Какие абиотические факторы влияют на организмы живущие на суше в воде в почве: Задание 6. Какие абиотические факторы влияют на организмы, живущие на суше, в воде и в почве? Впишите названия факторов в таблицу и подчеркните важнейшие из них в каждой среде.

Какое влияние оказывают абиотические факторы на живые организмы

Абиотическими факторами среды называются условия, напрямую не связанные с жизнедеятельностью организмов. К числу наиболее важных абиотических факторов можно отнести температуру, свет, воду, состав атмосферных газов, структуру почвы, состав биогенных элементов в ней, рельеф местности и т. п. Эти факторы могут воздействовать на организмы как непосредственно, например свет или тепло, так и косвенно, например рельеф местности, обусловливающий действие прямых факторов, света, ветра, влаги и пр. Совсем недавно было открыто влияние изменений солнечной активности на биосферные процессы.[ …]

Солнечная энергия — основной источник энергии на Земле, основа существования живых организмов (процесс фотосинтеза).[ …]

Для животных световой режим не является таким необходимым экологическим фактором, но он необходим для ориентации в пространстве. Именно солнечный свет определил эволюцию конструкции глаз у животных.

[ …]

Температура — один из важнейших абиотических факторов, имеющий прямое или косвенное значение для живых организмов. Температура непосредственно влияет на жизнедеятельность растений и животных, определяя их активность и характер существования в конкретных условиях. Особенно заметное влияние оказывает температура на фотосинтез, обмен веществ, потребление пищи, двигательную активность и размножение. Например, у картофеля максимальная продуктивность фотосинтеза при +20° С, а при +48° С — полностью прекращается.[ …]

По способности переносить колебания температуры среды различают эвритермные организмы (способны к жизни при значительных колебаниях температуры — лишайники, млекопитающие, северные птицы) и стенотермные — организмы, существующие только при определенных температурах — глубоководные организмы, водоросли полярных льдов).[ …]

Влажность является одновременно и климатическим, и эдафи-ческим фактором. Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы (до высоты 2 км), где концентрируется до 50% всей влаги, количество водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит от температуры воздуха.

В кругообороте воды наиболее подвижны атмосферные осадки, т. к. объем влаги в атмосфере меняется 40 раз за год. Основными условиями возникновения осадков являются: температура воздуха, движение воздуха, рельеф. Дождь, снег, град определяют режим водоемов, почвенной влаги, влажности воздуха, а также перемещение и распространение вредных веществ в окружающей среде.[ …]

Газовый состав атмосферы практически постоянен и включает: N — 78%, О — 20,9%, СОг, аргон и другие газы, частицы воды, пыль. Низкая плотность воздуха обуславливает низкое давление на суше. С увеличением высоты оно еще более уменьшается, снижается концентрация кислорода, сокращается количество видов, способных обитать в таких условиях. Для большинства позвоночных животных верхняя граница жизни — около 6000 м. Низкая плотность воздуха также способствовала появлению у живых организмов собственной опорной системы, поддерживающей тело; способности к полету. Для существования биоты на планете важно содержание отдельных компонентов воздушной среды.

Так, водная фауна полярных и приполярных широт характеризуется обилием и разнообразием вследствие повышенного содержания кислорода в холодной воде. В теплых тропических водах наблюдается пониженная концентрация растворенного кислорода, что ограничивает дыхание, затрудняет жизнедеятельность и в результате снижается численность животных. Азот воздуха влияет на существование клубеньковых бактерий, синезеленых водорослей, которые, усваивая данную форму азота, после отмирания и минерализации снабжают им высшие растения. Озон при крайне низких концентрациях в атмосфере (6х10 5% по массе) определяет саму возможность жизни на нашей планете. Это связано с тем, что молекула Оз способна поглощать жесткое коротковолновое (>280 нм) УФ-излучение Солнца.[ …]

Геомагнитное поле Земли способствует образованию радиационного пояса планеты, циклические изменения в нем связаны с колебаниями солнечной активности.[ …]

Вернуться к оглавлению

по экологии и анатомии — Практическая работа

Основная часть (выдержка)

ТЕМА 3. ЭКОСИСТЕМЫ. ВЗАИМОСВЯЗЬ ОРГАНИЗМОВ В ЭКОСИСТЕМАХ

Задание к занятию и указания к выполнению:

1. Изучить литературу по теме занятия.

2. Изучить схемы приложения к теме из учебного пособия «Биология с основами экологии» для студентов заочного обучения (стр.51-54)

3. Изучить схему « Структура экосистемы», зарисовать ее в тетрадь.

Контрольные вопросы по теме:

1. В чем заключается необходимость связи организма с внешней средой?

2. Что такое экологический фактор?

3. В чем сущность законов Либиха и Шелфорда?

4. На основе каких факторов формируется климат?

Экосистемы являются экологическими единицами биосферы, имеют видовую, пространственную, трофическую структуру, что определяет обмен веществ как между организмами, так и между живыми и абиотическими ее компонентами.

Глобальной экосистемой планеты является сама биосфера. Её структура формируется системами низших порядков.

Биомы — природные зоны с живыми организмами (например: тундра, степи, пустыни и т.д.). Для каждого биома характерны определенное количество осадков, максимальная и минимальная температуры, сезоны года и изменения продолжительности дня и ночи.

Биотоп – участок водоема или суши с однотипными условиями рельефа, климата и других абиотических факторов, занятый определенным биоценозом.

Биоценоз – совокупность растений, животных, грибов и микроорганизмов, совместно заселяющих участок суши или водоема.

Экосистема есть совокупность организмов и неживых компонентов их обитания, при взаимодействии которых происходит более или менее полный биотический круговорот веществ с участием продуцентов, консументов и редуцентов. Близкие по родству или пищевым потребностям виды сосуществуют в экосистеме благодаря конкурентным отношениям. Круговороты в экосистеме регулируются всеми её составными частями и безотходны. Именно с экосистем элементарного уровня – биогеоценозов – начинаются биогеохимические круговороты, именно в них проявляется самая обычная зависимость одного вида организмов от другого – один вид служит пищей другому.

Задание 1. Предложите ваши гипотезы развития событий в органическом мире Земли:

а) в случае снижения ресурсов углекислого газа и понижения температуры

при уменьшении содержания углекислого газа в атмосфере и понижении температуры возможно возникновение оледенения, замедление процессов фотосинтеза и как следствие вымирание растений и животных. Появление большого количества мутантов, основная часть которых не жизнеспособна, но для некоторых из них новая атмосфера оказывается благоприятной. Затем новые представители флоры или фауны занимают освободившиеся экологические ниши, переводя выживших представителей старых экосистем на второстепенные роли, а частенько и полностью уничтожая их

б) в случае увеличения количества углекислого газа и повышения температуры

увеличение температуры и концентрации углекислого газа приводит к парниковому эффекту, в результате которого в тропиках станет выпад больше осадков и повысится содержание водяного пара в воздухе, а в засушливых районах дожди станут еще более редкими и они превратятся в пустыни, в результате чего людям и животным придется их покинуть.

Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря. В результате чего сократятся жилые земли, нарушится водосолевой баланс океанов. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги и животным придется переселиться в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.

Абиотические факторы среды обитания

Биология Абиотические факторы среды обитания

просмотров — 1513

Напомним еще раз, что абиотические факторы — это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.

Начнем рассмотрение с климатических факторов внешней среды.

Температура является наиболее важным климатическим фактором. От нее зависит интенсивность обмена веществ организмов и их географическое распространение.

Любой организм способен жить в пределах определœенного диапазона температур. И хотя для разных видов организмов (эвритермных и стенотермных) эти интервалы различны, для большинства из них зона оптимальных температур, при которых жизненные функции реализуются наиболее активно и эффективно, сравнительно невелика. Диапазон температур, в которых может существовать жизнь, составляет примерно 300 ⁰С: от -200 до +100 ⁰С. Но большинство видов и большая их часть активности приурочены к еще более узкому диапазону температур. Определœенные организмы, особенно в стадии покоя, могут существовать, по крайней мере, неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ время, при очень низких температурах. Отдельные виды микроорганизмов, главным образом бактерии и водоросли, способны жить и размножаться при температурах, близких к точке кипения. Верхний предел для бактерий горячих источников составляет 88

0С, для синœе-зелœеных водорослей — 80 ⁰С, а для самых устойчивых рыб и насекомых — около 50 ⁰С. Как правило, верхние предельные значения фактора оказываются более критическими, чем нижние, хотя многие организмы вблизи верхних пределов диапазона толерантности функционируют более эффективно.

У водных животных диапазон толерантности к температуре обычно более узок по сравнению с наземными животными, так как диапазон колебаний температуры в воде меньше, чем на суше.

С точки зрения воздействия на живые организмы крайне важна изменчивость температуры. Температура, колеблющаяся от 10 до 20 ⁰С (в среднем составляющая 15 ⁰С), не обязательно действует на организм аналогично тому, как постоянная температура 15

0С. Жизнедеятельность организмов, которые в природе обычно подвергаются воздействию переменных температур, подавляется полностью или частично или замедляется под действием постоянной температуры. С помощью переменной температуры удалось ускорить развитие яиц кузнечика в среднем на 38,6 % по сравнению с их развитием при постоянной температуре. Пока не ясно, обусловлен ли ускоряющий эффект самими колебаниями температуры или усиленным ростом, вызываемым кратковременным повышением температуры и не компенсирующимся замедлением роста при ее понижении.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, температура является важным и очень часто лимитирующим фактором. Температурные ритмы в значительной степени контролируют сезонную и суточную активность растений и животных. Температура часто создает зональность и стратификацию в водных и наземных местообитаниях.

Вода физиологически необходима для любой протоплазмы. С экологической точки зрения она служит лимитирующим фактором, как в наземных местообитаниях, так и в водных, где ее количество подвержено сильным колебаниям, или там, где высокая соленость способствует потере воды организмом через осмос. Все живые организмы в зависимости от потребности их в воде, а, следовательно, и от различий местообитания, подразделяются на ряд экологических групп: водные или гидрофильные — постоянно живущие в воде; гигрофильные — живущие в очень влажных местообитаниях; мезофильные — отличающиеся умеренной потребностью в воде и ксерофильные — живущие в сухих местообитаниях.

Количество осадков и влажность — основные величины, измеряемые при изучении этого фактора. Количество осадков зависит в основном от путей и характера больших перемещений воздушных масс. К примеру, ветры, дующие с океана, оставляют большую часть влаги на обращенных к океану склонах, в результате чего за горами остается «дождевая тень», способствующая формированию пустыни. Двигаясь в глубь суши, воздух аккумулирует неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ количество влаги, и количество осадков опять увеличивается. Пустыни, как правило, расположены за высокими горными хребтами или вдоль тех берегов, где ветры дуют из обширных внутренних сухих районов, а не с океана, к примеру, пустыня Нами в Юго-Западной Африке. Распределœение осадков по временам года — крайне важный лимитирующий фактор для организмов. Условия, создающиеся в результате равномерного распределœения осадков, совершенно иные, чем при выпадении осадков в течение одного сезона. В этом случае животным и растениям приходится переносить периоды длительной засухи. Как правило, неравномерное распределœение осадков по временам года встречается в тропиках и субтропиках, где нередко хорошо выражены влажный и сухой сезоны. В тропическом поясе сезонный ритм влажности регулирует сезонную активность организмов аналогично сезонному ритму тепла и света в условиях умеренного пояса. Роса может представлять собой значительный, а в местах с малым выпадением дождей и очень важный вклад в общее количество осадков.

Влажность — параметр, характеризующий содержание водяного пара в воздухе. Абсолютной влажностью называют количество водяного пара в единице объема воздуха. В связи с зависимостью количества пара, удерживаемого воздухом, от температуры и давления, введено понятие относительной влажности — это отношение пара, содержащегося в воздухе, к насыщающему пару при данных температуре и давлении. Так как в природе существуют суточный ритм влажности — повышение ночью и снижение днем, и колебание ее по вертикали и горизонтали, данный фактор наряду со светом и температурой играет важную роль в регулировании активности организмов. Влажность изменяет эффекты высоты температуры. Крупные водоемы значительно смягчают климат суши, так как для воды характерна большая скрытая теплота парообразования и таяния. Фактически существуют два базовых типа климата: континœентальный с крайними значениями температуры и влажности и морской, которому свойственны менее резкие колебания, что объясняется смягчающим влиянием крупных водоемов.

Излучение Солнца представляет собой электромагнитные волны различной длины. Оно совершенно крайне важно живой природе, так как является основным внешним источником энергии. Спектр распределœения энергии излучения Солнца за пределами земной атмосферы показывает, что около половины солнечной энергии излучается в инфракрасной области, 40 % — в видимой и 10 % — в ультрафиолетовой и рентгеновской областях.

Надо иметь в виду то, что спектр электромагнитного излучения Солнца весьма широк и его частотные диапазоны различным образом воздействуют на живое вещество. Земная атмосфера, включая озоновый слой, селœективно, то есть избирательно по частотным диапазонам, поглощает энергию электромагнитного излучения Солнца и до поверхности Земли доходит в основном излучение с длиной волны от 0,3 до 3 мкм. Более длинно и коротковолновое излучение поглощается атмосферой. С увеличением зенитного расстояния Солнца возрастает относительное содержание инфракрасного излучения (от 50 до 72 %).

