigură formarea de antociani în plante, ceea ce creează o gamă de culori în culoarea diferitelor părți ale plantelor. Combinația de culori bogate de flori mari și frunze mici este o trăsătură caracteristică plantelor alpine.

Antocianine - pigmenți din grupa flavonoidelor conținute în seva celulară a plantelor, fructelor, frunzelor plantelor, colorându-le roșu, violet, albastru sau combinații ale acestora.

Principalele procese fiziologice la plantele alpine au loc foarte intens. În primul rând, acesta se referă la schimbul de gaze. La altitudini mari, fotosinteza are loc foarte intens - 50-100 mg de CO2 la 1 g de frunză sunt absorbite în 1:00. La unele plante, saturația luminii nici măcar nu este observată, activitatea fotosintetică crește în mod constant odată cu creșterea iluminării. Influența temperaturilor scăzute în condiții de mare altitudine se manifestă printr-o creștere a concentrației de carbohidrați solubili, acizi organici (de exemplu, acid ascorbic) și substanțe aromatice. De aceea, plantele alpine sunt foarte apreciate în industria alimentară și medicală, în apicultura și ca furaj. O trăsătură caracteristică a plantelor de munte înalt este intensitatea crescută a proceselor redox și creșterea activității enzimatice chiar și la temperaturi scăzute. Majoritatea cercetătorilor notează o creștere a respirației plantelor la altitudine, ceea ce duce la o creștere a energiei eliberate în timpul descompunerii compușilor complecși.

Dezvoltarea sezonieră a plantelor se schimbă semnificativ atunci când urcăm în munți. Cu cât înălțimea este mai mare, cu atât zăpada se topește mai târziu primăvara și încă cade toamna, cu atât sezonul de vegetație este mai scurt. Urcând munții într-o singură zi, puteți observa toate fazele dezvoltării plantelor dintr-o specie: faza de înflorire, înmugurire și deschiderea frunzelor.

Diferite specii de plante răspund diferit la zonarea altitudinală. Unele au o gamă altitudinală largă și cresc în zone diferite, altele au o adaptabilitate ecologică foarte îngustă. De exemplu, afinele (Vaccinium myrtillus) în Carpaţi, iar păstucul (Festuca valesiaca) în Caucaz se ridică la centura alpină. Aceste specii au plasticitate ecologică ridicată.

Lanțurile muntoase acționează adesea ca un fel de barieră climatică și o barieră în calea răspândirii diferitelor specii de plante. Un exemplu tipic este deșertul Atanama din Chile, care a fost format din munți care prindeau nori de ploaie. Apropo, în Chile, pe coasta oceanului, există așa-numitele „păduri de ceață”. Sunt situate pe versanții munților, care prind și norii de ploaie. Condițiile unice sunt create și pentru că Oceanul rece Curentul Humboldt se apropie de țărm. Din cauza diferenței de temperatură, aici se formează constant ceață. Acest lucru creează condiții de mediu specifice pentru creșterea plantelor. Există multe alte exemple similare. În Asia Centrală se află Munții Pamir (Rusia), care se află la umbra celor mai înalți munți de pe Pământ. Dar Himalaya sta în calea mișcării maselor de aer umed în interiorul continentului. În această zonă de influență a căzut ținuturile înalte din Pamir, unde s-a format un deșert de munte înaltă (altitudine medie deasupra nivelului mării 4000 m). Teritoriul său primește foarte puține precipitații - de la 15 la 150 mm pe an. În același timp, există o evaporare intensă, umiditate scăzută și temperatură ridicată a aerului. Datorită acestor trăsături, s-au format grupuri de plante unice în diferite zone din Ținutul Pamir. În partea de sud seamănă cu pajiștile alpine uscate, în partea centrală - săraca stepă Kovylny, în partea de est - un deșert.

Aceștia sunt factori de natură neînsuflețită care afectează direct sau indirect organismul - lumina, temperatura, umiditatea, compoziția chimică a aerului, a apei și a solului etc. (adică, proprietățile mediului, a căror apariție și impact nu afectează depind direct de activitatea organismelor vii).

Aprinde

(radiația solară) este un factor de mediu caracterizat prin intensitatea și calitatea energiei radiante a Soarelui, care este folosită de plantele verzi fotosintetice pentru a crea biomasă vegetală. Lumina solară care ajunge la suprafața Pământului este principala sursă de energie pentru menținerea echilibrului termic al planetei, metabolismul apei al organismelor, crearea și transformarea materiei organice de către elementul autotrof al biosferei, ceea ce face posibilă în cele din urmă formarea unui mediu. capabile să satisfacă nevoile vitale ale organismelor.

Efectul biologic al luminii solare este determinat de compoziția sa spectrală [spectacol] ,

Compoziția spectrală a luminii solare este împărțită în

• raze infraroșii (lungime de undă mai mare de 0,75 microni)
• razele vizibile (0,40-0,75 µm) și
• raze ultraviolete (mai puțin de 0,40 microni)

Diferite părți ale spectrului solar au efecte biologice inegale.

Infraroşu razele sau razele termice transportă cea mai mare parte a energiei termice. Ele reprezintă aproximativ 49% din energia radiantă care este percepută de organismele vii. Radiația termică este bine absorbită de apă, a cărei cantitate în organisme este destul de mare. Acest lucru duce la încălzirea întregului corp, care este de o importanță deosebită pentru animalele cu sânge rece (insecte, reptile etc.). La plante, cea mai importantă funcție a razelor infraroșii este de a efectua transpirația, prin care excesul de căldură este îndepărtat din frunze prin vaporii de apă, precum și de a crea condiții optime pentru intrarea dioxidului de carbon prin stomată.

Spectrul vizibil reprezintă aproximativ 50% din energia radiantă care ajunge pe Pământ. Această energie este necesară plantelor pentru fotosinteză. Cu toate acestea, doar 1% din el este folosit pentru aceasta, restul este reflectat sau disipat sub formă de căldură. Această parte a spectrului a dus la apariția multor adaptări importante în organismele vegetale și animale. La plantele verzi, pe lângă formarea unui complex de pigment care absoarbe lumina, cu ajutorul căruia se realizează procesul de fotosinteză, au apărut culori strălucitoare de flori, care ajută la atragerea polenizatorilor.

Pentru animale, lumina joacă în principal un rol informațional și este implicată în reglarea multor procese fiziologice și biochimice. Deja cele mai simple au organele fotosensibile (ocelul fotosensibil din euglena verde), iar reacția la lumină se exprimă sub formă de fototaxis - mișcare către cea mai mare sau mai puțină iluminare. Începând cu celenterate, aproape toate animalele dezvoltă organe sensibile la lumină cu structuri diferite. Există animale nocturne și crepusculare (bufnițe, lilieci etc.), precum și animale care trăiesc în întuneric constant (greieri alunițe, viermi rotunzi, alunițe etc.).

Partea ultravioletă caracterizat prin cea mai mare energie cuantică și activitate fotochimică ridicată. Cu ajutorul razelor ultraviolete cu o lungime de undă de 0,29-0,40 microni, biosinteza vitaminei D, pigmenților retinieni și a pielii se realizează în corpul animalelor. Aceste raze sunt cel mai bine percepute de organele vizuale ale multor insecte la plante au un efect formativ și contribuie la sinteza unor compuși biologic activi (vitamine, pigmenți).

Razele cu o lungime de undă mai mică de 0,29 microni au un efect dăunător asupra viețuitoarelor. [spectacol] ,

Plantele, a căror activitate de viață este în întregime dependentă de lumină, dezvoltă diverse adaptări morfostructurale și funcționale la regimul de lumină al habitatelor lor. Pe baza cerințelor lor pentru condițiile de iluminare, plantele sunt împărțite în următoarele grupuri de mediu:

1. Plante iubitoare de lumină (heliofite). habitate deschise, crescând cu succes numai în condiții de plină lumină solară.
2. Se caracterizează printr-o intensitate ridicată a fotosintezei. Acestea sunt plante de primăvară timpurie de stepă și semi-deșerturi (ceapă de gâscă, lalele), plante de versanți fără copaci (salvie, mentă, cimbru), cereale, pătlagină, nufăr, salcâm etc. Plante tolerante la umbră
3. caracterizat printr-o amplitudine ecologică largă a factorului de lumină. Ele cresc cel mai bine în condiții de lumină ridicată, dar sunt capabile să se adapteze la diferite niveluri de umbră. Acestea sunt plante lemnoase (mesteacăn, stejar, pin) și erbacee (căpșuni sălbatice, violete, sunătoare etc.). Plante iubitoare de umbră (sciofite)

Nu tolerează iluminarea puternică, cresc doar în zone umbrite (sub coronamentul pădurii) și nu cresc niciodată în zone deschise. În luminiști cu iluminare puternică, creșterea lor încetinește și uneori mor. Astfel de plante includ ierburi de pădure - ferigi, mușchi, măcriș etc. Adaptarea la umbrire este de obicei combinată cu necesitatea unei bune aprovizionări cu apă. [spectacol] .

Frecvență zilnică și sezonieră

Periodicitatea zilnică determină procesele de creștere și dezvoltare a plantelor și animalelor, care depind de durata orelor de lumină.

În zona temperată, proprietatea fotoperiodismului servește ca un factor climatic funcțional care determină ciclul de viață al majorității speciilor. La plante, efectul fotoperiodic se manifestă prin coordonarea perioadei de înflorire și coacere a fructelor cu perioada celei mai active fotosinteze, la animale - în coincidența perioadei de reproducere cu perioada de abundență a hranei, la insecte - în debutul diapauzei și ieșirea din ea.

Fenomenele biologice provocate de fotoperiodism includ și migrațiile sezoniere (zborurile) păsărilor, manifestarea instinctului lor de cuibărit și reproducere, schimbarea blănii la mamifere etc.

În funcție de lungimea necesară a fotoperioadei, plantele sunt împărțite în

• plante de zi lungă, care necesită mai mult de 12 ore de lumină pentru creșterea și dezvoltarea normală (in, ceapă, morcovi, ovăz, găină, droguri, tineri, cartofi, belladona etc.);
• plante de zi scurtă - au nevoie de cel puțin 12 ore de întuneric continuu pentru a înflori (dalii, varză, crizanteme, amarant, tutun, porumb, roșii etc.);
• plante neutre la care dezvoltarea organelor generatoare are loc atât cu zile lungi, cât și cu zile scurte (gălbenele, struguri, phlox, liliac, hrișcă, mazăre, troscot etc.)

Plantele de zi lungă provin în principal de la latitudini nordice, în timp ce plantele de zi scurtă provin din latitudinile sudice. În zona tropicală, unde durata zilei și a nopții variază puțin pe parcursul anului, fotoperioada nu poate servi ca factor de ghidare pentru periodicitatea proceselor biologice. Se înlocuiește cu alternarea anotimpurilor uscate și umede.

Speciile de zi lungă reușesc să producă culturi chiar și în vara nordică scurtă. Formarea unei mase mari de substanțe organice are loc vara în timpul orelor de lumină destul de lungi, care la latitudinea Moscovei poate ajunge la 17 ore, iar la latitudinea Arhangelsk - mai mult de 20 de ore pe zi.

Reducerea duratei zilei toamna provoacă fenomene sezoniere opuse: păsările zboară, unele animale hibernează, altele cresc blană densă și se formează stadii de iernare ale insectelor (în ciuda temperaturii încă favorabile și a abundenței de hrană). În acest caz, o scădere a duratei zilei semnalează organismelor vii debutul iminent al perioadei de iarnă și se pot pregăti în avans.

La animale, în special la artropode, creșterea și dezvoltarea depind și de durata orelor de lumină. De exemplu, albușul de varză și moliile de mesteacăn se dezvoltă în mod normal numai cu ore lungi de lumină, în timp ce viermi de mătase, diverse tipuri de lăcuste, scoop - pe scurt. Fotoperiodismul afectează, de asemenea, momentul declanșării și încheierii sezonului de împerechere la păsări, mamifere și alte animale; privind reproducerea, dezvoltarea embrionară a amfibienilor, reptilelor, păsărilor și mamiferelor;

Schimbările sezoniere și zilnice ale iluminării sunt ceasurile cele mai precise, al căror curs este în mod clar regulat și a rămas practic neschimbat în ultima perioadă de evoluție.

Datorită acestui fapt, a devenit posibilă reglarea artificială a dezvoltării animalelor și plantelor. De exemplu, asigurarea plantelor din sere, sere sau focare cu 12-15 ore de lumină naturală le permite să crească legume și plante ornamentale chiar și iarna și să accelereze creșterea și dezvoltarea răsadurilor. În schimb, umbrirea plantelor vara accelerează apariția florilor sau semințelor la plantele de toamnă cu înflorire târzie.

Prin prelungirea zilei din cauza luminii artificiale în timpul iernii, puteți crește perioada de ouat a găinilor, gâștelor și rațelor și puteți regla reproducerea animalelor purtătoare de blană în fermele de blană. Factorul lumină joacă, de asemenea, un rol imens în alte procese de viață ale animalelor. În primul rând, este o condiție necesară pentru vedere, orientarea lor vizuală în spațiu ca urmare a percepției de către organele de vedere a razelor de lumină directe, împrăștiate sau reflectate de la obiectele din jur. Lumina polarizată, capacitatea de a distinge culorile, de a naviga prin sursele de lumină astronomică, migrațiile de toamnă și primăvară ale păsărilor și abilitățile de navigare ale altor animale sunt foarte informative pentru majoritatea animalelor.

Pe baza fotoperiodismului, plantele și animalele aflate în proces de evoluție au dezvoltat cicluri anuale specifice de perioade de creștere, reproducere și pregătire pentru iarnă, care sunt numite ritmuri anuale sau sezoniere. Aceste ritmuri se manifestă prin modificări ale intensității naturii proceselor biologice și se repetă la intervale anuale. Coincidența perioadelor ciclului de viață cu perioada corespunzătoare a anului este de mare importanță pentru existența speciei. Ritmurile sezoniere oferă plantelor și animalelor cele mai favorabile condiții de creștere și dezvoltare.

Mai mult, procesele fiziologice ale plantelor și animalelor sunt strict dependente de ritmul zilnic, care este exprimat prin anumite ritmuri biologice. În consecință, ritmurile biologice repetă periodic modificări ale intensității și naturii proceselor și fenomenelor biologice. La plante, ritmurile biologice se manifestă în mișcarea zilnică a frunzelor, petalelor, modificări ale fotosintezei, la animale - în fluctuațiile de temperatură, modificările secreției de hormoni, rata diviziunii celulare etc. La om, fluctuațiile zilnice ale ritmului respirator , puls, tensiunea arterială, veghea și somnul etc. Ritmurile biologice sunt reacții fixe ereditar, prin urmare cunoașterea mecanismelor lor este importantă atunci când se organizează munca și odihna omului.

Temperatură

Unul dintre cei mai importanți factori abiotici de care depinde în mare măsură existența, dezvoltarea și distribuția organismelor pe Pământ [spectacol] .

