En miljöfaktor är varje del av miljön som kan ha en direkt eller indirekt effekt på levande organismer åtminstone under en av faserna av deras individuella utveckling.
Varje organism i miljön utsätts för ett stort antal miljöfaktorer. Den mest traditionella klassificeringen av miljöfaktorer är deras uppdelning i abiotiska, biotiska och antropogena.
Abiotiska faktorer - detta är ett komplex av miljöförhållanden som påverkar en levande organism (temperatur, tryck, bakgrundsstrålning, belysning, luftfuktighet, dagslängd, atmosfärens sammansättning, jord, etc.). Dessa faktorer kan påverka kroppen direkt (direkt), som LJUS och värme, eller indirekt, som till exempel terrängen, vilket orsakar inverkan av direkta faktorer (belysning, vindfuktighet, etc.).
Antropogena faktorer är en kombination av påverkan av mänsklig aktivitet på miljön (utsläpp av skadliga ämnen, förstörelse av jordlagret, kränkning av naturliga landskap). En av de viktigaste antropogena faktorerna är föroreningar.
- Fysisk: användning av kärnenergi, resor i tåg och flyg, påverkan av buller och vibrationer
- kemisk: användning av mineralgödsel och bekämpningsmedel, förorening av jordens skal genom industri- och transportavfall
- biologisk: mat; organismer för vilka en person kan vara en livsmiljö eller källa till mat
- socialt - relaterat till människors relationer och livet i samhället
Miljöförhållanden
Miljöförhållanden, eller ekologiska förhållanden, kallas abiotiska miljöfaktorer som förändras i tid och rum, som organismer reagerar olika på beroende på deras styrka. Miljöförhållanden medför vissa restriktioner för organismer. Mängden ljus som tränger in genom vattenpelaren begränsar livet för gröna växter i vattendrag. Överflödet av syre begränsar antalet luftandande djur. Temperaturen bestämmer aktiviteten och styr reproduktionen av många organismer.
De viktigaste faktorerna som bestämmer förutsättningarna för organismers existens i nästan alla livsmiljöer är temperatur, luftfuktighet och ljus.
Foto: Gabriel
Temperatur
Vilken organism som helst kan bara leva inom ett visst temperaturintervall: individer av arten dör vid för höga eller för låga temperaturer. Någonstans inom detta intervall är temperaturförhållandena mest gynnsamma för existensen av en given organism, dess vitala funktioner utförs mest aktivt. När temperaturen närmar sig intervallets gränser saktar livsprocessernas hastighet ner och slutligen stannar de helt - organismen dör.
Gränserna för termisk uthållighet i olika organismer är olika. Det finns arter som kan tolerera temperaturfluktuationer över ett brett spektrum. Till exempel kan lavar och många bakterier leva vid väldigt olika temperaturer. Bland djur kännetecknas varmblodiga djur av det största utbudet av temperaturuthållighet. Tigern, till exempel, tolererar både den sibiriska kylan och värmen i de tropiska områdena i Indien eller den malaysiska skärgården lika bra. Men det finns också arter som bara kan leva inom mer eller mindre snäva temperaturgränser. Detta inkluderar många tropiska växter, såsom orkidéer. I den tempererade zonen kan de bara växa i växthus och kräver noggrann vård. Vissa revbildande koraller kan bara leva i hav där vattentemperaturen är minst 21°C. Koraller dör dock också av när vattnet är för varmt.
I land-luft-miljön, och även i många delar av vattenmiljön, förblir temperaturen inte konstant och kan variera mycket beroende på årstid eller tid på dygnet. I tropiska områden kan årliga temperaturfluktuationer vara ännu mindre märkbara än dagliga. Omvänt, i tempererade områden, varierar temperaturen avsevärt vid olika tider på året. Djur och växter tvingas anpassa sig till den ogynnsamma vintersäsongen, under vilken ett aktivt liv är svårt eller helt enkelt omöjligt. I tropiska områden är sådana anpassningar mindre uttalade. Under en kall period med ogynnsamma temperaturförhållanden tycks det uppstå en paus i många organismers liv: däggdjursdvala, att tappa löv i växter etc. Vissa djur gör långa migrationer till platser med ett mer lämpligt klimat.
Exemplet med temperatur visar att denna faktor tolereras av kroppen endast inom vissa gränser. Organismen dör om omgivningstemperaturen är för låg eller för hög. I en miljö där temperaturen ligger nära dessa extrema värden är levande invånare sällsynta. Deras antal ökar dock när temperaturen närmar sig medelvärdet, vilket är det bästa (optimala) för denna art.
Fuktighet
Under större delen av dess historia representerades vilda djur uteslutande av vattenlevande former av organismer. Efter att ha erövrat landet förlorade de ändå inte sitt beroende av vatten. Vatten är en integrerad del av de allra flesta levande varelser: det är nödvändigt för deras normala funktion. En normalt utvecklande organism förlorar ständigt vatten och kan därför inte leva i absolut torr luft. Förr eller senare kan sådana förluster leda till att organismen dör.
Inom fysiken mäts luftfuktighet som mängden vattenånga i luften. Men den enklaste och mest bekväma indikatorn som kännetecknar fuktigheten i ett visst område är mängden nederbörd som faller här under ett år eller en annan tidsperiod.
Växter utvinner vatten från jorden med hjälp av sina rötter. Lavar kan fånga upp vattenånga från luften. Växter har ett antal anpassningar som säkerställer minimal vattenförlust. Alla landlevande djur behöver en periodisk tillförsel för att kompensera för den oundvikliga förlusten av vatten på grund av avdunstning eller utsöndring. Många djur dricker vatten; andra, såsom amfibier, vissa insekter och kvalster, absorberar det genom kroppens integument i flytande eller ångformigt tillstånd. De flesta ökendjur dricker aldrig. De tillgodoser sina behov med vatten från mat. Slutligen finns det djur som får vatten på ett ännu mer komplext sätt i processen med fettoxidation. Exempel är kamelen och vissa typer av insekter, som ris och ladugårdsvivel, klädfjärilar som livnär sig på fett. Djur, liksom växter, har många anpassningar för att spara vatten.
Ljus
För djur är ljus som ekologisk faktor ojämförligt mindre viktigt än temperatur och luftfuktighet. Men ljus är absolut nödvändigt för levande natur, eftersom det praktiskt taget är den enda energikällan för den.
Länge har man urskiljt ljusälskande växter, som bara kan utvecklas under solens strålar, och skuggtoleranta växter, som kan växa bra under skogens tak. Det mesta av undervegetationen i bokskogen, som är särskilt skuggig, bildas av skuggtoleranta växter. Detta är av stor praktisk betydelse för den naturliga föryngringen av skogsbeståndet: de unga skotten av många trädslag kan utvecklas under täcket av stora träd. Hos många djur visar sig normala ljusförhållanden i en positiv eller negativ reaktion på ljus.
Ljuset har dock den största ekologiska betydelsen i växlingen av dag och natt. Många djur är uteslutande dygnsaktiva (de flesta passeriner), andra är uteslutande nattaktiva (många små gnagare, fladdermöss). Små kräftdjur som svävar i vattenpelaren stannar på natten i ytvatten och under dagen sjunker de till djupet och undviker för starkt ljus.
Jämfört med temperatur eller luftfuktighet har ljus nästan ingen direkt effekt på djur. Det fungerar endast som en signal för omstruktureringen av de processer som sker i kroppen, vilket gör att de kan reagera på bästa möjliga sätt på de pågående förändringarna i yttre förhållanden.
Faktorerna som anges ovan uttömmer inte de ekologiska förhållanden som bestämmer organismernas liv och utbredning. De så kallade sekundära klimatfaktorerna är viktiga, till exempel vind, atmosfärstryck, höjd. Vinden har en indirekt effekt: ökande avdunstning, ökande torrhet. Stark vind hjälper till att kyla. Denna åtgärd är viktig på kalla platser, i höglandet eller i polarområdena.
Värmefaktorn (temperaturförhållandena) beror avsevärt på fytokenosens klimat och mikroklimat, men markytans orografi och beskaffenhet spelar en lika viktig roll; fuktfaktorn (vatten) beror också i första hand på klimat och mikroklimat (nederbörd, relativ fuktighet etc.), men orografin och biotiska influenser spelar en lika viktig roll; klimatet spelar en stor roll i ljusfaktorns verkan, men orografin (till exempel lutningsexponering) och biotiska faktorer (till exempel skuggning) är inte mindre viktiga. Jordens egenskaper här är nästan oviktiga; kemi (inklusive syre) beror främst på marken, såväl som på den biotiska faktorn (markmikroorganismer, etc.), men atmosfärens klimatiska tillstånd är också viktigt; slutligen beror mekaniska faktorer i första hand på biotiska faktorer (trampning, slåtter, etc.), men här är orografi (sluttningsfall) och klimatpåverkan (till exempel hagel, snö etc.) av viss betydelse.