Для живого вещества важны качественные признаки света — длина волны, интенсивность и продолжительность воздействия.

Известно, что животные и растения реагируют на изменение длины волны света. Цветовое зрение распространено в разных группах животных пятнисто: оно хорошо развито у некоторых видов членистоногих, рыб, птиц и млекопитающих, но у других видов тех же групп оно может отсутствовать.

Интенсивность фотосинтеза варьируется с изменением длины волны света. К примеру, при прохождении света через воду красная и синяя части спектра отфильтровываются и получающийся зелœеноватый свет слабо поглощается хлорофиллом. При этом красные водоросли имеют дополнительные пигменты (фикоэритрины), позволяющие им использовать эту энергию и жить на большей глубинœе, чем зелœеные водоросли.

Продолжительность светового дня, или фотопериод, является «релœе времени» или пусковым механизмом, включающим последовательность физиологических процессов, приводящих к росту, цветению многих растений, линьке и накоплению жира, миграции и размножению у птиц и млекопитающих и к наступлению диапаузы у насекомых. Некоторые высшие растения цветут при увеличении длины дня (растения длинного дня), другие зацветают при сокращении дня (растения короткого дня). У многих организмов, чувствительных к фотопериоду, настройку биологических часов можно изменить экспериментальным изменением фотопериода.

Ионизирующее излучение выбивает электроны из атомов и присоединяет их к другим атомам с образованием пар положительных и отрицательных ионов. Его источником служат радиоактивные вещества, содержащиеся в горных породах, кроме того, оно поступает из космоса.

Разные виды живых организмов сильно отличаются по своим способностям выдерживать большие дозы радиационного облучения. К примеру, доза 2 Зв вызывает гибель зародышей некоторых насекомых на стадии дробления, доза 5 Зв приводит к стерильности некоторых видов насекомых, доза 10 Зв абсолютно смертельна для млекопитающих. Как показывают данные большей части исследований, наиболее чувствительны к облучению быстро делящиеся клетки.

Под термином гамма-фон обычно подразумевают количественную характеристику мощности дозы гамма-излучения, выраженную в числовом виде в единицах принятой размерности, которая присуща некоторому помещению или некоторой точке на местности. Мощность дозы (эквивалентную/амбиентную) фотонного излучения гамма-диапазона принято выражать в «Зв/час», она характеризует отношение поглощенной энергии гамма-квантов в телœе массой m к массе тела за определœенный временной промежуток [Дж/кг с], 1 Зв = 1 Дж/кᴦ. Устаревшая размерность «Р/час» (изъята из употребления с 1990ᴦ.) относится к экспозиционной мощности дозы фотонного излучения и характеризует ионизирующую способность фотонного излучения в воздухе – отношение заряда ионов обоих пар в объеме воздуха к массе этого воздуха за временной интервал [Кл/кг с], 1 Р = 2,6´ 10^-4 Кл/кᴦ. С небольшой погрешностью можно принять, что 1 Зв соответствует 100 Р, точнее, 1 Зв соответствует 114 Р.

Воздействие малых доз радиации оценить сложнее, так как они могут вызвать отдаленные генетические и соматические последствия. К примеру, облучение сосны дозой 0,01 Зв в сутки на протяжении 10 лет вызвало замедление скорости роста͵ аналогичное однократной дозе 0,6 Зв. Повышение уровня излучения в среде над фоновым приводит к повышению частоты вредных мутаций.

У высших растений чувствительность к ионизирующему излучению прямо пропорциональна размеру клеточного ядра, а точнее объему хромосом или содержанию ДНК.

У высших животных не обнаружено такой простой зависимости между чувствительностью и строением клеток; для них более важное значение имеет чувствительность отдельных систем органов. Так, млекопитающие очень чувствительны даже к низким дозам радиации вследствие легкой повреждаемости облучением быстро делящейся кроветворной ткани костного мозга. Даже очень низкие уровни хронически действующего ионизирующего излучения могут вызвать в костях и в других чувствительных тканях рост опухолевых клеток, что может проявиться лишь через много лет после облучения.

Газовый состав атмосферы также является важным климатическим фактором. Примерно 3-3,5 млрд лет назад атмосфера содержала азот, аммиак, водород, метан и водяной пар, а свободный кислород в ней отсутствовал. Состав атмосферы в значительной степени определялся вулканическими газами. Из-за отсутствия кислорода не существовало озонового экрана, задерживающего ультрафиолетовое излучение Солнца. С течением времени за счет абиотических процессов в атмосфере планеты стал накапливаться кислород, началось формирование озонового слоя. Примерно в серединœе палеозоя потребление кислорода сравнялось с его образованием, в данный период содержание О₂ в атмосфере было близко к современному — около 20 % . Интересно, что концентрации кислорода и углекислого газа являются лимитирующими для многих высших растений. У многих растений удается повысить эффективность фотосинтеза, повысив концентрацию углекислого газа, однако малоизвестно, что снижение концентрации кислорода также может приводить к увеличению фотосинтеза. В опытах на бобовых и многих других растениях было показано, что понижение содержания кислорода в воздухе до 5 % повышает интенсивность фотосинтеза на 50 % . Крайне важную роль играет также азот. Это важнейший биогенный элемент, участвующий в образовании белковых структур организмов. Ветер оказывает лимитирующее воздействие на активность и распространение организмов.

Ветер способен даже изменять внешний вид растений, особенно в тех местообитаниях, к примеру в альпийских зонах, где лимитирующее воздействие оказывают другие факторы. Экспериментально показано, что в открытых горных местообитаниях ветер лимитирует рост растений: когда построили стену, защищавшую растения от ветра, высота растений увеличилась. Большое значение имеют бури, хотя их действие сугубо локально. Ураганы и обычные ветры способны переносить животных и растения на большие расстояния и тем самым изменять состав сообществ.

Атмосферное давление, по-видимому, не является лимитирующим фактором непосредственного действия, однако оно имеет прямое отношение к погоде и климату, которые оказывают непосредственное лимитирующее воздействие.

Рассмотрим далее факторы водной среды.

Водные условия создают своеобразную среду обитания организмов, отличающуюся от наземной, прежде всœего плотностью и вязкостью. Плотность воды примерно в 800 раз, а вязкость примерно в 55 раз выше, чем у воздуха. Вместе с плотностью и вязкостью важнейшими физико-химическими свойствами водной среды являются: температурная стратификация, то есть изменение температуры по глубинœе водного объекта и периодические изменения температуры во времени, а также прозрачность воды, определяющая световой режим под ее поверхностью: от прозрачности зависит фотосинтез зелœеных и пурпурных водорослей, фитопланктона, высших растений.

Как и в атмосфере, важную роль играет газовый состав водной среды. В водных местообитаниях количество кислорода, углекислого газа и других газов, растворенных в воде и потому доступных организмам, сильно варьируется во времени. В водоемах с высоким содержанием органических веществ кислород является лимитирующим фактором первостепенной важности. Несмотря на лучшую растворимость кислорода в воде по сравнению с азотом, даже в самом благоприятном случае в воде содержится меньше кислорода, чем в воздухе, примерно 1% по объему. На растворимость влияют температура воды и количество растворенных солей: при понижении температуры растворимость кислорода растет, при повышении солености — снижается. Запас кислорода в воде пополняется благодаря диффузии из воздуха и фотосинтезу водных растений. Кислород диффундирует в воду очень медленно, диффузии способствует ветер и движение воды. Как уже упоминалось, важнейшим фактором, обеспечивающим фотосинтетическую продукцию кислорода, является свет, проникающий в толщу воды. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, содержание кислорода меняется в воде в зависимости от времени суток, времени года и местоположения.

Содержание углекислого газа в воде также может сильно варьироваться, но по своему поведению углекислый газ отличается от кислорода, а его экологическая роль мало изучена. Углекислый газ хорошо растворяется в воде, кроме того, в воду поступает СО₂, образующийся при дыхании и разложении, а также из почвы или подземных источников. В отличие от кислорода углекислый газ вступает в реакцию с водой:

с образованием угольной кислоты, которая реагирует с известью, образуя карбонаты СО₂^2- и гидрокарбонаты НСО^3-. Эти соединœения поддерживают концентрацию водородных ионов на уровне, близком к нейтральному значению. Небольшое количество углекислого газа в воде повышает интенсивность фотосинтеза и стимулирует процессы развития многих организмов. Высокая же концентрация углекислого газа является лимитирующим фактором для животных, так как она сопровождается низким содержанием кислорода. К примеру, при слишком высоком содержании свободного углекислого газа в воде погибают многие рыбы.

Кислотность — концентрация водородных ионов (рН) — тесно связана с карбонатной системой. Значение рН изменяется в диапазоне 0-14: при рН=7 среда нейтральная, при рН<7 — кислая, при рН>7 — щелочная. В случае если кислотность не приближается к крайним значениям, то сообщества способны компенсировать изменения этого фактора — толерантность сообщества к диапазону рН весьма значительна. Кислотность может служить индикатором скорости общего метаболизма сообщества. В водах с низким рН содержится мало биогенных элементов, в связи с этим продуктивность здесь крайне мала.

Соленость — содержание карбонатов, сульфатов, хлоридов и т.д. — является еще одним значимым абиотическим фактором в водных объектах. В пресных водах солей мало, из них около 80 % приходится на карбонаты. Содержание минœеральных веществ в мировом океане составляет в среднем 35 г/л. Организмы открытого океана обычно стеногалинны, тогда как организмы прибрежных солоноватых вод в общем эвригалинны. Концентрация солей в жидкостях тела и тканях большинства морских организмов изотонична концентрации солей в морской воде, так что здесь не возникает проблем с осморегуляцией.

Течение не только сильно влияет на концентрацию газов и питательных веществ, но и прямо действует как лимитирующий фактор. Многие речные растения и животные морфологически и физиологически особым образом приспособлены к сохранению своего положения в потоке: у них есть вполне определœенные пределы толерантности к фактору течения.

Гидростатическое давление в океане имеет большое значение. С погружением в воду на 10м давление возрастает на 1 атм (105 Па) . В самой глубокой части океана давление достигает 1000 атм (108 Па) . Многие животные способны переносить резкие колебания давления, особенно, если у них в телœе нет свободного воздуха. В противном случае возможно развитие газовой эмболии. Высокие давления, характерные для больших глубин, как правило, угнетают процессы жизнедеятельности.

Рассмотрим далее эдафические факторы.

Почвой называют слой вещества, лежащий поверх горных пород земной коры. Русский ученый — естествоиспытатель Василий Васильевич Докучаев в 1870 году первым рассмотрел почву как динамическую, а не инœертную среду. Он доказал, что почва постоянно изменяется и развивается, а в ее активной зоне идут химические, физические и биологические процессы. Почва формируется в результате сложного взаимодействия климата͵ растений, животных и микроорганизмов. Советский академик почвовед Василий Робертович Вильямс дал еще одно определœение почвы — это рыхлый поверхностный горизонт суши, способный производить урожай растений. Рост растений зависит от содержания необходимых питательных веществ в почве и от ее структуры.

В состав почвы входят четыре базовых структурных компонента: минœеральная основа (обычно 50-60 % общего состава почвы), органическое вещество (до 10 %), воздух (15-25 %) и вода (25-30 %).

Минœеральный скелœет почвы — это неорганический компонент, который образовался из материнской породы в результате ее выветривания.

Свыше 50 % минœерального состава почвы занимает кремнезем SiO₂, от 1 до 25 % приходится на глинозем Al₂О₃, от 1 до 10 % — на оксиды желœеза Fe₂О₃, от 0,1 до 5 % — на оксиды магния, калия, фосфора, кальция. Минœеральные элементы, образующие вещество почвенного скелœета͵ различны по размерам: от валунов и камней до песчаных крупинок — частиц диаметром 0,02-2 мм, ила — частиц диаметром 0,002-0,02 мм и мельчайших частиц глины размером менее 0,002 мм в диаметре. Их соотношение определяет механическую структуру почвы. Она имеет большое значение для сельского хозяйства. Глины и суглинки, содержащие примерно равное количество глины и песка, обычно пригодны для роста растений, так как содержат достаточно питательных веществ и способны удерживать влагу. Песчаные почвы быстрее дренируются и теряют питательные вещества из-за выщелачивания, но их выгоднее использовать для получения ранних урожаев, так как их поверхность высыхает весной быстрее, чем у глинистых почв, что приводит к лучшему прогреванию. С увеличением каменистости почвы уменьшается ее способность удерживать воду.

Органическое вещество почвы образуется при разложении мертвых организмов, их частей и экскрементов. Не полностью разложившиеся органические остатки называются подстилкой, а конечный продукт разложения — аморфное вещество, в котором уже невозможно распознать первоначальный материал, — принято называть гумусом. Благодаря своим физическим и химическим свойствам гумус улучшает структуру почвы и ее аэрацию, а также повышает способность удерживать воду и питательные вещества.

Одновременно с процессом гумификации жизненно важные элементы переходят их органических соединœений в неорганические, к примеру: азот — в ионы аммония NH⁴⁺, фосфор — в ортофосфатионы H₂PO₄^—, сера — в сульфатионы SO₄^2-. Этот процесс принято называть минœерализацией.