Limita superioară de temperatură a vieții pe Pământ este probabil 50-60°C. La astfel de temperaturi, are loc pierderea activității enzimatice și coagularea proteinelor. Cu toate acestea, intervalul general de temperatură al vieții active de pe planetă este mult mai larg și este limitat la următoarele limite (Tabelul 1)

Tabelul 1. Intervalul de temperatură al vieții active de pe planetă, °C

Dintre organismele care pot exista la temperaturi foarte ridicate se cunosc algele termofile, care pot trai in izvoare termale la 70-80°C. Licheni de solzi, seminte si organe vegetative plante de deșert (saxaul, spin de cămilă, lalele) situate în stratul superior al solului fierbinte.

Există multe specii de animale și plante care pot rezista la temperaturi ridicate sub zero. Copacii și arbuștii din Yakutia nu îngheață la minus 68°C. Pinguinii trăiesc în Antarctica la minus 70°C, iar urșii polari, vulpile arctice și bufnițele polare trăiesc în Arctica. Apele polare cu temperaturi de la 0 la -2°C sunt locuite de o varietate de floră și faună - microalge, nevertebrate, pești, al căror ciclu de viață are loc constant în astfel de condiții de temperatură.

Importanța temperaturii constă în primul rând în influența sa directă asupra vitezei și naturii reacțiilor metabolice din organisme. Deoarece fluctuațiile zilnice și sezoniere ale temperaturii cresc odată cu distanța față de ecuator, plantele și animalele, adaptându-se la ele, prezintă nevoi diferite de căldură.

Metode de adaptare

• Migrația este mutarea în condiții mai favorabile. Balenele, multe specii de păsări, pești, insecte și alte animale migrează în mod regulat pe tot parcursul anului.
• Amorțeala este o stare de imobilitate completă, o scădere bruscă a activității vitale și încetarea alimentației. Se observă la insecte, pești, amfibieni și mamifere atunci când temperatura mediului scade toamna, iarna (hibernare) sau când crește vara în deșerturi (hibernarea de vară).
• Anabioza este o stare de inhibare bruscă a proceselor vieții, când manifestările vizibile ale vieții încetează temporar. Acest fenomen este reversibil. Se observă la microbi, plante și animale inferioare. Semințele unor plante pot rămâne în animație suspendată până la 50 de ani. Microbii în stare de animație suspendată formează spori, protozoarele formează chisturi.

Multe plante și animale, cu o pregătire adecvată, tolerează cu succes temperaturi extrem de scăzute în stare de repaus profund sau animație suspendată. În experimentele de laborator, semințe, polen, spori de plante, nematode, rotifere, chisturi de protozoare și alte organisme, spermatozoizii după deshidratare sau plasarea în soluții de substanțe speciale de protecție - crioprotectoare - tolerează temperaturi apropiate de zero absolut.

În prezent, s-au înregistrat progrese în utilizare practică substanțe cu proprietăți crioprotectoare (glicerină, polietilenoxid, dimetil sulfoxid, zaharoză, manitol etc.) în biologie, agricultură, medicină. Soluțiile crioprotectoare asigură depozitarea pe termen lung a sângelui conservat, a spermei pentru inseminarea artificială a animalelor de fermă și a unor organe și țesuturi pentru transplant; protecția plantelor de înghețurile de iarnă, înghețurile de primăvară timpurie etc. Aceste probleme sunt de competența criobiologiei și criomedicinei și sunt rezolvate de numeroase instituții științifice.

• Termoregulare. În procesul de evoluție, plantele și animalele au dezvoltat diverse mecanisme de termoreglare:

1. în plante
   • fiziologic - acumularea de zahăr în celule, datorită căreia crește concentrația de seva celulară și scade conținutul de apă al celulelor, ceea ce contribuie la rezistența la îngheț a plantelor. De exemplu, la mesteacănul pitic și la ienupăr, ramurile superioare mor la temperaturi excesiv de scăzute, în timp ce cele târâtoare iernează sub zăpadă și nu mor.
   • fizic
     1. transpirația stomatică - îndepărtarea excesului de căldură și prevenirea arsurilor prin îndepărtarea apei (evaporarea) din corpul plantei
     2. morfologic - care vizează prevenirea supraîncălzirii: pubescența densă a frunzelor pentru dispersie razele solare, suprafață lucioasă pentru a le reflecta, reducând suprafața absorbantă a razelor - rularea limei frunzei într-un tub (iarbă cu pene, păstuc), așezarea marginii frunzei pe razele soarelui (eucalipt), reducerea frunzișului (saxaul, cactus); care vizează prevenirea înghețului: forme speciale de creștere - nanism, formarea de forme târâtoare (iernarea sub zăpadă), colorarea închisă (ajută la absorbția mai bună a razelor de căldură și la încălzirea sub zăpadă)
2. la animale
   • cu sânge rece (poikilotermic, ectotermic) [nevertebrate, pești, amfibieni și reptile] - reglarea temperaturii corpului se realizează pasiv prin creșterea muncii musculare, a structurii și culorii tegumentului, găsirea de locuri unde este posibilă absorbția intensă a luminii solare etc. ., etc. .Pentru. nu pot menține regimul de temperatură al proceselor metabolice, iar activitatea lor depinde în principal de căldura venită din exterior, iar temperatura corpului - de valorile temperaturii ambiante și ale echilibrului energetic (raportul dintre absorbția și eliberarea energiei radiante).
   • cu sânge cald (homeotermic, endotermic) [păsări și mamifere] - capabile să mențină o temperatură constantă a corpului indiferent de temperatura mediului. Această proprietate face posibil ca multe specii de animale să trăiască și să se reproducă la temperaturi sub zero (reni, urs polar, pinipede, pinguini). În procesul de evoluție au dezvoltat două mecanisme de termoreglare, cu ajutorul cărora mențin o temperatură constantă a corpului: chimic și fizic. [spectacol] .
     • Mecanismul chimic de termoreglare este asigurat de viteza si intensitatea reactiilor redox si este controlat reflex de sistemul nervos central. Un rol important în creșterea eficienței mecanismului chimic de termoreglare l-au jucat astfel de aromorfoze precum apariția unei inimi cu patru camere și îmbunătățirea sistemului respirator la păsări și mamifere.
     • Mecanismul fizic de termoreglare este asigurat de apariția învelișurilor termoizolante (pene, blană, grăsime subcutanată), glandelor sudoripare, organelor respiratorii, precum și dezvoltarea mecanismelor nervoase de reglare a circulației sanguine.

     Un caz special de homeotermie este heterotermia - niveluri diferite ale temperaturii corpului în funcție de activitatea funcțională a corpului. Heterotermia este caracteristică animalelor care cad în hibernare sau torpor temporar în perioadele nefavorabile ale anului. În același timp, temperatura corporală ridicată a acestora este semnificativ redusă din cauza metabolismului lent (gofi, arici, lilieci, pui iute etc.).

Limite de anduranta valorile mari ale factorului de temperatură sunt diferite atât la organismele poikiloterme, cât și la cele homeoterme.

Speciile euritermice sunt capabile să tolereze fluctuațiile de temperatură pe o gamă largă.

Organismele stenoterme trăiesc în condiții de limite înguste de temperatură, fiind împărțite în specii stenoterme iubitoare de căldură (orhidee, tufiș de ceai, cafea, corali, meduze etc.) și iubitoare de frig (cedru elfin, vegetație preglaciară și de tundră, pești). ale bazinelor polare, animale abisale - zonele de cea mai mare adâncime oceanică etc.).

Pentru fiecare organism sau grup de indivizi există o zonă de temperatură optimă în care activitatea este deosebit de bine exprimată. Deasupra acestei zone se află o zonă de torpore termică temporară și chiar mai sus este o zonă de inactivitate prelungită sau de hibernare de vară, învecinată cu o zonă de temperatură letală ridicată. Când acesta din urmă scade sub optim, există o zonă de toropeală rece, hibernare și temperatură scăzută letală.

Distribuția indivizilor în populație, în funcție de modificările factorului de temperatură pe întreg teritoriul, respectă în general același model. Zona optimă de temperatură corespunde celei mai mari densități a populației, iar pe ambele părți ale acesteia există o scădere a densității până la limita intervalului, unde este cea mai scăzută.

Factorul de temperatură pe o suprafață mare a Pământului este supus unor fluctuații zilnice și sezoniere pronunțate, care, la rândul lor, determină ritmul corespunzător al fenomenelor biologice din natură. În funcție de furnizarea de energie termică în zonele simetrice ale ambelor emisfere ale globului, începând de la ecuator, se disting următoarele zone climatice:

1. zona tropicala. Temperatura medie anuală minimă depășește 16° C, în zilele cele mai răcoroase nu scade sub 0° C. Fluctuațiile de temperatură în timp sunt nesemnificative, amplitudinea nu depășește 5° C. Vegetația este pe tot parcursul anului.
2. Zona subtropicală. Temperatura medie a lunii cele mai reci nu este mai mică de 4° C, iar cea mai caldă este peste 20° C. Temperaturile sub zero sunt rare. Nu există un strat stabil de zăpadă iarna. Sezonul de vegetație durează 9-11 luni.
3. Zona temperata. Sezonul de vegetație de vară și perioada de iarna repaus al plantelor. Partea principală a zonei are strat de zăpadă stabil. Înghețurile sunt tipice primăvara și toamna. Uneori, această zonă este împărțită în două: moderat cald și moderat rece, care sunt caracterizate de patru anotimpuri.
4. Zona rece. Temperatura medie anuală este sub O° C, înghețurile sunt posibile chiar și în timpul unui sezon de vegetație scurt (2-3 luni). Fluctuația anuală de temperatură este foarte mare.

Modelul de distribuție verticală a vegetației, solurilor și faunei în zonele muntoase este, de asemenea, determinat în principal de factorul temperatură. În munții din Caucaz, India și Africa, se pot distinge patru sau cinci centuri de plante, a căror succesiune de jos în sus corespunde secvenței zonelor latitudinale de la ecuator la pol la aceeași altitudine.

Umiditate

Un factor de mediu caracterizat prin conținutul de apă din aer, sol și organismele vii. În natură, există un ritm zilnic de umiditate: crește noaptea și scade ziua. Împreună cu temperatura și lumina, umiditatea joacă un rol important în reglarea activității organismelor vii. Sursa de apă pentru plante și animale este în principal precipitațiile și apele subterane, precum și roua și ceața.

Umiditatea este o condiție necesară pentru existența tuturor organismelor vii de pe Pământ. Viața își are originea în mediul acvatic. Locuitorii pământului sunt încă dependenți de apă. Pentru multe specii de animale și plante, apa continuă să fie un habitat. Importanța apei în procesele vieții este determinată de faptul că este principalul mediu din celulă în care au loc procesele metabolice și este cel mai important produs inițial, intermediar și final al transformărilor biochimice. Importanța apei este determinată și de conținutul ei cantitativ. Organismele vii constau din cel puțin 3/4 apă.

În raport cu apa, plantele superioare se împart în

• hidrofite - plante acvatice (nufăr, vârf de săgeată, linte de rață);
• higrofite - locuitori ai locurilor excesiv de umede (calamus, ceas);
• mezofite - plante cu condiții normale de umiditate (lacramioare, valeriană, lupin);
• xerofite - plante care trăiesc în condiții de deficiență constantă sau sezonieră de umiditate (saxaul, spin de cămilă, efedra) și soiurile lor - suculente (cactusi, euphorbia).

