Абиотические факторы климатические доклад

Обновлено: 30.06.2024

Что такое абиотические факторы среды

Абиотические факторы среды – это факторы неживой природы, способные активно воздействовать на состояние флоры и фауны. К ним можно отнести грунт, воздух, температуру, погодные условия. Все названные аспекты различаются, если брать удаленные друг от друга уголки планеты. Но они не могут влиять на живые организмы, которым приходится существовать в заданных условиях.

Особенности абиотических факторов

Главная особенность абиотических факторов – изменять в ту или иную сторону процессы, происходящие в живых организмах. Но воздействие это бывает различным, в зависимости от того, какая именно группа абиотических факторов оказывает данное влияние:

Физические факторы – источником данных факторов служит физическое состояние окружающей среды или некое явление (механическое, магнитное, волновое, и т.д.). к физическим абиотическим факторам можно отнести температуру.
Химические факторы – эта группа полностью зависит от химического состава окружающей среды. К ним можно отнести степень солености воды, процентное содержание кислорода в воздухе, и т.д.,

Почвенные факторы – влияют, по большей части, на растения и живущие в почве организмы. Это сложная совокупность как физических, так и химических свойств почвы. К ним можно отнести наличие тонкого или толстого гумусового слоя, степени увлажненности почвы, ее структуру, и т.д.

Виды абиотических факторов

Согласно общепринятой классификации, абиотические факторы подразделяются на следующие основные виды:

Климатические. Эта группа факторов способна оказывать на живые организмы планеты самое серьезное влияние. В свой очередь, среди климатических факторов тоже можно выделить отдельные группы:

Солнечная энергия, а конкретнее – инфракрасное излучение и ультрафиолетовые лучи, влияющие на процессы фотосинтеза,
Освещенность поверхности – фактор, влияющий на все живые организмы, так как у каждого есть свой режим, связанный со сменой дня и ночи.

Влажность воздуха – понижение этого фактора приводит к снижению плодоношения растений, отрицательно сказывается на жизни и размножении некоторых живых организмов,

Осадки – этот фактор влияет на один из важнейших процессов, круговорот воды в природе.

Температура – один из самых важных факторов, определяющих, какие растения будут произрастать на той или иной территории, какие животные смогут там жить,

Ветер – от этого параметра зачастую зависят и влажность воздуха, и температура на поверхности Земли.

Эдафические или почвенные. От того, какой является почва в том или ином районе, зависит, кто в ней сможет проживать, и какие растения смогут произрастать в заданных условиях.

Основными показателями, почвы, которые способны повлиять на контактирующие с ними растения и живые организмы, являются:

Показатель засоленности почвы,
Степень увлажненности,
Температура на поверхности почвы и внутри нее,
Структура почвы,
Пористость почвы,
Реакция почвенной среды.

Топографические. Главным из всех топографических факторов является высота. Известно, что чем выше в горы, тем меньше живых организмов способно существовать в подобных условиях. Иногда можно найти места, практически незаселенные, потому что они оказываются непригодными для жизни в связи с особенностями топографии. Помимо высоты, к топографическим параметрам относят рельеф местности.

Гидрографические. Этот фактор подразумевает количество и качество водных ресурсов, имеющихся в той или иной местности. Какие-то организмы нуждаются именно в пресной воде, каким-то для существования подходит соленая. Кому-то нужно употреблять воду для нормальной жизнедеятельности большое количество воды, кому-то ее необходимо совсем немного.
Режимы абиотических факторов, их характеристика
Основное влияние на состояние и жизнедеятельность всего живого на земле оказывают не столько сами абиотические факторы, сколько их режимы.

Режимы абиотических факторов

Температура. Один из самых важных режимов. Каждый живой организм, будь то оастение или животное, способен существовать в строгом диапазоне температур. Понижение или повышение температурного режима непременно отразится на состоянии его здоровья или даже приведет к гибели. Есть такие температуры, при которых жизнь в принципе невозможна.

Вода. Как известно, вода – главное условие существования жизни на земле. Каждый из живущих на планете имеет воду в своем составе. Живые организмы наукой подразделяются на несколько типов, которые в разной степени нуждаются в воде: гидрофильные – живут в водной среде постоянно, гигрофильные – выбирают для себя очень влажные места обитания, мезофильные – их потребность в воде можно назвать умеренной, ксерофильные – могут жить в очень засушливых зонах и долгое время обходиться без воды.

Влажность. Вода и влажность – не одно и то же. Под влажность подразумевается насыщенность воздуха водяными парами. Этот показатель может влиять на температуру6 при высокой влажности температурный режим воспринимается живым организмом несколько иначе, чем при пониженной. Некоторые растения произрастают в регионах, где преобладает повышенная влажность воздуха, и наоборот. То же самое можно сказать о животных.

Солнечное излучение. Солнечное излучение также является основным условием существования жизни на Земле. Растения нуждаются в нем постоянно, благодаря свету, происходит важнейший процесс фотосинтеза. На жизнедеятельность растений и животных влияет также такой фактор, как продолжительность светового дня – от тоже напрямую связан с солнечным излучением.

Радиация. Из космоса поступают не только несущие жизнь солнечные лучи, но и радиация. Разные виды растений и животных по-разному реагируют на изменение уровня родиации6 у некоторых при превышении определенного порога начинают гибнуть зародыши, сильное превышение порога может вызвать гибель отдельных организмов или серьезные мутации.

Газовый состав воздуха. Этот параметр имеет примерно постоянное значение. Содержание кислорода в нем такое, которое позволяет всему живому на земле дышать и развиваться. Но раньше, когда кислорода в атмосфере земли было недостаточно, это препятствовало образованию жизни.