Почвенный воздух, так же как и почвенная вода, находится в порах между частицами почвы. Порозность возрастает от глин к суглинкам и пескам. Между почвой и атмосферой происходит свободный газообмен, в результате чего газовый состав обеих сред имеет сходный состав. Обычно в воздухе почвы из-за дыхания населяющих ее организмов несколько меньше кислорода и больше углекислого газа, чем в атмосферном воздухе. Кислород необходим для корней растений, почвенных животных и организмов-редуцентов, разлагающих органическое вещество на неорганические составляющие. В случае если идет процесс заболачивания, то почвенный воздух вытесняется водой, и условия становятся анаэробными. Почва постепенно становится кислой, так как анаэробные организмы продолжают вырабатывать углекислый газ. Почва, если она небогата основаниями, может стать чрезвычайно кислой, а это наряду с истощением запасов кислорода неблагоприятно воздействует на почвенные микроорганизмы. Длительные анаэробные условия ведут к отмиранию растений.

Почвенные частицы удерживают вокруг себя неĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ количество воды, определяющей влажность почвы. Часть ее, называемая гравитационной водой, может свободно просачиваться в глубь почвы. Это ведет к вымыванию из почвы различных минœеральных веществ, в том числе азота. Вода может также удерживаться вокруг отдельных коллоидных частиц в виде тонкой прочной связанной пленки. Эту воду называют гигроскопической. Она адсорбируется на поверхности частиц за счет водородных связей. Эта вода наименее доступна для корней растений, и именно она, последней, удерживается в очень сухих почвах. Количество гигроскопической воды зависит от содержания в почве коллоидных частиц, в связи с этим в глинистых почвах ее намного больше — примерно 15 % массы почвы, чем в песчанистых — примерно 0,5 % . По мере того, как накапливаются слои воды вокруг почвенных частиц, она начинает заполнять сначала узкие поры между этими частицами, а затем распространяется во всœе более широкие поры. Гигроскопическая вода постепенно переходит в капиллярную, которая удерживается вокруг почвенных частиц силами поверхностного натяжения. Капиллярная вода может подниматься по узким порам и канальцам от уровня грунтовых вод. Растения легко поглощают капиллярную воду, которая играет наибольшую роль в регулярном снабжении их водой. В отличие от гигроскопической влаги эта вода легко испаряется. Тонкоструктурные почвы, к примеру глины, удерживают больше капиллярной воды, чем грубоструктурные, такие, как пески.

Вода необходима всœем почвенным организмам. Она поступает в живые клетки путем осмоса.

Вода также важна как растворитель для питательных веществ и газов, поглощаемых из водного раствора корнями растений. Она принимает участие в разрушении материнской породы, подстилающей почву, и в процессе почвообразовния.

Химические свойства почвы зависят от содержания минœеральных веществ, которые находятся в ней в виде растворенных ионов. Некоторые ионы являются для растений ядом, другие — жизненно необходимы. Концентрация в почве ионов водорода (кислотность) рН>7, то есть в среднем близка к нейтральному значению. Флора таких почв особенно богата видами. Известковые и засоленные почвы имеют рН = 8…9, а торфяные — до 4. На этих почвах развивается специфическая растительность.

В почве обитает множество видов растительных и животных организмов, влияющих на ее физико-химические характеристики: бактерии, водоросли, грибы или простейшие одноклеточные, черви и членистоногие. Биомасса их в различных почвах равна (кг/га): бактерий 1000-7000, микроскопических грибов — 100-1000, водорослей 100-300, членистоногих — 1000, червей 350-1000.

В почве реализуются процессы синтеза, биосинтеза, протекают различные химические реакции преобразования веществ, связанные с жизнедеятельностью бактерий. При отсутствии в почве специализированных групп бактерий их роль выполняют почвенные животные, которые переводят крупные растительные остатки в микроскопические частицы и таким образом делают органические вещества доступными для микроорганизмов.

Органические вещества вырабатываются растениями при использовании минœеральных солей, солнечной энергии и воды. Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, почва теряет минœеральные вещества, которые растения взяли из нее. В лесах часть питательных веществ вновь возвращается в почву через листопад. Культурные растения за какой-то период времени изымают из почвы значительно больше биогенных веществ, чем возвращают в нее. Обычно потери питательных веществ восполняются внесением минœеральных удобрений, которые в основном прямо не бывают использованы растениями и должны быть трансформированы микроорганизмами в биологически доступную форму. При отсутствии таких микроорганизмов почва теряет плодородие.

Основные биохимические процессы протекают в верхнем слое почвы толщиной до 40 см, так как в нем обитает наибольшее количество микроорганизмов. Одни бактерии принимают участие в цикле превращения только одного элемента͵ другие — в циклах превращения многих элементов. В случае если бактерии минœерализуют органическое вещество — разлагают органическое вещество на неорганические соединœения, то простейшие уничтожают избыточное количество бактерий. Дождевые черви, личинки жуков, клещи разрыхляют почву и этим способствуют ее аэрации. Вместе с тем, они перерабатывают трудно расщепляемые органические вещества.

К абиотическим факторам среды обитания живых организмов относятся также факторы рельефа (топография). Влияние топографии тесно связано с другими абиотическими факторами, так как она может сильно сказываться на местном климате и развитии почвы.

Главным топографическим фактором является высота над уровнем моря. С высотой снижаются средние температуры, увеличивается суточный перепад температур, возрастают количество осадков, скорость ветра и интенсивность радиации, понижаются атмосферное давление и концентрации газов. Все эти факторы влияют на растения и животных, обуславливая вертикальную зональность.

Горные цепи могут служить климатическими барьерами. Горы служат также барьерами для распространения и миграции организмов и могут играть роль лимитирующего фактора в процессах видообразования.

Еще один топографический фактор — экспозиция склона. В северном полушарии склоны, обращенные на юг, получают больше солнечного света͵ в связи с этим интенсивность света и температура здесь выше, чем на дне долин и на склонах северной экспозиции. В южном полушарии имеет место обратная ситуация.

Важным фактором рельефа является также крутизна склона. Для крутых склонов характерны быстрый дренаж и смывание почв, в связи с этим здесь почвы маломощные и более сухие. В случае если уклон превышает 35⁰, почва и растительность обычно не образуются, а создаются осыпи из рыхлого материала.

Среди абиотических факторов особого внимания заслуживает огонь или пожар. Сегодня экологи пришли к однозначному мнению, что пожар нужно рассматривать как один из естественных абиотических факторов наряду с климатическими, эдафическими и другими факторами.

Пожары как экологический фактор бывают различных типов и оставляют после себя различные последствия. Верховые или дикие пожары, то есть очень интенсивные и не поддающиеся сдерживанию, разрушают всю растительность и всю органику почвы, последствия же низовых пожаров совершенно иные. Верховые пожары оказывают лимитирующее действие на большинство организмов — биотическому сообществу приходится начинать всœе сначала, с того немногого, что осталось, и должно пройти много лет, пока участок снова станет продуктивным. Низовые пожары, напротив, обладают избирательным действием: для одних организмов они оказываются более лимитирующим, для других — менее лимитирующим фактором и таким образом способствуют развитию организмов с высокой толерантностью к пожарам. Вместе с тем, небольшие низовые пожары дополняют действие бактерий, разлагая умершие растения и ускоряя превращение минœеральных элементов питания в форму, пригодную для использования новыми поколениями растений.

В случае если низовые пожары случаются регулярно раз в несколько лет, на земле остается мало валежника, это снижает вероятность возгорания крон. В лесах, не горевших более 60 лет, накапливается столько горючей подстилки и отмершей древесины, что при ее воспламенении верховой пожар почти неизбежен.

Растения выработали специальные адаптации к пожару, аналогично тому, как они сделали по отношению к другим абиотическим факторам. В частности, почки злаков и сосœен скрыты от огня в глубинœе пучков листьев или хвоинок. В периодически выгорающих местообитаниях эти виды растений получают преимущества, так как огонь способствует их сохранению, избирательно содействуя их процветанию. Широколиственные же породы лишены защитных приспособлений от огня, он для них губителœен.

Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, пожары поддерживают устойчивость лишь некоторых экосистем. Листопадным и влажным тропическим лесам, равновесие которых складывалось без влияния огня, даже низовой пожар может причинить большой ущерб, разрушив богатый гумусом верхний горизонт почвы, приведя к эрозии и вымыванию из нее биогенных веществ.

Вопрос «жечь или не жечь» непривычен для нас. Последствия выжигания бывают очень разными в зависимости от времени и интенсивности. По своей неосторожности человек нередко бывает причиной увеличения частоты диких пожаров, в связи с этим крайне важно активно бороться за пожарную безопасность в лесах и зонах отдыха. Частное лицо ни в коем случае не имеет права намеренно или случайно вызывать пожар в природе. Вместе с тем крайне важно знать, что использование огня специально обученными людьми является частью правильного землепользования.

Для абиотических условий справедливы всœе рассмотренные законы воздействия экологических факторов на живые организмы. Знание этих законов позволяет ответить на вопрос: почему в разных регионах планеты сформировались разные экосистемы? Основная причина — своеобразие абиотических условий каждого региона.

Читайте также

— Абиотические факторы среды обитания

На рис. 5 приведена классификация абиотических факторов. Начнем рассмотрение склиматических факторов внешней среды. Температура является наиболее важным климатическим фактором. От нее зависит интенсивность обмена веществ организмов и их географическое… [читать подробенее]

Лимитирующий фактор | справочник Пестициды.ru

Лимитирующий фактор – фактор среды, ограничивающий проявления жизнедеятельности организмов при приобретении им концентрации выше или ниже оптимальной.

Бабочка Morpho helenor peleides

Бабочка Morpho helenor peleides

---

Для бабочки Morpho helenor peleides, освещение является важнейшим лимитирующим фактором.

Использованы фото:^[10]

Общие понятия учения о лимитирующих факторах

К лимитирующим могут относиться любые факторы среды: освещение, температура, влажность, микросреда, состав почвы и др. Учение о лимитирующих факторах основано на двух основополагающих постулатах: законе Либиха (1840) и законе Шелфорда (1913).^[5]

Каждый вид растений, микроорганизмов и животных существует в условиях, при которых их жизнь наиболее комфортна. Для того, чтобы представители каждой популяции могли полноценно питаться, развиваться и размножаться, необходимо соответствие каждого экологического фактора определенным значениям, которые укладываются в более или менее широком диапазоне.^[1] К насекомым это относится в той же степени, что и к другим живым организмам, поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать влияние лимитирующих факторов на примере этого класса.

Для жизнеспособности организмов опасно как снижение, так и превышение оптимальных значений температуры, влажности и т.д. Выход их величин за пределы выносливости приводит к гибели организма, популяции или даже экосистемы.^[5]

Например,  если в почве недостает какого-то определенного микроэлемента, это вызывает снижение урожайности растений. Из-за отсутствия пищи гибнут насекомые, которые питались этими растениями. Последнее, свою очередь, отражается на выживаемости хищников-энтомофагов: других насекомых, птиц, некоторых Земноводных и т.д.^[1]

Каждый организм характеризуется определенным экологическим минимумом и максимумом, между которыми находится зона нормальной жизнедеятельности (или оптимума). Чем дальше тот или иной фактор отклоняется от значения оптимума, тем в большей степени заметно его негативное воздействие. За пределами критических точек (крайних значений лимитирующего фактора) существование организма невозможно.^[5]

Для обозначения степени толерантности (устойчивости) видов к различным значениям лимитирующих факторов, их принято разделять на маловыносливые – стенобионты – и выносливые, или эврибионты.^[5] К стенобионтам можно отнести низших насекомых, обитающих в пещерах (Бессяжковые и др.), а также большинство тропических отрядов, которые существуют лишь в условиях высокой температуры и влажности. Например, Чешуекрылые отряда Morpho (фото) обитают только в густых тропических лесах Центральной и Южной Америки и очень плохо разводятся в искусственных условиях.   В частности, они очень требовательны к световому режиму: каждый вид этих бабочек летает лишь в определенное время дня.^[4]

Куколка бабочки махаона

Куколка бабочки махаона

---

Куколка бабочки махаона, сохраняющая жизнеспособность в широком диапазоне температур.