Adaptări la traiul în medii deshidratate și medii cu lipsă periodică de umiditate O caracteristică importantă a principalilor factori climatici (lumină, temperatură, umiditate) este variabilitatea lor naturală pe parcursul ciclului anual și chiar zilnic, precum și în funcție de zonarea geografică. În acest sens, adaptările organismelor vii au, de asemenea, un caracter regulat și sezonier. Adaptarea organismelor la condițiile de mediu poate fi rapidă și reversibilă sau destul de lentă, în funcție de adâncimea expunerii la factor. Ca rezultat al activității lor vitale, organismele sunt capabile să schimbe condițiile de viață abiotice. De exemplu, plantele din nivelul inferior se găsesc în condiții de lumină mai mică; procesele de descompunere a substanțelor organice care au loc în corpurile de apă provoacă adesea deficit de oxigen pentru alte organisme. Din cauza activității organismelor acvatice, a regimurilor de temperatură și a apei, se modifică cantitatea de oxigen, dioxid de carbon, pH-ul mediului, compoziția spectrală a luminii etc. Mediul aerului și compoziția sa de gaz Dezvoltarea mediului aerian de către organisme a început după ce au ajuns pe uscat. Viața în aer a necesitat adaptări specifice și un nivel ridicat de organizare a plantelor și animalelor. Densitatea scăzută și conținutul de apă, conținutul ridicat de oxigen, ușurința de mișcare a maselor de aer, schimbările bruște de temperatură etc. au afectat semnificativ procesul de respirație, schimbul de apă și mișcarea ființelor vii. Marea majoritate a animalelor terestre au dobândit capacitatea de a zbura în timpul evoluției (75% din toate speciile de animale terestre). Multe specii se caracterizează prin ansmocorie - dispersare cu ajutorul curenților de aer (spori, semințe, fructe, chisturi de protozoare, insecte, păianjeni etc.). Unele plante au devenit polenizate prin vânt. Pentru existența cu succes a organismelor, nu numai fizice, ci și proprietăți chimice aer, conținutul său de componente gazoase necesare vieții. Oxigen. Pentru marea majoritate a organismelor vii, oxigenul este vital. Într-un mediu fără oxigen, doar bacteriile anaerobe pot crește. Oxigenul asigură implementarea reacțiilor exoterme, în timpul cărora se eliberează energia necesară vieții organismelor. Este acceptorul final de electroni, care este separat de atomul de hidrogen în procesul de schimb de energie. Într-o stare legată chimic, oxigenul face parte din mulți compuși organici și minerali foarte importanți ai organismelor vii. Rolul său ca agent oxidant în ciclul elementelor individuale ale biosferei este enorm. Singurii producători de oxigen liber de pe Pământ sunt plantele verzi, care îl formează în timpul fotosintezei. O anumită cantitate de oxigen se formează ca urmare a fotolizei vaporilor de apă de către razele ultraviolete din afara stratului de ozon. Absorbția oxigenului de către organismele din mediul extern are loc pe întreaga suprafață a corpului (protozoare, viermi) sau prin organe speciale respiratorii: trahee (insecte), branhii (pești), plămâni (vertebrate). Oxigenul este legat chimic și transportat în întregul corp de pigmenți speciali din sânge: hemoglobina (vertebrate), hemociapina (moluște, crustacee). Organismele care trăiesc în condiții de lipsă constantă de oxigen au dezvoltat adaptări adecvate: creșterea capacității de oxigen a sângelui, mișcări respiratorii mai frecvente și mai profunde, volum pulmonar mare (la locuitorii de pe munte, păsări) sau o scădere a utilizării oxigenului de către țesuturi din cauza o creștere a cantității de mioglobină - un acumulator de oxigen în țesuturi (la locuitorii mediului acvatic). Datorită solubilității ridicate a CO 2 și O 2 în apă, conținutul lor relativ aici este mai mare (de 2-3 ori) decât în ​​aer (Fig. 1). Această circumstanță este foarte importantă pentru hidrobionica, care utilizează fie oxigen dizolvat pentru respirație, fie CO 2 pentru fotosinteză (fototrofe acvatice). dioxid de carbon. Cantitatea normală a acestui gaz în aer este mică - 0,03% (în volum) sau 0,57 mg/l. Ca urmare, chiar și micile fluctuații ale conținutului de CO 2 se reflectă semnificativ în procesul de fotosinteză, care depinde direct de acesta. Principalele surse de CO 2 care intră în atmosferă sunt respirația animalelor și plantelor, procesele de ardere, erupțiile vulcanice, activitatea microorganismelor și ciupercilor din sol, întreprinderile industriale și transportul. Având proprietatea de absorbție în regiunea infraroșu a spectrului, dioxidul de carbon afectează parametrii optici și regimul de temperatură al atmosferei, provocând binecunoscutul „efect de seră”. Un aspect important de mediu este creșterea solubilității oxigenului și dioxidului de carbon în apă pe măsură ce temperatura acesteia scade. De aceea, fauna bazinelor acvatice de latitudini polare și subpolare este foarte abundentă și diversă, în principal datorită concentrației crescute de oxigen în apa rece. Dizolvarea oxigenului în apă, ca orice alt gaz, respectă legea lui Henry: este invers proporțională cu temperatura și se oprește când se atinge punctul de fierbere. În apele calde ale bazinelor tropicale, o concentrație redusă de oxigen dizolvat limitează respirația și, prin urmare, activitatea vitală și numărul de animale acvatice. Recent, a existat o deteriorare vizibilă a regimului de oxigen al multor corpuri de apă, cauzată de o creștere a cantității de poluanți organici, a căror distrugere necesită cantități mari de oxigen. Zonarea distribuției organismelor vii Zonarea geografică (latitudinală). În direcția latitudinală de la nord la sud, pe teritoriul Federației Ruse sunt situate succesiv următoarele zone naturale: tundra, taiga, pădure de foioase, stepă, deșert. Dintre elementele climatice care determină zonalitatea distribuției și distribuției organismelor, rolul principal îl au factorii abiotici - temperatura, umiditatea, condițiile de lumină. Cele mai vizibile modificări zonale se manifestă în natura vegetației - componenta principală a biocenozei. Aceasta, la rândul său, este însoțită de modificări în compoziția animalelor - consumatori și distrugători ai reziduurilor organice din lanțurile trofice. Tundră- o câmpie rece, fără copaci din emisfera nordică. Condițiile sale climatice sunt improprii creșterii plantelor și descompunerii reziduurilor organice (permafrost, temperaturi relativ scăzute chiar și vara, perioade scurte de temperaturi peste zero). Aici s-au format biocenoze unice, mici ca specii (mușchi, licheni). În acest sens, productivitatea biocenozei tundrei este scăzută: 5-15 c/ha de materie organică pe an. Zonă taiga caracterizat prin condiţii pedoclimatice relativ favorabile, în special pentru speciile de conifere. Aici s-au format biocenoze bogate și foarte productive. Formarea anuală a materiei organice este de 15-50 c/ha. Condițiile zonelor temperate au dus la formarea de biocenoze complexe păduri de foioase cu cea mai mare productivitate biologică din Federația Rusă (până la 60 c/ha pe an). Soiurile de păduri de foioase sunt pădurile de stejar, pădurile de fag-arțar, pădurile mixte etc. Astfel de păduri se caracterizează prin tufărișuri bine dezvoltate și tufături erbacee, ceea ce facilitează amplasarea faunei de diverse tipuri și numere. Stepe- o zonă naturală a zonei temperate a emisferelor Pământului, care se caracterizează printr-o aprovizionare insuficientă cu apă, astfel că aici predomină vegetația erbacee, în principal cereale (iarbă cu pene, păstuc etc.). Fauna este diversă și bogată (vulpe, iepure de câmp, hamster, șoareci, multe păsări, în special migratoare). Zona de stepă cuprinde cele mai importante zone de producție de cereale, tehnice, culturi de legumeși creșterea animalelor. Productivitatea biologică a acestei zone naturale este relativ mare (până la 50 c/ha pe an). Deșerturi predomină în Asia Centrală. Datorită precipitațiilor scăzute și temperaturilor ridicate din timpul verii, vegetația ocupă mai puțin de jumătate din teritoriul acestei zone și are adaptări specifice la condițiile uscate. Fauna este diversă, ea caracteristici biologice au fost luate în considerare înainte. Formarea anuală a materiei organice în zona deșertică nu depășește 5 c/ha (Fig. 107). Salinitatea mediului Salinitatea mediului acvatic caracterizată prin conținutul de săruri solubile din acesta. Apa dulce conține 0,5-1,0 g/l, iar apa de mare conține 10-50 g/l de săruri. Salinitatea mediului acvatic este importantă pentru locuitorii acestuia. Exista animale adaptate sa traiasca doar in apa dulce (ciprinide) sau doar in apa de mare (heringi). La unii pești, stadiile individuale ale dezvoltării individuale au loc la diferite salinități ale apei, de exemplu, anghila obișnuită trăiește în corpuri de apă dulce și migrează în Marea Sargasso pentru a depune icre. Astfel de locuitori acvatici necesită o reglare adecvată a echilibrului de sare din organism. Mecanisme de reglare a compoziției ionice a organismelor. Animalele terestre sunt forțate să regleze compoziția de sare a țesuturilor lor lichide pentru a menține mediul intern într-o stare ionică constantă sau aproape constantă neschimbată chimic. Principala modalitate de a menține echilibrul de sare în organismele acvatice și plantele terestre este evitarea habitatelor cu salinitate necorespunzătoare. Asemenea mecanisme trebuie să funcționeze mai ales intens și precis la peștii migratori (somon, somon chum, somon roz, anghilă, sturion), care se deplasează periodic din apa de mare în apă dulce sau invers. Reglarea osmotică are loc cel mai simplu în apă dulce. Se știe că în acestea din urmă concentrația de ioni este mult mai mică decât în ​​țesuturile lichide. Conform legilor osmozei, mediul extern intră în celule de-a lungul unui gradient de concentrație prin membrane semipermeabile și are loc un fel de „diluare” a conținutului intern. Dacă un astfel de proces nu ar fi controlat, corpul s-ar putea umfla și ar muri. Cu toate acestea, organismele de apă dulce au organe care îndepărtează excesul de apă. Conservarea ionilor necesari vieții este facilitată de faptul că urina unor astfel de organisme este destul de diluată (Fig. 2, a). Separarea unei astfel de soluții diluate de fluidele interne necesită probabil munca chimică activă a celulelor sau organelor specializate (rinichi) și consumul acestora a unei proporții semnificative din energia metabolică bazală totală. Dimpotrivă, animalele marine și peștii beau și absorb doar apa de mare, refacend astfel eliberarea constantă a acesteia din organism în mediul extern, care se caracterizează printr-un potențial osmotic ridicat. În acest caz, ionii monovalenți ai apei sărate sunt îndepărtați în mod activ în exterior de branhii, iar ionii divalenți de către rinichi (Fig. 2, b). Celulele cheltuiesc destul de multă energie pompând excesul de apă, astfel încât, pe măsură ce salinitatea crește și apa din organism scade, organismele trec de obicei într-o stare inactivă - anabioza de sare. Acest lucru este tipic pentru speciile care trăiesc în bazine de apă de mare care se usucă periodic, estuare și zone litorale (rotifere, amfipode, flagelate etc.) Salinitatea crustei superioare este determinată de conținutul de ioni de potasiu și sodiu din acesta și, ca și salinitatea mediului acvatic, este importantă pentru locuitorii săi și, în primul rând, pentru plantele care au o adaptare adecvată la acesta. Acest factor nu este întâmplător pentru plante, le însoțește în timpul procesului evolutiv. Așa-numita vegetație salină (solyanka, lemn dulce etc.) se limitează la solurile cu conținut ridicat de potasiu și sodiu. Stratul superior al scoarței terestre este solul. Pe lângă salinitatea solului, se disting și alți indicatori: aciditatea, regimul hidrotermal, aerarea solului etc. Împreună cu relieful, aceste proprietăți ale suprafeței pământului, numite factori de mediu edafici, au un impact ecologic asupra locuitorilor săi. Factori edafici de mediu Proprietăți ale suprafeței pământului care au un impact asupra mediului asupra locuitorilor săi. împrumutat Profilul solului Tipul de sol este determinat de compoziția și culoarea acestuia. A - Solul tundră are o suprafață întunecată, turboasă. B - Solul deșertic este ușor, cu granulație grosieră și sărac în materie organică Pământul de castan (C) și cernoziom (D) sunt soluri de pajiști bogate în humus, tipice stepelor eurasiatice și preriilor nord-americane. Latosolul leșiat roșcat (E) al savanei tropicale are un strat foarte subțire, dar bogat în humus. Solurile podzolice sunt tipice pentru latitudinile nordice, unde există o cantitate mare de precipitații și o evaporare foarte mică. Acestea includ podzolul de pădure brun bogat în organice (F), podzolul gri-brun (H) și podzolul gri-pietros (I), care susține atât copaci de conifere, cât și foioase. Toate sunt relativ acide și, în contrast, podzolul roșu-galben (G) al pădurilor de pin este destul de puternic levigat. În funcție de factorii edafici, se pot distinge o serie de grupuri ecologice de plante. Pe baza reacției la aciditatea soluției solului, se disting: specii acidofile care cresc la un pH sub 6,5 (plante de turbărie, coada-calului, pin, brad, feriga); neutrofile, preferând solul cu reacție neutră (pH 7) (cele mai cultivate plante); basophila - plante care cresc cel mai bine pe un substrat care are o reacție alcalină (pH mai mare de 7) (molid, carpen, tuia) și indiferent – ​​poate crește pe soluri cu valori diferite ale pH-ului. În raport cu compoziția chimică a solului, plantele sunt împărțite în oligotrofic, nesolicitant pentru cantitatea de nutrienți; mezotrofic, care necesită o cantitate moderată de minerale în sol (plante erbacee perene, molid), mezotrofic, necesitând o cantitate mare de elemente de frasin disponibile (stejar, fructe). În legătură cu bateriile individuale speciile care solicită în special un conținut ridicat de azot în sol se numesc nitrofile (urzici, plante de curte); cele care necesită mult calciu - calcifile (fag, zada, iarbă de lemn, vata, măslin); plantele solurilor saline sunt numite halofite (solyanka, sarsazan), unele dintre halofite sunt capabile să secrete săruri în exces în exterior, unde aceste săruri, după uscare, formează pelicule dure sau acumulări cristaline; În raport cu compoziţia mecanică plante de nisip liber - psamofite (saxaul, salcâm de nisip) plante de sâmburi stâncoși, crăpături și depresiuni ale rocilor și alte habitate similare - litofite [petrofite] (ienupăr, stejar) Terenul și natura solului influențează semnificativ mișcarea specifică a animalelor și distribuția speciilor ale căror activități de viață sunt asociate temporar sau permanent cu solul. Natura sistemului radicular (adânc, de suprafață) și stilul de viață al faunei solului depind de regimul hidrotermal al solurilor, de aerarea acestora, de compoziția mecanică și chimică. Compoziția chimică a solului și diversitatea locuitorilor săi afectează fertilitatea acestuia. Cele mai fertile sunt solurile de cernoziom bogate în humus. Ca factor abiotic, relieful influențează distribuția factorilor climatici și, astfel, formarea florei și faunei corespunzătoare. De exemplu, pe versanții sudici ai dealurilor sau munților există întotdeauna o temperatură mai ridicată, o iluminare mai bună și, în consecință, o umiditate mai mică.

Este ușor să trimiți munca ta bună la baza de cunoștințe. Utilizați formularul de mai jos

Studenții, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și munca lor vă vor fi foarte recunoscători.

Postat pe http://www.allbest.ru/

Ministerul Educației și Științei al Federației Ruse

Instituția de învățământ de învățământ profesional superior bugetar de stat federal

„UNIVERSITATEA DE STAT KUBAN”

Departamentul de Geoecologie și Management de Mediu

LUCRARE DE CURS

Relieful ca factor de mediu

Krasnodar 2012

Introducere

1. Zonalitate verticală

2. Ecologia organismelor de munte înalt

3. Influența expunerii și a abruptului pantei asupra organismelor

5. Tipuri de zone altitudinale ale Caucazului de Vest

6. Caracteristicile organismelor din centura alpină și subalpină a părții de nord-vest a Caucazului Mare

Concluzie

Introducere

Abruptul pantei și caracteristicile suprafeței sale pot afecta dezvoltarea sistemelor de rădăcină a plantelor, a acestora structura externă: în condiții de munte, o serie de specii de arbori dobândesc forme de statură mică, târâtoare (așa-numitele pitici). Relieful influențează procesele de formare a solului, iar solurile de pe versanți sunt deosebit de vulnerabile, iar distrugerea vegetației (de exemplu, în timpul exploatării forestiere) și creșterea pășunatului de către animale provoacă distrugerea solului (eroziune).

Scopul principal munca de curs este de a considera relieful ca un factor de mediu. Obiectivele principale ale cursului sunt de a lua în considerare zonalitatea verticală; studiază ecologia organismelor de munte înalt, influența expunerii și abruptul pantei asupra organismelor; luați în considerare rolul elementelor mezorelief și microrelief în viața organismelor, studiați tipurile de zone altitudinale din Caucazul de Vest; caracterizează organismele zonei alpine și subalpine din partea de nord-vest a Caucazului Mare.

Lucrarea constă dintr-o introducere, șase capitole, o concluzie și o listă de referințe, inclusiv 10 titluri, și conține 5 figuri.

1 . Zonalitatea verticală

Relieful nu aparține unor factori de mediu directi precum apa, lumina, căldura, solul. Dar natura reliefului, locația plantei sau a comunității de plante în acesta au o mare influență asupra vieții plantei, deoarece relieful determină adesea o combinație de factori direcți și redistribuie în spațiu acele cantități de căldură, lumină, umiditate. care sunt zonale, adică depind de poziția latitudinală a zonei. Astfel, relieful în viața plantelor acționează ca un factor care acționează indirect.

În funcție de mărimea formelor, se distinge relief de mai multe ordine: macrorelief (munti, câmpii, depresiuni intermontane), mezorelief (dealuri, râpe, creste, doline carstice, „farfurioare”) de stepă și microrelief (mici de vest, nereguli, arbore). -denivelări ale trunchiului). Această împărțire este arbitrară, deoarece nu există limite cantitative exacte între forme. Fiecare dintre ele își joacă rolul în formarea unui complex de factori de mediu pentru plante. Principala unitate structurală a acoperirii biotice în munți este zona altitudinală [Goryshina, 1979, p. 208].