Beroende på verkningssättet kan miljöfaktorer delas in i direkta (d.v.s. direkt på kroppen) och indirekta (påverkande andra faktorer). Men en och samma faktor i vissa förhållanden kan vara direkt, och i andra - indirekt. Dessutom kan ibland indirekt verkande faktorer vara av mycket stor (avgörande) betydelse, vilket förändrar den kumulativa effekten av andra, direkt verkande faktorer (till exempel geologisk struktur, höjd över havet, sluttningsexponering, etc.).
Här är ytterligare flera typer av klassificering av miljöfaktorer.
1.
Konstanta faktorer (faktorer som inte förändras) - solstrålning, atmosfärisk sammansättning, gravitation, etc.
2.
Faktorer som förändras. De är indelade i periodiska (temperatur - säsongsbetonade, dagliga, årliga; hög- och lågvatten, belysning, luftfuktighet) och icke-periodiska (vind, eld, åskväder, alla former av mänsklig aktivitet).
Utgiftsklassificering:
Resurser - delar av miljön som kroppen förbrukar, vilket minskar deras tillförsel i miljön (vatten, CO2, O2, ljus)
Förhållanden - delar av miljön som inte konsumeras av kroppen (temperatur, luftrörelser, markens surhet).
Klassificering efter riktning:
Vektoriserade - riktningsföränderliga faktorer: vattenförsämring, jordförsaltning
Flerårig cyklisk - med omväxlande fleråriga perioder av förstärkning och försvagning av faktorn, till exempel klimatförändringar på grund av den 11-åriga solcykeln
Oscillerande (impuls, fluktuation) - fluktuationer i båda riktningarna från ett visst medelvärde (dagliga fluktuationer i lufttemperatur, förändring i den genomsnittliga månatliga nederbörden under året)
Beroende på frekvens är de indelade i:
- periodisk (regelbundet upprepad): primär och sekundär
- icke-periodisk (uppstår oväntat).
Alla egenskaper eller komponenter i miljön som påverkar organismer kallas miljöfaktorer. Ljus, värme, koncentrationen av salter i vatten eller mark, vind, hagel, fiender och patogener - allt detta är miljöfaktorer, vars lista kan vara mycket stor.
Bland dem urskiljs abiotisk relaterad till den livlösa naturen, och biotiska förknippas med organismernas påverkan på varandra.
Miljöfaktorer är extremt olika, och varje art, som upplever sitt inflytande, reagerar på det på ett annat sätt. Det finns dock några allmänna lagar som styr organismernas reaktioner på alla miljöfaktorer.
Den främsta bland dem - optimums lag. Det speglar hur levande organismer tolererar olika styrkor hos miljöfaktorer. Styrkan hos var och en av dem förändras ständigt. Vi lever i en värld med varierande förhållanden, och bara på vissa platser på planeten är värdena för vissa faktorer mer eller mindre konstanta (i djupet av grottor, på botten av haven).
Lagen om optimum uttrycks i det faktum att varje miljöfaktor har vissa gränser för positiv inverkan på levande organismer.
Vid avvikelse från dessa gränser ändras tecknet på påverkan till det motsatta. Djur och växter tål till exempel inte extrem värme och extrem kyla; medeltemperaturerna är optimala. På samma sätt är både torka och konstant kraftiga regn lika ogynnsamma för grödan. Lagen om optimum anger måttet på varje faktor för livsduglighet hos organismer. På grafen uttrycks det som en symmetrisk kurva som visar hur artens livsaktivitet förändras med en gradvis ökning av faktorns påverkan (fig. 13).
Figur 13. Schema över miljöfaktorers verkan på levande organismer. 1,2 - kritiska punkter
(klicka på bilden för att förstora bilden)
I mitten under kurvan - optimal zon. Vid optimala värden av faktorn växer organismer aktivt, matar och förökar sig. Ju mer faktorns värde avviker åt höger eller vänster, d.v.s. i riktning mot att minska eller öka verkningsstyrkan, desto mindre gynnsamt är det för organismer. Kurvan som reflekterar vital aktivitet sjunker kraftigt ner på båda sidor om det optimala. Här är två pessimum zoner. I skärningspunkten av en kurva med en horisontell axel finns två kritiska punkter. Dessa är värdena för den faktor som organismer inte längre kan motstå, bortom vilken död inträffar. Avståndet mellan de kritiska punkterna visar graden av uthållighet hos organismer till en förändring av faktorn. Förhållanden nära kritiska punkter är särskilt svåra att överleva. Sådana förhållanden kallas extrem.
Om du ritar kurvor för optimum för en faktor, såsom temperatur, för olika arter, kommer de inte att sammanfalla. Ofta är det som är optimalt för en art pessimistiskt för en annan, eller till och med utanför de kritiska punkterna. Kameler och jerboor kunde inte leva i tundran, och renar och lämlar kunde inte leva i de heta öknarna i söder.
Den ekologiska mångfalden av arter manifesteras också i positionen för kritiska punkter: i vissa är de nära, i andra är de vitt åtskilda. Det betyder att ett antal arter endast kan leva under mycket stabila förhållanden, med en liten förändring av miljöfaktorer, medan andra tål stora fluktuationer. Till exempel vissnar en känslig växt om luften inte är mättad med vattenånga, och fjädergräs tolererar förändringar i luftfuktighet bra och dör inte ens i torka.
Således visar lagen om det optimala oss att varje art har sitt eget mått på inverkan av varje faktor. Både en minskning och en ökning av exponeringen utöver detta mått leder till att organismer dör.
För att förstå arters förhållande till miljön är det lika viktigt begränsande faktor lag.
I naturen påverkas organismer samtidigt av ett helt komplex av miljöfaktorer i olika kombinationer och med olika styrka. Det är inte lätt att isolera var och en av dem. Vilket betyder mer än det andra? Det vi vet om lagen om det optimala låter oss förstå att det inte finns några helt positiva eller negativa, viktiga eller sekundära faktorer, utan allt beror på styrkan i inflytandet från var och en.
Lagen om den begränsande faktorn säger att den mest signifikanta faktorn är den som avviker mest från de optimala värdena för organismen.
Det är på honom som individers överlevnad beror på just denna period. Under andra tidsperioder kan andra faktorer bli begränsande och under livets gång möter organismer en mängd olika begränsningar av sin vitala aktivitet.
Utövandet av jordbruket konfronteras ständigt med lagarna om det optimala och den begränsande faktorn. Till exempel, tillväxt och utveckling av vete, och följaktligen, skörden begränsas ständigt antingen av kritiska temperaturer, eller av brist på eller överskott av fukt, eller av brist på mineralgödsel, och ibland av sådana katastrofala effekter som hagel och stormar . Det krävs mycket ansträngning och pengar för att upprätthålla optimala förhållanden för grödor, och samtidigt, i första hand, kompensera eller mildra effekten av just de begränsande faktorerna.
Livsmiljöförhållandena för olika arter är förvånansvärt olika. Vissa av dem, till exempel några små kvalster eller insekter, tillbringar hela sitt liv inuti bladet på en växt, som för dem är hela världen, andra behärskar vidsträckta och mångsidiga utrymmen, såsom renar, valar i havet, flyttfåglar .
Beroende på var representanter för olika arter lever, påverkas de av olika uppsättningar av miljöfaktorer. På vår planet finns det flera grundläggande livsmiljöer, mycket olika i existensvillkoren: vatten, mark-luft, jord. Organismerna själva, som andra lever i, fungerar också som livsmiljöer.
Vattenlivsmiljö. Alla vattenlevande invånare måste, trots skillnader i livsstil, anpassas till huvuddragen i sin miljö. Dessa egenskaper bestäms först och främst av vattnets fysiska egenskaper: dess densitet, värmeledningsförmåga och förmågan att lösa upp salter och gaser.
Densitet vatten bestämmer dess betydande flytkraft. Det gör att organismernas vikt lättas i vatten och det blir möjligt att leva ett permanent liv i vattenpelaren utan att sjunka till botten. Många arter, mestadels små, oförmögna till snabb aktiv simning, verkar sväva i vattnet och vara i det i ett suspenderat tillstånd. Samlingen av sådana små vattenlevande invånare kallas plankton. Planktonets sammansättning inkluderar mikroskopiska alger, små kräftdjur, fiskägg och larver, maneter och många andra arter. Planktoniska organismer bärs av strömmarna, oförmögna att motstå dem. Närvaron av plankton i vattnet möjliggör filtreringstypen av näring, d.v.s. sila, med hjälp av olika anordningar, av små organismer och matpartiklar suspenderade i vatten. Den är utvecklad hos både simmande och stillasittande bottendjur, såsom sjöliljor, musslor, ostron och andra. En stillasittande livsstil skulle vara omöjlig för vattenlevande invånare om det inte fanns något plankton, och det är i sin tur endast möjligt i en miljö med tillräcklig densitet.