Использованы фото:^[9]

Лимитирующие факторы неживой природы

Среди всех абиотических факторов насекомые обладают наибольшей чувствительностью к температуре, освещению и влажности.^[2]

Что касается первого, на территории нашей страны большинство видов способно жить в диапазоне температур от 3 до 40 градусов, хотя некоторые имеют механизмы приспособления, позволяющие им существовать и за пределами зоны нормальной жизнедеятельности. ^[5] Так, ряд высокоразвитых насекомых проявляет устойчивость к замерзанию, так как жидкость в их организме не переходит в кристаллы, а витрифицируется – становится подобна стеклу. Это распространено среди некоторых жуков, Чешуекрылых и Двукрылых.^[2] Например, куколка бабочки махаона (фото) может переносить глубокое замораживание почти до – 200 градусов.^[6]

Освещение также немаловажно. Под действием оптимальных доз ультрафиолета в организме насекомых происходят важные биохимические процессы: выделение гормонов, формирование пигмента крыльев и даже усвоение некоторых минеральных веществ. Приверженность к определенному световому режиму определяет их образ жизни (дневной, ночной), а также предпочтительную среду обитания. Так, личинки жуков-щелкунов, обитающие в почве, не переносят яркого света и гибнут под воздействием интенсивного ультрафиолетового излучения.^[2]

Очень по-разному действует на насекомых такой лимитирующий фактор, как влажность. Некоторые из них, например, комары, мошки или примитивные отряды вроде поденок, живут преимущественно вблизи водоемов, с которыми связаны не только самые комфортные условия их жизни, но и процесс размножения.^[2] По этой причине осушение болот является одним из самых эффективных методов борьбы с распространением комаров. Среди насекомых встречаются и ксерофиты, предпочитающие засушливые местности, например, муравьи, населяющие полупустыни.^[5]

Лимитирующий фактор для японского жука

Лимитирующий фактор для японского жука

---

Биологический лимитирующий фактор для японского жука – бактерия Bacillus popilliae, вызывающая заболевание и гибель его личинок: 1 — Бактерии Bacillus popilliae; 2 — Личинка японского жука

Использованы фото:^[7][8]

Лимитирующие факторы живой природы

Ограничивать жизнедеятельность насекомых могут не только явления неживой природы, но и факторы биологического происхождения. Биологические лимитирующие факторы в виде хищников угрожают всем растительноядным видам:^[5] так, для бабочек даже в пределах класса угрозу способны создавать десятки хищников, от богомолов и муравьев до  златоглазок и некоторых кузнечиков.^[2]

Аналогичным образом, у многих отрядов и семейств жизнедеятельность ограничена присутствием в области их обитания паразитов и патогенных микроорганизмов, вызывающих болезни.^[5] Впервые угнетающие явления в виде болезнетворных бактерий Bacillus solitarius были открыты известным биологом И.И. Мечниковым, описавшим заболевание у личинок вредителя злаков – хлебного жука.^[3] В настоящее время бактерии рода Bacillus широко используются в качестве искусственного лимитирующего фактора для борьбы с личинками сельскохозяйственных вредителей. (фото)

В обычных условиях каждый вид и популяция стремится занять свою экологическую нишу, однако иногда складываются такие условия, что два и более видов конкурируют между собой. В этом случае они становятся лимитирующими факторами друг для друга. Чаще всего конкуренция развивается из-за недостатка пищевых ресурсов; нередко она происходит между летающими насекомыми, опыляющими одни и те же растения.^[5]

У общественных форм – муравьев и термитов – конкуренция заметна не только за пределами вида, но и внутри него. Эти насекомые живут автономными колониями, и каждая семья создает для любой другой потенциальную угрозу, уничтожая доступную пищу и занимая ее потенциальный «дом».^[1]

Если говорить о переносимости биологических факторов, стенобионтами являются насекомые-паразиты растений и животных, которые избирательны в отношении пищи и способа ее добычи. Среди более выносливых эврибионтов насчитывается множество высокоразвитых насекомых. Японский жук, бабочка медведица и сотни других видов расселены по огромным территориям, они используют в качестве питания различные растения и прекрасно существуют даже в условиях изобилия хищников. ^[2]

 

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Литературные источники:

1.

Ахатов А. Г. Экология. Энциклопедический словарь. ТКИ, Экополис, 1995г. — 368 с.

2.

Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. — 3-е издание., доп.— М.: Высш.школа, 1980. — 416 с.,ил.

3.

Карлик Л. Н. Мечников. Москва: Медгиз, 1946 г.

4.

Уоллес А., Тропическая природа, М.: Мысль, 1975 г. — 226 с.

5.

Шилов И. А. Экология, М., Высшая школа, 1998. — 512 с.

6.

Шовен Р., Мир насекомых, М., изд-во «Мир», 1970 – 242 с.

Изображения (переработаны):

7.8.9.10. Свернуть Список всех источников

АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ И ПРИСПОСОБЛЕННОСТЬ К НИМ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

• Какие бывают экологические факторы?
• Как абиотические факторы влияют на организмы?

Понятие об адаптации. В процессе исторического развития организмы приспосабливаются к определённому набору абиотических факторов. Это повышает их шансы на выживание. Процесс приспособления организмов к условиям окружающей их среды называют адаптацией.

Однако организмы не только приспосабливаются к определённым значениям температуры, влажности, освещённости, которые становятся обязательными условиями их существования, но и сами участвуют в формировании абиотической (неживой) среды. Так, в ходе фотосинтеза растения поглощают углекислый газ и выделяют в атмосферу кислород, животные-фильтраторы очищают воду, зелёные насаждения препятствуют эрозии почвы, а растения из семейства бобовых обогащают почву азотом — подобных примеров можно приводить множество.

Рассмотрим влияние основных абиотических факторов — элементов неживой природы — на живые организмы.

Солнечный свет. Это основной источник энергии для живых организмов. Биологическое влияние солнечного света зависит от его характеристик: длины волны, интенсивности, продолжительности действия, суточной и сезонной периодичности.

Ультрафиолетовые лучи в небольших дозах полезны животным и человеку, так как способствуют выработке в организме витамина D. Эти лучи воспринимаются органами зрения насекомых, а у растений ультрафиолет обеспечивает синтез пигментов и витаминов. Видимая часть спектра солнечного излучения наиболее значима для организмов. Благодаря освещённости животные ориентируются в пространстве, а у растений осуществляется фотосинтез. Инфракрасные лучи — источник тепловой энергии, который очень важен для всех организмов, но в большей мере для холоднокровных. Любая поверхность, имеющая температуру выше 0°С, испускает тепловые лучи, поэтому растения и животные получают тепловую энергию также и от окружающих предметов. У растений инфракрасное излучение усиливает испарение воды, что способствует её движению в тканях растений снизу вверх.

Важным фактором в жизни животных и растений является продолжительность светового дня. Изменение соотношения периодов освещённости и темноты для многих организмов служит сигналом для изменения активности. Это явление называют фотопериодизмом. В процессе эволюции у животных и растений выработались определённые биологические ритмы — суточные и сезонные. Длина светового дня определяет жизненные циклы многих видов, от неё зависят сроки цветения и созревания плодов у растений, миграция птиц, смена шерстного покрова у млекопитающих, начало брачного сезона, подготовка к зимней спячке и т. д. Существенно различается образ жизни ночных и дневных животных. У растений в определённые часы открываются и закрываются цветки.

Температура. Это абиотический фактор, который действует всегда и везде. Температура обусловливает скорость биохимических реакций и влияет на многие физические процессы.

На Земле существуют организмы, способные выдерживать очень высокие или низкие температуры. Например, некоторые микроорганизмы переносят снижение температуры до -200 °С, а отдельные виды бактерий могут жить и размножаться в горячих источниках при температуре +85…87 °С (рис. 136). Хорошо выдерживают перепады температуры организмы, переживающие покоящуюся стадию своего развития, — цисты, куколки насекомых, споры бактерий, семена растений.

Все беспозвоночные и большинство позвоночных животных — это преимущественно холоднокровные организмы, которые не способны поддерживать постоянную температуру своего тела. Их температура в основном зависит от теплового режима окружающей среды. Птицы и млекопитающие — теплокровные животные, их температура тела не зависит от температуры окружающей среды. Высокий уровень обмена веществ позволяет этим животным поддерживать температуру тела на постоянном уровне за счёт самостоятельного производства энергии из потребляемой пищи. Причём на поддержание температуры тратится около 90% пищи. Помимо этого, совершенная терморегуляция и хорошая теплоизоляция позволяют птицам и млекопитающим как удерживать тепло, так и защищаться от перегрева при высокой температуре окружающей среды.

В большинстве районов Земли температура меняется в течение суток и сезонов, поэтому организмы вынуждены приспосабливаться к охлаждению или перегреву. В холодное время года у млекопитающих развивается более густой и длинный мех (рис. 137), в подкожной жировой клетчатке накапливается жир, у птиц зимой увеличивается масса перьев. У некоторых животных выработались поведенческие адаптации к сезонному снижению температуры: миграции, перелёты, рытьё нор и поиск убежищ. В пустынях, где днём температура почвы может достигать +60… 70 °С, животные зарываются в песок или прячутся в норы. У растений в жаркое время года усиливается испарение воды с поверхности листьев, а у животных жидкость испаряется через дыхательную систему и кожные покровы.

Влажность. Вода необходима для жизни всем организмам. Причём если для наземных животных и растений особенно опасна потеря влаги, то для организмов, обитающих в воде, наоборот, опасен избыток воды в организме. Поэтому у водных организмов возникают различные приспособления для выведения лишней воды, к примеру, для инфузории-туфельки характерны сократительные вакуоли.

У наземных организмов в процессе жизнедеятельности вода неизбежно теряется, поэтому её запасы надо постоянно пополнять. Для снабжения себя водой и экономии влаги у организмов выработались разнообразные приспособления.

Засухоустойчивые растения, например верблюжья колючка, саксаул, пустынная полынь, имеют глубокую корневую систему. У других растений пустынь и полупустынь узкие жёсткие листья покрыты восковым налётом, что снижает потери воды при испарении. Кактусы и молочаи обладают сильно развитой водозапасающей тканью, а для уменьшения площади испарения их листья превратились в колючки или чешуйки. Ряд растений (тюльпаны, ковыль) имеет очень короткий вегетационный период — пока в почве есть влага. В засушливое время они пребывают в состоянии покоя в виде подземных побегов (луковиц или корневищ).

Животные, обитающие в условиях пониженной влажности, тоже имеют определённые приспособления. Многие из них никогда не пьют и используют только ту жидкость, которая находится в пище. Плотный хитиновый покров защищает от избыточного испарения наземных членистоногих. В процессе эволюции, перейдя к наземному существованию, полностью утратили кожные железы пресмыкающиеся. У паукообразных изменился обмен веществ — они выделяют не раствор, а кристаллы мочевой кислоты.

Большое значение для животных засушливых областей имеет приспособительное поведение — поиск укрытий, ночной образ жизни. При большой сухости воздуха многие пустынные животные прячутся в норы, плотно закрывая вход. Многие грызуны, черепахи, змеи, некоторые насекомые в период засухи впадают в спячку.

Кислород. По отношению к кислороду все живые организмы можно разделить на две группы: аэробные (которым для дыхания нужен кислород) и анаэробные (которым кислород не нужен). В среде без кислорода живут, к примеру, некоторые бактерии, простейшие и внутренние паразиты, такие, как ленточные черви. Большинство же организмов обитают в кислородной среде.

Распространение тех или иных видов определяется не только температурой, светом, влажностью и наличием кислорода, но и другими абиотическими факторами.

Запомнить: адаптация; абиотические факторы; солнечный свет: ультрафиолетовые лучи, видимая часть спектра, инфракрасные лучи; продолжительность светового дня, фотопериодизм; биологические ритмы; температура, организмы: холоднокровные, теплокровные; кислород, организмы: аэробные, анаэробные.

Выводы

Абиотические факторы — это элементы неживой природы, воздействующие на живой организм. Процесс приспособления организмов к условиям окружающей их среды называют адаптацией. Организмы не только приспосабливаются к определённым значениям температуры, влажности, освещённости, но и сами участвуют в формировании абиотической (неживой) среды. Наиболее важными абиотическими факторами на суше являются свет, температура и вода (осадки), а в море — свет, температура и солёность.

Думай, делай выводы, действуй

Проверь свои знания

1. Что такое адаптация?
2. Какова роль света в жизни растений и животных?
3. Почему температура тела теплокровных животных не зависит от температуры окружающей среды?
4. Как адаптируются животные и растения к избытку и недостатку воды?

Выполни задание

Используя знания, полученные при изучении темы «Энергетический обмен», сравните эффективность энергетического обмена у аэробных и анаэробных организмов.

Обсуди с товарищами

1. Вода — важный абиотический фактор. Какова её роль в организме?
2. Какие ещё абиотические факторы (кроме изложенных в параграфе) могут воздействовать на организмы?
3. Существуют ли рыбы, способные жить как в пресной, так и в солёной воде? При положительном ответе объясните, как им это удаётся, и приведите примеры.

Выскажи мнение

Каким образом живые организмы участвуют в формировании абиотической среды?

ДЛЯ ЛЮБОЗНАТЕЛЬНЫХ

• Некоторые водоросли, например красные, обладают дополнительными пигментами, которые позволяют им использовать энергию лучей синей части спектра, глубже всего проникающих в толщу воды.
• В зависимости от условий освещённости растения подразделяют на светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые. Светолюбивые растения — это обитатели открытых местностей, которые плохо переносят даже незначительное затенение (например, растения степей, белая акация). При рассеянном свете в затенённых местах растёт большинство папоротников и мхов, а рекордсменом по теневыносливости являются морские зелёные водоросли.
• Если молодой саженец берёзы освещать осенью по 18—20 часов в сутки, дерево не сбросит листву даже при наступлении морозов и рискует засохнуть. Настолько для жизни растений значимо явление фотопериодизма!
• В зависимости от продолжительности светлого времени суток может снизиться и даже полностью прекратиться активность не только у холоднокровных животных, но и у млекопитающих. Одни звери, например суслики или сурки, впадают в состояние анабиоза, при котором жизненные функции настолько снижаются, что становятся практически незаметными. Другие, например барсуки и медведи, могут частично сохранять свою активность (медведицы даже рожают и выкармливают детёнышей в период зимней спячки), но перестают питаться и практически не покидают своих убежищ. На сезонные изменения, такие, как перелёты птиц, время листопада, распускания листьев и цветения у растений, также влияет температура окружающей среды, которая, в отличие от длины светового дня, может меняться от года к году.
• Группа учёных из Канады обнаружила, что аргентинский чёрно-белый тегу обладает сезонной теплокровностью. Эта ящерица длиной до 90 см обитает на значительной части Южной Америки и хорошо известна биологам. Большую часть года, как и многие другие рептилии, тегу днём греются на солнце, а ночью прячутся в норах и остывают. Но каково же было удивление учёных, когда с помощью датчиков и тепловых камер они выяснили, что в сезон размножения, с сентября по декабрь, в утренние часы частота дыхания и ритм сердечных сокращений животных увеличиваются и их температура вырастает, становясь на 10° выше температуры в норе. Учёные считают, что южноамериканские ящерицы представляют собой промежуточное звено между холоднокровными и теплокровными животными. Повышение температуры тела животных в период размножения увеличивает их активность при поиске партнёра, ускоряет развитие яиц и позволяет лучше заботиться о потомстве.