Plantele sunt buni indicatori ai condițiilor de mediu și fac adesea posibilă determinarea potențialului ecologic al unei zone montane într-un sens mai general, întrucât alte componente naturale (parametrii climatici, caracteristicile solului) pot fi studiate doar în zone limitate. Prin urmare, din punct de vedere fizionomic, zonele altitudinale se disting cel mai adesea prin tipul principal de vegetație. O centură de vegetație este considerată o combinație complexă de comunități de plante determinate climatic aparținând unuia sau mai multor tipuri de vegetație într-un anumit nivel altitudinal, interconectate în serii ecologice și dinamice (fitocatene) pe versanți de diferite expuneri.

Severitatea centurilor de vegetație în spațiu și lungimea lor în înălțime sunt adesea determinate motive istorice, dar sunt susținute de condițiile naturale locale moderne. Contrastul vegetației de pe versanți de diferite expuneri este caracteristic munților cu un climat mai uscat. Asimetria se observă atât în ​​raport cu setul de centuri, cât și cu apariția lor altitudinală: în cadrul unui nivel altitudinal există o mare diversitate în acoperire de vegetație.

Lungimea centurii depinde de multe motive, inclusiv latitudinea geografică, rapiditatea schimbărilor verticale ale condițiilor climatice și amplitudinea ecologică a plantelor care formează centura. Limitele curelelor variază uneori foarte mult în înălțime, în special pot fi abateri mari diverse părți centură sau pe pante cu diferite expuneri, unde diferența de poziție a limitei centurii poate ajunge la 100 m sau mai mult. Limitele centurilor pot fi destul de clare, ca, de exemplu, atunci când pădurile cu frunze late sunt înlocuite cu cele de conifere întunecate, dar mai des se observă unele dungi de tranziție. Astfel, la marginea superioară a pădurilor întunecate de conifere din Altai odată cu trecerea la centuri montane înalte, o înlocuire treptată a pădurilor închise cu păduri cu arboreturi rare și specii subalpine în acoperișul de arbuști și iarbă, apoi păduri deschise și spații deschise cu suprafețe. de pajiști subalpine și, în final, grupuri individuale de arbori și arbori unici dintre pajiştile subalpine și desișurile de tufișuri subalpine. Această bandă de tranziție este adesea numită ecotonul limită superioară a pădurii.

Limitele de altitudine ale centurii depind nu numai de înălțimea absolută a terenului și de locația geografică. Particularitățile reliefului, litologia rocilor și morfologia versanților joacă adesea un rol decisiv în formarea structurii vegetației montane. Populația lor de animale este strâns legată de acoperirea vegetativă a zonelor de mare altitudine. În literatura biogeografică modernă, centura altitudinală este considerată ca un fenomen biogeografic complex, determinat de poziția geografică a unei țări muntoase și de înălțimea absolută a zonei [Abdurakhmanov, 2008, p. 306-307].

2 Ecologia organismelor de munte înalt

Macrorelieful influențează distribuția tipurilor de vegetație la scari geografice mari, așa cum este exemplificat de fenomenul de zonare verticală în munți. O creștere a nivelului terenului la fiecare 100 m este însoțită de o scădere a temperaturii aerului cu aproximativ 0,5°C. Umiditatea aerului și insolația se schimbă, de asemenea. La munte se observă o distribuție zonală a climei și vegetației, într-o anumită măsură similară cu distribuția latitudinal-zonală (Figura 1). La picioare domină tipurile de vegetaţie caracteristice unei anumite zone geografice, mai sus sunt înlocuite succesiv cu altele mai rezistente la frig (Figura 2) [Goryshina, 1979, p. 208].

Figura 1 - Corelația dintre zonalitatea verticală și latitudinală pe continentul nord-american [Goryshina, 1979, p. 209]

1-2a - păduri din centura montană inferioară cu tufă de foioase (cu predominanță: 1 - stejar georgian, 2 și 2a - carpen caucazian), 3 - păduri mixte cu tufă veșnic verde. 4-6 - păduri de fag din zona montană mijlocie și superioară (diferite tipuri), 7-10 - fag-hemnoconifere și păduri de conifere întunecate (diferite tipuri), 11 - pajiști montane înalte și vegetație stâncoasă, 12 - margine de calcar

Figura 2 - Schema de zonare verticală a vegetației în Caucaz (Georgia de Vest, regiunea Gagrin-Bzyb) [După Sokhadze, 1964, p. 209]

În munții la altitudini mari, se creează un set foarte unic de condiții ecologice pentru plante, acestea sunt adesea numite „alpine”, indiferent de locația geografică.

Afluxul de radiații solare în munți este crescut parțial din cauza rarefierii atmosferei, dar în principal datorită transparenței sale mai mari. În zonele înalte din Pamir, iluminarea în timpul zilei este de aproximativ 130 de mii de lux, adică doar puțin mai mică decât la limita atmosferei pământului. Radiația ultravioletă aici este mult mai puternică decât pe câmpie: de exemplu, la altitudini de 2500 - 4000 m, intensitatea radiației în regiunea 290-310 nm (la limita luminii vizibile) este de zeci de ori mai mare decât în ​​mare. nivel [Goryshina, 1979, p. 208].

Alte trăsături caracteristice ale condițiilor montane înalte sunt temperaturile scăzute, în special înghețurile precise care afectează plantele din unele zone muntoase în timpul majorității sau chiar întregului sezon de vegetație, vânturile puternice și un sezon de vegetație scurtat semnificativ. La altitudini mari, conținutul de dioxid de carbon din aer este redus. De exemplu, în Pamir la o altitudine de 3800 m, concentrația de CO 2 este de doar 0,012-0,020%.

În ceea ce privește regimul de umiditate în zonele înalte, acesta se dezvoltă diferit în funcție de fondul climatic general al zonei: există zone muntoase cu caracter umedă (Alpii, Caucazul de Vest, Carpații) și zonele înalte în care plantele trăiesc în condiții foarte uscate. (regiuni de „deșerturi reci” din Pamir, Tien Shan și alte lanțuri muntoase asiatice).

Deosebit de deosebite sunt condițiile din centura nival (zăpadă), în imediata apropiere a maselor de zăpadă și gheață, lângă granița zăpezii veșnice, topirea ghețarilor și a câmpurilor de zăpadă.

În general, condițiile alpine reprezintă un exemplu de condiții „extreme” pentru viața plantelor (la limita superioară a distribuției vegetației, această expresie are nu numai un sens ecologic, ci și un sens direct - spațial). Ele se reflectă în toate aspectele vieții plantelor - structură, fiziologie, dezvoltare sezonieră.

Plantele alpine se caracterizează prin creșterea ghemuită. În toate regiunile muntoase înalte ale globului predomină arbuști și arbuști târâtori cu creștere joasă, ierburi perene în formă de pernă și rozetă, ierburi de gazon și rogoz, mușchi și licheni. Cu toate acestea, există și forme mai mari, foarte ciudate, de exemplu, comune în zonele muntoase America de Sud(Anzi) și Africa sunt plante cu rozetă asemănătoare copacilor din genurile Senecio, Espeletia, Lobelia, cu o tulpină înaltă columnară purtând în vârf o rozetă mare de frunze cărnoase, adesea puternic pubescente [Goryshina, 1979, p. 2010].

O trăsătură morfologică caracteristică a multor plante ghemuite de mare altitudine (arbuști, arbuști pitici) este o predominanță semnificativă a masei subterane în comparație cu masa supraterană.

Statura mică a plantelor de munte înalt este aparent asociată atât cu adaptarea la temperaturi scăzute, cât și cu efectul de formare al radiațiilor, bogate în partea de unde scurte a spectrului, care inhibă procesele de creștere. La sfârșitul secolului trecut, experimentele clasice ale botanistului francez Bonnier au arătat că multe plante cu o formă de creștere „normală”, având tulpini lungi de flori, au căpătat o formă de rozetă după ce au fost transplantate în munți.

În structura anatomică a plantelor de munte înalt există o serie de caracteristici care contribuie parțial la protecția împotriva excesului de radiații și sunt parțial legate de particularitățile regimului apei și de unele aspecte ale metabolismului din zonele muntoase: îngroșarea țesuturilor tegumentare, pubescența , dezvoltarea crescută a țesuturilor mecanice care conferă rezistență la vânturile puternice. Cu toate acestea, la munte, plantele cu frunze lipsite de pubescență și un înveliș ceros sunt, de asemenea, destul de frecvente. Pe măsură ce altitudinea zonei crește, de regulă, dimensiunile celulelor scad și densitatea țesuturilor crește, crește numărul de stomi pe unitatea de suprafață a frunzei și dimensiunile acestora scad; cu alte cuvinte, se observă modificări spre xeromorfoză. Ele sunt exprimate în mod deosebit în mod clar în plantele care cresc pe roci. Dimpotrivă, la speciile care trăiesc în apropierea apei de topire sau a altor surse de umiditate, frunzele sunt mai mari, iar trăsăturile xeromorfe sunt mult mai puțin pronunțate.

Temperaturile scazute si lumina puternica favorizeaza formarea unor cantitati mari de antociani, de unde nuantele profunde si bogate ale culorii florii. Combinația de flori mari, viu colorate și frunze mici cu creștere mică (uneori foarte mică) este o trăsătură caracteristică multor plante alpine.

Principalele procese fiziologice la plantele în condiții montane înalte se caracterizează prin intensitate crescută. În primul rând, aceasta se referă la schimbul de gaze. La altitudini mari se notează valori foarte mari ale fotosintezei (la unele specii până la 50-100 mg CO 2 la 1 g de frunză la 1 oră). Adevărat, în zonele muntoase umede (Alpi, Gama Gissar) fotosinteza este destul de moderată. Cu toate acestea, în general, pe măsură ce urcați în munți, există o tendință de creștere a fotosintezei. Se remarcă, de asemenea, când se compară intensitatea fotosintezei diferitelor specii în zone altitudinale [Goryshina, 1979, p. 211-212].

O trăsătură caracteristică a fiziologiei și biochimiei plantelor de munte înalt este creșterea intensității proceselor redox și creșterea activității enzimelor implicate în acestea (catalaza, peroxidază). Optimile de temperatură pentru funcționarea lor sunt mai mici decât cele ale plantelor de câmpie. Multe studii au observat o creștere a respirației plantelor la altitudini mari și, prin urmare, o creștere a energiei eliberate în timpul descompunerii compușilor complecși. Potrivit ideilor moderne, acest lucru se datorează faptului că, în condiții dificile ale unui mediu montan, plantele dezvoltă modalități de creștere a consumului de energie respiratorie în metabolism care nu există pe câmpie. Una dintre ele este utilizarea energiei pentru sinteza substanțelor în timpul procesului de reparare.

Regimul de apă al plantelor de munte înalt din zonele umede este destul de „favorabil”, cu excepția condițiilor aride (în special în deșerturile montane reci), unde sunt influențate de caracteristici de mediu precum disponibilitatea scăzută a umidității solului din cauza temperaturilor scăzute și uneori uscăciunea fizică severă a solului în combinație cu pericolul de transpirație ridicată în condiții de iluminare puternică. Prin urmare, odată cu creșterea altitudinii, se observă adesea schimbări în principalii indicatori ai regimului de apă al plantelor: o scădere a conținutului total de apă al țesuturilor cu o creștere a proporției de apă legată, o creștere a presiunii osmotice și a capacității de reținere a apei. de frunze.

O caracteristică ecologică comună a diferitelor procese fiziologice la plantele de munte înalt este o scădere a optimelor de temperatură, care este clar vizibilă în comparație cu adaptările la temperatură ale plantelor din habitatele de munte joase sau de câmpie.

În general, o comparație a principalilor indicatori fiziologici la speciile de munte și de câmpie (și pentru speciile răspândite - în populațiile corespunzătoare) arată că la altitudini mari activitatea vitală a plantelor este mult mai intensă. Evident, evoluția plantelor de munte înalt a mers în direcția valorificării maxime a tuturor posibilităților sezonului scurt și rece de vegetație.

Dezvoltarea sezonieră a plantelor se schimbă semnificativ atunci când urcăm în munți. Cu cât mergi mai sus, cu atât zăpada se topește mai târziu primăvara și cade mai devreme toamna, cu atât sezonul de creștere este mai scurt, cu atât începe dezvoltarea mai târziu de primăvară și vine toamna mai devreme. Primăvara, urcând în munți, puteți vedea dezvoltarea sezonieră a aceleiași specii în ordine inversă (de exemplu, în zona montană joasă - înflorire, la mijloc - înmugurire, chiar mai sus - începutul sezonul de vegetație și, în sfârșit, tocmai ieșind de sub zăpadă). Dimpotrivă, toamna, la urcarea munților, se poate observa un debut accelerat al fenofazelor de toamnă (colorarea de toamnă a frunzișului, căderea frunzelor, moartea părților supraterane).

Datorită sezonului scurt de vegetație din zonele muntoase, ritmul de dezvoltare sezonieră aici este accelerat semnificativ. Acest lucru este clar vizibil în viteza de trecere a fazelor fenologice la diferite altitudini în Munții Caucaz: de exemplu, faza de înmugurire este redusă cu 5-7 zile cu o creștere de 100 m (la altitudini mai mari această reducere este mai mică), ceea ce este confirmat prin transplanturi experimentale de plante la diferite altitudini.

Diferite tipuri de plante se raportează diferit la zonarea altitudinală. Unele au o gamă altitudinală largă și cresc în zone diferite, dar în același timp aspectul și aspectele de bază ale vieții se schimbă foarte mult. Un exemplu sunt afinele și afinele din Carpați, distribuite de la zona montană joasă până la zona alpină, și păturașul în munții Caucaz. Cu toate acestea, o gamă largă de altitudine nu este întotdeauna asociată cu o mare plasticitate ecologică a plantelor: de exemplu, șofranul lui Korolkov - Crocus korolkovii, găsit în Tien Shan la diferite altitudini în toate zonele altitudinale, crește abia la scurt timp după topirea zăpezii, adică, în aceleași condiții hidrotermale, deși momentul dezvoltării sale și apar în momente diferite, din ianuarie până în iunie. Acesta este un exemplu de amplitudine ecologică foarte îngustă pe un interval altitudinal larg.

Alte specii sunt distribuite în limite limitate de mai multe sau una (uneori destul de îngustă) zone altitudinale și dispar la mutarea în cele învecinate, fiind înlocuite cu specii de înlocuire. Astfel, la munte la diferite altitudini cresc specii similare - muscata de deal - Geranium collinum si muscata roca - G. saxatile, care au si forme altitudinale intraspecifice cu diferente morfologice si biochimice si o amplitudine ecologica restransa. Uneori, o specie depășește o anumită zonă altitudinală, dar în același timp se stabilește în habitate complet diferite [Goryshina, 1979, p. 213-216].