Ветер. Этот фактор способен повлиять на температуру, а также на увлажненность воздуха. В некоторой степени, он может даже изменять внешний вид растений, влиять на их рост и размеры. Сильные ветры (ураганы0 способны перемещать животных с одного места на другое, тем самым меняя состав сообществ.
Атмосферное давление. Самостоятельно атмосферное давление не оказывает существенного влияния на живые организмы. Но в совокупности с температурой и влажность эффект может быть очень даже существенным.

Высота над уровнем моря. Этот фактор влияет на распространенность тех или иных живых организмов в определенной местности. Как известно, чем выше над уровнем моря расположена территория, тем сложнее там выживать как растениям, так и животным. На самых высоких горных вершинах жизни практически нет. Это связано с уменьшением комфортности: чем дальше вверх, тем менее выносимыми становятся условия существования.

Влияние абиотических факторов на живые организмы

Наглядным примером того, что абиотические факторы оказывают непосредственное влияние на все живое, может служить то, что в различных местах планеты биологические процессы протекают с разной скоростью. Это напрямую связано с различием абиотических факторов в той или иной местности.

Изменение хотя бы одного из абиотических факторов приводит к гибели одних видов живых организмов, и появлению других. При изменении абиотических факторов не все организмы непременно погибают: отдельным видам удается приспособиться к новым условиям жизни и продолжить существование.

Каждый из вышеописанных факторов (влажность, температура, наличие воды, солнечное излучение) влияют на живые организмы достаточно сильно. Изменении хотя бы одного параметры может привести к крайне непредсказуемым, а порой очень негативным последствиям.

Иногда животные, привыкшие к одним и тем же абиотическим факторам, в случае их изменения, мигрируют в поисках наиболее комфортных для жизни, привычных им условий. Что касается растений, они также подвергаются влиянию абиотических факторов, и способны приспосабливаться к новым условиям, чтобы выжить. Например, во время засухи у них удлиняются корни, изменяется строение листьев.

Животные также всевозможными способами адаптировались к колебаниям основных абиотических факторов (температуры, влажности и света):

Теплокровность – такие животные способны постоянно поддерживать одну и ту же температуру тела,

Спячка – с ухудшением абиотических факторов животные впадают в длительный сон, помогающий пережить временные трудности,

Анабиоз – замедление жизненно важных процессов в организме на некоторое время,

Морозостойкость – некоторые живые организмы способны переносить экстремально низкие температуры.

Примеры абиотических факторов

Научившись правильно использовать абиотические факторы в сельском хозяйстве, человек способен положительно влиять на количество собранного урожая и на продуктивность скора. Рассмотрим на конкретных примерах, как можно, изменив те или иные абиотические факторы, повлиять на жизнедеятельность растений и животных.

Свет. Освещенность влияет, в большей степени, на жизнь растений. Для животных он решающего значения не имеет. Для флоры же это – главный источник существования и развития. Правильно рассчитав необходимый растению режим освещения, можно ускорить рост и созревание культурных растений. Именно поэтому в теплицах включают свет, чтобы у растений были особые, более благоприятные условия произрастания.

Что касается домашних животных, то, увеличив световой день, можно повысить яйценоскость кур и увеличить удои молока.

Почва. Один из важнейших факторов, влияющих на плодоношение и развитие растений, являются характеристики почвы. Человек давно изучил, что необходимо каждому культурному растению для того, чтобы оно приносило максимальный урожай и росло быстро.

Поэтому, обеспечив оптимальный полив, удобрив землю, взрыхлив ее, люди научились получать урожаи, которые в естественных условиях произрастания были бы недостижимы: на воле растения полностью зависят от погодных условий, вовремя не пошедший дождь, ураган, град способен уничтожить все, что растет. Сельскохозяйственные культуры, находясь под присмотром, избавлены от подобного риска.

Ветер. Этот фактор может существенно повлиять на живые организмы. Особенно на растения. Сильные порывы способны ломать ветви деревьев, вырывать их с корнем. Человек защищает нужные ему растения от воздействия этого абиотического фактора, помещая их внутрь теплиц и парников.

Вода. Домашних животных и растения, которые важны для людей, вовремя и в соответствии со своими потребностями обеспечиваются водой. В условиях природы живые организмы не всегда получают необходимое количество этого компонента. Нередки случаи засухи или, наоборот, слишком дождливые периоды. И то, и другое пагубно влияет как на растения, так и на животных, иногда приводя их к гибели. Под присмотром человека случится такого просто не может, так как он заинтересован в получении урожая, в сохранении жизни своих питомцев. Он влияет на абиотические факторы таким образом, чтобы они обеспечили комфортное существование его любимцам, а те, в свою очередь, радуют его прекрасным урожаем, мясом, яйцами, шерстью, и прочими продуктами.

К числу абиотических факторов относятся элементы неживой природы: свет, температура, влажность, осадки, ветер, атмосферное давление, радиационный фон, химический состав атмосферы, воды, почвы и т. п.
Следует учитывать, что на отдельные организмы и их популяции одновременно воздействуют многие факторы, создающие определенный комплекс условий, в котором могут обитать те или иные организмы. Одни факторы могут усиливать или ослаблять действие других факторов. Например, при оптимальной температуре повышается выносливость организмов к недостатку влаги и пищи; в свою очередь обилие пищи увеличивает устойчивость организмов к неблагоприятным климатическим условиям.