TPWD: Экология водно-болотных угодий

Фото предоставлено Дженнифер Ки,
TPWD 2004, округ Анджелина.

Водно-болотные угодья, представляющие собой изменчивые экосистемы, которые по своей природе трудно классифицировать, часто встречаются на пересечении наземной и водной среды обитания и обычно включают элементы обеих систем. Многие водно-болотные угодья уникальны для определенной степени, так как их индивидуальные особенности определяются сочетанием таких факторов, как климат, почвы, гидрология и растительность.

Один из важнейших факторов, определяющих общий характер однако водно-болотные угодья — это гидрология, поскольку время, количество и продолжительность поток воды сильно влияет как на абиотические, так и на биотические факторы водно-болотных угодий. Абиотические факторы, определяемые гидрологией водно-болотных угодий, могут включать: состав почвы, качество воды или топография, в то время как биотические факторы повлияли на с точки зрения гидрологии водно-болотных угодий будут типы растений и животных, их разнообразие или количество.Конечно, гидрология не всегда влияет на биологию, поскольку такие животные, как бобры может изменить характер ручья, построив плотину, или растительность может со временем накапливаться в районе и сокращать доступную поверхностную воду за счет увеличения эвапотранспирация.

В большинстве водно-болотных угодий уровень воды колеблется сезонно или даже ежегодно. основе, поэтому некоторые районы, которые трудно идентифицировать как водно-болотные угодья во время летом может быть полностью затоплен зимой.Техас содержит несколько различные типы водно-болотных угодий, каждый из которых предлагает разную степень функций и ценностей водно-болотных угодий, включая обеспечение среды обитания для диких животных.

Определения:

Абиотические факторы:
Неживые элементы окружающей среды, такие как почва или климат.

Биотические факторы:
Живые элементы окружающей среды, такие как растения, животные или бактерии.

Экология экосистем водно-болотных угодий: вода, субстрат и жизнь

Коннер, У. Х. и Дэй, Дж. У. «Экология лесных водно-болотных угодий в юго-восток Соединенных Штатов Штаты». В водно-болотных угодьях: экология и управление, , ред. Б. Гопал, и др. . (Джайпур, Индия: Национальный институт экологии и международного научного Публикации, 1982 г.): 69–87.

Costanza, R.W. и др. ценность мировых экосистемных услуг и природного капитала. Природа 387 , 253–260.

Cowardin, L.M. и др. . Классификация водно-болотных угодий и глубоководных Среда обитания Соединенных Штатов Штаты . FWS/OBS-79/31 , Вашингтон, округ Колумбия: США Служба рыболовства и дикой природы, 1979 г.

Dacey, JWH Вентиляция под давлением в желтой кувшинке. Экология 62 , 1137–1147 (1981).

Финлейсон, М. и Мозер, М. Водно-болотные угодья . Оксфорд, Великобритания: International Waterfowl and Бюро исследований водно-болотных угодий и факты в архиве, 1991 г.

Митч, В. Дж. и Госселинк Дж. Г. Водно-болотные угодья . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons, 2007.

.

Национальный исследовательский совет (NRC). Водно-болотные угодья: Характеристики и границы . Вашингтон, округ Колумбия: Национальный Академия Пресс, 1995.

Национальная служба охраны природных ресурсов (NRCS). Полевые индикаторы влажных почв в США Штаты , v. 4.0. Под редакцией GW Gurt et al. футов. Ценность, Техас: USDA, NRCS, 1998.

Одум, В.Е. и др. . Природа пульсирующая парадигма. Эстуарии 18 , 547–555 (1995).

Тил, Дж. М. Поток энергии в солончаке Экосистема Грузии. Экология 43 , 614–624 (1962).

Тернер, Р. Э. Литоральная растительность и товарный выход креветки-пенаиды . Сделки Американского общества рыболовства 106 , 411–416 (1977).

США Окружающая среда Агентство по защите (USEPA). Америка Водно-болотные угодья: наша жизненно важная связь между землей и Воды. Вашингтон, округ Колумбия: Управление водных ресурсов, Управление водно-болотных угодий, океанов и водоразделов, 1995 г.

Уиттакер, Р. Х. и Лайкенс, Г. Е. «Углерод в биота.» В Углерод в биосфере , ред. GM Woodwell & E.R. Пикан (Спрингфилд, Вирджиния: Национальная служба технической информации, 1973): 281–302.

Вода, воздух и почва | Лесная служба США

Вода, воздух и почва — это три природных ресурса, без которых мы не можем жить.Лесная служба стремится защищать, поддерживать и восстанавливать эти ценные активы сейчас и в будущем.

Вода является одним из важнейших природных ресурсов, вытекающих из лесов. Лесная служба управляет крупнейшим источником воды в США, примерно пятая часть которого приходится на 193 миллиона акров земли, которая ежедневно обеспечивает питьевой водой 180 миллионов человек.

Почва обеспечивает питательными веществами, водой, кислородом и теплом естественные территории суши. Понимание способности и способности почвы поддерживать экосистему играет важную роль в принятии решений по управлению земельными ресурсами.

Воздух является третьим важным ресурсом для людей, растений, животных и всех других организмов в природной зоне. Воздух необходимо контролировать, чтобы контролировать и снижать уровни загрязнения, контролировать дым, вызванный лесными пожарами, и следить за качеством воздуха. Лесная служба отслеживает последствия загрязнения воздуха, которое может ухудшить видимость, нанести вред здоровью человека, повредить деревья и другие растения, окислить или вызвать неестественное удобрение ручьев и озер, вымывать питательные вещества из почвы и ухудшать культурные ресурсы, такие как археологические памятники и исторические здания. .Деятельность в лесу, которая может повлиять на качество воздуха, такая как предписанное сжигание, горнолыжные курорты и добыча полезных ископаемых, также контролируется, чтобы обеспечить соблюдение правил использования воздуха для здоровья человека и отслеживать возможное воздействие на природные ресурсы.

Какие исследования проводятся для защиты этих природных ресурсов?

Исследования воды, воздуха и почвы предоставляют ученым информацию об этих важнейших природных ресурсах, о том, как они меняются и что на них влияет. Исследования и разработки лесной службы сосредоточены на следующих четырех основных областях, связанных с водой, воздухом и почвой:

Основные процессы

Эта область исследований направлена ​​на изучение основных процессов, происходящих в воде, воздухе и почве, а также на то, как на них влияют многие нарушения, включая пожары, засуху, инвазивные виды и многое другое.

Влияние изменения климата

В этой области исследований рассматриваются долгосрочные последствия изменения климата для воды, воздуха и почвы в природной зоне. Загрязнение, попадающее в атмосферу, воду или почву, прямо или косвенно повлияет на природную территорию либо немедленно, либо в будущем.

Экстремальные эффекты событий

В этой области исследований изучается, как экстремальные явления, в том числе ураганы, пожары, инвазивные виды и т. д., влияют на воду, воздух и почву в природной зоне.Ученые также изучают влияние этих событий на водоразделы, расположенные в лесу или на пастбищах.

Инструменты управления водоразделом

Эти инструменты помогают специалистам по управлению природными ресурсами, планировщикам и землевладельцам решать, как управлять лесными и пастбищными водоразделами. Инструменты управления водосборными бассейнами также можно использовать для информирования широкой общественности о способах защиты и улучшения водосборных бассейнов.

Актуальные результаты исследований

Последствия засухи для лесов и пастбищ в США

Проще говоря, засуха – это нехватка воды в заданном временном и пространственном масштабе.Засуха может быть серьезным стихийным бедствием со значительными социальными и экономическими последствиями. Исторические и палеоклиматические данные показывают, что засуха всегда влияла на физическую среду и будет продолжать это делать. Меры управления могут либо смягчить, либо усугубить последствия засухи. Поскольку режимы засухи меняются, способность количественно оценивать и прогнозировать воздействие на леса и пастбища имеет решающее значение для разработки и реализации управленческих мер, направленных на повышение устойчивости и адаптации.

Эффекты осаждения азота в Калифорнии и на северо-западе Тихого океана

Это исследование сосредоточено на предложении стратегий, которые установят ограничения на электростанции, автомобили, фермы и другие промышленные процессы, чтобы замедлить воздействие и производство кислотных дождей, цветения водорослей и ртути. Количество ртути, обнаруженной в растениях и животных, продолжает повышаться до токсического уровня, что делает ее чрезвычайно опасной для зараженных растений или животных, а также для любых животных с более высоким уровнем пищевой цепи, которые могут ее съесть.Ученые предлагают эти уровни на основе проведенных ими научных исследований, включающих наблюдение за обитающими на деревьях лишайниками и диатомовыми водорослями, крошечными одноклеточными водорослями, которые очень чувствительны к изменениям уровня азота.

8.5 Экосистемы | Биосферы к экосистемам

Экосистема представляет собой сложную систему, состоящую из всех живых организмов на определенной территории, а также среды, с которой организмы взаимодействуют. Живые организмы и неживые компоненты экосистемы взаимодействуют таким образом, чтобы поддерживать равновесие.Экосистемы делятся на биотических (живых) и абиотических (неживых) компонентов соответственно. Каждый компонент подробно обсуждается ниже.

Биотические компоненты (ESGB5)

Биотические компоненты — это живые существа, формирующие экосистему. Каждый биотический фактор нуждается в энергии для выполнения работы и для правильного роста. Чтобы получить эту энергию, организмы должны либо производить свою собственную энергию, используя абиотические факторы, либо взаимодействовать с другими организмами, потребляя их. Биотические компоненты обычно включают:

• Производители : также известные как автотрофы включают все зеленые растения.Производители производят свои собственные продукты питания, используя химические вещества и источники энергии из окружающей среды. Производители включают наземные и водные растения, водоросли и микроскопический фитопланктон в океане. Растения используют фотосинтез для производства сахара (глюкозы) из углекислого газа и воды. Используя этот сахар и другие питательные вещества (например, азот, фосфор), поглощаемые их корнями, растения производят разнообразные органические вещества. Эти материалы включают крахмалы, липиды, белки и нуклеиновые кислоты.
• Консументы : также известны как гетеротрофы .Они питаются другими организмами, живыми или мертвыми, и не могут производить себе пищу. Потребители делятся на разные группы в зависимости от источника их пищи. Травоядные (например, олени) питаются растениями и известны как первичные потребители . Плотоядные животные (например, львы, ястребы, косатки) питаются другими потребителями и могут быть классифицированы как вторичные потребители. Они питаются первичными потребителями. Третичные потребители питаются другими хищниками. Некоторые организмы, известные как всеядные (напр. г.крокодилы, крысы и люди) питаются как растениями, так и животными. Организмы, которые питаются мертвыми животными, называются падальщиками (например, грифы, муравьи и мухи). Детритофаги (детритоядные, например, дождевые черви, термиты, крабы) питаются органические отходы или фрагменты мертвых организмов.
• Редуценты : (например, бактерии, грибы) также питаются органическими отходами и мертвыми организмами, но они могут переваривать материалы вне своего тела. Разлагатели играют решающую роль в переработке питательных веществ, поскольку они превращают сложные органические вещества в неорганические питательные вещества, которые могут использоваться производителями.Если органическое вещество может быть разрушено редуцентами, оно называется биоразлагаемым.

Абиотические компоненты (ESGB6)

Абиотические компоненты — это неживые химические и физические факторы окружающей среды, влияющие на экосистемы. Абиотические компоненты играют решающую роль во всей биологии. Абиотические факторы можно разделить на физико-географические , эдафические и климатические факторы и атмосферные газы .

1.Физиографические факторы

Физиографические факторы связаны с физической природой района. Основными физико-географическими факторами, которые мы рассмотрим, являются склоны, экспозиция и высота над уровнем моря.