3. Influența expunerii și a abruptului pantei asupra organismelor

Odată cu altitudinea deasupra nivelului mării, condițiile de viață a plantelor din munți sunt în mare măsură determinate de expunerea și abruptul versanților. Se știe că pe versanții orientați spre sud unghiul de incidență al luminii solare este mai aproape de direct decât pe o suprafață orizontală (cu excepția regiunilor ecuatoriale) (Figura 3).

Figura 3 - Diferența în unghiul de incidență a luminii solare pe versanții de expunere sudice și nordică [Goryshina, 1979, p. 217]

Pantele cu expunere nordică primesc raze directe la unghiuri foarte ascuțite (razele „de alunecare”), iar în timpul zilei cu abrupte mare se mulțumesc doar cu radiații împrăștiate. Prin urmare, există diferențe semnificative în încălzirea aerului și a solului, regimul de umiditate (în special, rata de topire a zăpezii și uscare a solului) și alte elemente ale microclimatului. Adesea, la trecerea de la versantul nordic la versantul sudic, condițiile diferă atât de puternic, de parcă distanța ar fi de câteva sute de kilometri spre sud în direcția latitudinală.

Datorită condițiilor inegale de pe versanți de diferite expuneri, compoziția vegetației, aspectul și starea plantelor diferă semnificativ. Se știe că pe versanții sudici linia copacilor se ridică mult mai sus decât pe cele nordice. În general, granițele tuturor zonelor se deplasează în sus, iar în compoziția grupurilor de plante predomină mai multe elemente sudice și iubitoare de căldură.

Caracteristicile morfofiziologice ale plantelor din aceeași specie diferă și ele în funcție de expunere. Astfel, ienupărul Turkestan (Juniperus turkestanica) din zona subalpină a munților Kârgâzstanului are de obicei o formă de spiriduș (la vârsta de 300-500 de ani, lungimea trunchiurilor este de numai 2-3 m), dar aproape de roci cu expunere sudică crește sub formă de copaci înalți și zvelți, deoarece aici este asigurată protecție împotriva uscării și înghețului de iarnă. Studiu comparativ. fagii de pe versanții de expunere nordică și sudică din Alpii italieni au arătat că pe versanții nordici structura frunzelor este în general caracterizată prin caracteristici mai „umbrite”, iar regimul apei este mai higrofil (transpirație mai scăzută, conținut mai mare de apă al frunzelor). ). Totuși, în condiții mai intense de aprovizionare cu apă și temperatură, pot apărea și alte relații: de exemplu, plantele din pajistile de cereale-forb din Caucaz transpira mai mult pe versanții nordici. Influența diferitelor expuneri se reflectă în compoziția vegetației nu numai în cazul elementelor de relief mari; este clar vizibil pe dealuri mici, cote și bolovani [Goryshina, 1979].

Influența abruptului pantei asupra condițiilor de viață ale plantelor se reflectă în principal prin caracteristicile mediului sol, al apei și al condițiilor de temperatură. Scurgerea puternică a apei și spălarea solului de pe pante abrupte creează condiții dificile pentru creșterea plantelor. Avantajul aici este acela al speciilor litofile cu un sistem radicular profund și tenace, care folosește apa cu moderație. Pe pantele cu sol mai moale (de exemplu, pereții abrupți ai râpelor adânci), plantele pionier cu un sistem de rădăcină puțin adânc și ramificat sunt bine stabilite. În țările muntoase cu teren foarte complex se creează o împletire foarte complexă de influențe - factori latitudinali, zonalitatea verticală, diferențele de expunere a pantei, abruptul acestora, gradul de accidentare, precum și caracteristicile condițiilor solului și regimului apei. Prin urmare, imaginea distribuției factorilor de mediu și a vegetației poate fi foarte complicată. Astfel, în bazinele închise, chiar și la altitudini joase, se acumulează aer mai rece decât în ​​zonele de deasupra; în astfel de cazuri, sunt posibile inversări (inversări) de zonare. De exemplu, inversiunile sunt foarte evidente la poalele Tatrelor de Jos din Slovacia, cu o topografie complexă în zona fenomenelor carstice: speciile de munte înalte coboară foarte jos aici de-a lungul cheilor reci și umede și multe specii de câmpie iubitoare de căldură. , dimpotrivă, se ridică de-a lungul crestelor de calcar bine luminate și încălzite mai sus decât zona lor obișnuită de mare altitudine.

În elementele de relief bine protejate se pot crea condiții extrem de favorabile pentru plante, care să conducă la păstrarea unor forme relicve deosebit de iubitoare de căldură. Așa sunt, de exemplu, crăpăturile largi dintre stâncile de deasupra Dunării din estul Serbiei, ferite de vânturi și care experimentează efectul hidratant al râului. Ele păstrează multe forme rare, relicte și endemice.

4. Rolul elementelor de mezorelief și microrelief în viața organismelor

Pentru formele de relief mai mici decât munții - dealuri disecate - modificarea peisajelor și, în special, a acoperirii vegetației cu înălțimea este foarte slab exprimată. În zona pădurii, amestecurile de stejar și frasin din arborele sunt limitate la zonele înalte, iar mai multe elemente nordice se stabilesc pe câmpii joase predispuse la mlaștină. Desigur, ceea ce joacă un rol aici nu este atât poziția deasupra nivelului mării în sine, ci mai degrabă factorii geomorfologici (disecția terenului) și modificarea asociată a solului și a condițiilor hidrologice.

Semnificația principală a elementelor de mezorelief este redistribuirea factorilor de mediu zonali. Combinația diferitelor elemente de mezorelief, uneori foarte complexe, poate modifica factorii zonali climatici și edali dincolo de recunoaștere și poate duce la așezarea unei vegetații cu totul deosebite, cum este cazul, de exemplu, în văile râurilor mari. Potrivit lui A.P. Shennikov, văile râurilor sunt ca drumurile de-a lungul cărora clima a două zone latitudinale învecinate pătrunde una în alta. Și, dimpotrivă, în fiecare zonă există habitate care sunt cel mai libere de influența reliefului, reflectând cel mai pe deplin caracteristicile climatice și ale solului caracteristice unei anumite zone geografice. Astfel de habitate (de obicei nivelate, plate) se numesc de sus sau plakors (niveluri). De obicei, acestea sunt câmpii de bazine hidrografice cu condiții relativ omogene sau secțiunile lor individuale. Influența mezoreliefului asupra combinației factorilor de mediu este deosebit de pronunțată acolo unde anumiți factori sunt aproape de minim. De exemplu, în regiunile sudice cu un climat uscat, topografia afectează în mod semnificativ distribuția umidității pentru plante. Acumularea zăpezii și a apei de topire în elementele negative ale reliefului - râpe și rigole - face posibilă creșterea pădurilor de rigole în stepa fără copaci din sudul părții europene a URSS. Pe câmpia plată a silvostepei din Siberia de Vest, în depresiuni închise de înălțime nesemnificativă, umiditatea solului este atât de semnificativă încât vegetația lemnoasă poate crește acolo sub formă de insule forestiere - „cuioare”. În stepele de iarbă cu pene din Ucraina, depresiuni abia vizibile, dar largi - „păstăi” - colectează apa de topire în primăvară, ceea ce asigură o compoziție mai mezofilă a standului de iarbă de stepă. Dimpotrivă, zonele ușor ridicate ale stepei sunt ocupate de grupuri de plante mai xerofile.

Un exemplu foarte clar al influenței reliefului asupra unui complex de factori de mediu și vegetație este o comparație a versanților râpelor acoperite cu diferite expuneri în partea de sud a zonei de silvostepă. În regiunile mai estice ale zonei silvostepei, vegetația poate determina aproape cu exactitate expunerea versantului: cele nordice și nord-vestice sunt ocupate de păduri, cele sudice și sud-estice sunt fără copaci, stepă.

Exemple pot fi date și din regiunile mai nordice: în regiunea Moscovei, când versanții nisipiși sunt acoperiți cu vegetație, arborele de molid și pin, multe ierburi de pădure și mușchi preferă să se așeze pe versantul nordic, pe care, ca urmare, o compoziție mai bogată a speciilor. se formează.

În regiunile nordice, unde este puțină căldură, influența mezoreliefului este și ea foarte mare. Aici, elementele ridicate ale reliefului (în special versanții abrupți ai văilor râurilor) sunt mai drenate și mai calde, în special versanții cu expunere sudică. În zonele cu roci de permafrost („permafrost”) pe astfel de elemente de relief, solul se dezgheță la o adâncime mai mare. În tundra, pe versanții expunerii sudice, se dezvoltă mai multe grupuri de arbuști iubitoare de căldură (Figura 4). Fragmente de vegetație mai sudice pătrund de-a lungul versanților spre nord (de exemplu, zone cu flori colorate ale pajiștilor - pajiști de tundră).

Specii predominante: 1 - rozmarin sălbatic, 2 - mesteacăn pitic, 3 - salcie pitică, 4 - ierburi de luncă, 5 - rogoz, 6 - licheni. Soluri: 7 - argiloase, 8 - nisipoase, 9 - turba

Figura 4 - Influența reliefului asupra distribuției vegetației în tundra. Creasta renilor în tundra Bolshezemelskaya [după Andreev, 1932, p. 222]

Pe lângă diferența de compoziție a speciilor, pe versanții cu diferite expuneri există o rată inegală de dezvoltare fenologică, care este vizibilă mai ales în fenomenele de primăvară - dezghețarea solului, creșterea lăstarilor, dezvoltarea mugurilor și înflorirea. În elementele de relief negative, dezvoltarea fenologică a plantelor poate fi întârziată din cauza conservării pe termen lung a zăpezii. Modelele de influență a versanților diferitelor expuneri asupra stratului de vegetație sunt bine reflectate în „regula preliminară” formulată de V.V. Alekhin: „Specia de suprafață sau vegetația de munte este precedată în sud sau nord în condiții de habitat adecvate”, cu alte cuvinte. , vegetația versanților sudici pe unele sau pe teritoriu conține elemente din zonele montane mai sudice, iar vegetația versanților nordici conține elemente din zonele montane mai nordice. Această regulă este aplicabilă pentru multe regiuni de silvostepă și stepă sudice, unde solurile sunt bine drenate, dar în alte zone este încălcată de fenomene precum aglomerarea (în nord) sau salinizarea (în sud).

Microrelieful poate fi asociat atât cu denivelările suprafeței solului, cât și cu caracteristicile de creștere ale plantelor înseși (formarea de țâșni de către ierburi și rogoz cu gazon mare, cote aproape de trunchi în pădure). Unele forme de microrelief sunt de origine zoogenă (descărcări de pământ - dealuri, marmote).

Microrelieful contribuie la manifestarea diferențelor în habitatul plantelor, nesemnificative ca întindere spațială, dar destul de clar exprimate în natura acțiunii factorilor de mediu. Prin urmare, microstructura acoperirii de vegetație depinde adesea de microrelief - alternarea speciilor cu caracteristici ecologice diferite într-un spațiu restrâns. Exemple - complex creastă-hollow în mlaștini (o combinație de elemente mai xerofile și extrem de higrofile); vegetație mozaică de luncă hummocky; semi-deșert complex în regiunea Caspică, în funcție de mici diferențe de microrelief - o combinație de mici petice de soluri de cernoziom, solonetze și soluri argiloase cu diferite specii de compoziție a acoperirii vegetale.

Influența microreliefului este vizibilă mai ales în condiții extreme de existență: de exemplu, în Siberia de Est pe permafrost, dezghețarea hummocks este mai rapidă decât în ​​depresiuni; Drept urmare, în pădurile rare de pin și zada, diferența de timp al începutului sezonului de creștere și înflorirea rozmarinului sălbatic la o distanță de câțiva metri poate ajunge la o semilună (care corespunde la câteva sute de kilometri latitudine).

5. Tipuri de zone altitudinale ale Caucazului de Vest

Caucazul este o țară muntoasă, sistemele montane determină specificul său geografic și determină diversitatea excepțională a caracteristicilor naturale. Asociată cu terenul muntos este zonarea altitudinală a peisajelor din Caucaz, al căror „spectru” este foarte larg aici - de la peisajele subtropicale din zonele joase ale Transcaucaziei până la zăpada veșnică și gheața din munți. În munții mai nordici și mai de jos nu există schimbări atât de mari ale condițiilor naturale pe verticală: nu există zone de peisaj subtropical și de munte înalte caracteristice Caucazului.

Caucazul este un sistem complex de lanțuri muntoase înalte de pliuri alpine, zone înalte, platouri și zone joase tectonice. Caucazul Mare, care se întinde de la nord-vest la sud-est pe 1100 km, este caracterizat de munți înalți, un tip de relief alpin și există ghețari mari de până la 12 km lungime sau mai mult.

Caucazul este un nod peisaj, intersecția a două zone naturale - temperat și subtropical. Pe teritoriul său există patru tipuri principale de zone altitudinale: zonă temperată de stepă, zonă temperată semi-deșertică, mediteraneană semi-deșertică și pădure umedă mediteraneană. Structura zonelor altitudinale este în multe cazuri completă - de la peisajele zonale de câmpie până la centura alpină cu zăpadă veșnică.

Caucazul de Vest este partea din Caucazul Mare la vest de Elbrus. Înălțimile Caucazului de Vest nu depășesc 4000 m (Dombay-Ulgen - 4046 m). Conform naturii reliefului și structurii geologice, Caucazul de Vest este împărțit în două secțiuni: nord-vest, care se întinde de la începutul Caucazului Mare (satul Gostagaevskaya) până la orașul Fisht și vestul însuși - din orașul Fisht până în orașul Elbrus. Ele sunt separate de falia meridională Pshekhsko-Adler. [Efremov, 1988, p. 45]

Acoperirea de vegetație a părții de nord-vest a Caucazului Mare se distinge prin complexitatea și originalitatea sa, care este asociată cu diversitatea condițiilor fizice și geografice: influența reliefului, apropierea Mării Negre, diferența de climă și tipuri de sol. , și coordonatele latitudine-longitudine. Flora și acoperirea vegetației au trecut printr-o lungă cale evolutivă de formare și decădere a diferitelor tipuri de complexe floristice. Acoperirea vegetației reflectă istoria formării Caucazului ca țară muntoasă și fluctuațiile erei glaciare.

În nord-vestul Caucazului Mare, zonalitatea latitudinală și zonarea verticală sunt clar vizibile. Într-o zonă atât de mică, puteți face cunoștință cu stepele Kuban, care sunt încă conservate, deși în cantități mici, în regiunea Uspensky de pe pintenii Munții Stavropol și pe Peninsula Taman, cu ecosisteme unice de câmpie inundabilă.