Содержание работы

Введение
1. Абиотические факторы среды
2. Температура как абиотический фактор
3. Влажность как абиотический фактор
4. Свет как абиотический фактор
Заключение
Список использованной литературы

Файлы: 1 файл

Абиотические факторы среды..docx

1. Абиотические факторы среды

2. Температура как абиотический фактор

3. Влажность как абиотический фактор

4. Свет как абиотический фактор

Список использованной литературы

Следует учитывать, что на отдельные организмы и их популяции одновременно воздействуют многие факторы, создающие определенный комплекс условий, в котором могут обитать те или иные организмы. Одни факторы могут усиливать или ослаблять действие других факторов. Например, при оптимальной температуре повышается выносливость организмов к недостатку влаги и пищи; в свою очередь обилие пищи увеличивает устойчивость организмов к неблагоприятным климатическим условиям.

Степень влияния факторов окружающей природы зависит от силы их действия . При оптимальной силе воздействия данный вид нормально живет, размножается и развивается (экологический оптимум, создающий наилучшие условия жизни). При значительных отклонениях от оптимума, как в сторону повышения, так и в сторону понижения жизнедеятельность организмов угнетается. Максимальное и минимальное значения фактора, при которых еще возможна жизнедеятельность, называются пределами выносливости (границами терпимости).

Оптимальное значение фактора, как и пределы выносливости, неодинаково для разных видов и даже для отдельных особей одного и того же вида. Одни виды могут переносить значительные отклонения от оптимального значения фактора, т.е. обладают широким диапазоном выносливости, другие - узким. Например, сосна растет и на песках, и на болотах, где стоит вода, а кувшинка сразу гибнет без воды. Приспособительные реакции организма на влияние среды вырабатываются в процессе естественного отбора и обеспечивают выживание видов.

Значение факторов внешней среды неравноценно. Например, зеленые растения не могут существовать без света, диоксида углерода и минеральных солей. Животные не могут обходиться без пищи и кислорода. Жизненно важные факторы называются лимитирующими (при отсутствии их жизнь невозможна). Ограничивающее действие лимитирующего фактора проявляется и при оптимуме остальных факторов. Другие факторы могут оказывать менее выраженное влияние на живые существа, например содержание азота в атмосфере для растительных и животных организмов.

Сочетание условий среды, обеспечивающих усиленный рост, развитие и размножение каждого организма (популяции, вида), называют биологическим оптимумом. Создание условий биологического оптимума при выращивании сельскохозяйственных культур и животных позволяет значительно повысить их продуктивность.

1. Абиотические факторы среды

Абиотические факторы среды (факторы неживой природы) - это комплекс условий внешней среды, оказывающих прямое или косвенное влияние на растения. Существуют также биотические факторы, действие которых обусловлено влиянием на растения деятельности других живых организмов (грибов, животных, других растений). К абиотическим относятся химические и физические (или климатические) факторы. Химическими абиотическими факторами являются газовые составляющие атмосферного воздуха, химический состав водоемов, почв. Основные физические факторы – это температура, влажность, интенсивность солнечного излучения. В отдельную группу в некоторых классификациях выделяют такие абиотические факторы, как орографические, включающие рельеф, геологические различия земной поверхности. Влияние на организм абиотических факторов разнообразно и зависит от интенсивности воздействия каждого отдельно взятого фактора и сочетания их между собой. Численность и распределение определенного вида растений в пределах данной территории обусловлены воздействием лимитирующих абиотических факторов, которые жизненно необходимы, но значения их минимальны (как отсутствие воды в пустынных местностях).

Наиболее существенно для растений влияние трех абиотических факторов - температуры, влажности и света.

2. Температура как абиотический фактор

Все химические процессы, протекающие в организме, зависят от температуры. Изменения тепловых условий, часто наблюдаемые в природе, глубоко отражаются на росте, развитии и других проявлениях жизнедеятельности животных и растений. Различают организмы с непостоянной температурой тела - пойкилотермные и организмы с постоянной температурой тела - гомойтермные. Пойкилотермные животные целиком зависят от температуры окружающей среды, тогда как гомойтермные способны поддерживать постоянную температуру тела независимо от изменений температуры окружающей среды. Подавляющее большинство наземных растений и животных в состоянии активной жизнедеятельности не переносит отрицательной температуры и погибает. Верхний температурный предел жизни неодинаков для разных видов - редко выше 40-45 оС. Некоторые цианобактерии и бактерии обитают при температурах 70-90 оС, в горячих источниках могут жить и некоторые моллюски (до 53 оС). Для большинства наземных животных и растений оптимум температурных условий колеблется в довольно узких пределах (15-30 оС). Верхний порог температуры жизни определяется температурой свертывания белков, поскольку необратимое свертывание белков (нарушение структуры белков) возникает при температуре около 60 oС.

Пойкилотермные организмы в процессе эволюции выработали различные приспособления к изменяющимся температурным условиям среды. Главным источником поступления тепловой энергии у пойкилотермных животных - внешнее тепло. У пойкилотермных организмов выработались различные приспособления к низкой температуре. Некоторые животные, например, арктические рыбы, обитающие постоянно при температуре -1,8 oС, содержат в тканевой жидкости вещества (гликопротеиды), препятствующие образованию кристаллов льда в организме; у насекомых накапливается для этих целей глицерин. Другие животные, наоборот, увеличивают теплопродукцию организма за счет активного сокращения мускулатуры - так они повышают температуру тела на несколько градусов. Третьи регулируют свой теплообмен за счет обмена тепла между сосудами кровеносной системы: сосуды, выходящие из мышц, тесно соприкасаются с сосудами, идущими от кожи и несущими охлажденную кровь (такое явление свойственно холодноводным рыбам). Адаптивное поведение проявляется в том, что многие насекомые, рептилии и амфибии выбирают места на солнце для обогрева или меняют различные позы для увеличения поверхности обогрева.

