Свет и его роль в жизни организма.

Свет – это первичный источник энергии, без которого невозможна жизнь на Земле. Свет участвует в фотосинтезе, создании органических соединений из неорганических. В фотосинтезе участвует часть спектра от 380 до 760 нм – эту область называется – физиологически-активная радиация. Он влияет на биоту и адаптационные процессы и явления в организме. Ультрафиолетовое излучение несет много энергии, обладает фото-химическим действием, организмы к нему очень чувствительны. Некоторые организмы используют инфракрасное излучение для поднятия температуры окружающей среды.

Фотопериод – это реакция организма на сезонные изменения длины дня.

Вода в жизни организмов.

Вода необходима любой протоплазме и с экологической точки зрения является лимитирующим фактором.

Количество атмосферных осадков обусловлено физико-географическими условиями и распределением по земному шару.

В тропических зонах организму приходится переживать влажные и сухие сезоны, регулирующие их сезонную активность при постоянной почти круглый год температуре.

Адаптированные к условиям пустыни растения содержат ингибитор.

Для Европы на каждом градусе широты сезонные события наступают через 3 дня, в Северной Америке через 4 дня.

Влажность воздушной среды.

Измеряется в показателях относительной влажности, т.е. в виде процента реального давления водяного пара от давления насыщенного пара при той же температуре.

Иссушающие действия воздуха имеют наибольшее экологическое значение для растений.

Как только растения в данной почве высосут всю влагу – корневая система начинает снова произрастать (корни могут доходить до 13 километров).

Вода расходуется на фотосинтез: 0,5 % расходуются клетками, 97 – 99 % уходят через листья (испарение через листья).

При достатке воды и питательных веществ – рост растений пропорционален транспирации. Эффективность транспирации максимально равна двум.

В нижних ярусах тропических дождевых лесов, где влажность практически равна 100% есть растения с приспособлениями для потери воды, а в пустынях у некоторых растений водный баланс не нарушается (даже в период непродолжительной засухи). В зависимости от способов адаптации растений к влажности выделяют несколько экологических групп:

1. Гигрофиты – растения живут в почве с непродолжительной влажностью (лист папирус).

2. Мезофиты – переносят незначительную засуху (древесные растения различных климатических зон, большинство культурных растений).

3. Ксерофиты – растения сухих степей и пустынь, способные накапливать влагу в мясистых листьях и стеблях (кактусы, алоэ).

Доступный запас воды – количество воды, которое может поглощать корневая система – зависит от количества осадков и водопроницаемости почвы.

Гигрофилы – влаголюбивые животные. Ксерофилы – сухолюбивые животные. Мезофиллы – среднее между гигрофилами и ксерофилами.

Водная среда.

Основное – это течение и волнение рек, морей и океанов.

Физические факторы воздушной среды.

Движение воздушных масс может быть в виде пассивного перемещения или в виде ветра.

Ветер может способствовать росту растений, а так же может оказывать угнетающие значения на животных и птиц. Сейчас около 70-75 % наземных видов животных приспособлены к полету. Атмосферное давление весьма ощутимо для позвоночных животных, которые не могут подниматься над уровнем моря выше 6 километров.

Химические факторы воздушной среды.

Химический состав атмосферы весьма однороден.

В воде кислорода в 20 раз меньше, чем в атмосфере и он является лимитирующим фактором. Растворению способствует понижение температуры, ветер и волнение воды. Содержание углекислого газа в воде приводит к гибели рыб.

Биогенные вещества.

Биогенные вещества и соли – легирующие вещества. Первостепенные микроэлементы – фосфор и азот. Основной источник азота – атмосферный воздух, а фосфора – горные породы и отмершие организмы. Фосфора в организме находится больше (в процентном отношении), чем в исходных природных источниках, поэтому так велика его лимитирующая роль.

Калий входит в состав клеток. Играет важнейшую роль. Кальций входит в состав костей людей и животных. Сера – входит в состав аминокислот. Магний необходим для роста растений, животных и так далее.

Биогенные микроэлементы.

Входят в состав ферментов и нередко бывают лимитирующим факторами. Для растений в первую очередь необходимы: железо, марганец, цинк, бор, кремний, молибден, хлор, кобальт.

Если не будет молибдена, кобальта, железа, бора, то нарушится азотный обмен. Их недостаток или избыток вызывает болезни.

Естественные геофизические поля, как экологические факторы.

Свойства геофизических полей оказывает влияние на состояние биоты. Эти ритмы (геофизические ритмы) воздействуют на новые организмы на протяжении всей жизни.

Адаптация к этим факторам весьма совершенная.

Эдафические факторы и их роль в жизни растений и почвенные биоты.

Эдафические факторы – это почвенные условия в произрастании растений. Делятся на химические: реакции почвы, солевой режим, химические состав почвы; физические: воздушный и тепловой режим, плотность и мощность почвы, ее состав и структуры.