Nu există un consens asupra numărului de centuri și a criteriilor de delimitare a acestora în regiune. Astfel, E.V Schiffers în 1953 a identificat șase centuri în Caucazul de Nord-Vest: nival - peste 3200 m deasupra nivelului mării; subnival - de la 2800 m la 3200 m; alpin - 2200-3300 m deasupra nivelului mării; subalpină - 1800-2200 m; pădure - de la 100-300 m la 1800-2000 m; silvostepă - 100-300 m A.A. Kolakovsky (1961) are în vedere șapte centuri pe macropanta sudică: centură de vegetație de coastă - 100-300 m. pădure subtropicală - 300-600 m; păduri de fag - 600-1200 m; fag-brad - până la 1800-1900 m; centura de păduri de mesteacăn și ierburi înalte ocupă o limită de altitudine de 100-150 m; centură de pajiști și arbuști de iarbă mijlocie subalpine sau hemicriofile - de la 1900-2000 m până la 2300 m; centură de pajiști alpine (eucriofile) cu iarbă scurtă - până la 2600-2700 m

În Caucazul de Vest se pot distinge mai multe tipuri de zonare (Figura 5). În primul rând, acesta este tipul de zonare Kuban din Caucazia de Nord. Se exprimă pe macropanta nordică.

1 - silvostepă; 2 - păduri de stejar; 3 - păduri de fag; 4 - păduri de fag-brad; 6 - păduri de stejar; 7 - centură de vegetație litorală; 8 - păduri subtropicale Colchis; 9 - păduri de pini; 10 - pădure strâmbă subalpină; 11 - pajişti subalpine; 12 - pajiști alpine; 13 - centură de stepe montane.

Figura 5 - Tipuri de zonalitate verticală în partea de nord-vest a Caucazului Mare [Litvinskaya, 2001, p. 10]

Prima zonă este silvostepa inferioară - până la 500-600 m deasupra nivelului mării. Clima este temperată continentală, precipitațiile medii anuale sunt de 660 mm. Are două dungi:

a) păduri de stejar pedunculat cu un amestec semnificativ de frasin, aspen, tatarian și artar de câmp în teren plat în combinație cu stepe adevărate și arbustive pe cernoziomuri îmbinate și soluri de pădure de munte gri închis;

b) o fâșie de păduri de stejar pedunculat cu o participare semnificativă a carpenului comun și a stejarului la poalele dealurilor la altitudini de 300-600 m deasupra nivelului mării pe soluri de pădure de munte de culoare gri deschis.

Centura forestieră mijlocie de păduri stâncoase de stejar în complex cu comunități de carpen, carpen-fag. Ocupă altitudini de la 600 la 800 m deasupra nivelului mării, unde pădurea brună de munte și solurile podzolizate de pădure brună de munte sunt comune. Clima este temperată continentală. Precipitațiile sunt de 880-1000 mm pe an, temperatura medie anuală este de 7-8°C.

Centura forestieră superioară a pădurilor de fag, fag-brad și brad variază de la 800 m până la 1500-1600 m deasupra nivelului mării. Clima este temperată continentală, precipitațiile medii anuale sunt de 800-1000 mm, temperatura medie anuală este de la 5-7 ° C la 8-9 ° C, trei benzi se disting în această zonă:

a) o fâșie de păduri de fag de la 800 la 1200 m deasupra nivelului mării pe soluri brune de pădure montană;

b) o fâșie de păduri de fag-brad de la 1100 m până la 1400 m deasupra nivelului mării. pe soluri podzolizate de pădure brună de munte;

c) o fâșie de păduri de brad de la 1400 m până la 1800 m deasupra nivelului mării pe soluri podzolizate de pădure brună de munte.

Centura de vegetație alpină se caracterizează prin alternarea pădurilor strâmbe subalpine, desișuri de rododendron caucazian, ierburi înalte, pajiști subalpine și alpine. Ocupă o altitudine cuprinsă între 1700 și 2700 m deasupra nivelului mării. Clima este rece și umedă, precipitațiile medii anuale sunt de 1000-1200 mm. Cureaua include trei dungi:

a) o fâșie de păduri subalpine de fag și brad la altitudinea de 1700-1800 m, desișuri de rododendron caucazian pe sol turboasă și ierburi înalte;

b) o fâșie de pajiști subalpine de la 1500 la 2300 m deasupra nivelului mării pe soluri de luncă de munte în combinație cu vegetație de stâncă și sâmburi; pe alocuri comunitățile subalpine se combină cu cele alpine;

c) o fâșie de pajiști alpine de la 2300 până la 2600 m deasupra nivelului mării în combinație cu covoare alpine (până la altitudinea de 2400 m) din clopotul lui Bieberstein (Campanula biebersteiniana L.), mantale (Alchemnlla xanthochlуra L.), untul lui Helen ( Ranunculus helenae Albov), pajiști alpine de rogoz și cobresia, mlaștini cu iarbă (2300-2350 m), vegetație de stâncă și stor.

Pe macropanta de sud din partea de sud-est, unde Gama Caucazului Principal are înălțimi maxime în regiune, se distinge tipul de zonare Colchis. Nu se găsește nicăieri în Rusia. Tipul Colchis începe lângă coasta Mării Negre cu o centură inferioară de vegetație litorală și arbuști xerofiți. Se exprimă până la o altitudine de 100 m deasupra nivelului mării și este reprezentată de comunități de specii litorale de mac galben (Glaucium flavum L.), eryngium de la malul mării (Eryngium maritimum L.), lapte (Euphorbia paralias L.), desișuri de arbuști xerofiți din comunitățile arborelui (Paliurus spina -chrysti L.), arborelui Abraham (Vitex agnus-castus L.) și pinii Pitsunda. Clima este subtropicală umedă. Temperatura medie anuală este de 14°C, precipitațiile medii anuale sunt de 1400 mm. Solurile sunt nisipoase, pietricele, humus-carbonatate pe stânci de coastă, foarte erodate. Centura forestieră inferioară a pădurilor subtropicale Colchis de castan (Castanea sativa L.), stejar Hartwis (Quercus hartwissiana L.), stejar georgian (Q. iberica L.), fag oriental (Fagus orientalis L.), carpen, arin (Alnus barbata). L.), lapină (Pterocarya pterocarpa L.), smochin (Ficus carica L.), cimiș (Buxus colchica L.). Solurile sunt aluviale, zheltozems și zheltozems-podzolic. Clima este subtropicală, cu temperaturi de iarnă pozitive, precipitații mari (1200-1500 mm), căzând mai ales în perioada rece și vegetație continuă. Centura ocupă altitudini de la 100 la 600 m deasupra nivelului mării. Centura forestieră montană mijlocie a pădurilor de fag ocupă altitudini de la 600 la 1200 m deasupra nivelului mării. Conține adesea păduri de castani, păduri de stejar georgian (Quercus iberica L.), arțari cu tufă veșnic verde de dafin cireș (Laurocerasus officinalis), iluș (Ilex colchica) și rododendron pontic (Rhododendron ponticum). Clima este temperat continentală, temperatura medie anuală 10°C, precipitații medii anuale 1800 mm, soluri brune de pădure montană.

Centura forestieră superioară a pădurilor de fag-brad este exprimată la o altitudine de 900 până la 1700 m deasupra nivelului mării. Clima este temperată continentală, temperatura medie anuală este de 3°C. Solurile sunt podzolizate maro.

Centura de vegetație alpină este reprezentată de un întreg complex de formațiuni vegetale, care sunt împărțite în trei benzi altitudinale:

a) o fâșie de păduri strâmbe de mesteacăn și ierburi înalte. Ocupă o fâșie de 100-150 m deasupra pădurilor de brad-fag. Pe lângă pădurile de mesteacăn, aici cresc păduri de artar, fag și pini. O componentă constantă este iarba înaltă subalpină, unde cresc ierburi gigantice: telekia (Telekia speciosa), delphiniums (Delphinium speciosum, D. pyramidatum), luptătorul (Aconitum orientale), hogweed (Heracleum mantegazzianum). Clima este rece și umedă, temperatura medie anuală este de 3,5°C. Caracterizat prin acoperire abundentă de zăpadă iarna și umiditate ridicată a aerului.

b) o fâșie de pajiști și tufișuri subalpine. Vegetația pajiștilor subalpine este presărată cu desișuri de rododendron caucazian (Rhododendron caucasica), jnepeni (Juniperus hemisphaerica, J.sabina), pălcăciuni (Vaccinium vitis-idaea, Empetrum caucasicum), sălcii (Salix caprea, S.). Clima este umedă, precipitațiile cad până la 2600 mm pe an, stratul de zăpadă este de până la 6 m grosime, linia de zăpadă se desfășoară la o altitudine de 2650 m.

c) o fâșie de pajiști alpine se întinde de la 1800 m până la 2100 m deasupra nivelului mării. Aici se pot vedea covoare alpine, pajiști cu iarbă joasă: cereale, rogoz-cobrezie, plantule și altele.

Pe macropanta sudică din partea de nord-vest a coastei Mării Negre a Caucazului se exprimă tipul de zonalitate mediteraneeană (Crimeea). Este reprezentată de tipuri complet diferite de vegetație și este fundamental diferită de tipul Colchis. Are patru curele. Cea mai joasă zonă de vegetație litorală, tufărișuri de arbore pitic, sumac piele (Rhus coriaria), bladderwort (Colutea cilicica), comunități de coastă de pin Pitsunda (Pinus brutia pityusa). Centura ocupă altitudini de până la 100 m Clima este subtropicală uscată (mediteraneană). Urmează centura montană inferioară a pădurilor hemixerofile și a pădurilor xerofitice. Se caracterizează prin predominanța pădurilor de stejar pufos, pădurilor de ienupăr, fistic, pădurilor de pin Pitsunda (Pinus brutia pityusa) și pin de Crimeea (Pinus pallasiana), grupe xerofitice montane. Ocupă crestele de coastă până la o altitudine de 500 m deasupra nivelului mării. Clima este subtropicală uscată, caracterizată prin temperaturi ridicate de vară (34-40°C), temperatura medie anuală este de aproximativ 12°C, precipitațiile medii anuale sunt de 420 - 760 mm). Solurile sunt sodio-carbonatice, brune, puternic erodate. În această centură se disting următoarele benzi:

a) o fâșie de păduri de pin Pitsunda (Pinus brutia pityusa) până la o altitudine de 200 m deasupra nivelului mării;

b) o fâșie de păduri deschise de jnepeni (Juniperus), fistic (Pistacia mutica Mey), păduri de pin Crimeea (Pinus pallasiana), tomillaria. Limitele de altitudine ale benzii - 200-400 m;

c) o fâșie de păduri de stejar pufos (400-500 m deasupra nivelului mării) în combinație cu jnepeni, pin Koch (Pinus kochiana), grupuri xerofitice de munte și tomillaria.

Centura de mijloc montan este reprezentată de păduri de stejar stâncoase la altitudini de 400-700 m deasupra nivelului mării în combinație cu păduri de stejar pufos și desișuri de carpen. Solurile sunt carbonatate de sodiu, pădure brună. Pajiștile post-păduri sunt comune pe bazinele de apă.

Zonarea de tip mediteranean se termină cu o centură de stepe montane (600-900 m deasupra nivelului mării) de iarbă de pene și comunități de forb cu elemente mediteraneene hemixerofile: Thymus markhotensis, salvie deschisă (Salvia ringens), asfodeline de Crimeea și galbene (Asphodeline taurica, A. lutea), iarbă de fier (Sideritis euxina), dubrovnik comun (Teucrium chamaedrys).

Trebuie remarcat că acesta nu este un tip de zonare tipic din Crimeea, deoarece aici centura pinului Crimeea este reprezentată fragmentar, iar centura pajiştilor stâncoase de munte înalt şi ienupărului pitic nu este exprimată.

Modelele observate în schimbarea vegetației cu înălțimea sunt doar de natură foarte generală. Zonalitatea este destul de des încălcată, ceea ce se datorează nu numai unor motive naturale (condiții microclimatice și ale solului, orografie complexă, influența expunerii și abruptului versanților), ci și activității umane. Astfel, limita superioară a pădurii de pe masivul Fisht-Oshtenovsky este semnificativ redusă și poate fi urmărită la o altitudine de 1600-1700 m, ceea ce nu se datorează factorilor naturali, ci pășunatului excesiv și exploatării forestiere.

Limita cea mai de jos a pădurii se află în cursurile superioare ale Belaya și Pshekha, iar comunitățile de brazi se găsesc deja la o altitudine de 650 m, ceea ce se explică prin apropierea Mării Negre și prin pătrunderea liberă a maselor de aer umed în această depresiune a Gama principală a Caucazului. Există cazuri de inversare a centurilor forestiere în zona văilor longitudinale, unde pădurile de stejar ocupă versanții sudici până la o altitudine de 1500 m deasupra nivelului mării, în timp ce versanții nordici sunt acoperiți cu păduri de brad. În interfluviul Laba-Belaya, fagul coboară la 150 m deasupra nivelului mării. Principalele tărâmuri de păduri de fag sunt concentrate în zona montană mijlocie a versanților nordici ai Munții Frontului până la o altitudine de 1400 m deasupra nivelului mării, dar de la o altitudine de 700 m bradul Nordmann începe să se amestece cu fagul din primul nivel, iar de la o altitudine de 1000 m cresc păduri de brad pur și comunități de brad-fag.

În Caucazul de Vest nu există o limită clară între centurile de fag și brad, deși condițiile optime pentru fag sunt la o altitudine de 700-1300 m, iar pentru brad - 1000-1600 m Pe pintenii nordici ai Munții Principale , cade centura padurilor de fag, iar la altitudini de 1100-1600 m predomina comunitatile mixte de fag-brad, lasand loc mai sus in panta padurilor pure de brad. În distribuția altitudinală a fagului, s-a observat o scădere a limitei superioare a pădurilor de fag pur de la 1400-1500 m deasupra nivelului mării la 1000-1100 m pe măsură ce se apropie de creasta bazinului hidrografic.

Pe expunerea nordică a Lanțului Stâncos, pădurile de fag pur cresc pe pintenii inferiori, iar pădurile de fag-brad cresc în adâncurile munților. În general, trebuie remarcat faptul că în Caucazul de Vest, pe crestele periferice, există o scădere bruscă a limitei superioare a pădurii în comparație cu Gama Bazinului Principal de apă cu 500 m [Litvinskaya, 2001, p. 10-13].

6. Caracteristicile organismelor din centura alpină și subalpină a părții de nord-vest a Caucazului Mare

Altitudinea este de 1900-2100 de metri deasupra nivelului mării - o centură de vegetație subalpină. Este un complex complex de diferite tipuri de vegetație. Dincolo de limita superioară a pădurii, terminând cu păduri deschise și păduri strâmbe, începe centura subalpină. Centura subalpină este asociată cu pajiştile subalpine, dar pajiştile sunt doar una dintre componentele vegetaţiei acestei centuri. Există și desișuri de jnepeni, rodoreți și ierburi înalte subalpine.