Vattnets täthet gör det svårt att aktivt röra sig i det, så snabbt simmande djur, som fiskar, delfiner, bläckfiskar, måste ha starka muskler och en strömlinjeformad kroppsform. På grund av vattnets höga densitet ökar trycket kraftigt med djupet. Djuphavsinvånare kan uthärda trycket, som är tusentals gånger högre än på landytan.
Ljus tränger in i vattnet endast till ett grunt djup, så växtorganismer kan endast existera i vattenpelarens övre horisonter. Även i de renaste haven är fotosyntes endast möjlig till djup av 100-200 m. Det finns inga växter på stora djup, och djuphavsdjur lever i totalt mörker.
Temperaturregim i vattendrag är mjukare än på land. På grund av vattnets höga värmekapacitet utjämnas temperaturfluktuationer i det, och vattenlevande invånare står inte inför behovet av att anpassa sig till svår frost eller fyrtio graders värme. Endast i varma källor kan vattentemperaturen närma sig kokpunkten.
En av svårigheterna med livet för vattenlevande invånare är begränsad mängd syre. Dess löslighet är inte särskilt hög och dessutom minskar den kraftigt när vattnet förorenas eller värms upp. Därför finns det ibland i reservoarer fryser- massdöd av invånare på grund av syrebrist, vilket inträffar av olika anledningar.
Saltsammansättning miljön är också mycket viktig för vattenlevande organismer. Marina arter kan inte leva i sötvatten, och sötvattensarter kan inte leva i haven på grund av cellfel.
Mark-luft livsmiljö. Den här miljön har en annan uppsättning funktioner. Det är i allmänhet mer komplext och mångsidigt än vatten. Den har mycket syre, mycket ljus, skarpare temperaturförändringar i tid och rum, mycket svagare tryckfall och ofta blir det fuktunderskott. Även om många arter kan flyga och små insekter, spindlar, mikroorganismer, frön och växtsporer bärs av luftströmmar, livnär sig och förökar organismer sig på jordens eller växternas yta. I ett sådant lågdensitetsmedium som luft behöver organismer stöd. Därför utvecklas mekaniska vävnader i landväxter, och hos landlevande djur är det inre eller yttre skelettet mer uttalat än i vattenlevande. Den låga luftdensiteten gör det lättare att röra sig i den.
M. S. Gilyarov (1912-1985), en framstående zoolog, ekolog, akademiker, grundare av omfattande forskning om jordens djurs värld, passiv flygning bemästrades av ungefär två tredjedelar av landets invånare. De flesta av dem är insekter och fåglar.
Luft är en dålig värmeledare. Detta underlättar möjligheten att bevara värmen som genereras inuti organismerna och hålla en konstant temperatur hos varmblodiga djur. Själva utvecklingen av varmblodighet blev möjlig i den terrestra miljön. Förfäderna till moderna vattenlevande däggdjur - valar, delfiner, valrossar, sälar - levde en gång på land.
Landbor har mycket olika anpassningar förknippade med att förse sig med vatten, särskilt i torra förhållanden. Hos växter är detta ett kraftfullt rotsystem, ett vattentätt lager på ytan av löv och stjälkar, och förmågan att reglera avdunstning av vatten genom stomata. Hos djur är dessa också olika egenskaper hos kroppens struktur och integument, men dessutom bidrar det lämpliga beteendet också till att upprätthålla vattenbalansen. De kan till exempel vandra till vattningsplatser eller aktivt undvika särskilt torra förhållanden. Vissa djur kan leva hela sitt liv på torrfoder, som jerboas eller den välkända klädmalen. I det här fallet uppstår vattnet som kroppen behöver på grund av oxidationen av matens beståndsdelar.
I livet för landlevande organismer spelar även många andra miljöfaktorer en viktig roll, till exempel luftens sammansättning, vindar och jordytans topografi. Väder och klimat är av särskild betydelse. Invånarna i mark-luft-miljön måste anpassas till klimatet i den del av jorden där de bor och uthärda de varierande väderförhållandena.
Jord som livsmiljö. Jorden är ett tunt lager av markytan, bearbetad av levande varelsers aktiviteter. Fasta partiklar genomträngs i jorden med porer och håligheter fyllda dels med vatten och dels med luft, så även små vattenlevande organismer kan befinna sig i jorden. Volymen av små hålrum i jorden är en mycket viktig egenskap hos den. I lösa jordar kan det vara upp till 70% och i täta jordar - cirka 20%. I dessa porer och håligheter, eller på ytan av fasta partiklar, lever en stor mängd mikroskopiska varelser: bakterier, svampar, protozoer, rundmaskar, leddjur. Större djur gör sina egna passager i jorden. Hela jorden är genomsyrad av växtrötter. Jorddjupet bestäms av rotpenetrationsdjupet och aktiviteten hos grävande djur. Det är inte mer än 1,5-2 m.
Luften i jordhåligheter är alltid mättad med vattenånga, och dess sammansättning är berikad med koldioxid och utarmad med syre. På så sätt liknar livsvillkoren i marken en vattenmiljö. Å andra sidan förändras förhållandet mellan vatten och luft i marken ständigt beroende på väderförhållandena. Temperaturfluktuationer är mycket skarpa nära ytan, men jämnas snabbt ut med djupet.
Huvuddraget i markmiljön är den ständiga tillförseln av organiskt material, främst på grund av döende växtrötter och fallande löv. Det är en värdefull energikälla för bakterier, svampar och många djur, så jorden är det den mest trafikerade miljön. Hennes dolda värld är mycket rik och mångsidig.
Genom utseendet av olika arter av djur och växter kan man förstå inte bara i vilken miljö de lever, utan också vilken typ av liv de lever i den.
Om vi har ett fyrfotingsdjur med högt utvecklade lårmuskler på bakbenen och mycket svagare på frambenen, som också är förkortade, med en relativt kort hals och en lång svans, då kan vi med tillförsikt säga att detta är en markhoppare kapabel av till snabba och manövrerbara rörelser, en invånare av öppna ytor. Så här ser de berömda australiensiska kängurur, och ökenasiatiska jerboas, och afrikanska hoppare och många andra hoppande däggdjur ut - representanter för olika ordnar som lever på olika kontinenter. De bor i stäpperna, prärierna, savannerna - där snabba rörelser på marken är det viktigaste sättet att fly från rovdjur. Den långa svansen fungerar som en balanserare vid snabba svängar, annars skulle djuren tappa balansen.
Höfterna är starkt utvecklade på bakbenen och hos hoppande insekter - gräshoppor, gräshoppor, loppor, psyllidbaggar.
En kompakt kropp med en kort svans och korta lemmar, varav de främre är mycket kraftfulla och ser ut som en spade eller kratta, blinda ögon, en kort hals och kort, som om den är trimmad, päls berättar att vi har ett underjordiskt djur som gräver hål och gallerier. Detta kan vara en skogsmullvad, och en stäppmullvadarråtta, och en australisk pungdjursmullvad och många andra däggdjur som leder en liknande livsstil.
Grävande insekter - björnar har också en kompakt, tjock kropp och kraftfulla framben, liknande en reducerad bulldozerhink. Till utseendet liknar de en liten mullvad.
Alla flygande arter har utvecklat breda plan - vingar hos fåglar, fladdermöss, insekter eller räta ut hudveck på kroppens sidor, som hos glidande flygekorrar eller ödlor.
Organismer som sätter sig genom passiv flygning, med luftströmmar, kännetecknas av små storlekar och mycket olika former. De har dock alla en sak gemensamt – en stark utveckling av ytan jämfört med kroppsvikten. Detta uppnås på olika sätt: på grund av långa hårstrån, borst, olika utväxter av kroppen, dess förlängning eller tillplattadhet och ljusning av den specifika vikten. Så här ser små insekter och flygande frukter av växter ut.
Den externa likheten som uppstår hos representanter för olika obesläktade grupper och arter som ett resultat av en liknande livsstil kallas konvergens.
Det påverkar främst de organ som direkt interagerar med den yttre miljön och är mycket mindre uttalad i strukturen av inre system - matsmältnings-, utsöndrings- och nervsystemet.
Formen på en växt avgör egenskaperna hos dess förhållande till den yttre miljön, till exempel hur den uthärdar den kalla årstiden. Träd och höga buskar har de högsta grenarna.
Formen av en ranka - med en svag stam som lindas runt andra växter, kan vara i både vedartade och örtartade arter. Dessa inkluderar vindruvor, humle, ängsdodder, tropiska rankor. Lianliknande växter lindar sig runt stammar och stjälkar hos upprättstående arter och bär sina löv och blommor till ljuset.
Under liknande klimatförhållanden på olika kontinenter uppstår ett liknande yttre utseende av vegetation, som består av olika, ofta helt obesläktade arter.
Den yttre formen, som speglar sättet att interagera med omgivningen, kallas artens livsform. Olika arter kan ha en liknande livsform om de lever en nära livsstil.
Livsformen utvecklas under arternas sekulära utveckling. De arter som utvecklas med metamorfos ändrar naturligt sin livsform under livscykeln. Jämför till exempel en larv och en vuxen fjäril, eller en groda och dess grodyngel. Vissa växter kan anta olika livsformer beroende på växtförhållanden. Till exempel kan lind eller fågelkörsbär vara både ett upprättstående träd och en buske.