• Уклон : уклон или крутизна определенной поверхности Земли. Уклон влияет на скорость стока воды. Крутой склон способствует быстрому стоку воды и может вызвать эрозию почвы. Почва имеет тенденцию быть неглубокой и неплодородной с уменьшенным ростом растений.Растения маленькие, животных мало. Пологий склон способствует более медленному течению поверхностных вод, уменьшает эрозию и увеличивает доступность воды для растений. Направление и крутизна склона также влияют на температуру поверхности почвы.
• Высота : высота над уровнем моря. На больших высотах температура ниже, скорость ветра больше, а осадков меньше. Среды на больших высотах также более склонны к снежным условиям.Высота над уровнем моря играет роль в зонах растительности. На больших высотах встречается меньше видов растений и животных. Растения, растущие на средних высотах, имеют более замедленный рост. Растения на уровне моря в изобилии.
• Аспект : относится к положению области по отношению к солнцу, ветру или действию волн. Это направление, к которому обращен склон, то есть север, восток, запад. В Южной Африке дожди чаще выпадают на юго-восточных склонах, поэтому они, как правило, покрыты лесами или богаты растительностью.Склоны, обращенные в другую сторону (северо-запад), как правило, более сухие.

2. Эдафические факторы

Эдафические факторы – это факторы, связанные с почвой. Качества, которые могут характеризовать почву, включают дренаж, текстуру или химические свойства, такие как рН. Эдафические факторы влияют на организмы (бактерии, растения и т. д.), определяющие определенные типы экосистем. Существуют определенные виды растений и животных, характерные для районов с определенным типом почвы. Конкретные факторы, которые мы будем рассматривать, включают рН почвы и структуру почвы.

• pH почвы является мерой кислотности или щелочности почвы и может быть измерен с помощью шкалы pH. Шкала рН колеблется от 0 до 14. Нейтральные растворы имеют значение рН 7. Кислые растворы имеют значение рН менее 7, а щелочные растворы имеют значение рН более 7. Можно использовать лакмусовую бумагу или универсальный индикатор, чтобы определить, является ли раствор кислый или щелочной.

Рисунок 8.16: Шкала рН почвы.

Знаете ли вы, что некоторые виды цветков гортензии являются естественными индикаторами pH? Цветы сортов Hydrangea macrophylla и Hydrangea serrata могут менять цвет в зависимости от относительной кислотности почвы, в которой они посажены. В кислой почве с pH ниже 7 цветки обычно голубые. Однако в щелочной почве с pH выше 7 цветы будут более розовыми. Перемещение растения с одной почвы на другую приводит к изменению цвета цветка, если рН почвы отличается (см. рис. 8.17).

Рисунок 8.17: Гортензии.

• Структура почвы : разложившееся органическое вещество, называемое гумусом, придает верхнему слою почвы темный цвет. Он снабжает растения питательными веществами и помогает почве удерживать воду.Почвы, богатые гумусом, являются плодородными почвами. Конкретный тип почвы определяется размером частиц, например, песок имеет частицы очень большого размера, глина имеет частицы очень маленького размера, а суглинок имеет смешанные размеры частиц. Если вы перекатываете влажную почву между пальцами, глинистая почва кажется липкой, песчаная почва кажется песчаной, а суглинистая почва кажется мыльной. Водоудерживающая способность почв – это способность почвы удерживать различное количество воды. Глинистая почва задерживает большое количество воды. Песчаная почва удерживает очень мало воды.Суглинистая почва удерживает умеренное количество воды.

Исследование водоудерживающих свойств грунтов

Цель

Исследовать водоудерживающие свойства трех типов почв.

Аппарат

• пробы суглинка, песка и глины

• Воронки для фильтров и фильтровальная бумага

• мерные цилиндры

• вода

• секундомер

Метод

1. Установите три разных мерных цилиндра объемом 100 мл, каждый с воронкой, выстланной фильтровальной бумагой.
2. Маркируйте каждый из мерных цилиндров суглинком, песком или глиной.
3. Добавьте одинаковое количество (например, 50 г) каждого конкретного образца почвы в соответствующую промаркированную воронку с фильтровальной бумагой.
4. Осторожно налейте одинаковое количество (50 мл) воды в каждую воронку.
5. Немедленно включить секундомер.
6. Дайте воде пройти через образец почвы.
7. Подождите, пока вода перестанет капать в цилиндр, прежде чем записывать время для каждого типа почвы.
8. Запишите количество воды в мерном цилиндре.

Результаты

1. Запишите результаты в таблицу:

   1. Время прохождения воды через почву.
   2. Количество воды в мерном цилиндре.
2. Нарисуйте столбчатую диаграмму для представления результатов.

Наблюдения

1. Какой образец воды сохранил больше всего воды?

2. В каком образце воды осталось меньше всего воды?

3. Связана ли скорость слива воды с количеством удерживаемой воды? Опишите отношения, используя ваши результаты.

Выводы

Объясните свои наблюдения. Попробуйте описать три свойства, которые приводят к разной водоудерживающей способности разных типов почв. Используйте результаты своих экспериментов, чтобы порекомендовать, какую почву вы бы использовали для своих горшечных растений.

Исследование: изучить водоудерживающие свойства трех типов грунта

Это действие может быть засчитано в одно из исследований в рамках срочного проекта. Учащиеся должны принести образцы почвы из выбранной ими экосистемы для тестирования в дополнение к предоставленным образцам песка, суглинка и глины.

Результаты

Это легко представить в виде таблицы. Учащиеся могут скопировать эту таблицу до начала исследования:

Таблица, показывающая дренаж и влагоудержание трех различных типов почвы:

Loam

Тип почвы	Объемная вода наливают в образец почвы (мл)	Объем воды, который пробежал в цилиндр (мл)	Объем воды, удерживаемых почвой (мл)	Время для полного дренажа воды (сек)
глины

бар сравнение водоудерживающей способности трех типов почв:

Учащиеся должны нарисовать гистограмму, чтобы показать количество воды, удерживаемой тремя типами почвы. Они также могут нарисовать вторую гистограмму, показывающую, как быстро дренируется каждый тип почвы. Можно было бы ожидать, что глина удерживает больше всего воды, а песок — меньше всего.

Наблюдения

Вопросы

1. Какой образец воды сохранил больше всего воды?

2. В каком образце воды осталось меньше всего воды?

Ответы

1. Глина сохранила больше всего воды.

2. Песок удерживает меньше всего воды.

3. Глинистая почва медленнее дренирует и удерживает больше всего воды – через нее проходит очень мало; песчаная почва очень быстро дренируется и удерживает мало воды – большая часть воды проходит через нее; суглинистая почва является промежуточной — она ​​удерживает среднее количество воды и дренирует умеренное количество. Поэтому оказывается, что чем больше влагоудерживающая способность почвы, тем медленнее просачивается через нее вода.

Выводы

Три причины различий в водоудерживающей способности типов почв включают:

1. размер частиц почвы
2. воздушные пространства между частицами
3. количество органического вещества (гумуса)

Суглинок является лучшей почвой для роста растений, поскольку он удерживает достаточное количество воды, но не заболачивается.

АЛЬТЕРНАТИВНЫЙ МЕТОД:

1. Поместите по 30 г каждого типа почвы в фильтровальную воронку, выстланную фильтровальной бумагой.

2. Поместите каждую воронку на мерный цилиндр объемом 100 мл.

3. Налейте в каждую воронку по 50 мл воды (медленно, пока вся вода не будет добавлена ​​в почву).

4. Оставьте на 2 минуты — запишите количество воды в мерном цилиндре.

5. Еще через 2 минуты запишите любое изменение количества воды в цилиндре.

6. Еще через 2 минуты запишите любые изменения количества воды в цилиндре.

7. Запишите результаты в таблицу. Добавьте дополнительный столбец, в котором вы рассчитываете количество удерживаемой воды.

Переменная	Способ контроля
Количество воды Количество почвы Время эксперимента	50 мл с мерным цилиндром 30 г с электронными весами 2-минутные интервалы с часами

3.Климатические факторы

• Солнечный свет : необходим для процесса фотосинтеза. Производители, такие как растения, зависят непосредственно от солнца. Гетеротрофы, такие как животные, косвенно используют солнечный свет, потребляя растения или других гетеротрофов. Все организмы получают энергию, необходимую для выживания, за счет расщепления сахаров и других молекулярных компонентов, которые производятся автотрофами. Затем эти сахара расщепляются, чтобы высвободить накопленную в них энергию в процессе клеточного дыхания.

• Температура : сильно различается в разных частях Земли и в течение года. Температура влияет на скорость испарения и транспирации и вызывает сезонные изменения погоды. Сезонные изменения в растительности также происходят, поскольку для прорастания семян требуются высокие температуры. Растения и животные имеют особые приспособления, которые делают их приспособленными к температуре окружающей их среды. Температура влияет на скорость фотосинтеза, клеточного дыхания и разложения.Как вы узнали из предыдущего раздела о ферментах, это связано с оптимальным профилем температуры для ферментов. Скорость реакции увеличивается с повышением температуры и уменьшается при более низкой температуре.

• Вода : является одним из наиболее важных факторов в экосистеме. Он является основным компонентом живых клеток и необходим для всех живых организмов. Примерно \(\text{80}\%\) человеческого тела и \(\text{90}\%\) растительного тела состоит из воды. Вода неравномерно распределена по Земле.Его много в водных экосистемах и меньше всего в пустынях. Растения адаптируются к доступному количеству воды следующими способами:

4. Воздух/газы

• Ветер : ускоряет испарение и способствует опылению растений и рассеиванию их семян.

• Воздух : состоит из \(\text{78}\%\) азота, \(\text{21}\%\) кислорода, \(\text{4}\%\) двуокиси углерода и водяного пара .Ознакомьтесь с разделом, посвященным циклам питательных веществ, чтобы прочитать более подробную информацию. Кислород используется в клеточном дыхании и горении и возвращается в окружающую среду в процессе фотосинтеза. Углекислый газ является продуктом клеточного дыхания и распада органического вещества. Он удаляется из атмосферы растениями в процессе фотосинтеза. Азот необходим всем живым организмам для синтеза белков. Количество водяного пара в воздухе в среднем остается постоянным, однако оно может сильно варьироваться от одного места к другому.Некоторые части земли подвержены высокому уровню влажности, в то время как в других местах воздух очень сухой. Многое из того, что мы считаем погодой, вызвано водяным паром. Облака в небе в значительной степени состоят из него, и именно конденсация этого пара в капли создает дождь и снег.

Эндотермические животные способны регулировать температуру своего тела, чтобы на них не влияли экстремальные температуры, и могут жить в среде обитания в широком диапазоне температур.В холодных регионах у животных образовался слой изолирующего жира, или они впадают в спячку в холодные месяцы. В очень жарких регионах животные приспособились к ночному образу жизни в своей среде обитания. Эктотермические животные не способны регулировать температуру своего тела, поэтому изменение температуры окружающей среды будет влиять на их распространение и активность.

В странах Северного полушария, где продолжительность дня значительно длиннее летом, скорость роста растений очень высока.

Определение абиотических, биотических и культурных характеристик природной среды

Цель

Определите абиотические, биотические и культурные характеристики окружающей вас природной среды.

Инструкции

1. Выберите незастроенную территорию (например, без зданий, тротуаров, бульдозеров, распыления пестицидов, земледелия, выпаса скота и т. д.). Ваша площадь должна быть как минимум размером с футбольное поле. Составьте карту своей провинции и покажите примерно, где находится ваш район.

2. Назовите не менее 10 абиотических особенностей вашего района. Учитывайте такие факторы, как:

   • Эдафические факторы
   • Физиографические факторы
   • Физические факторы

3. Определите не менее 15 биотических особенностей местности. Рассмотрим такие вещи, как:

   • Растения (деревья, кустарники, травы, цветы и т. д.)
   • Насекомые (муравьи, пчелы, богомолы и т. д.)
   • Земноводные, рептилии и/или рыбы
   • Млекопитающие

4. Определите не менее 3 культурных компонентов.Ищите доказательства человеческого влияния. Рассмотрим такие вещи, как:

   • Переработка и консервация
   • Загрязнение
   • Интродуценты

Анализ

Изучите данные, которые вы собрали при создании своего профиля. Используйте собранные данные, чтобы ответить на следующие вопросы. Затем обсудите свои ответы в своей группе/с партнером.

1. Какое влияние оказывает окружающая среда (абиотическая) на живущие в ней организмы (биотические)? Приведите ПЯТЬ конкретных примеров из вашего профиля. Например: Кувшинки (биотические) могут расти в моем районе, потому что это естественное водно-болотное угодье со стоячей застойной водой (абиотическая) круглый год.
2. Какое влияние оказывают организмы (биотические) на окружающую среду (абиотические)? Приведите ТРИ конкретных примера из вашего профиля. Например: Область сильно затенена елями (биотическая). Тень поддерживает влажность почвы (абиотическая) и снижает температуру воздуха.
3. Как природные силы влияют на местность? Приведите ОДИН конкретный пример из вашего профиля.Учитывайте направление преобладающих ветров, направление, откуда приходят солнечные лучи, гравитацию (если вы находитесь на склоне) и т. д.
4. Предскажите, как изменится ваша местность, если количество осадков удвоится. Обязательно упомяните, как это увеличение количества осадков повлияет на абиотические и биотические факторы.
5. Как люди повлияли на ваш район (культурный)? Приведите ОДИН конкретный пример.

Проект: Биотические, абиотические и культурные характеристики природной среды

ПРИМЕЧАНИЯ ДЛЯ УЧИТЕЛЕЙ:

• В этом разделе предлагается множество возможных проектов.Эта деятельность необязательна .

• Предполагается, что это делается как групповая работа , а не индивидуально.