У ряда холоднокровных животных температура тела может меняться в зависимости от физиологического состояния: к примеру, у летающих насекомых внутренняя температура тела может подниматься на 10-12 oС и более вследствие усиленной работы мышц. У общественных насекомых, особенно у пчел, развился эффективный способ поддержания температуры путем коллективной терморегуляции (в улье может поддерживаться температура 34-35 oС, необходимая для развития личинок).

Пойкилотермные животные способны приспосабливаться и к высоким температурам. Это происходит также разными способами: теплоотдача может происходить за счет испарения влаги с поверхности тела или со слизистой верхних дыхательных путей, а также за счет подкожной сосудистой регуляции (например, у ящериц скорость тока крови по сосудам кожи увеличивается при повышении температуры).

Наиболее совершенная терморегуляция наблюдается у птиц и млекопитающих - гомойтермных животных. В процессе эволюции они приобрели способность поддерживать постоянную температуру тела благодаря наличию четырехкамерного сердца и одной дуги аорты, что обеспечило полное разделение артериального и венозного кровотока; высокого обмена веществ; перьевого или волосяного покрова; регуляции теплоотдачи; хорошо развитой нервной системы приобрели способность к активной жизни при разной температуре. У большинства птиц температура тела несколько выше 40 oС, а у млекопитающих - несколько ниже. Весьма важное значение для животных имеет не только способность к терморегуляции, но и адаптивное поведение, постройка специальных убежищ и гнезд, выбор места с более благоприятной температурой и т.п. Они также способны приспосабливаться к низким температурам несколькими путями: кроме перьевого или волосяного покрова, теплокровные животные с помощью дрожи (микросокращения внешне неподвижных мышц) уменьшают теплопотери; при окислении бурой жировой ткани у млекопитающих образуется дополнительная энергия, поддерживающая обмен веществ.

Приспособление теплокровных к высоким температурам во многом сходно с аналогичными приспособлениями холоднокровных - потоотделение и испарение воды со слизистой рта и верхних дыхательных путей, у птиц - только последний способ, так как у них нет потовых желез; расширение кровеносных сосудов, расположенных близко к поверхности кожи, что усиливает теплоотдачу (у птиц этот процесс протекает в неоперенных участках тела, например через гребень). Температура, как и световой режим, от которого она зависит, закономерно меняется в течение года и в связи с географической широтой. Поэтому все приспособления более важны для обитания при отрицательных температурах.

3. Влажность как абиотический фактор

Влажность - содержание воды в окружающей среде. Она зависит от климата, т.е. от количества осадков и их распределения по временам года, и местонахождения данной среды обитания на планете. В ряде случаев влажность может являться лимитирующим фактором в развитии той или иной общности организмов. Недостаток влаги приводит к резкому снижению продуктивности живого вещества. Часто от влажности на данной территории зависит характер органического мира, проживающего на ней. Так, флору и фауну пустынь и полупустынь определяет большой дефицит влаги, а органический мир болот - избыточное ее количество. С влажностью связана географическая зональность органического мира - тундра, лесотундра, тайга, лесостепь, степь, полупустыни, пустыни (от одной зоны к другой количество влаги закономерно понижается). Эти зоны связаны с одновременным изменением влажностного и температурного фактора (тундра и тайга).

4. Свет как абиотический фактор

Солнечное излучение является основным источником энергии для всех процессов, происходящих на Земле. В спектре солнечного излучения можно выделить три области, различные по биологическому действию: ультрафиолетовую, видимую и инфракрасную. Ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 0,290 мкм губительны для всего живого, но они задерживаются озоновым слоем атмосферы. До поверхности Земли доходит лишь небольшая часть более длинных ультрафиолетовых лучей (0,300 - 0,400 мкм). Они составляют около 10% лучистой энергии. Эти лучи обладают высокой химической активностью - при большой дозе могут повреждать живые организмы. В небольших количествах, однако, они необходимы, например, человеку: под влиянием этих лучей в организме человека образуется витамин Д, а насекомые зрительно различают эти лучи, т.е. видят в ультрафиолетовом свете. Они могут ориентироваться по поляризованному свету.

Для большинства растений и животных видимый свет является одним из важных факторов среды, хотя есть и такие, для которых свет не является обязательным условием существования (почвенные, пещерные и глубоководные виды приспособления к жизни в темноте). Большинство животных способны различать спектральный состав света - обладать цветовым зрением, а у растений цветки имеют яркую окраску для привлечения насекомых-опылителей.

Инфракрасные лучи с длиной волны более 0,750 мкм глаз человека не воспринимает, но они являются источником тепловой энергии (45% лучистой энергии). Эти лучи поглощаются тканями животных и растений, вследствие чего ткани нагреваются. Многие хладнокровные животные (ящерицы, змеи, насекомые) используют солнечный свет для повышения температуры тела (некоторые змеи и ящерицы являются экологически теплокровными животными). Световые условия, связанные с вращением Земли, имеют отчетливую суточную и сезонную периодичность. Почти все физиологические процессы у растений и животных имеют суточный ритм с максимумом и минимумом в определенные часы: например, в определенные часы суток цветок у растений открывается и закрывается, а у животных возникли приспособления к ночной и дневной жизни. Длина дня (или фотопериод), имеет огромное значение в жизни растений и животных.