Gemenskaper av växter och djur är mer stabila och kompletta om de inkluderar representanter för olika livsformer. Detta innebär att en sådan gemenskap använder miljöns resurser mer fullt ut och har fler olika interna kopplingar.
Sammansättningen av livsformer för organismer i samhällen fungerar som en indikator på egenskaperna hos deras miljö och de förändringar som sker i den.
Flygingenjörer studerar noggrant de olika livsformerna för flygande insekter. Modeller av maskiner med flaxande flygning skapades enligt principen om rörelse i luften av Diptera och Hymenoptera. I modern teknik har gångmaskiner designats, liksom robotar med spak och hydraulisk rörelse, som djur av olika livsformer. Sådana maskiner kan röra sig i branta sluttningar och terräng.
Livet på jorden utvecklades under förhållanden med en regelbunden förändring av dag och natt och växling av årstider på grund av planetens rotation runt sin axel och runt solen. Rytmen i den yttre miljön skapar periodicitet, det vill säga upprepningen av förhållanden i livet för de flesta arter. Både kritiska, svåröverlevda perioder och gynnsamma perioder upprepas regelbundet.
Anpassning till periodiska förändringar i den yttre miljön uttrycks hos levande varelser inte bara genom en direkt reaktion på förändrade faktorer, utan också i ärftligt fixerade inre rytmer.
dagliga rytmer. Dagliga rytmer anpassar organismer till förändringen av dag och natt. Hos växter är intensiv tillväxt, blomning av blommor tidsinställd till en viss tid på dagen. Djur under dagen ändrar aktivitet kraftigt. På grundval av detta särskiljs dagaktiva och nattaktiva arter.
Organismernas dagliga rytm är inte bara en återspegling av förändringar i yttre förhållanden. Om du placerar en person, eller djur, eller växter i en konstant, stabil miljö utan förändring av dag och natt, så bevaras livsprocessernas rytm, nära den dagliga. Kroppen lever så att säga enligt sin inre klocka, räknar tiden.
Den dagliga rytmen kan fånga många processer i kroppen. Hos människor är cirka 100 fysiologiska egenskaper föremål för den dagliga cykeln: hjärtfrekvens, andningsrytm, hormonutsöndring, utsöndring av matsmältningskörtlar, blodtryck, kroppstemperatur och många andra. Därför, när en person är vaken istället för att sova, är kroppen fortfarande inställd på natttillståndet och sömnlösa nätter är dåliga för hälsan.
Men dygnsrytmer förekommer inte hos alla arter, utan bara hos dem i vars liv förändringen av dag och natt spelar en viktig ekologisk roll. Invånarna i grottor eller djupa vatten, där det inte finns någon sådan förändring, lever enligt andra rytmer. Och bland de markbundna invånarna upptäcks inte den dagliga periodiciteten hos alla.
I experiment under strikt konstanta förhållanden upprätthåller Drosophila fruktflugor en daglig rytm i tiotals generationer. Denna periodicitet ärvs i dem, som i många andra arter. Så djupa är de adaptiva reaktionerna förknippade med den dagliga cykeln i den yttre miljön.
Brott mot kroppens dygnsrytm under nattarbete, rymdflyg, dykning etc. utgör ett allvarligt medicinskt problem.
årliga rytmer.Årliga rytmer anpassar organismer till säsongsmässiga förändringar i förhållandena. I arternas liv växlar och upprepar sig naturligt perioder av tillväxt, reproduktion, molter, migrationer, djup dvala på ett sådant sätt att organismer möter den kritiska årstiden i det mest stabila tillståndet. Den mest sårbara processen - reproduktion och uppfödning av unga djur - faller på den mest gynnsamma säsongen. Denna periodicitet av förändringar i det fysiologiska tillståndet under året är till stor del medfödd, det vill säga den manifesterar sig som en intern årlig rytm. Om till exempel australiensiska strutsar eller den vilda dingohunden placeras i en djurpark på norra halvklotet, börjar deras häckningssäsong på hösten, när det är vår i Australien. Omstruktureringen av interna årsrytmer sker med stor svårighet, genom ett antal generationer.
Förberedelse för reproduktion eller övervintring är en lång process som börjar hos organismer långt innan kritiska perioder börjar.
Skarpa kortsiktiga väderomslag (sommarfrost, vintertö) stör vanligtvis inte växternas och djurens årsrytmer. Den främsta miljöfaktorn som organismer reagerar på i sina årliga cykler är inte slumpmässiga väderförändringar, utan fotoperiod- förändringar i förhållandet mellan dag och natt.
Längden på dagsljusetimmar förändras naturligt under året, och det är dessa förändringar som fungerar som en korrekt signal om vårens, sommarens, höstens eller vinterns närmande.
Förmågan hos organismer att svara på förändringar i dagslängd kallas fotoperiodism.
Om dagen förkortas börjar arten förbereda sig för vintern, om den förlängs, till aktiv tillväxt och reproduktion. I det här fallet, för organismers liv, är det inte faktorn för förändring av längden på dagen och natten som är viktig, utan dess larmvärde, vilket indikerar de kommande djupgående förändringarna i naturen.
Som ni vet beror dagens längd starkt på den geografiska breddgraden. På norra halvklotet i söder är sommardagen mycket kortare än i norr. Därför reagerar de södra och norra arterna olika på samma mängd dagsförändringar: de södra börjar häcka vid en kortare dag än de norra.
MILJÖFAKTORER
Ivanova T.V., Kalinova G.S., Myagkova A.N. "Allmän biologi". Moskva, "Enlightenment", 2000
- Ämne 18. "Habitat. Ekologiska faktorer." Kapitel 1; s. 10-58
- Ämne 19. "Befolkningar. Typer av relationer mellan organismer." kapitel 2 §8-14; sid. 60-99; 5 kap § 30-33
- Ämne 20. "Ekosystem." kapitel 2 §15-22; sid. 106-137
- Ämne 21. "Biosfären. Ämneskretslopp." kapitel 6 §34-42; sid. 217-290
Vi börjar vår bekantskap med ekologi, kanske med en av de mest utvecklade och studerade sektionerna - autekologi. Autekologins uppmärksamhet fokuserar på interaktionen mellan individer eller grupper av individer med förhållandena i deras miljö. Därför är nyckelbegreppet för autekologi den ekologiska faktorn, det vill säga den miljöfaktor som påverkar kroppen.
Inga miljöskyddsåtgärder är möjliga utan att studera den optimala effekten av en eller annan faktor på en given biologisk art. Faktum är att hur man skyddar den här eller den arten, om du inte vet vilka levnadsförhållanden han föredrar. Även "skyddet" av en sådan art som en rimlig person kräver kunskap om sanitära och hygieniska standarder, som inte är något annat än det optimala för olika miljöfaktorer i förhållande till en person.
Miljöns påverkan på kroppen kallas miljöfaktor. Den exakta vetenskapliga definitionen är:
EKOLOGISK FAKTOR - alla miljöförhållanden som de levande reagerar på med adaptiva reaktioner.
En miljöfaktor är varje del av miljön som har en direkt eller indirekt effekt på levande organismer åtminstone under en av faserna av deras utveckling.
Till sin natur är miljöfaktorer indelade i minst tre grupper:
abiotiska faktorer - påverkan av livlös natur;
biotiska faktorer - påverkan av vilda djur.
antropogena faktorer - influenser orsakade av rimlig och orimlig mänsklig aktivitet ("anthropos" - en person).
Människan modifierar livlig och livlös natur och tar i en viss mening en geokemisk roll (till exempel släpper ut kol i form av kol och olja i många miljoner år och släpper ut det i luften med koldioxid). Därför närmar sig antropogena faktorer i termer av omfattning och global påverkan geologiska krafter.
Inte sällan utsätts även miljöfaktorer för en mer detaljerad klassificering, när det är nödvändigt att peka på en specifik grupp av faktorer. Till exempel finns det klimatiska (relaterat till klimat), edafiska (jord) miljöfaktorer.
Som ett läroboksexempel på miljöfaktorers indirekta verkan nämns de så kallade fågelkolonierna, som är enorma koncentrationer av fåglar. Den höga tätheten av fåglar förklaras av en hel kedja av orsaks- och verkanssamband. Fågelspillning kommer in i vattnet, organiska ämnen i vattnet mineraliseras av bakterier, en ökad koncentration av mineraler leder till en ökning av antalet alger, och efter dem - djurplankton. De lägre kräftdjuren som ingår i djurplanktonet matas av fisk, och fåglarna som bor i fågeln livnär sig på fisk. Kedjan stängs. Fågelspillning fungerar som en miljöfaktor som indirekt ökar antalet fågelkolonier.