• Может быть очень полезно просто осмотреть территорию рядом со школой всем классом и устно ответить на вопросы во время обсуждения в классе.

• Нет необходимости формально оценивать этот проект, если он выполняется в классе.

РЕКОМЕНДАЦИИ:

• Карта может быть нарисована от руки и может быть относительно простой.Должен включать стрелку, указывающую на север, и желательно иметь шкалу или указание размера. Наверное, лучше иметь карту местного РАЙОНА, как части провинции.

• АБИОТИЧЕСКИЕ факторы: Должен включать Эдафические факторы, Физиографические факторы и Физические факторы.

• БИОТИЧЕСКИЕ факторы: Любые животные и растения, встречающиеся в данной местности. Возможно, они не смогут найти ПЯТНАДЦАТЬ. Это не должно наказываться — учителям просто нужны доказательства того, что они пытались найти разных животных и растения. Может быть полезно попросить их сфотографировать организмы, которые они найдут. Это помогает с последующей идентификацией.

• КУЛЬТУРНЫЕ компоненты: Ответы, зависящие от учащегося. Поощряйте их находить РАЗНЫЕ культурные компоненты, а не только мусор, например.

• Раздел АНАЛИЗ: достаточно ясно, что ожидается. Учащиеся могут быть не в состоянии дать здесь подробные ответы.

Изучение наземной экосистемы

Цель и справочная информация

Вам необходимо выбрать одну экосистему в местном биоме для специального изучения.Исследование будет проводиться в течение двух сроков и будет включать в себя ряд расследований. Вы можете работать в группах. Каждая группа должна будет планировать, собирать, записывать, представлять, анализировать и оценивать данные.

1. Почва

Тип почвы в вашей экосистеме будет влиять на типы растений, которые будут расти в этой экосистеме. Важно определить типы почвы в вашей экосистеме, выполнив следующие тесты почвы.

1.1 Как определить текстуру почвы

1. Скатайте немного влажной земли в шар.
2. Затем попробуйте скатать шарик в колбаску.
3. Колбасу согните в кольцо.

Как интерпретировать ваши наблюдения:

• если колбаса ломается при сгибании, то почва песчаная.
• если колбаса слегка сгибается, а потом ломается, то почва суглинистая.
• если колбаса легко гнется значит в почве много глины.

1.2 Как измерить pH

Вам понадобятся следующие материалы:

• ложка
• вода
• банка с крышкой
• пластиковая чайная ложка
• образец почвы
• красная и синяя лакмусовая бумага или универсальная индикаторная бумага

1. Возьмите небольшой образец почвы для анализа.
2. Поместите чайную ложку земли в банку, перемешайте, чтобы разрыхлить все частицы.
3. Аккуратно добавьте воды, чтобы заполнить банку примерно наполовину.
4. Завинтите крышку на банку и осторожно встряхните банку.
5. Поставьте банку на ровную поверхность и подождите, пока земля не осядет и вода не станет прозрачной. Это может занять несколько дней.
6. Отвинтите крышку и пластиковой ложкой осторожно вылейте немного воды из банки.
7. Проверьте рН воды с помощью лакмусовой бумажки.

Как интерпретировать наблюдения лакмусовой бумажки:

• Синяя лакмусовая бумажка станет красной, если ее поместить в раствор кислоты.
• Красная лакмусовая бумажка станет синей, если ее поместить в щелочной раствор.
• Если вы используете универсальную индикаторную бумагу, считайте pH по шкале pH.

1.3 Измерение водоудерживающей способности образца/образцов почвы

Вам понадобится следующее оборудование:

• фильтровальная бумага
• вода
• образец почвы (желательно сухой)
• двухлитровая пластиковая бутылка для прохладительных напитков с отрезанной верхней частью (верхняя часть будет служить воронкой, а нижняя — сосудом для сбора воды)

1. Снимите крышку с верхней части флакона (воронки).
2. Поместите воронку в нижнюю часть бутылки.
3. Отмерьте образец почвы для тестирования (измерьте массу или объем).
4. Вставьте кусок фильтровальной бумаги в горлышко бутылки.
5. Добавьте образец почвы в «воронку».
6. ПРИМЕЧАНИЕ. При тестировании нескольких образцов почвы необходимо добавить одинаковое количество почвы и воды на крышку каждой бутылки.
7. Очень медленно добавляйте воду в бутылку.
8. Обратите внимание, сколько воды просачивается через почву на дно бутылки.
9. После того, как почва истощит воду, измерьте количество отфильтрованной воды с помощью мерного цилиндра.

2. Температура

Вам понадобится следующее оборудование:

1. Измерьте температуру воздуха с помощью термометра. Запишите температуру в вашей экосистеме в два разных времени суток.
2. Попробуйте записывать температуру в одно и то же время каждый день в течение одной недели третьего семестра и повторяйте этот процесс в течение одной недели четвертого семестра.
3. Для регистрации температуры необходимо заполнить таблицу, аналогичную приведенной ниже. Daily Temental

   66	Дата 0 7 Time

4. Используйте информацию в таблице, чтобы построить линейный график температуры за исследуемый период.
5. Обсудите, есть ли различия или общие закономерности в дневной температуре между третьим и четвертым триместрами.

3. Свет

Вам понадобится следующее оборудование:

1. Чтобы измерить фотопериод вашей экосистемы, вы должны вести учет времени восхода и захода солнца.
2. Запишите время восхода и захода солнца в течение одной недели третьего семестра и одной недели четвертого семестра.
3. Запишите влияние фотопериода на поведение растений. Пример: ромашки открываются днем ​​и закрываются ночью. Запишите, что происходит с вашими растениями. Заполните таблицу, аналогичную таблице ниже.7 Time Times Открывается

   66	Дата	Время цветок закрывается

4. Нарисуйте два линейных графика, показывающие время открытия и время закрытия цветов.
5. Также запишите время восхода и захода солнца.
6. Из вашего графика обсудите, связано ли открытие и закрытие цветов с восходом и закатом солнца.
7. Обсудите, нашли ли вы какие-либо различия между третьим и четвертым терминами.

4. Физиографические факторы

Вам понадобится:

1. Если ваша экосистема находится на склоне, запишите направление склона.

5. Изучение биотических факторов

Если изучаемая вами экосистема занимает большую территорию, может быть трудно наблюдать за всеми живыми организмами. Если это так, вы можете получить некоторое представление о разнообразии растений и животных в изучаемой вами экосистеме, выбрав меньшую площадь для изучения.

Вам понадобится:

• карандаш
• деревянные палочки
• строка
• измерительная линейка или измерительная лента или веревка
• полевой справочник по растениям и животным в вашей экосистеме (при необходимости)

1. Выделите в вашей экосистеме участок площадью 4 квадратных метра.
2. Выберите место, где, по вашему мнению, будет больше всего растений и животных.
3. Намотайте веревку на деревянные палочки, чтобы создать сетку для изучения вашей экосистемы.
4. Составьте список всех растений и животных, встречающихся в вашей экосистеме.
5. Попробуйте назвать растения и животных. Используйте справочник или Интернет, чтобы идентифицировать растения и животных в вашей экосистеме.
6. Нарисуйте карту распространения, показывающую, где в экосистеме встречаются различные организмы.
7. Дайте код каждому найденному вами организму.
8. Используйте коды, чтобы составить карту, показав, где в сетке был обнаружен каждый организм.
9. Запишите, сколько различных растений и животных было найдено в вашей экосистеме.
10. В каких частях вашей сетки записано больше всего растений и животных?
11. Кратко обсудите, какие абиотические факторы повлияли на вашу экосистему.
12. Изучите, что едят животные в вашей экосистеме, а затем нарисуйте пищевую сеть для экосистемы.
13. Почему организмы, обнаруженные вами в вашей экосистеме, обитают в этой среде обитания?
14. Напишите короткий абзац, описывающий экологическую нишу одного из наблюдаемых вами организмов.

6. Влияние человека на экосистему

Определить, оказали ли люди какое-либо влияние на экосистему.Эти эффекты могут быть положительными, отрицательными или их комбинацией.

1. Напишите короткий абзац из 200 слов о влиянии человека на вашу экосистему.

Напишите научный отчет об изученной вами экосистеме.

Ваш отчет должен включать следующее:

• Название
• Введение
• Используемое оборудование или материалы
• Результаты (включая таблицы)
• Наблюдения
• Обсуждение
• Заключение
• Каталожные номера
• Для иллюстрации отчета можно использовать рисунки и фотографии.

Проект: Изучение наземной экосистемы

ПРИМЕЧАНИЯ ДЛЯ УЧИТЕЛЕЙ:

• Этот тип проекта был рекомендован CAPS. Он предоставляет учащимся важные ссылки на программу 11-го класса, и учащимся настоятельно рекомендуется заполнить как можно больше разделов.

• В этом исследовании учащиеся должны выбрать наземную экосистему либо в школе, либо рядом с местом их проживания.

• Педагогам принять к сведению, что это исследование может быть предоставлено учащимся в начале семестра, а затем позволить учащимся сдать письменный отчет ближе к концу семестра.

• В качестве альтернативы, если это расследование проводится на школьной территории, для каждого участка, подлежащего расследованию, могут быть установлены разные крайние сроки.

• Учащиеся должны прокомментировать свои выводы и получить соответствующую оценку своей работы.

ИНСТРУКЦИИ:

• Текстура почвы: Обратите внимание, что некоторые почвы настолько песчаные, что их даже нельзя скатать в колбасу – шарик ломается, если его даже попытаться скатать или сжать в виде колбаски.

• Измерение pH: Лакмус или универсальный индикатор можно просто окунуть в отстоявшуюся воду – воду ложкой удалять не нужно. Крайне важно, чтобы банка была чистой перед добавлением почвы, так как остатки пищи и т. д. внутри банки будут влиять на показания pH.Проверка рН почвы в разных частях одной и той же области может дать удивительные результаты — он не обязательно одинаков на всей территории.

• Водоудерживающая способность: Основная процедура аналогична описанной в предыдущем исследовании водоудерживающей способности почвы. Учащиеся должны использовать три образца сухой почвы – в каждом случае используется одинаковое количество почвы и воды. При использовании 100 мл воды можно легко рассчитать процент удерживаемой и слитой воды для сравнения.

• Температура: Убедитесь, что термометры размещены в одном и том же месте в разное время, а не на солнце или в тени. Это лучший показатель диапазона температур в этом районе в разное время.

• Фотопериод: Время открытия/закрытия цветков идет по вертикальной оси, а День 1/2/3 идет по горизонтальной оси. Две отдельные линии графика будут отображать время открытия и закрытия — включите ключ.Нет строгой необходимости отображать это на графике — если они просто записывают время восхода/захода солнца, можно сделать правильные выводы.

• Уклон: Следует указать направление, т.е. участок имеет уклон на восток и т. д.

• Выделенная сетка: Это можно делать группами в разных частях помещения. Скорее всего, они найдут только мелких животных, таких как насекомые. Группы могут объединяться, чтобы нарисовать составную карту области как класс.

• Отчет: Класс в целом может сделать один отчет или отдельные группы могут сделать свои отчеты самостоятельно, если этого требует учитель.

SOL 5.5 Живые системы — Стандарты

6.7 Учащийся будет исследовать и понимать естественные процессы и взаимодействие людей, влияющие на системы водоразделов. Ключевые понятия включают здоровье экосистем и абиотические факторы водораздела расположение и структура региональных водоразделов Вирджинии водоразделы, притоки, речные системы и речные и речные процессы водно-болотные угодья устья основные вопросы сохранения, охраны здоровья и безопасности, связанные с водосборными бассейнами мониторинг и анализ воды с использованием полевого оборудования, в том числе портативного   Экосистема состоит из биотического (живого) сообщества и абиотические (неживые) факторы, воздействующие на него. Здоровье экосистемы – это напрямую связано с качеством воды. Абиотические факторы определяют тип экосистемы и распределение в ней растений и животных, а также использование земли людьми. Абиотические факторы включают водоснабжение, топографию, формы рельефа, геологию, почвы, солнечный свет, качество воздуха/доступность O2. Деятельность человека может изменить абиотические компоненты и тем самым ускорить или замедляют естественные процессы.Например, люди могут влиять на скорость естественная эрозия. Вспахивание пахотных земель может вызвать большую эрозию, в то время как посадка деревьев может предотвратить это. Защита от наводнений/утрата водно-болотных угодий пример. Водораздел – это земля, которую пересекает или через которую течет вода на пути к ручей, озеро, заболоченное место или другой водоем. Области высшего возвышенности, такие как линии хребтов и водоразделы, отдельные водоразделы. Три основные региональные системы водоразделов в Вирджинии ведут к Чесапикский залив, звуки Северной Каролины или Мексиканский залив. Речные системы состоят из притоков более мелких ручьев, которые сливаются по своим курсам. Реки и ручьи обычно имеют широкие, ровные края области, называемые поймами, на которые вода изливается во время высоких поток. Реки и ручьи несут и откладывают наносы. По мере того, как скорость потока воды уменьшается, размер наносов, которые он несет, уменьшается. Водно-болотные угодья образуют переходную зону между сушей и водоемами таких как реки, озера или заливы. Как приливные, так и неприливные водно-болотные угодья важные функции качества воды, в том числе регулирование стока путем накопления паводковые воды; уменьшение эрозии за счет замедления стока; поддержание качества воды за счет фильтрации отложений, улавливания питательных веществ и разрушения вниз загрязняющие вещества; и пополнения подземных вод. Они также обеспечивают питание и приют для диких животных и рыб и места гнездования и отдыха для перелетные птицы. Эстуарии выполняют важные функции, такие как обеспечение среды обитания для многих организмов и служат рассадниками для их детенышей.  Чесапикский залив представляет собой эстуарий, где встречаются пресная и соленая воды и смешиваются приливами. Это самый большой эстуарий на прилегающих территориях Соединенных Штатов. штатов и один из самых продуктивных. Мониторинг качества воды – это сбор проб воды для анализа. химические и/или биологические параметры. Простые параметры включают pH, температура, соленость, растворенный кислород, мутность и наличие макробеспозвоночные организмы. понимать и применять основную терминологию, связанную с водоразделами. использовать топографические карты, чтобы определить местоположение и размер штата Вирджиния. региональные водосборные системы. определить местонахождение своего местного водораздела и связанных с ним рек и ручьев с этим. разработать исследование для моделирования воздействия речного потока на различные склоны. анализировать и объяснять функционирование водно-болотных угодий и оценивать значение водно-болотных угодий для человека. объяснить, что такое эстуарий и почему он важен для людей. предлагают способы поддержания качества воды в пределах водораздела. объясняют факторы, влияющие на качество воды в водоразделе, и то, как эти факторы могут повлиять на экосистему. прогнозируют потенциальные проблемы, связанные с водой, которые могут стать важными в будущее. находить и критиковать статью в СМИ или редакционную статью (печатную или электронную) относительно водопользования или качества воды.Проанализируйте и оцените участвуют научные концепции. выступают за и против коммерческого освоения участка земли, содержащего большую площадь заболоченных земель. Разработка и защита модели землепользования что сводит к минимуму негативное воздействие. измерять, записывать и анализировать различные показатели качества воды и описать, что они означают для здоровья экосистемы