Растения, в зависимости от условий обитания, адаптируются к тени - теневыносливые растения или, напротив, к солнцу - светолюбивые растения (к примеру, хлебные злаки). Однако сильное яркое солнце (яркость выше оптимальной) подавляет фотосинтез, поэтому в тропиках трудно получить высокий урожай культур, богатый белком. В умеренных зонах (выше и ниже экватора) цикл развития растений и животных приурочен к сезонам года: подготовка к изменению температурных условий осуществляется на основе сигнала - изменения длины дня, которая в определенное время года в данном месте всегда одинакова. В результате этого сигнала включаются физиологические процессы, приводящие к росту, цветению растений весной, плодоношения летом и сбрасывания листьев осенью; у животных - к линьке, накоплению жира, миграции, размножению у птиц и млекопитающих, наступлению стадии покоя у насекомых. Изменение длины дня животные воспринимают с помощью органов зрения. А растения - с помощью специальных пигментов, расположенных в листьях растений. Раздражения воспринимаются с помощью рецепторов, вследствие чего происходит ряд биохимических реакций (активация ферментов или выделение гормонов), а затем проявляются физиологические или поведенческие реакции.

Изучение фотопериодизма растений и животных показало, что реакция организмов на свет основана не просто на количестве получаемого света, а на чередовании в течение суток периодов света и темноты определенной длительности. Организмы способны измерять время, т.е. обладают “биологическими часами” - от одноклеточных до человека. “Биологические часы” - также управляются сезонными циклами и другими биологическими явлениями. “Биологические часы” определяют суточный ритм активности как целых организмов, так и процессов, происходящих даже на уровне клеток, в частности клеточных делений.

Субстрат (буквально) — это место прикрепления. Например, для древесных и травянистых форм растений, для почвенных микроорганизмов это почва. В ряде случаев субстрат можно считать синонимом среды обитания (например, почва — это эдафическая среда обитания). Субстрат характеризуется определенным химическим составом, который оказывает влияние на организмы. Если субстрат понимается как среда обитания, то он в этом случае представляет собой комплекс характерных для него биотических и абиотических факторов, к которым приспосабливается тот или иной организм.

Характеристика температуры как абиотического фактора среды

Температура — это экологический фактор, связанный со средней кинетической энергией движения частиц и выражающийся в градусах различных шкал. Наиболее распространенной является шкала в градусах Цельсия (°С), в основу которой положена величина расширения воды (температура кипения воды составляет 100°С). В СИ принята абсолютная шкала температур, для которой температура кипения воды Т кип. воды = 373 К.

Очень часто температура является лимитирующим фактором, определяющим возможность (невозможность) обитания организмов в той или иной среде обитания.

По характеру температуры тел а все организмы разделяют на две группы: пойкилотермные (температура их тела зависит от температуры окружающей среды и является практически такой же, как и температура среды) и гомойотермные (температура их тела не зависит от температуры внешней среды и является более или менее постоянной: если и колеблется, то в небольших пределах — доли градуса).

К пойкилотермным относятся растительные организмы, бактерии, вирусы, грибы, одноклеточные животные, а также животные с относительно низким уровнем организации (рыбы, членистоногие и т. д.).

К гомойотермным относятся птицы и млекопитающие, включая человека. Постоянная температура тела уменьшает зависимость организмов от температуры внешней среды, дает возможность расселения по большему числу экологических ниш как в широтном, так и в вертикальном расселении по планете Земля. Однако и помимо гомойотермности организмы вырабатывают приспособления для преодоления воздействия низких температур.

По характеру перенесения низких температур растения разделяют на теплолюбивые и холодостойкие. К теплолюбивым относят растения юга (бананы, пальмы, южные сорта яблонь, груш, персики, виноград и др.). К холодостойким относят растения средних и северных широт, а также растения, произрастающие высоко в горах (например, мхи, лишайники, сосна, ель, пихта, рожь и т. д.). В средней полосе России выращивают сорта морозостойких фруктовых деревьев, которые специально выводят селекционеры. Первые большие успехи в этой области были достигнуты И. В. Мичуриным и другими народными селекционерами.

Роль температуры как экологического фактора сводится к тому, что она влияет на обмен веществ: при низких температурах скорость биоорганических реакций сильно замедляется, а при высоких — значительно увеличивается, что приводит к нарушению равновесия в протекании биохимических процессов, а это вызывает различные заболевания, а иногда и летальный исход.

Влияние температуры, на растительные организмы

Для перенесения воздействия низких температур растения имеют различные приспособления.

2. Переход растений в стадию (фазу), устойчивую к воздействию низких температур — стадия спор, семян, клубней, луковиц, корневищ, корнеплодов и т. д. Древесные и кустарниковые формы растений сбрасывают листья, стебли покрываются пробкой, обладающей высокими теплоизоляционными свойствами, а в живых клетках накапливаются вещества-антифризы.

Влияние температуры на животные организмы

Температура по-разному влияет на пойкилотермных и гомойотермных животных.

Пойкилотермные животные активны только в период оптимальных для их жизнедеятельности температур. В период низких температур они впадают в спячку (земноводные, пресмыкающиеся, членистоногие и др.). Некоторые насекомые перезимовывают или в виде яиц, или в виде куколок. Нахождение организма в спячке характеризуется состоянием анабиоза, при котором процессы обмена очень сильно заторможены и организм может длительное время обходиться без пищи. В спячку пойкилотермные животные могут впадать и под воздействием высоких температур. Так, животные пустынь в нижних широтах в жаркое время дня находятся в норах, а период их активной жизнедеятельности приходится на раннее утро или поздний вечер (либо они ведут ночной образ жизни).