Rodorele sunt o formă de arbust a rododendronului caucazian veșnic verde (Rhododendron caucasicum), o relicvă a tundrei de munte din perioada terțiară. Rodorele locuiesc pe solurile de turbă din zona subalpină și intră adesea în zona alpină. Rododendronul caucazian (Rhododendron caucasicum) formează desișuri joase, dar impenetrabile. Această împrejurare, precum și prezența sub tufișuri a unui strat gros de turbă ușor descompusă cu soluri acide, creează condiții specifice pe care puține plante le pot tolera. Frasinul de munte caucazian (Sorbus caucasica) și sălcii (Salix) sunt vizibile ocazional ici și colo. Arbuștii mici din familia lingonberry sunt mai des întâlniți;

Ienuperii sunt împrăștiați pe versanți pietroși și pe zone de gropi pe o suprafață mare, dar niciodată aproape unul de celălalt. Aceasta este o versiune subalpină specială a vegetației rock-talus. Ele ies în evidență în mod deosebit pe fundalul verde-gălbui al vegetației pe moarte la începutul toamnei. Deasupra, capacul de ienupăr este dens, iar în interiorul tufișurilor există un haos de tulpini răsucite, formând țesături incredibile.

La o altitudine de peste 2000 de metri nu vei mai găsi păduri aici se deschide întinderea pajiştilor subalpine de iarbă înaltă. Înălțimea de înflorire a pajiștilor subalpine este mijlocul lunii iulie. Sunt multe în pajiştile subalpine plante rare. În flora de munte înaltă din nord-vestul Caucazului, există 287 de specii endemice și există endemice ale Caucazului. Originea lor este legată de lanțul caucazian principal. Acestea sunt ceapa de gâscă galben-sulf (Gagea), lalea Lipsky (Tulipa lipskyi Grossh), valeriană de rocă (Valeriana saxicola), stridiile Kuban, gențiana Oshtensk (Gentiana oschtenica L.). Doar din familia Aster (Asteraceae) cresc 45 de specii endemice în zonele înalte. În total, în aceste locuri au fost descoperiți și înregistrați o sută de reprezentanți din familia Asteraceae [Litvinskaya, 1982, p. 115].

În zonele muntoase, ecosistemele forestiere sunt afectate de un complex de factori ce țin de relief: influențează formarea condițiilor de pădure [Fomin, Shavnin 2002, p. 170].

Printre formele de arbore există endemice. Acestea sunt trei specii de salcie - fără picioare (Salix appendiculata L.), caucazian (Salix caucasica L.) și mătăsos (Salix pantosericea L.). 287 de specii de plante cresc în zonele înalte din nord-vestul Caucazului și nu se găsesc nicăieri în lume.

Iarba înaltă subalpină are o compoziție floristică diversă. Unii dintre reprezentanții săi sunt relicte terțiare: specii de hogweed (Heracleum), clopot (Campanula), elecampane (Inula), telekia (Telekia) și crin (Lilium).

O altitudine de 2300-2500 de metri deasupra nivelului mării este ultimul avanpost al vegetației ierboase, centura alpină. Se extinde de la zona subalpină până la tronsoanele superioare ale vieții montane. Plantele alpine au tendința de a se agăța cât mai aproape de pământ, pentru a-și aduna organele vegetative mai compact într-un mănunchi dens sau pernă. Astfel de forme s-au dezvoltat într-un lung proces de evoluție de multe generații și au devenit un răspuns al plantelor la tensiunea constantă a condițiilor naturale ale zonelor muntoase. Sezon de vegetație foarte scurt, doar 2-2,5 luni.

În zona alpină există pajiști unde principalii constructori sunt cerealele și rogozul. Acestea sunt așa-numitele pajiști cu gazon dens. Cei mai obișnuiți reprezentanți aici sunt oile și spigheletul parfumat. Există multe ierburi diferite: lyadvinets caucazian, cimbru caucazian (Thymus nummularius).

Există un alt tip de vegetație în această centură - covoarele alpine. Se deosebesc de pajiști prin faptul că ierburile și rogojii joacă un rol secundar în ele. Procesul de formare a gazonului este exprimat aici mai mult prin forme forb. Aici cresc specii precum păpădia mov și multe tipuri de manșete: reticularis, de mătase, mătăsos, caucazian.

Izolate printre câmpurile glaciare, rocile sunt lipsite de populații de animale. În pajiştile subalpine cu iarbă înaltă, insectele sunt reprezentate în principal de diptere, himenoptere şi fluturi. Predomină lăcustele și gândacii cu zbor puternic, precum gândacii săritori. Lepidoptere sunt puține. O mulțime de păianjeni. Cele mai comune rozătoare sunt volbii de tufiș și volei prometean. Abundența de muschi, cali și țânțari creează aici condiții dificile de viață pentru ungulate. Prin urmare, căprioarele, caprisele și aurii pleacă de aici fie în pădure, fie urcă în trecători înalte. Cel mai adesea rămân mistreți, căprioare și urși, creând adevărate coridoare printre iarba înaltă.

Populația de cerb roșu numără aproximativ 1.000 de indivizi. Gama lor acoperă teritoriul Rezervației Naturale Caucaz.

Amfibienii și reptilele sunt rare doar broaște transcaucaziene și din Asia Mică, șopârle de stâncă (Darevskia Arribas L.), viperă și copperhead. Păsările sunt puține, predomină passerinii. Păsările cuibărătoare sunt reprezentate de specii asemănătoare ca adaptare la locuitorii din pajiştile nordice. Caracteristici sunt pipiii de munte asemănătoare cârceilor (Anthus L.), la fel ca rândunelele de munte (Delichon L.), mierlele cu gâtul alb (Turdus torquatus L.), roșcații cu burtă roșie (Phoenicurus erythrogastrus L.) și albinelei caucazieni. (Pinicola L.). Rozatoarele sunt omniprezente - volei, soareci de lemn si soareci caucazieni. Printre prădători sunt prezenți lupii și vulpile, iar jderele vin de jos [Abdurakhmanov, 2008, p. 331-332].

Concluzie

Relieful este în principal un factor abiotic indirect, deoarece, de exemplu, înălțimea terenului (înălțimea) nu este un factor de mediu real. Dar întregul complex de factori microclimatici și de sol depinde de înălțime, de gradul de abrupție a pantei unui munte sau deal, de orientarea pantei în raport cu punctele cardinale și de structura generală a reliefului.

În concluzie, se pot trage câteva concluzii despre relief ca factor de mediu:

Natura reliefului, locația plantei sau a comunității de plante în acesta au o mare influență asupra vieții plantei, deoarece relieful determină adesea o combinație de factori care acționează direct și redistribuie în spațiu acele cantități de căldură, lumină, umiditate. care sunt zonale, prin urmare relieful din viața plantelor acționează ca un factor care acționează indirect.

Macrorelieful influențează distribuția tipurilor de vegetație la scari geografice mari, așa cum este exemplificat de fenomenul de zonare verticală în munți.

Condițiile de viață a plantelor din munți sunt în mare măsură determinate de expunerea și abruptul versanților.

Caucazul este un nod peisaj, intersecția a două zone naturale - temperat și subtropical. Pe teritoriul său există patru tipuri principale de zone altitudinale: zonă temperată de stepă, zonă temperată semi-deșertică, mediteraneană semi-deșertică și pădure umedă mediteraneană. Structura zonelor altitudinale este în multe cazuri completă - de la peisajele zonale de câmpie până la centura alpină cu zăpadă veșnică.

Centura subalpină este un complex complex de diferite tipuri de vegetație. Centura subalpină este asociată cu pajiştile subalpine, dar pajiştile sunt doar una dintre componentele vegetaţiei acestei centuri. Există și desișuri de jnepeni, rodoreți și ierburi înalte subalpine.

În pajiştile subalpine cu iarbă înaltă, insectele sunt reprezentate în principal de diptere, himenoptere şi fluturi. Predomină lăcustele și gândacii cu zbor puternic, precum gândacii săritori.

Lista literaturii folosite

zonalitate expunere mezorelief Caucaz

Abdurakhmanov G.M., Krivolutsky D.A., Myalo E.G., Ogureeva G.N. Biogeografie, M.: Academia, 2008. 480 p.

Akimova T.A., Kuzmin A.P., Khaskin V.V. Ecologie. M.: UNITATEA-DANA, 2001. 343 p.

Berezina N.A., Afanasyeva N.B. Ecologia plantelor. M.: Academia, 2009. 400 p.

Goryshina T.K. Ecologia plantelor, M.: Vyssh. şcoală, 1979. 368 p.

Documente similare

Flora și fauna naturii montane a bazinului Dzheyrakh-Assinsk. Relieful montan înalt și mijlociu al Caucazului Mare. Bazinul râului Terek. Văile râurilor din Rezervația Naturală Erzi. Formarea acoperirii solului în centurile montane alpine și subalpine.

prezentare, adaugat 06.10.2014


Proprietățile apei și rolul ei ca factor de mediu. Condiții aride și umede. Echilibrul hidric al organismelor. Apa ca habitat al lor. Ecologia organismelor acvatice. Caracteristicile animalelor acvatice rare enumerate în Cartea Roșie a Teritoriului Krasnodar.

lucrare curs, adaugat 18.07.2014


rezumat, adăugat 07.06.2010


Influența factorilor de mediu asupra stării ecosistemelor. Caracteristicile expunerii la lumina soarelui. Compoziția energiei radiante, efectele luminii vizibile asupra plantelor. Ritmul sezonier în viața organismelor, regimul termic. Criofile și termofile.

prelegere, adăugată 15.11.2009


Reguli generaleși modele de influență a factorilor de mediu asupra organismelor vii. Clasificarea factorilor de mediu. Caracteristicile factorilor abiotici și biotici. Conceptul de optim. Legea minimului a lui Liebig. Legea lui Shelford a factorilor limitatori.

lucrare curs, adăugată 01.06.2015


Rolul de formare a mediului al organismelor vii în menținerea compoziției necesare vieții în atmosferă, hidrosferă și sol. Componentele biosferei: organisme vii și materie inertă. Utilizarea rațională a resurselor biologice și rezolvarea problemelor de mediu.

test, adaugat 16.06.2009


rezumat, adăugat 26.10.2017


Conceptul de habitat. Factorii săi de mediu: abiotici, biotici, antropici. Modele ale impactului lor asupra funcțiilor organismelor vii. Adaptarea plantelor și animalelor la schimbările de temperatură. Principalele moduri de adaptare la temperatură.

rezumat, adăugat 03.11.2015


Organisme, populații și specii, adaptarea lor la mediu. Organisme planctonice, necton, neuston, pleiston și perifiton, caracteristici ale structurii și comportamentului lor. Organisme care trăiesc deasupra peliculei de suprafață. O colecție de organisme care trăiesc în fundul corpurilor de apă.

lucrare curs, adaugat 19.02.2014


Biosfera este cel mai complex înveliș planetar al vieții, locuit de organisme care împreună constituie materie vie. Rolul circulației apei în ciclul global al substanțelor. Structura și funcțiile biosferei. Mediul și condițiile de existență ale organismelor.

Vântul este, de asemenea, unul dintre factorii care influențează apariția și răspândirea incendiilor.[...]

Factori climatici: 1) factori periodici primari (lumina, temperatura); 2) factori periodici secundari (umiditate); 3) factori neperiodici (vânturi de furtună, ionizare semnificativă a atmosferei, incendii).[...]

Vântul, interacționând cu alți factori de mediu, poate influența dezvoltarea vegetației, în primul rând copacii care cresc în zone deschise. Acest lucru duce de obicei la o întârziere a creșterii și curburii lor pe partea înclinată spre vânt (Figura 4.35).[...]

Vântul este un factor abiotic important care modelează în mod semnificativ condițiile de viață ale organismelor, precum și afectează formarea vremii și a climei. Printre altele, vântul este una dintre sursele alternative de energie foarte promițătoare.[...]

Factorii grupului abiotic, precum cei biotici, sunt, de asemenea, în anumite interacțiuni. De exemplu, în lipsa apei, elementele nutritive minerale găsite în sol devin inaccesibile plantelor; o concentrație mare de săruri în soluția de sol îngreunează și limitează absorbția apei de către plante; vântul crește evaporarea și, în consecință, pierderea apei de către plantă; intensitatea crescută a luminii este asociată cu o creștere a temperaturii mediului și a plantei în sine. Sunt cunoscute multe conexiuni de acest fel, uneori la o examinare mai atentă se dovedesc a fi foarte complexe.[...]

Vântul este cel mai important factor de răspândire a umidității, semințelor, sporilor, impurităților chimice etc. pe distanțe lungi. Contribuie atât la scăderea concentrației de praf, cât și a substanțelor gazoase din apropierea punctului de intrare a acestora în pământ. atmosferă și la o creștere a concentrațiilor de fond în aer din cauza emisiilor din surse îndepărtate, inclusiv transferul transfrontalier.[...]

Vântul este un factor puternic în procesul de regenerare a speciilor care au semințe ușoare și mici, variind de la mesteacăn, aspen (și alte specii din genul plopului), ulm, arin și terminând cu tei, pin și molid, ale căror semințe sunt purtate mai ales departe de-a lungul crustei de zăpadă.[ ..]

Toți factorii de influență exogenă apar fie la limita atmosferei și litosferei, fie hidrosferei și litosferei. În primul caz, cele mai distructive sunt fluctuațiile de temperatură, precipitațiile, înghețul apei, vântul, descărcările atmosferice etc., combinate într-un grup de agenți atmosferici. Combinația lor provoacă degradarea rocilor și deflația lor. În al doilea caz, distrugerea se realizează în principal prin mișcarea fluxurilor de apă (eroziunea apei).[...]

Atunci când vântul suflă peste suprafața Pământului, indiferent dacă este pământ solid sau suprafața mării, pe el apare tensiune (vezi capitolul 2). Într-adevăr, principalele sisteme actuale ale Oceanului Mondial sunt predominant de origine vântului. Să luăm acum în considerare acest tip de forțe de forță. Deși acest lucru este surprinzător, se dovedește că are proprietăți similare cu proprietățile forțelor forțatoare de natură topografică.[...]

Un factor important în modificarea modulului și direcției vitezei vântului cu distanța față de suprafața pământului, împreună cu modificările vâscozității turbulente, este eterogenitatea termică orizontală în straturi situate la diferite niveluri deasupra solului, adică. 6a-roclinitatea atmosferei. Ca urmare, se formează o componentă termică a vitezei vântului sau, după cum se spune, vântul termic.[...]

Unul dintre factorii de salinitate este vântul. Captează praful sărat și îl transportă pe distanțe lungi în interiorul continentelor. Un fenomen similar se observă în regiunea Mării Aral, unde vântul intensifică îndepărtarea sărurilor și prafului de pe fundul uscat al mării și transferul acestora în regiune.[...]