Hur jämför man verkan av faktorer som är så olika till sin natur? Trots det enorma antalet faktorer, från själva definitionen av miljöfaktorn som en del av miljön som påverkar kroppen, följer något gemensamt. Nämligen: verkan av miljöfaktorer uttrycks alltid i en förändring av organismernas vitala aktivitet, och i slutändan leder det till en förändring av befolkningens storlek. Detta gör det möjligt att jämföra effekten av olika miljöfaktorer.
Onödigt att säga att effekten av en faktor på en individ bestäms inte av faktorns natur, utan av dess dos. Mot bakgrund av ovanstående, och till och med enkel livserfarenhet, blir det uppenbart att effekten bestäms exakt av faktorns dos. Ja, vad är faktorn "temperatur"? Detta är en ganska abstraktion, men om du säger att temperaturen är -40 Celsius - det finns ingen tid för abstraktioner, det skulle vara bättre att svepa in dig i allt varmt! Å andra sidan kommer +50 grader inte verka mycket bättre för oss.
Således påverkar faktorn kroppen med en viss dos, och bland dessa doser kan man urskilja de minsta, maximala och optimala doserna, såväl som de värden där en individs liv stannar (de kallas dödliga, eller dödlig).
Effekten av olika doser på befolkningen som helhet beskrivs mycket tydligt grafiskt:
Ordinataaxeln plottar populationsstorleken beroende på dosen av en eller annan faktor (abskissaxeln). De optimala doserna av faktorn och doserna av faktorns verkan särskiljs, vid vilka hämningen av den vitala aktiviteten hos den givna organismen inträffar. På grafen motsvarar detta 5 zoner:
optimal zon
till höger och vänster om den finns pessimumzonerna (från gränsen för den optimala zonen till max eller min)
dödliga zoner (över max och min) där befolkningen är 0.
Värdeintervallet för faktorn, bortom vilket individers normala liv blir omöjligt, kallas gränserna för uthållighet.
I nästa lektion ska vi titta på hur organismer skiljer sig i förhållande till olika miljöfaktorer. Med andra ord, nästa lektion kommer att fokusera på de ekologiska grupperna av organismer, såväl som Liebig-tunnan och hur allt detta är relaterat till definitionen av MPC.
Ordlista
FACTOR ABIOTIC - ett tillstånd eller en uppsättning villkor i den oorganiska världen; ekologisk faktor av livlös natur.
ANTROPOGEN FAKTOR - en miljöfaktor som har sitt ursprung till mänsklig aktivitet.
PLANKTON - en uppsättning organismer som lever i vattenpelaren och inte kan aktivt motstå överföringen av strömmar, det vill säga "flytande" i vattnet.
FÅGELMARKNAD - en kolonial bosättning av fåglar som är associerade med vattenmiljön (gilsslor, fiskmåsar).
Vilka ekologiska faktorer av all deras variation uppmärksammar forskaren först och främst? Inte sällan står en forskare inför uppgiften att identifiera de miljöfaktorer som hämmar den vitala aktiviteten hos representanter för en given befolkning, begränsar tillväxt och utveckling. Till exempel är det nödvändigt att ta reda på orsakerna till nedgången i avkastningen eller orsakerna till att den naturliga populationen utrotas.
Med all mångfald av miljöfaktorer och de svårigheter som uppstår när man försöker bedöma deras gemensamma (komplexa) påverkan, är det viktigt att de faktorer som utgör det naturliga komplexet är av ojämlik betydelse. Tillbaka på 1800-talet fastställde Liebig (Liebig, 1840), som studerade effekten av olika mikroelement på växttillväxt, att växttillväxt begränsas av det element vars koncentration är minst. Den bristfälliga faktorn kallades den begränsande faktorn. Bildligt sett bidrar denna position till att presentera den så kallade "Liebigs fat".
Liebig tunna
Föreställ dig en tunna med träribbor på sidorna av olika höjder, som visas på bilden. Det är klart, oavsett hur höga de andra spjälorna är, men du kan hälla vatten i tunnan exakt lika mycket som längden på den kortaste spjälen (i det här fallet 4 dies).
Det återstår bara att "ersätta" några termer: låt höjden på det hällda vattnet vara en biologisk eller ekologisk funktion (till exempel produktivitet), och höjden på skenorna kommer att indikera graden av avvikelse av dosen av en eller annan faktor från det optimala.
För närvarande tolkas Liebigs minimumlag mer vidsträckt. En begränsande faktor kan vara en faktor som inte bara är en bristvara, utan också i överskott.
Miljöfaktorn spelar rollen som en BEGRÄNSANDE FAKTOR om denna faktor ligger under den kritiska nivån eller överstiger den maximalt tolererbara nivån.
Den begränsande faktorn bestämmer artens utbredningsområde eller (under mindre svåra förhållanden) påverkar den allmänna metabolismens nivå. Till exempel är innehållet av fosfater i havsvatten en begränsande faktor som bestämmer utvecklingen av plankton och samhällenas totala produktivitet.
Begreppet "begränsande faktor" gäller inte bara olika element, utan alla miljöfaktorer. Konkurrensrelationer fungerar ofta som en begränsande faktor.
Varje organism har sina egna gränser för uthållighet i förhållande till olika miljöfaktorer. Beroende på hur breda eller smala dessa gränser är, särskiljs eurybiont- och stenobiont-organismer. Eurybionts kan uthärda ett brett spektrum av intensitet av olika miljöfaktorer. Till exempel är livsmiljön för en räv från skogstundran till stäpperna. Stenobionter, tvärtom, uthärdar endast mycket snäva fluktuationer i miljöfaktorns intensitet. Till exempel är nästan alla tropiska regnskogsväxter stenobionter.
Det är inte ovanligt att ange vilken faktor som avses. Så vi kan prata om eurytermiska (tolererar stora temperaturfluktuationer) organismer (många insekter) och stenotermiska (för tropiska skogsväxter kan temperaturfluktuationer inom +5 ... +8 grader C vara dödliga); eury / stenohaline (tolererar / tolererar inte fluktuationer i vattnets salthalt); evry / stenobats (bor i breda / smala gränser av reservoarens djup) och så vidare.
Framväxten av stenobiont-arter i den biologiska evolutionsprocessen kan betraktas som en form av specialisering där större effektivitet uppnås på bekostnad av anpassningsförmåga.
Interaktion mellan faktorer. MPC.
Med den oberoende verkan av miljöfaktorer är det tillräckligt att arbeta med konceptet "begränsande faktor" för att bestämma den kombinerade effekten av ett komplex av miljöfaktorer på en given organism. Men under verkliga förhållanden kan miljöfaktorer förstärka eller försvaga varandra. Till exempel är frost i Kirov-regionen lättare att bära än i St. Petersburg, eftersom den senare har högre luftfuktighet.
Att redogöra för samspelet mellan miljöfaktorer är ett viktigt vetenskapligt problem. Det finns tre huvudtyper av interaktionsfaktorer:
additiv - samspelet mellan faktorer är en enkel algebraisk summa av effekterna av var och en av faktorerna med en oberoende verkan;
synergistisk - den gemensamma verkan av faktorer förstärker effekten (det vill säga effekten av deras gemensamma verkan är större än den enkla summan av effekterna av varje faktor med oberoende verkan);
antagonistisk - den gemensamma verkan av faktorer försvagar effekten (det vill säga effekten av deras gemensamma verkan är mindre än den enkla summan av effekterna av varje faktor).
Varför är det viktigt att veta om samspelet mellan miljöfaktorer? Det teoretiska belägget för värdet av maximalt tillåtna koncentrationer (MPC) av föroreningar eller maximalt tillåtna nivåer (MPL) av påverkan av förorenande ämnen (till exempel buller, strålning) baseras på lagen om den begränsande faktorn. MPC sätts experimentellt på en nivå där patologiska förändringar ännu inte inträffar i kroppen. Samtidigt finns det svårigheter (till exempel är det oftast nödvändigt att extrapolera data som erhållits om djur till människor). Det handlar dock inte om dem.
Det är inte ovanligt att höra hur miljömyndigheter glatt rapporterar att nivån av de flesta föroreningar i stadens atmosfär ligger inom MPC. Samtidigt konstaterar Statens sanitets- och epidemiologiska tillsynsmyndigheter en ökad nivå av luftvägssjukdomar hos barn. Förklaringen kan vara så här. Det är ingen hemlighet att många luftföroreningar har en liknande effekt: de irriterar slemhinnorna i de övre luftvägarna, provocerar andningssjukdomar etc. Och den gemensamma verkan av dessa föroreningar ger en additiv (eller synergistisk) effekt.
Därför, idealiskt när man utvecklar MPC-standarder och bedömer den befintliga miljösituationen, bör samspelet mellan faktorer beaktas. Tyvärr kan detta i praktiken vara mycket svårt att göra: det är svårt att planera ett sådant experiment, det är svårt att utvärdera interaktionen, plus att skärpningen av MPC har negativa ekonomiska effekter.
Ordlista
MIKROELEMENT - kemiska element som är nödvändiga för organismer i försumbara mängder, men som avgör framgången för deras utveckling. M. i form av mikrogödselmedel används för att öka utbytet av växter.