В спячку животные организмы впадают не только за счет воздействия температуры, но и за счет других факторов. Так, медведь (гомойотермное животное) впадает в спячку зимой из-за недостатка пищи.

Гомойотермные животные в меньшей степени в своей жизнедеятельности зависят от температуры, но температура влияет на них с точки зрения наличия (отсутствия) кормовой базы. Эти животные имеют следующие приспособления к преодолению воздействия низких температур:

1) животные перемещаются из более холодных областей в более теплые (перелеты птиц, миграции млекопитающих);

2) изменяют характер покрова (летний мех или оперение заменяются на более густой зимний; накапливают большой слой жира — дикие свиньи, тюлени и др.);

3) впадают в спячку (например, медведь).

Гомойотермные животные имеют приспособления для снижения воздействия температур (как повышенных, так и пониженных). Так, у человека имеются потовые железы, которые изменяют характер секреции при повышенных температурах (количество секрета увеличивается), изменяется просвет кровеносных сосудов в коже (при низких температурах он уменьшается, а при высоких — увеличивается) и т. д.

Излучения как абиотический фактор

И в жизни растений, и в жизни животных огромную роль играют различные излучения, которые или попадают на планету извне (солнечные лучи), или выделяются из недр Земли. Здесь рассмотрим в основном солнечные излучения.

Солнечные излучения неоднородны и состоят из электромагнитных волн разной длины, а следовательно, обладают и различной энергией. Поверхности Земли достигают лучи как видимого, так и невидимого спектра. К лучам невидимого спектра относятся инфракрасные и ультрафиолетовые лучи, а лучи видимого спектра имеют семь наиболее различимых лучей (от красного до фиолетового). Энергия квантов излучений увеличивается от инфракрасного до ультрафиолетового (т. е. ультрафиолетовые лучи содержат кванты наиболее коротких волн и наибольшей энергии).

Солнечные лучи имеют несколько экологически важных функций:

1) благодаря солнечным лучам на поверхности Земли реализуется определенный температурный режим, имеющий широтный и вертикальный зональный характер;

2) солнечная энергия — источник энергии для всех организмов, живущих на Земле (исключая небольшую группу организмов-хемосинтетиков). Энергия Солнца является и источником энергии для гетеротрофных организмов (животных, бактерий, грибов и др.), так как эти организмы используют энергию химических связей веществ, синтезированных фотосинтетиками (т. е. растениями);

3) солнечная энергия является регулятором циклов жизни различных организмов.

Рассмотрим роль отдельных излучений в природных экологических процессах.

Инфракрасные излучения несут большой запас тепловой энергии и обеспечивают тепловой режим планеты.

Растения, реализуя автотрофный способ питания, усваивают энергию оранжево-красного спектра (правда, отдельные водоросли — красные и бурые — могут усваивать энергию синего и даже фиолетового спектра). Зеленые лучи полностью отражаются растениями (отсюда и цвет растений).

Растения (в среднем) усваивают 1% солнечной энергии, доходящей до поверхности Земли. Водоросль хлорелла может усваивать 3% этой энергии, что представляет определенный интерес для хозяйственной деятельности человека и ее интенсификации.

Роль солнечного света в жизни растений

Роль света в жизни растений трудно переоценить, так как солнечная энергия является основой для реализации всех процессов жизнедеятельности, начиная от питания и заканчивая отправлением отдельных физиологических функций.

По отношению к свету различают несколько групп растений.

1. Светолюбивые — растения открытых пространств, на которые падает прямой свет. К ним относят растения степей, пустынь, полупустынь (ковыли, полыни, различные виды злаковых, например пшеница и др.), а также растения верхних ярусов лесов (сосна, береза и др.).

2. Теневыносливые — растения, которые могут произрастать в условиях некоторого затенения, например бук, дуб, граб, ель и др.

3. Тенелюбивые — растения, которые не могут существовать в условиях попадания на них прямого света. К ним относятся растения, живущие под пологом леса, например, папоротники, звездчатка, ландыши и др.

Кроме того, что солнечный свет для растений является источником энергии, он регулирует процессы их жизнедеятельности. Это явление называется фотопериодизмом. Итак, фотопериодизм — регуляция биоритма живых существ при помощи света. Различают суточный и сезонный фотопериодизм, а также периодизм процессов, протекающих на Солнце. Наиболее изучены суточный и сезонный фотопериодизм.

У растений днем реализуются процессы световой фазы фотосинтеза и, частично, темновой фазы, а ночью — темновая фаза фотосинтеза. С фотопериодизмом у растений связано явление фототропизм — движение отдельных органов растения к свету, например, движение головки подсолнуха в течение дня по ходу движения Солнца, раскрытие соцветий одуванчика утром и закрытие их вечером, рост комнатных растений в освещенную сторону и т. д. (суточный фотопериодизм).

Роль солнечного света в жизни животных

Солнечная энергия непосредственно животными не усваивается, и, тем не менее, она является источником их жизнедеятельности (почему?). Кроме того, что солнечная энергия — источник жизни животных, она играет огромную роль в их жизни за счет следующих процессов.

2. Солнечный свет позволяет животным легко ориентироваться в окружающей среде; свет эволюционно способствовал развитию органов зрения.