Одним из важнейших экологических факторов является влажность температура, структура и пористость, и реакция почвы на засоленность.

Состав и структура почв.

Почвы образовалась за счет изменения поверхностного слоя литосферы, естественным историческим способом.

Плодородные почвы.

Способность удовлетворять растения питательными веществами. Плодородие различают искусственное и естественное.

Почва состоит из твердой, жидкой и газообразной компоненты. Твердая компонента преобладает в почве и представлены минеральными и органическими частями.

Больше всего минералов первичных, вторичные: химические соли, карбонаты, сульфаты.

Органические часть представлена гумусом. Гумус – сложное органическое вещество, представленное разложением органических веществ. Содержание гумуса – 20-25%.

Почвенная биота.

Представлена флорой и фауной.

Фауна – дождевые черви, мокрицы, земляные клещи. Они перераспределяют гумус, повышая его плодородие. Огромную роль играют дождевые черви, вес которых превышает вес скота, пасущегося на лугу.

Флора – грибы, бактерии, водоросли. Они перерабатываю органику до исходных органических составляющих.

Жидкая компонента почв.

Вода может быть свободной, связанной, капиллярной и парообразной.

Свободная вода перемещается по корню за счет тяжести, связанная адсорбируется и образует пленку.

Капиллярная вода - поддерживается в порах под действием менисковых сил. Парообразная – находится в той части пор, которая доступна для воды.

Строение почв в вертикальном разрезе.

Почвообразование происходит сверху – вниз с постепенным затуханием интенсивности процесса. В умереной зоне затухает на глубине 1,5 – 2 метра. Этой величиной определяется мощность или толщина почвы.

На рисунке (выше) изображен почвенный профиль. A₁ и A₂ – перегнойно-аккумулятировать, B – вымывание, C – материнская порода.

A₁ – сначала дернина, потом гумусовый слой.

A₂ – элюминальный слой – в этом слое происходит выщелачивание солей.

B – в этом слое происходит накопление гипса, глинистых материалов.

C – материнская порода (в этом слое ничего не растет и в нем нет никаких веществ).

Важнейшие экологические факторы почв.

Физические и химические.

К физическим относятся: влажность, температура, структура и пористость почв.

Благодаря низкой теплопроводности и на глубине ниже 2 метров температура колеблется в пределах 2°C. Структура и пористость почв обеспечивает хорошую аэрацию.

Флора и фауна засоленных почв весьма специфична. Растения, которые произрастают в этих соленых почвах называются – галофиты. Приводит к падению урожая.

Экологические индикаторы.

Организма, по которым можно определить тот или иной вид среды являются индикаторами среды.

По растениям можно определить пастбищный потенциал почвы.

Ресурсы живых существ, как экологические факторы.

Ресурсные вещества из которых состоят тела, где…

Классификация ресурсов:

• Заменимые.

• Незаменимые.

Незаменимые ресурсы становятся жестким лимитирующим фактором. При высокой ресурсной обеспеченности незаменимые ресурсы вызывают явление ингибирования (замедление химических процессов).

Заменяемые ресурсы – это когда один элемент можно заменить другим. Они могут быть взаимодополняющими.

Популяция – это любая способность к самовоспроизведению, совокупность особей одного вида, более или менее изолированных в пространстве или времени от других совокупностей одного и того же вида. Популяция именно та ячейка биоты, которая является основой ее существования. В ней происходит само воспроизводство живого веществе, она обеспечивает выживание вида благодаря наследственности, адаптационных качеств, дает начало новым популяциям и процессам видообразования, то есть является элементарной единицей эволюционного процесса, тогда как вид есть его качественный этап.

Важнейшие характеристики, которые позволяют решить большинство проблем качественного характера, делятся на две группы:

• статические;

• динамические.

Статические показатели популяции – характеризуют состояние популяции на данный момент. К ним относятся: численность, плотность и показатели структуры. Численность – поголовное количество животных или растений на определенной территории (на большой территории). Плотность – количество особей растений животных на определенной территории (на маленькой территории, допустим 1 м²).

Половой показатель – соотношение полов. Размерный показатель – количество особей разных размеров. Возрастной показатель – соотношение различных особей разного возраста в популяции.

Свойство популяции значительно отличается от свойств отдельных особей, что особенно наглядно проявляется в динамике популяций.

Динамические показатели популяции – характеризуют процессы, протекающие в популяции за какой-то интервал времени. Основными характеристиками является рождаемость, смертность и скорость роста популяции. Рождаемость и скорость рождаемости – число особей, рождающихся в единицу времени. При рассмотрении экосистем используют динамические показатели (то есть прирост массы животных или растений). Смертность и скорость смертности – число особей, погибших в популяцию в единицу времени. На рождаемость или смертность влияет не только естественная убыль или прибыль организмов, но и миграция.

Рождаемость или смертность могут быть только положительными.