Principalii factori care provoacă distrugeri în timpul trecerii unui TC sunt vânturile care ating viteze de 100 m/s sau mai mult, valurile de 20-30 m înălțime, valuri de furtună de până la 3-7 m înălțime și inundațiile care rezultă din mari (până la 1300 mm/). zi) cantităţi precipitaţii. În plus, TC de-a lungul unei coaste cu fundul înclinat provoacă așa-numitele valuri de margine, care se propagă paralel cu coasta, cu o perioadă de 5-7 ore, o lungime de câteva sute de kilometri și o înălțime de aproximativ un metru. Combinația acestor fenomene determină efectul distructiv al ciclonilor.[...]

Factorii fizici ai mediului extern (clima, vremea, temperaturile ridicate și scăzute, vântul etc.) provoacă în primul rând tensiune în sistemul de termoreglare al corpului.[...]

Factorii fizici sunt cei a căror sursă este o stare fizică sau un fenomen (mecanic, ondulatoriu etc.). De exemplu, temperatura, dacă este ridicată, va provoca o arsură, dacă este foarte scăzută, va provoca degerături. Alți factori pot influența și efectul temperaturii: în apă - curent, pe uscat - vânt și umiditate etc. [...]

Factorii fizici ai mediului aerian: mișcarea maselor de aer și presiunea atmosferică. Mișcarea maselor de aer poate fi sub forma mișcării lor pasive de natură convectivă sau sub formă de vânt - datorită activității ciclonice a atmosferei Pământului. În primul caz se asigură împrăștierea sporilor, polenului, semințelor, microorganismelor și animalelor mici cu anemocore, dimensiuni foarte mici, anexe ca parașute etc. În al doilea caz, vântul transportă și aceste semințe și organisme pe distanțe mari, către zone noi etc. p. Presiunea atmosferică are un impact ecologic foarte semnificativ, în special asupra vertebratelor, care din această cauză nu pot trăi peste 6000 m deasupra nivelului mării.[...]

Același factor de mediu are o semnificație diferită în viața organismelor co-vii din diferite specii. Deci, este un vânt puternic înăuntru ora de iarna foarte nefavorabil pentru animalele mari, în special pentru cele care trăiesc deschis (elani), dar nu le afectează pe cele mai mici, ascunzându-se de obicei în gropi sau sub zăpadă.[...]

Același factor de mediu are o semnificație diferită în viața organismelor co-vii din diferite specii. De exemplu, compoziția de sare a solului joacă un rol important în viața plantelor, dar este indiferentă față de majoritatea animalelor terestre; un vânt rece puternic nu are niciun efect asupra animalelor ascunse în gropi sau sub zăpadă și, în același timp, este nefavorabil pentru animalele care trăiesc deschis. Unele proprietăți ale mediului rămân relativ constante pe perioade lungi de timp în evoluția speciilor: gravitația, constanta solară, compoziția sării apei de mare etc.; factorii fizici - temperatura, umiditatea, viteza vantului, precipitatiile etc. - sunt semnificativ variabili in spatiu si timp.[...]

Factorii abiotici sunt temperatura, lumina, umiditatea, precipitațiile, vântul, presiunea atmosferică, radiația de fond, compoziția chimică a atmosferei, apa, solul etc. [...]

Factori abiotici - temperatura, lumina, radiatiile radioactive, presiunea, umiditatea aerului, compozitia de sare a apei, vant, curenti, teren - sunt proprietati de natura neanimata care afecteaza direct sau indirect organismele vii.

Pe lângă ceață, vântul este cel mai important factor care afectează călătoria cu barca. Siguranța pescarului depinde și de dimensiunea rezervorului. Este foarte important să cunoaștem scara puterii vântului și ce schimbări apar pe un anumit corp de apă în funcție de una sau alta putere și direcția vântului.[...]

Factorii abiotici sunt factori de natură anorganică (nevii). Acestea sunt lumina, temperatura, umiditatea, presiunea și alți factori climatici și geofizici; natura mediului în sine - aer, apă, sol; compoziția chimică a mediului, concentrațiile de substanțe din acesta. Factorii abiotici includ, de asemenea, câmpuri fizice (gravitaționale, magnetice, electromagnetice), radiații ionizante și penetrante, mișcarea mediului (vibrații acustice, valuri, vânt, curenți, maree), zilnic și schimbări sezoniereîn natură. Mulți factori abiotici pot fi caracterizați cantitativ și pot fi măsurați obiectiv.[...]

FACTORII ABIOTICI DE MEDIU sunt componente și fenomene de natură neînsuflețită, anorganică, care afectează direct sau indirect organismele vii. Dintre acestea, rolul dominant îl joacă clima (radiația solară, condițiile de lumină, temperatura, umiditatea, precipitațiile, vântul, presiunea etc.); apoi sunt edafice (sol), importante pentru animalele care trăiesc în sol; și, în sfârșit, hidrografici, sau factori ai mediului acvatic. Radiația solară este principala sursă de energie care determină echilibrul termic și regimul termic al biosferei. Astfel, radiația solară totală care ajunge la suprafața pământului în direcția de la ecuator la poli scade de aproximativ 2,5 ori (de la 180-220 la 60-80 kcal/cm2 an). Pe baza regimului de radiații și a naturii circulației atmosferice, zonele climatice se disting pe suprafața Pământului. Cu toate acestea, radiația solară, la rândul său, servește drept cel mai important factor de mediu care influențează fiziologia și morfologia organismelor vii. Existența pe suprafața planetei noastre a unor mari tipuri de vegetație zonală (tundra, taiga, stepe, deșerturi, savane, păduri tropicale etc.) se datorează în principal unor motive climatice; Mai mult, ele sunt strâns legate de zonarea climatică.[...]

Factorii abiotici de mediu sunt totalitatea condițiilor din mediul anorganic care afectează organismele. Factorii abiotici sunt împărțiți în chimici (compoziția chimică a atmosferei, a apei mari și proaspete, a solului sau a sedimentelor de fund) și fizici sau climatici (temperatura și umiditatea aerului, precipitații, stratul de zăpadă, presiunea barometrică, vânt, radiație și energie termică Soare, etc.).[...]

Clasificarea factorilor de mediu. Factorii de mediu sunt clasificați după mai multe criterii. Factorii externi afectează organismul, populația, ecosistemul, dar nu experimentează un efect invers direct: radiația solară, presiunea atmosferică, temperatura și umiditatea, vântul, viteza de curgere a apei, intensitatea introducerii de nutrienți sau semințe, rudimente și indivizi ale altora. specii din alte ecosisteme. În schimb, factorii interni sunt asociați cu proprietățile ecosistemului însuși și formează compoziția acestuia: numărul, densitatea și structura populațiilor, hrana și disponibilitatea acesteia, concentrațiile de substanțe care participă la ciclul ecosistemului, compoziția și proprietățile aerului, apei, mediul solului.[... ]

Al doilea grup de factori care influențează procesul de diluare include natura cursurilor de apă și a curenților, precum și motivele care provoacă aceste mișcări: scurgere, vânt, stratificarea temperaturilor și densităților, caracteristicile patului rezervorului, proprietățile și compoziția mediului acvatic. [...]

Dintre factorii climatici, temperatura, umiditatea și lumina sunt de importanță primordială pentru mediu. Factorii climatici secundari (vânt, presiune atmosferică etc.) joacă un rol mai mic.[...]

Mișcarea aerului - vântul - este cea mai complexă în jumătatea inferioară a troposferei. Aici, mișcarea aerului este puternic reflectată de eterogenitatea termică a suprafeței pământului, iar vânturile sunt caracterizate de instabilitate extremă în viteză și direcție. În troposfera superioară și stratosfera inferioară, factorul suprafeței subiacente este îndepărtat la presiune scăzută la poli, un transport spre vest se stabilește peste tot, schimbându-se în apropierea ecuatorului, într-o bandă de înaltă presiune, într-un flux de est.[.. .]

Dintre factorii abiotici se disting adesea factorii climatici (temperatura, umiditatea aerului, vantul etc.) si hidrografici ai mediului acvatic (apa, curentul, salinitatea etc.).[...]

După cum s-a descoperit acum, dintre factorii abiotici, temperatura, umiditatea și precipitațiile, lumina, vântul sunt de mare importanță pentru insecte - elementele principale ale climei unei anumite zone sau microclimatul anumitor habitate.[...]

Astfel, spre deosebire de ipoteza despre factorii determinanți adoptată la început, suntem convinși că durata de dezvoltare a curentului vântului este direct proporțională cu debitul elementar de apă, invers proporțională cu pătratul vitezei vântului și nu depinde asupra dimensiunii rezervorului în plan (dacă vântul acționează simultan asupra întregii sale suprafețe de apă).[ ...]

Relieful are o influență puternică asupra naturii modificărilor valorilor cantităților meteorologice și, în consecință, asupra sferei și intensității proceselor de eroziune eoliană. În același timp, vântul însuși acționează adesea ca un factor puternic în formarea reliefului. Astfel, relieful deserturilor nisipoase poate fi considerat pe drept eolian, i.e. creată în procesul de nisipuri care nu hohote. Dimensiunea formelor de relief eoliene poate fi destul de semnificativă: există dune de nisip de până la câteva sute de metri înălțime și câțiva kilometri lungime. Pe terenurile agricole, rolul de formare de relief al vântului se reduce la formarea de elemente de micro- și nanorelief. Acestea includ: ondulații pe suprafața sedimentelor eoliene, depozite de sedimente sub formă de scuipe și movile în spatele tot felul de obstacole - tulpini de plante erbacee mari, trunchiuri de copaci, precum și puțuri de eroziune formate pe locul centurilor de acoperire parțial sau complet acoperite. cu pământ fin suflat de vânt din câmpurile adiacente. Crestele de eroziune se găsesc în regiunile de stepă din Caucazul de Nord.[...]

Soarta petrolului care a ajuns în mare nu poate fi descrisă pe deplin în detaliu. În primul rând, uleiurile de hidrocarburi au compoziții și proprietăți diferite; în al doilea rând, pe mare sunt afectați de diferiți factori: vânturi de diferite forțe și direcții, valuri, temperaturi ale aerului și ale apei; De asemenea, este important cât de mult ulei a intrat în apă. După cum am menționat deja, atunci când un tanc se prăbușește în apropierea țărmului, păsările marine mor, flora și fauna de coastă suferă, plajele și stâncile se acoperă cu un strat de ulei vâscos greu de îndepărtat. Dacă petrolul este eliberat în larg, consecințele sunt complet diferite, deoarece mase semnificative de petrol pot dispărea înainte de a ajunge la țărm. De exemplu, în timpul accidentului deja menționat al tancului Torrey Canyon, din 120 de mii de tone de țiței, 60-70 de mii de tone au fost absorbite de mare, iar 50-70 de mii de tone au fost parțial distruse (mulțumită măsurilor luate rapid) și doar o parte a fost aruncată la țărm Anglia și Franța.[...]

Musonii extratropicali sunt cauzați de mișcarea sezonieră a anticiclonilor subtropicali și a depresiunilor extratropicale, formarea de anticicloane peste continente iarna și depresiuni vara. În zonele în care acest din urmă factor determină apariția musonilor, musonul de iarnă va fi îndreptat predominant de la continent către ocean, se numește continental Vara, vântul are direcția opusă - de la ocean la continent, adică un se observă musonul oceanic.[... ]

În două lacuri Wisconsin, ale căror ape sunt relativ bogate în calciu, există de trei ori mai multe mai multe tipuri plante și de două ori mai multe specii de animale decât în ​​alte două lacuri similare sărace în calciu. În Marea Albă, factorul limitativ pentru moluște este temperatura: bunăstarea și numărul lor depind de aceasta. Dar factorul limitator se poate schimba. Așadar, în 1966, vântul a adus gheață din Marea Kara, care s-a topit în Marea Albă. Ca urmare, salinitatea apei din Marea Albă a scăzut și a devenit un nou factor limitator.[...]

În habitatele acvatice, cantitatea de oxigen, dioxid de carbon și alte gaze atmosferice dizolvate în apă și, prin urmare, disponibile organismelor variază foarte mult în timp și spațiu, ceea ce nu se întâmplă în habitatele terestre. În lacurile și rezervoarele cu un conținut ridicat de materie organică, oxigenul este un factor limitator de o importanță capitală. Deși oxigenul este mai solubil în apă decât azotul, chiar și în cel mai favorabil caz, apa conține mult mai puțin oxigen decât aerul atmosferic. Deci, dacă ponderea de oxigen din aer este de 21% (în volum), adică 1 litru de aer conține 210 cm3 de oxigen, atunci conținutul de oxigen în apă nu depășește 10 cm3 la 1 litru. Temperatura apei și cantitatea de săruri dizolvate influențează foarte mult capacitatea apei de a reține oxigenul: solubilitatea oxigenului crește odată cu scăderea temperaturii și scade odată cu creșterea salinității. Aprovizionarea cu oxigen în apă se realizează în principal din două surse: prin difuzie din aer și prin fotosinteza plantelor acvatice. Oxigenul se difuzează în apă foarte încet; difuzia este facilitată de mișcarea vântului și a apei; Cel mai important factor care asigură producerea fotosintetică a oxigenului este pătrunderea luminii în coloana de apă. Astfel, conținutul de oxigen al mediului acvatic variază foarte mult în funcție de momentul zilei, anotimp și locație.[...]

În comparație cu râurile, deoarece majoritatea habitatelor potențiale pentru știucă sunt evidente, rezervoarele în picioare necesită studierea topografiei de fund folosind un indicator de adâncime. Toamna, cu copaci fără frunze pe maluri și stuf putrezit, suprafața apei arată monotonă. Corpurile de apă stagnantă devin o pacoste în timpul iernii, ajutate de vremea rece, ploaie, vânturi puternice sau de toți acești factori. Este necesar, însă, să speri că peștii sunt încă acolo, trebuie doar să-i găsești.[...]

În plus, în puncte apar câmpuri electrice puternice, exact în locul în care este plasat capul sau o parte a corpului pacientului. Majoritatea medicilor care încă folosesc franklinizarea în fiecare zi nu sunt complet conștienți de factorii fizici cu care se confruntă și folosesc termeni atât de lipsiți de sens precum „vânt electric”, „duș electric” etc.[...]

Furtunile sunt de mare importanță, deși efectul lor este pur local. Uraganele, și chiar vânturile obișnuite, sunt capabile să transporte animale și plante pe distanțe lungi și, astfel, să schimbe compoziția comunităților forestiere de mulți ani. O lucrare recentă asupra pădurilor din Noua Anglie (Oliver, Stephens, 1977) raportează că structura vegetației locale este încă vizibilă efectul a două uragane care au măturat aceste locuri înainte de 1803. S-a remarcat că în acele zone în care, s-ar părea că insectele de așezare sunt aceleași în toate direcțiile se dispersează mai repede în direcțiile vântului dominant. În zonele uscate, vântul este un factor limitator deosebit de important pentru plante, deoarece crește rata de pierdere a apei prin transpirație și, după cum sa menționat deja, plantele din deșert au multe adaptări speciale pentru a atenua acest efect limitativ.