BEGRÄNSANDE FAKTOR - en faktor som sätter ramarna (avgörande) för förloppet av någon process eller för existensen av en organism (art, samhälle).
AREAL - distributionsområdet för någon systematisk grupp av organismer (art, släkte, familj) eller en viss typ av gemenskap av organismer (till exempel området med lavartallskogar).
METABOLISM - (i förhållande till kroppen) konsekvent konsumtion, omvandling, användning, ackumulering och förlust av ämnen och energi i levande organismer. Livet är möjligt endast genom ämnesomsättning.
eurybiont - en organism som lever under olika miljöförhållanden
STENOBIONT - en organism som kräver strikt definierade existensvillkor.
XENOBIOTIC - ett kemiskt ämne främmande för kroppen, naturligt inte inkluderat i den biotiska cykeln. Som regel är ett främlingsfientligt medel av antropogent ursprung.
Ekosystem
URBANA OCH INDUSTRIELLA EKOSYSTEM
Allmänna egenskaper hos urbana ekosystem.
Urbana ekosystem är heterotrofa, andelen solenergi som fixeras av urbana växter eller solpaneler placerade på hustaken är obetydlig. De viktigaste energikällorna för stadens företag, uppvärmning och belysning av stadsbornas lägenheter ligger utanför staden. Dessa är fyndigheter av olja, gas, kol, vattenkraft och kärnkraftverk.
Staden förbrukar en enorm mängd vatten, varav endast en liten del en person använder för direkt konsumtion. Huvuddelen av vattnet går till produktionsprocesser och hushållsbehov. Den personliga vattenförbrukningen i städer varierar från 150 till 500 liter per dag, och med hänsyn till industrin står en medborgare för upp till 1000 liter per dag. Vattnet som används av städer återförs till naturen i ett förorenat tillstånd - det är mättat med tungmetaller, oljerester, komplexa organiska ämnen som fenol, etc. Det kan innehålla patogener. Staden släpper ut giftiga gaser och damm i atmosfären, koncentrerar giftigt avfall till deponier, som med källvattenflöden kommer in i akvatiska ekosystem. Växter, som en del av urbana ekosystem, växer i parker, trädgårdar och gräsmattor, deras huvudsakliga syfte är att reglera atmosfärens gassammansättning. De frigör syre, absorberar koldioxid och renar atmosfären från skadliga gaser och damm som kommer in i den under driften av industriföretag och transporter. Växter är också av stort estetiskt och dekorativt värde.
Djur i staden representeras inte bara av arter som är vanliga i naturliga ekosystem (fåglar lever i parker: rödstjärt, näktergal, vippsvans; däggdjur: sorkar, ekorrar och representanter för andra grupper av djur), utan också av en speciell grupp stadsdjur - mänskliga följeslagare. Det inkluderar fåglar (sparvar, starar, duvor), gnagare (råttor och möss) och insekter (kackerlackor, vägglöss, nattfjärilar). Många djur förknippade med människor livnär sig på sopor i soptippar (kakor, sparvar). Det här är stadssköterskorna. Nedbrytningen av organiskt avfall påskyndas av fluglarver och andra djur och mikroorganismer.
Huvuddraget i ekosystemen i moderna städer är att den ekologiska balansen störs i dem. Alla processer för att reglera flödet av materia och energi måste en person ta över. En person måste reglera både stadens förbrukning av energi och resurser - råvaror för industrin och mat för människor, och mängden giftigt avfall som kommer ut i atmosfären, vattnet och marken till följd av industri och transporter. Slutligen bestämmer det också storleken på dessa ekosystem, som i utvecklade länder, och under de senaste åren i Ryssland, snabbt "sprider sig" på grund av förortsbyggande av stugor. Låghusområden minskar arean av skog och jordbruksmark, deras "spridning" kräver byggande av nya motorvägar, vilket minskar andelen ekosystem som kan producera mat och cykla syre.
Industriell förorening av miljön.
I urbana ekosystem är industriella föroreningar den farligaste för naturen.
Kemisk förorening av atmosfären. Denna faktor är en av de farligaste för människors liv. De vanligaste föroreningarna
Svaveldioxid, kväveoxider, kolmonoxid, klor etc. I vissa fall kan två eller relativt flera relativt ofarliga ämnen som släpps ut i atmosfären bilda giftiga föreningar under påverkan av solljus. Ekologer räknar upp cirka 2 000 luftföroreningar.
De huvudsakliga föroreningskällorna är värmekraftverk. Även pannhus, oljeraffinaderier och fordon förorenar atmosfären kraftigt.
Kemisk förorening av vattendrag. Företag dumpar oljeprodukter, kväveföreningar, fenol och många andra industriavfall i vattendrag. Under oljeproduktion förorenas vattendrag med salthaltiga arter, olja och oljeprodukter spills också under transport. I Ryssland lider sjöarna i norra västra Sibirien mest av oljeföroreningar. Under de senaste åren har faran för akvatiska ekosystem av hushållsavloppsvatten från stadsavlopp ökat. I dessa avloppsvatten har koncentrationen av tvättmedel ökat, vilka mikroorganismer bryts ner med svårighet.
Så länge mängden föroreningar som släpps ut i atmosfären eller släpps ut i floder är liten kan ekosystemen själva klara av dem. Med måttlig förorening blir vattnet i ån nästan rent efter 3-10 km från föroreningskällan. Om det finns för många föroreningar kan ekosystemen inte klara av dem och irreversibla konsekvenser börjar.
Vattnet blir odrickbart och farligt för människor. Förorenat vatten är inte lämpligt för många industrier.
Förorening av markytan med fast avfall. Stadsdeponier av industri- och hushållsavfall upptar stora områden. Sopor kan innehålla giftiga ämnen som kvicksilver eller andra tungmetaller, kemiska föreningar som löses upp i regn- och snövatten och sedan kommer ut i vattendrag och grundvatten. Kan hamna i sopor och apparater som innehåller radioaktiva ämnen.
Markytan kan förorenas av aska som avsatts från röken från koleldade värmekraftverk, cementfabriker, eldfast tegel, etc. För att förhindra denna förorening installeras speciella dammuppsamlare på rören.
Kemisk förorening av grundvatten. Grundvattenströmmar transporterar industriella föroreningar över långa avstånd, och det är inte alltid möjligt att fastställa deras källa. Orsaken till föroreningarna kan vara uttvättning av giftiga ämnen genom regn- och snövatten från industrideponier. Grundvattenföroreningar uppstår även vid oljeproduktion med moderna metoder, då saltvatten, för att öka returen av oljereservoarer, återinjiceras i brunnarna, som har stigit upp till ytan tillsammans med oljan under dess pumpning.
Saltvatten kommer in i akvifärerna, vattnet i brunnarna blir bittert och odrickbart.
Buller. Källan till buller kan vara ett industriföretag eller transport. Särskilt tunga dumper och spårvagnar ger mycket buller. Buller påverkar det mänskliga nervsystemet, och därför vidtas bullerskyddsåtgärder i städer och företag.
Järnvägs- och spårvagnslinjer och vägar, längs vilka godstransporter passerar, behöver flyttas från de centrala delarna av städerna till glesbygden och skapa grönytor runt dem som absorberar buller väl.
Plan bör inte flyga över städer.
Buller mäts i decibel. Klockan tickar - 10 dB, viskning - 25, buller från en trafikerad motorväg - 80, flygljud från start - 130 dB. Smärtgränsen för brus är 140 dB. På området för bostadsutveckling under dagen bör bullret inte överstiga 50-66 dB.
Föroreningar inkluderar också: förorening av markytan med överlagringar och askdeponier, biologisk förorening, termisk förorening, strålningsförorening, elektromagnetisk förorening.
Luftförorening. Om luftföroreningar över havet tas som en enhet, är den över byar 10 gånger högre, över små städer - 35 gånger och över stora städer - 150 gånger. Tjockleken på lagret av förorenad luft över staden är 1,5 - 2 km.
De farligaste föroreningarna är bens-a-pyren, kvävedioxid, formaldehyd och damm. I den europeiska delen av Ryssland och Ural, i genomsnitt, under året per 1 kvadratkilometer. km föll mer än 450 kg luftföroreningar.
Jämfört med 1980 ökade mängden svaveldioxidutsläpp med 1,5 gånger; 19 miljoner ton luftföroreningar kastades ut i atmosfären med vägtransporter.
Avloppsvattenutsläppet i floder uppgick till 68,2 kubikmeter. km med en efterförbrukning på 105,8 kubikmeter. km. Vattenförbrukningen inom industrin är 46 %. Andelen orenat avloppsvatten har minskat sedan 1989 och uppgår till 28 %.
På grund av dominansen av västliga vindar tar Ryssland emot 8-10 gånger mer luftföroreningar från sina västliga grannar än vad det skickar till dem.