Введение в экологию водоразделов

%PDF-1. 6 % 215 0 объект > эндообъект 192 0 объект > эндообъект 202 0 объект >поток Acrobat Distiller 5.0.5 (Windows)обучение,водораздел,экология водораздела,структура водораздела,характеристики водораздела2002-11-08T22:31:10Z2007-08-23T16:17:41-04:002007-08-23T16:17:41-04 :00PScript5.dll Версия 5.2application/pdf

US EPA

Управление водно-болотных угодий, океанов и водоразделов

Введение в экологию водоразделов

Сеть Академии Водораздела

обучение

водораздел

экология водораздела

водораздел

характеристики водораздела

UUID: a878157f-9785-48bc-9f24-abcc9b9cfdf2uuid: 86c467c7-3c1c-48a6-aea0-98edc723dbee конечный поток эндообъект 216 0 объект >/Кодировка>>>>> эндообъект 203 0 объект > эндообъект 196 0 объект > эндообъект 197 0 объект > эндообъект 198 0 объект > эндообъект 199 0 объект > эндообъект 200 0 объект > эндообъект 201 0 объект > эндообъект 135 0 объект > эндообъект 140 0 объект > эндообъект 143 0 объект > эндообъект 146 0 объект > эндообъект 149 0 объект > эндообъект 152 0 объект > эндообъект 155 0 объект > эндообъект 157 0 объект >поток ХТКо0В( ,J5C[PNa[ ?Rr

5 Примеры абиотических факторов

Фото: diego_torres через Pixabay, CC0

Абиотические факторы — это факторы, влияющие на экосистему, которые не возникают от живых существ. Абиотические факторы воздействуют на организмы, живущие в этой экосистеме, но они не создаются самими живыми существами. Фраза «абиотический» означает «без жизни», в отличие от биотических факторов, которые являются факторами, влияющими на экосистему, созданную живыми существами. Типичными примерами абиотических факторов являются такие вещи, как температура, высота над уровнем моря, ветер и дождь. Когда эти абиотические факторы объединяются, они составляют большую часть вариаций, которыми обладают различные экосистемы. Уровни абиотических факторов, таких как вода, кислород и солнечный свет, влияют на то, какие виды организмов могут жить в экосистеме.Давайте подробнее рассмотрим некоторые конкретные примеров абиотических факторов и то, как они влияют на экосистемы и живущие в них организмы.

Пять примеров абиотических факторов

Фото: Лариса-К через Pixabay, CC0

Температура и свет являются примерами абиотических факторов, которые связаны друг с другом, поскольку количество солнечного света, получаемого областью, влияет на температуру окружающей среды в этом регионе. Температура окружающего воздуха и водоемов в регионе влияет на то, как растения, животные и люди могут выживать в экосистеме.Повышение и понижение температуры влияет на развитие организмов, влияя на скорость метаболизма рассматриваемого организма. Живые организмы имеют разные диапазоны температур, в которых они могут жить, и большинство животных не могут жить на крайних концах шкалы температуры. Организмы, способные жить в очень холодных или очень жарких условиях, называются экстремальными файлами. Как уже упоминалось, количество света, попадающего в помещение, часто влияет на температуру. Районы вблизи экватора Земли часто более жаркие, чем районы вблизи полюсов, отчасти из-за повышенного количества солнечного света, которое получают эти регионы.

Живым организмам нужна вода для поддержания гомеостаза и продолжения их существования. Несмотря на то, что поверхность планеты примерно на 70% состоит из воды, большая часть этой воды — соленая, и многие организмы могут выжить только в пресной воде. Вода также опускается в виде осадков, снега или дождя на землю. В средах с небольшим количеством воды, таких как пустыня Сахара, есть организмы, которые эволюционировали, чтобы выжить при очень небольшом количестве воды. Многие пустынные растения процветают при небольшом количестве воды и фактически погибнут, если дождь принесет слишком много воды.Напротив, другим животным, таким как морские животные и водные растения, для выживания требуются большие объемы воды. В то время как все организмы нуждаются в воде, чтобы выжить, каждому организму требуется свое уникальное количество воды.

Атмосфера Земли поддерживает жизнь, так как она наполнена кислородом и другими необходимыми соединениями, необходимыми организмам для выживания. Организмы, которым необходим кислород для клеточного дыхания, тянут кислород из атмосферы, в то время как влага в воздухе часто используется растениями для осуществления клеточного дыхания.Растения используют углекислый газ из атмосферы для дыхания и роста. В общем, живые существа объединяют углерод и кислород для создания углеводов, химических веществ, которые клетка использует в качестве энергии для управления клеточными процессами. Углеводы необходимы для развития органических материалов, таких как белки и ДНК. Атмосфера состоит из пяти различных слоев: тропосферы, стратосферы, мезосферы, термосферы и экзосферы.

Среда, в которой живут организмы, подвержена влиянию различных химических элементов, таких как кислотность воды или почвы.Химический состав почвы и воды влияет на кислотность материала, и разные организмы по-разному переносят такие вещи, как кислотность. Такие элементы, как цинк и медь, служат важными микроэлементами для различных организмов, а растениям, таким как падуб или азалии, действительно нужны кислые почвы, чтобы выжить. Химические элементы включают в себя все известные вещества, и, следовательно, они также включают в себя другие перечисленные абиотические факторы.

Абиотические факторы влияют на другие абиотические факторы, и прекрасным примером этого является то, как ветер влияет на влажность и температуру местности. Направление и скорость ветра влияют на температуру, так как сильный ветер делает местность более прохладной. Сильные ветры также влияют на скромность местности, либо высушивая ее, либо вызывая штормы, которые делают ее более влажной. Высокие скорости ветра часто могут вызывать замедление роста растений, особенно в горных районах, и эти низкорослые растения, в свою очередь, влияют на виды животных, которые могут жить в этом районе. Ветер также может играть важную роль в размножении видов растений, распространяя пыльцу, которую некоторые растения используют для размножения.

Примеры абиотических факторов, влияющих на экосистемы

Когда различия между абиотическими факторами в двух регионах достаточно велики, эти два региона считаются разными экосистемами. Например, экосистемы саванн и прерий имеют разные абиотические факторы, в которых развились разные типы растительной и животной жизни из-за различий в осадках. В экосистемах саванн и прерий выпадает значительно меньше осадков, чем в экосистемах джунглей или лесов. Однако, хотя осадки могут быть самым большим различием между двумя экосистемами, другие факторы, такие как состав почвы и площадь земли, влияют на способность деревьев расти в определенной местности, создавая среду, в которой деревья не могут выжить, а растения прерий могут процветать (и наоборот). .

Фото: Free-Photos через Pixabay, CC0

Пустыни — один из наиболее очевидных примеров воздействия абиотических факторов на организмы, обитающие в экосистеме. Экосистемы пустынь очень отличаются от других экосистем из-за малого количества осадков. Пустыни определяются учеными как регионы, в которых выпадает менее 9,75 дюймов или 25 см снега или дождя в год, и из-за этого такие места, как Антарктида, также считаются пустынями. Экосистемы пустыни могут испытывать резкие перепады температуры, с жаркими днями и морозными ночами.Организмы, обитающие в пустынях, приспособлены к недостатку осадков и жаре. Например, у Fennec Fox большие уши, которые помогают ему рассеивать тепло благодаря большей площади поверхности. Между тем, верблюды хранят жир в своих домах, который можно использовать как источник воды и пищи, когда эти ресурсы недоступны. Точно так же монстр Gila откладывает жир в своем хвосте, и благодаря этому (и тому факту, что большую часть своей жизни он живет на земле) он может легко проходить месяцы между приемами пищи.

Фото: GregMontani через Pixabay, CC0

В то время как пустыни являются самыми сухими экосистемами на Земле, влажные тропические леса являются самыми влажными экосистемами на Земле, за исключением подводных экосистем. Тропические леса классифицируются как регионы, в которых ежегодно выпадает более 190 см или 75 дюймов осадков, а в большинстве тропических лесов выпадает более 254 см или 100 дюймов осадков в год. Тропические леса, найденные в тропиках Земли, являются тропическими дождевыми лесами, а тропики находятся немного севернее и южнее экватора, образуя пояс вокруг Земли.Эти регионы ежегодно получают не только большое количество осадков, но и большое количество солнечного света, что дает регионам мягкие сезоны и в целом высокие температуры. Из-за большого количества осадков и теплой окружающей среды экосистемы тропических лесов могут быть чрезвычайно сложными, а влажные тропические леса являются одними из самых биоразнообразных районов на планете. Влажные тропические леса разделены на шесть разных слоев, причем вершины деревьев или полог являются самым верхним слоем, и в каждом из этих разных слоев обитают разные типы жизни.

Загрязнение также можно отнести к абиотическим факторам. На самом деле, человеческое загрязнение радикально изменило некоторые экосистемы, повлияв на типы организмов, которые могут там выжить. Например, в начале 19 века в Соединенном Королевстве жили два разных вида мотыльков. Перечная моль с белым телом была наиболее распространенным видом моли, а ее тело было светлого цвета с черными пятнышками, что позволяло ей сливаться с корой дерева и избегать нападения птиц.Загрязнение в результате промышленной революции привело к образованию огромного количества пепла, который покрыл близлежащие города. В результате светлые мотыльки больше не маскировались, потому что стволы деревьев теперь были темными. Напротив, мотыльки с черным телом теперь могли более эффективно прятаться за деревьями, хотя когда-то они были в невыгодном положении. Ученые, изучавшие две разные формы перечной бабочки в течение десятилетий после промышленной революции, обнаружили, что белые бабочки преобладали в более сельских районах (районах, свободных от сажи), а чернотелые бабочки преобладали в лесах вблизи городов.

Биотические факторы

Фото: Free-Photos через Pixabay, CC0

Биотические факторы — это факторы, влияющие на экосистему и происходящие от живых существ. Организмы в экосистеме воздействуют на другие организмы и окружающую среду вокруг них, влияя на экосистему посредством таких действий, как производство отходов, хищничество и строительство среды обитания. Действия отдельных организмов изменяют шансы на успех других представителей их вида, более крупной экосистемы и мира в целом. Типы биотических факторов включают детритофагов, гетеротрофов и автотрофов.

Детритофаги — это организмы, которые питаются мертвыми организмами, разлагая трупы растений и животных для получения энергии. Примерами Detritivores являются дождевые черви, грибы и навозные жуки. Детритофаги обычно потребляются гетеротрофами, которые представляют собой организмы, которые должны потреблять другие организмы, чтобы получать энергию. Гетеротрофы могут поедать других животных или растения. Всеядные — это организмы, которые питаются как растениями, так и животными, а травоядные питаются только растениями. Хищники питаются только другими гетеротрофами.

Автотрофы — это организмы, которые создают свою собственную энергию, преобразуя энергию, поступающую от солнца, в пригодную для использования химическую энергию посредством процесса, известного как фотосинтез. Разные автотрофы используют разные пигменты для поглощения разных длин волн светового спектра. Наиболее ярким примером пигментов является хлорофилл, который придает многим растениям зеленый цвет. Тем не менее, есть некоторые автотрофы, которые не используют фотосинтез и вместо этого производят энергию в процессе, известном как хемосинтез, который позволяет им использовать органический материал в окружающей среде для создания пищи/энергии в среде, где не хватает света.