Влажность как абиотический фактор

Влажность — содержание воды в окружающей среде. Она зависит от климата, т.е. от количества осадков и их распределения по временам года, и местонахождения данной среды обитания на планете. В ряде случаев влажность может являться лимитирующим фактором в развитии той или иной общности организмов. Недостаток влаги приводит к резкому снижению продуктивности живого вещества. Часто от влажности на данной территории зависит характер органического мира, проживающего на ней. Так, флору и фауну пустынь и полупустынь определяет большой дефицит влаги, а органический мир болот — избыточное ее количество. С влажностью связана географическая зональность органического мира — тундра, лесотундра, тайга, лесостепь, степь, полупустыни, пустыни (от одной зоны к другой количество влаги закономерно понижается). Эти зоны связаны с одновременным изменением влажностного и температурного фактора (тундра и тайга).

Влияние влажности на экологические особенности растений

Строение и функции растений в значительной степени зависят от наличия влаги в среде обитания. По отношению к влажности растения разделяют на группы:

1. Ксерофиты — растения, которые живут в условиях недостаточной увлажненности. Это растения степей, полупустынь и пустынь. Они могут выдерживать недостаток влаги за счет того, что в их составе содержатся соединения, способные удерживать большое количество связанной воды. Для ксерофитов характерны узкие длинные листья, покрытые толстым слоем кутикулы, восковым налетом и сильной опушенностью. Листья этих растений имеют сероватый тусклый оттенок, листовые пластинки мелкие, а в ряде случаев листья подверглись редукции (их или совсем нет, или они превратились в колючки или чешуйки, а функции листьев выполняет стебель).

Вышеуказанные приспособления в значительной степени уменьшают транспирацию (испарение воды растением). У ксерофитов очень сильно развита корневая система, которая у растения размером несколько десятков сантиметров может достигать 10 м и более. К ксерофитам относят различные виды полыней, ковыль, саксаул и др.

2. Суккуленты — группа растений, близких к ксерофитам, но в отличие от них обладающих сильно утолщенным мясистым стеблем, содержащим большое количество воды. У суккулентов практически нет листьев или эти листья также сильно утолщены. Биологические особенности суккулентов сходны с таковыми для ксерофитов, так как они произрастают в тех же условиях, что и данная группа растений. К суккулентам относят кактусы, молодило, столетник и т. д.

3. Мезофиты — растения, произрастающие в условиях среднего увлажнения, что означает достаточное количество осадков для реализации процессов жизнедеятельности растений, в том числе и для транспирации. У мезофитов поверхность листьев достаточно крупная, растения испаряют довольно много воды, но устьица, как правило, располагаются на нижней поверхности листа, за счет чего в период недостаточного увлажнения транспирация ослабляется, что позволяет успешно пережить неблагоприятное для растений время. К мезофитам относят тополь, березу, айву, грушу, травянистые растения лугов и т. д.

4. Гигрофиты — растения, живущие в условиях повышенной влажности, произрастающие на болотистых почвах и требующие для нормальной жизнедеятельности большого количества воды (осока, камыш, растения влажных джунглей и т. д.).

5. Гидрофиты — водные растения, живущие либо полностью погруженными в воду, либо на ее поверхности находятся листовые пластинки, а остальная часть растения расположена в воде. Примером гидрофитов являются кувшинки, элодея, водоросли.

Экологическая роль воды в жизни животных

Относительно воздействия воды на животных их разделяют на сухопутных, водных и земноводных. Сухопутных животных можно разделить на животных лесов, степей и пустынь, так как эти зоны отличаются увлажненностью.

К сухопутным животным относят многих млекопитающих, различных пресмыкающихся и других животных.

К водным животным относятся рыбы, водные млекопитающие (киты), водные членистоногие, головоногие и другие моллюски и т. д.

К земноводным относят класс земноводных (лягушки, жабы и т.д.), класс млекопитающих (например, тюлени, гиппопотам и др.).

Необходимость в воде сухопутные животные восполняют за счет поглощения воды либо в водоемах (питье), либо с пищей. Наибольший дефицит воды испытывают животные степей, пустынь и полупустынь. Они по-разному приспособлены к перенесению недостатка влаги. Так, лошади способны преодолевать большие расстояния в поисках воды и пищи. Верблюды могут длительное время обходиться без воды, накапливая ее в форме жира в горбах (а курдючные овцы — в особых расширениях хвоста — курдюках); при окислении жиров образуется большое количество воды, которую организм использует для своей жизнедеятельности. При недостатке воды некоторые животные впадают в спячку. Приспособлением к преодолению недостатка воды у животных является переход к ночному образу жизни.

Характеристика воздуха, климата и микроклимата как абиотических факторов

Одним из важных абиотических факторов является воздух.

Воздух — это природная смесь газов, имеющая относительно постоянный состав. В норме он содержит, % по объему: молекулярного азота — 78, молекулярного кислорода — 21, углекислого газа — 0,03, инертных газов — 1, небольшое количество паров воды.

Постоянство состава природного воздуха может нарушаться как за счет природных явлений (например, извержения вулканов, землетрясения, лесные пожары), так и в результате деятельности человека. Воздух необходим для любых аэробных организмов (и для растений, и для животных), так как обеспечивает процесс дыхания (газообмен), а для растений является источником газового минерального питания (без углекислого газа невозможен фотосинтез).

При отсутствии воздействия человека состав воздуха, тем не менее, может различаться в зависимости от высоты над уровнем моря (с высотой содержание кислорода и углекислого газа уменьшается, так как эти газы тяжелее азота). Воздух приморских районов обогащен парами воды, в которых содержатся морские соли в растворенном состоянии. Воздух леса отличается от воздуха полей примесями соединений, выделяемых различными растениями (так, воздух соснового бора содержит большое количество смолистых веществ и эфиров, убивающих болезнетворные микроорганизмы, поэтому этот воздух является целебным для больных туберкулезом).