Sura regn har påverkat hälften av Europas skogar negativt, och processen med att torka ut skog har börjat även i Ryssland. I Skandinavien har 20 000 sjöar redan dött på grund av surt regn som kommer från Storbritannien och Tyskland. Under påverkan av surt regn dör arkitektoniska monument.
Skadliga ämnen som kommer ut ur en 100 m hög skorsten sprids inom en radie av 20 km, 250 m hög - upp till 75 km. Mästarröret byggdes vid en koppar-nickelfabrik i Sudbury (Kanada) och har en höjd på mer än 400 m.
Ozonnedbrytande klorfluorkolväten (CFC) kommer in i atmosfären från kylsystemgaser (i USA - 48% och i andra länder - 20%), från användningen av aerosolburkar (i USA - 2% och för några år sedan deras försäljning förbjöds; i andra länder - 35 %), lösningsmedel som används i kemtvätt (20 %) och vid tillverkning av skum, inklusive styroform (25-
Den huvudsakliga källan till freoner som förstör ozonskiktet är industriella kylskåp - kylskåp. I ett vanligt hushållskylskåp, 350 g freon, och i industriella kylskåp - tiotals kilo. Endast kylning i
Moskva använder årligen 120 ton freon. En betydande del av det, på grund av utrustningens ofullkomlighet, hamnar i atmosfären.
Förorening av sötvattensekosystem. 1989 släpptes 1,8 ton fenoler, 69,7 ton sulfater, 116,7 ton syntetiska ytaktiva ämnen (tensider) ut i Ladogasjön - en reservoar med dricksvatten för det sexmiljonte St. Petersburg - 1989.
Förorenar akvatiska ekosystem och flodtransporter. På Bajkalsjön flyter till exempel 400 fartyg av olika storlekar, de dumpar cirka 8 ton oljeprodukter i vattnet per år.
Hos de flesta ryska företag dumpas giftigt produktionsavfall antingen i vattendrag, förgiftar dem eller ackumuleras utan bearbetning, ofta i enorma mängder. Dessa ansamlingar av dödligt avfall kan kallas "miljöminor", när dammar går sönder kan de hamna i vattendrag. Ett exempel på en sådan "miljögruva" är Cherepovets kemiska fabrik "Ammophos". Dess septiktank täcker en yta på 200 hektar och innehåller 15 miljoner ton avfall. Dammen som omsluter sumpen höjs årligen av
4 m. Tyvärr är "Cherepovets-gruvan" inte den enda.
I utvecklingsländer dör 9 miljoner människor varje år. Fram till år 2000 kommer mer än 1 miljard människor att sakna dricksvatten.
Förorening av marina ekosystem. Cirka 20 miljarder ton sopor har dumpats i världshavet – från hushållsavlopp till radioaktivt avfall. Varje år för varje 1 kvm. km av vattenytan lägga till ytterligare 17 ton sopor.
Mer än 10 miljoner ton olja hälls ut i havet varje år, som bildar en film som täcker 10-15 % av dess yta; och 5 g petroleumprodukter är tillräckligt för att dra åt filmen 50 kvadratmeter. m av vattenytan. Denna film minskar inte bara avdunstning och absorption av koldioxid, utan orsakar också syresvält och död för ägg och unga fiskar.
Strålningsföroreningar. Det antas att till år 2000 kommer världen att ha ackumulerats
1 miljon kubikmeter m högaktivt radioaktivt avfall.
Den naturliga radioaktiva bakgrunden påverkar varje människa, även de som inte kommer i kontakt med kärnkraftverk eller kärnvapen. Vi får alla en viss dos av strålning i vårt liv, varav 73 % kommer från strålning från naturliga kroppar (till exempel granit i monument, husbeklädnad etc.), 14 % från medicinska ingrepp (främst från att besöka en X- strålrum) och 14% - på kosmiska strålar. Under en livstid (70 år) kan en person utan större risk få strålning på 35 rem (7 rem från naturliga källor, 3 rem från rymdkällor och röntgenapparater). I zonen för kärnkraftverket i Tjernobyl i de mest förorenade områdena kan du få upp till 1 rem per timme. Strålningseffekten på taket under perioden för släckning av en brand i ett kärnkraftverk nådde 30 000 röntgen per timme, och därför kunde en dödlig dos av strålning erhållas utan strålskydd (en blydräkt) på 1 minut.
Timdosen av strålning, dödlig för 50 % av organismerna, är 400 rem för människor, 1000-2000 rem för fiskar och fåglar, från 1000 till 150 000 för växter och 100 000 rem för insekter. Således är den starkaste föroreningen inte ett hinder för massreproduktionen av insekter. Av växterna är träd minst resistenta mot strålning och gräs är mest resistenta.
Föroreningar med hushållsavfall. Mängden ackumulerat sopor växer hela tiden. Nu är det från 150 till 600 kg per år för varje stadsbor. Det mesta av skräpet produceras i USA (520 kg per år per invånare), i Norge, Spanien, Sverige, Nederländerna - 200-300 kg och i Moskva - 300-320 kg.
För att papper ska bryta ner i den naturliga miljön tar det från 2 till 10 år, en plåtburk - mer än 90 år, ett cigarettfilter - 100 år, en plastpåse - mer än 200 år, plast - 500 år, glas - mer än 1000 år.
Sätt att minska skador från kemiska föroreningar
Den vanligaste föroreningen - kemisk. Det finns tre huvudsakliga sätt att minska skadorna från dem.
Utspädning. Även behandlat avloppsvatten måste spädas 10 gånger (och obehandlat - 100-200 gånger). Höga skorstenar byggs på företag så att de utsläppta gaserna och damm sprids jämnt. Utspädning är ett ineffektivt sätt att minska skadorna från föroreningar, acceptabelt endast som en tillfällig åtgärd.
Rengöring. Detta är det främsta sättet att minska utsläppen av skadliga ämnen till miljön i Ryssland idag. Men som ett resultat av behandlingen genereras mycket koncentrerat flytande och fast avfall, som också måste lagras.
Att ersätta gammal teknik med ny teknik med lågt avfall. På grund av djupare bearbetning är det möjligt att minska mängden skadliga utsläpp med dussintals gånger. Avfall från en bransch blir råvara för en annan.
Figurativa namn för dessa tre sätt att minska miljöföroreningar gavs av tyska ekologer: "förläng röret" (utspädning genom spridning), "plugga röret" (rengöring) och "binda röret i en knut" (teknik med lågt avfall) . Tyskarna återställde Rhens ekosystem, som under många år var ett avlopp där avfallet från industrijättar dumpades. Detta gjordes först på 80-talet, när äntligen "röret knöts i en knut".
Miljöföroreningsnivån i Ryssland är fortfarande mycket hög, och en ekologiskt ogynnsam situation som är farlig för befolkningens hälsa har utvecklats i nästan 100 städer i landet.
En viss förbättring av miljösituationen i Ryssland har uppnåtts på grund av förbättrad drift av reningsanläggningar och minskad produktion.
Ytterligare minskning av utsläppen av giftiga ämnen till miljön kan uppnås om mindre farliga lågavfallsteknologier införs. Men för att "knyta röret i en knut" är det nödvändigt att uppgradera utrustning på företag, vilket kräver mycket stora investeringar och därför kommer att genomföras gradvis.
Städer och industrianläggningar (oljefält, stenbrott för utveckling av kol och malm, kemiska och metallurgiska anläggningar) drivs av den energi som kommer från andra industriella ekosystem (energikomplex), och deras produkter är inte växt- och djurbiomassa, utan stål, gjutjärn och aluminium, olika maskiner och apparater, byggmaterial, plast och mycket annat som inte finns i naturen.
Problemen med stadsekologi är först och främst problemen med att minska utsläppen av olika föroreningar till miljön och skydda vatten, atmosfär och mark från städer. De löses genom att skapa nya lågavfallsteknologier och produktionsprocesser och effektiva behandlingsanläggningar.
Växter spelar en viktig roll för att mildra effekterna av urbana miljöfaktorer på människor. Grönområden förbättrar mikroklimatet, fångar upp damm och gaser och har en gynnsam effekt på medborgarnas mentala tillstånd.
Litteratur:
Mirkin B.M., Naumova L.G. Rysslands ekologi. En lärobok från den federala uppsättningen för årskurserna 9-11 i en grundskola. Ed. 2:a, reviderad.
Och extra. - M.: AO MDS, 1996. - 272 med ill.
gemenskaper) med varandra och med miljön. Denna term föreslogs första gången av den tyske biologen Ernst Haeckel 1869. Som en oberoende vetenskap stack den ut i början av 1900-talet tillsammans med fysiologi, genetik och andra. Ekologins omfattning är organismer, populationer och samhällen. Ekologi betraktar dem som en levande komponent i ett system som kallas ett ekosystem. Inom ekologi har begreppen befolkning – samhällen och ekosystem tydliga definitioner.
En population (i termer av ekologi) är en grupp individer av samma art, som ockuperar ett visst territorium och vanligtvis i viss mån isolerade från andra liknande grupper.
Ett samhälle är varje grupp av organismer av olika arter som lever i samma område och interagerar med varandra genom trofiska (föda) eller rumsliga relationer.
Ett ekosystem är en gemenskap av organismer där deras miljö interagerar med varandra och bildar en ekologisk enhet.
Alla jordens ekosystem är kombinerade till en ekosfär. Det är klart att det är absolut omöjligt att täcka hela jordens biosfär med forskning. Därför är tillämpningspunkten för ekologi ekosystemet. Ett ekosystem består dock, som framgår av definitionerna, av populationer, enskilda organismer och alla faktorer av livlös natur. Utifrån detta är flera olika tillvägagångssätt för studier av ekosystem möjliga.
Ekosystemmetod.Med ekosystemansatsen studerar ekologen även energiflödet i ekosystemet. Det största intresset i detta fall är förhållandet mellan organismer med varandra och med miljön. Detta tillvägagångssätt gör det möjligt att förklara den komplexa strukturen av sammankopplingar i ett ekosystem och ge rekommendationer för rationell naturförvaltning.
Samhällsstudier. Med detta tillvägagångssätt studeras artsammansättningen av samhällen och de faktorer som begränsar utbredningen av specifika arter i detalj. I detta fall studeras tydligt urskiljbara biotiska enheter (äng, skog, träsk, etc.).
ett tillvägagångssätt. Tillämpningspunkten för detta tillvägagångssätt, som namnet antyder, är befolkningen.
Habitatforskning. I det här fallet studeras ett relativt homogent område av miljön där den givna organismen lever. Separat, som en oberoende forskningslinje, används den vanligtvis inte, men den ger det nödvändiga materialet för att förstå ekosystemet som helhet.
Det bör noteras att alla tillvägagångssätt som anges ovan helst bör tillämpas i kombination, men för närvarande är detta praktiskt taget omöjligt på grund av den stora skalan av de föremål som studeras och det begränsade antalet fältforskare.
Ekologi som vetenskap använder en mängd olika forskningsmetoder för att få objektiv information om hur naturliga system fungerar.
Ekologiska forskningsmetoder:
- observation
- experimentera
- befolkningsräkning
- simuleringsmetod
Miljöfaktorer i miljön
Test på ämnet "Ekologiska faktorer i miljön"
Välj ett rätt svar:
1. Vilken abiotisk faktor kan leda till en kraftig minskning av bäverpopulationen?
1) kraftiga regn på sommaren
2) ökning av antalet vattenväxter
3) torkning av behållaren
4) intensiv avskjutning av djur
(rätt svar: 3)
2. Vilken antropogen faktor kan leda till en ökning av beståndet av harar i skogen?
1) hugga träd
2) skjuta vargar och rävar
3) trampa växter
4) göra upp eld
(Rätt svar: 2)
3. Vilken miljöfaktor fungerar som en signal för att förbereda fåglar för flyg?
1) sänka lufttemperaturen
2) förändring av dagsljustider
3) ökad molnighet
4) förändring i atmosfärstryck
(rätt svar: 2)
4. Växthuseffekten kan bidra till en snabb utveckling av växter i biosfären, eftersom den leder
1) till ackumulering av syre i atmosfären
2) att öka insynen i atmosfären
3) till en ökning av atmosfärens densitet
4) till ackumulering av koldioxid i atmosfären
(rätt svar: 1)
5. Alla faktorer av livlig och livlös natur som påverkar individer, populationer, arter kallas
1) abiotisk
2) biotisk
3) miljömässigt
4) antropogen
(rätt svar: 3)
6. De abiotiska faktorerna är
1) undergräva rötterna av galtar
2) gräshoppsinvasion
3) bildandet av fågelkolonier
4) kraftigt snöfall
(rätt svar: 4)
7.Näringskedjorna i ett ekosystem kallas
1) abiotisk
2) antropogen
3) begränsande
4) biotisk
(rätt svar: 4)
8.Faktorer som orsakar miljöföroreningar,
associerade med mänskliga aktiviteter kallas
1) begränsande
2) antropogen
3) biotisk
4) abiotisk
(rätt svar: 2)
9.Vilka faktorer kallas antropogena?
1) relaterad till mänskliga aktiviteter
2) abiotisk karaktär
3) biotisk karaktär
4) bestämma agrocenosernas funktion
(rätt svar: 1)
10. De biotiska komponenterna i ekosystemet inkluderar
1) atmosfärens gassammansättning
2) jordens sammansättning och struktur
3) drag av klimat och väder
4) producenter, konsumenter, nedbrytare
(rätt svar: 4)
Välj ett rätt svar
Fråga 1. Miljöförhållanden definieras vanligtvis som:
1. miljöfaktorer som påverkar (positivt eller negativt) existensen och den geografiska fördelningen av levande varelser;
2. förändringar i de miljöbildande komponenterna eller deras kombinationer, som är av oscillerande karaktär med återställandet av de tidigare levnadsförhållandena;
3. graden av överensstämmelse mellan naturliga förhållanden och behoven hos människor eller andra levande organismer.
4. Balans mellan naturliga eller mänskligt modifierade miljökomponenter och naturliga processer.
5. Tillägg av naturliga och antropogena faktorer, vilket skapar totalt nya ekologiska förhållanden för livsmiljöer för organismer och biotiska samhällen.
(rätt svar: 1)
Fråga 2. Vilken definition motsvarar begreppet "abiotiska miljöfaktorer":
1. Komponenter och fenomen av livlös, oorganisk natur som direkt eller indirekt påverkar levande organismer.
2. naturliga kroppar och fenomen med vilka organismen står i direkt eller indirekt relation.
3. Förändringar i de miljöbildande komponenterna eller deras kombinationer, som inte kan kompenseras under naturliga restaureringsprocesser.
4. Faktorer som har både direkta och indirekta effekter på organismer.
5. relationer mellan arter, där organismer av en art lever av näringsämnen från andra arter.
(rätt svar: 1)
Fråga 3. Biotiska miljöfaktorer är:
1. helheten av inverkan av vissa organismers livsaktivitet på andras livsaktivitet, såväl som på den icke-levande miljön;
2. Fysiologisk och ekologisk anpassning av organismer, vilket ger en hög nivå av metabolism under djuraktivitetsperioden och låga energiförluster under vinterdvala.
3. förhållandet mellan den energi som kroppen tar emot utifrån, och dess utgifter för att bygga upp kroppen och livsprocesser;
4. miljöfaktorer som har störst inverkan på organismernas antal och vitala aktivitet.
5. naturens krafter och fenomen, vars ursprung inte är direkt relaterat till levande organismers vitala aktivitet.
(rätt svar: 1)
Fråga 4. Antropogena faktorer är:
1. former av mänsklig aktivitet som påverkar den naturliga miljön, förändrar livsvillkoren för levande organismer;
2. helheten av inverkan av vissa organismers livsaktivitet på andras livsaktivitet, såväl som på den icke-levande miljön;
3. Helheten av naturliga särdrag i förekomsten av organismer och antropogena effekter.
4. En grupp faktorer förknippade med både direkt och indirekt påverkan av levande organismer på miljön.
5. faktorer som säkerställer en hög nivå av ämnesomsättning under djuraktivitetsperioden och låga energiförluster under viloläge.
(rätt svar: 1)
Fråga 5. Byggandet av en damm kan ses som ett exempel på en faktor:
1. abiotisk;
2. biotisk;
3. antropogen;
4. inte alls ekologiskt;
5. hydrobiont.
(rätt svar: 3)
B 4. Upprätta en överensstämmelse mellan miljöns egenskaper och dess faktor
MILJÖFAKTORER
A) biotisk
B) abiotisk
KARAKTERISTISK
1) konstantheten hos atmosfärens gassammansättning
2) förändring av ozonskärmens tjocklek
3) förändring i luftfuktighet
4) förändring av antalet konsumenter
5) förändring av antalet producenter
(rätt svar: A-4,5,6. B-1,2,3.)
B 6. Fastställ i vilken ordning de levandes organisationsnivåer är ordnade:
A) biokenotisk
B) arter
B) populär
D) biogeocenotisk
D) organism
E) biosfärisk
(rätt svar:D, B, C, A, D, E.)
C 3. Läs texten och hitta meningar i den som innehåller biologiska fel. Skriv först ner numren på dessa meningar och formulera dem sedan korrekt.
1. Alla miljöfaktorer som påverkar organismer är indelade i biotiska, geologiska och antropogena.
2. Biotiska faktorer är temperatur, klimatförhållanden, luftfuktighet, belysning.
3. Antropogena faktorer - människans och produkternas inverkan på miljön.
4. Faktorn, vars värde för närvarande ligger inom uthållighetens gränser och i störst utsträckning avviker från det optimala värdet, kallas begränsande.
5. Mutualism är en form av ömsesidigt negativa interaktioner mellan organismer.
Svar:
1-on abiotisk, biotisk och antropogen.
3-rätt
4-rätt
5-ömsesidigt positiva interaktioner (ömsesidigt fördelaktiga relationer mellan individer)