Важнейшим комплексным абиотическим фактором является климат.

Климат — это совокупный абиотический фактор, включающий в себя определенный состав и уровень солнечной радиации, связанный с ним уровень температурного и влажностного воздействия и определенный режим ветров. Климат зависит также от характера растительности, произрастающей на данной территории, и от рельефа местности.

На Земле наблюдается определенная широтная и вертикальная климатическая зональность. Различают влажный тропический, субтропический, резко континентальный и другие разновидности климата.

Повторите сведения о различных видах климата по учебнику физической географии. Рассмотрите особенности климата той территории, на которой вы живете.

Климат как совокупный фактор формирует тот или иной тип растительности (флоры) и тесно связанный с ним тип фауны. Большое влияние на климат оказывают поселения людей. Климат больших городов отличается от климата пригородных зон.

Сравните температурный режим города, в котором вы живете, и режим температур области, где находится город.

Как правило, температура в черте города (особенно в центре) всегда выше, чем в области.

С климатом тесно связан микроклимат. Причиной возникновения микроклимата являются различия в рельефе на данной территории, наличие водоемов, что приводит к изменению условий на разных территориях данной климатической зоны. Даже на относительно небольшой территории дачного участка на отдельных его частях могут возникать различные условия для произрастания растений из-за разных условий освещения.

Неживая природа косвенно либо напрямую влияет на все живые организмы. Существенное изменение температуры, света, влажности и прочих абиотических факторов может оказаться для живого существа критическим и даже привести к его гибели. Узнаем подробнее о факторах неживой природы и их влиянии на живой мир.

Виды абиотических факторов

Все факторы неживой природы принято делить на 6 групп:

Физические, они же – климатические. В эту группу включены объекты неживого мира, оказывающие влияние на формирование климата: осадки, температура, свет, атмосферное давление и прочие. Глобальные изменения климатических условий сказываются на жизни флоры и фауны всей планеты. Одни виды живых организмов расширяют свои ареалы, другие, напротив, вытесняются с привычных территорий и оказываются на грани вымирания.
Эдафические, они же – почвенно-грунтовые. Физические и физико-механические характеристики грунта оказываются важными для организмов, жизнь которых связана с почвенной средой обитания. Химические свойства почвы и видовое разнообразие обитателей определяют её плодородие.
Топографические, они же – орографические. Такие характеристики местности как рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция и крутизна склонов могут изменять климат, структуру почвы, и, следовательно, воздействовать на живых существ, обитающих на конкретных территориях. К примеру, высокие горные хребты могут быть преградой на пути циклонов, защищать определенную местность от холодных ветров, и тем самым сопутствовать формированию там благоприятного для многих организмов климата.
Химические. Все живые существа крайне чувствительны к изменению химического состава окружающей среды. Газовый состав воды и воздуха, соленость вод, состав почвенного слоя и другие химические параметры среды могут оказаться решающими для живых существ при выборе места обитания.
Гидрографические. Эти факторы воздействуют на свойства и характеристики водной среды. К ним относятся: плотность воды, скорость течения, проточность, световой режим и другие. К примеру, от степени прозрачности воды зависит фотосинтез водных организмов (фитопланктона, высших растений), что в свою очередь влияет на накопление органического вещества.
Пирогенные. Пожары, возникшие естественным путем, являются одним из значимых экологических факторов, регулирующих численность и расселение живых организмов. К примеру, в местности с преобладанием растительности средиземноморского типа, пожары благоприятствуют росту травянистых растений и кустарников, возвращая в почву элементы питания. Кроме того они служат естественным барьером, препятствующим проникновению в данную экосистему пустынной растительности.

Наиболее значимые абиотические факторы

К самым важным факторам неживого мира, оказывающим воздействие на живые организмы относятся:

температура;
влажность;
солнечная радиация;
свет;
воздух.

Характеристика основных факторов неживой природы

Температура – тепловой режим, главным источником которого является солнечное излучение. В разных географических широтах уровень нагрева земной поверхности будет отличаться, поскольку он зависит от угла падения солнечных лучей. Также данный фактор характеризуется суточными и сезонными изменениями. Температура влияет на скорость протекания различных процессов в организмах, а также на географическое расселение живых существ.

Влажность воздуха – показатель содержания водяного пара в атмосфере. Вода является структурным компонентом любого живого существа. Ее потеря во время испарения или при выведении конечных продуктов обмена веществ оказывает существенное воздействие на организмы, из-за чего они вынуждены приспосабливаться к добыванию и сохранению влаги. Степень увлажненности наземных экосистем зависит от географической широты местности, сезона, времени суток и т. д.

Солнечная радиация является главным источником энергии в атмосфере и на поверхности планеты. Количество поступающего на Землю излучения неодинаково и зависит от нескольких условий: времени года, высоты солнца, прозрачности атмосферы и прочих.

Свет – видимое солнечное излучение. Освещение различной интенсивности и продолжительности влияет на важные процессы в организмах. Под воздействием света происходит фотосинтез, транспирация, фотоморфогенез, фотопериодизм и др. Благодаря свету дневные животные с помощью зрения ориентируются в пространстве.

Воздух – важнейший фактор, от которого зависит жизнь организмов. Он представляет собой смесь газов, необходимую для дыхания и водообмена живых существ. Состав воздуха может меняться как под воздействием естественных природных явлений (пожары, извержения вулканов), так и в результате антропогенного воздействия (выбросы предприятий, выхлопные газы).

Читайте также: