ما هي العوامل البيئية البيئية. العوامل البيئية ، تأثيرها على الكائنات الحية

هذه هي أي عوامل بيئية يستجيب لها الجسم بردود الفعل التكيفية.

البيئة هي واحدة من المفاهيم البيئية الأساسية ، مما يعني مجموعة من الظروف البيئية التي تؤثر على حياة الكائنات الحية. بمعنى واسع ، تُفهم البيئة على أنها مجمل الهيئات المادية والظواهر والطاقة التي تؤثر على الجسم. ربما يكون الفهم المكاني الأكثر تحديدًا للبيئة بمثابة بيئة مباشرة للجسم - موطنه. الموطن هو كل ما يعيشه الكائن الحي ، إنه جزء من الطبيعة يحيط بالكائنات الحية ويمارس تأثيرًا مباشرًا أو غير مباشر عليها. أي عناصر البيئة التي لا تبالي بكائن أو نوع معين وتؤثر عليه بطريقة ما ، هي عوامل مرتبطة به.

إن مكونات البيئة متنوعة ومتغيرة ، وبالتالي فإن الكائنات الحية تتكيف باستمرار وتنظم نشاط حياتها وفقًا للتغيرات المستمرة في معايير البيئة الخارجية. تسمى هذه التعديلات للكائنات الحية بالتكيفات وتسمح لها بالبقاء والتكاثر.

جميع العوامل البيئية تنقسم إلى

• العوامل اللاأحيائية - عوامل الطبيعة غير الحية المؤثرة بشكل مباشر أو غير مباشر على الجسم - الضوء ودرجة الحرارة والرطوبة والتركيب الكيميائي للهواء والبيئة المائية والتربة ، وما إلى ذلك (مثل خصائص البيئة التي لا يعتمد حدوثها وتأثيرها بشكل مباشر على نشاط الكائنات الحية) .
• العوامل الحيوية - جميع أشكال التأثير على الجسم من الكائنات الحية المحيطة (الكائنات الحية الدقيقة ، وتأثير الحيوانات على النباتات والعكس بالعكس).
• العوامل البشرية - أشكال مختلفة من المجتمع البشري ، والتي تؤدي إلى تغيير في الطبيعة كموطن للأنواع الأخرى أو تؤثر مباشرة على حياتهم.

العوامل البيئية تؤثر على الكائنات الحية

• كما المهيجات التي تسبب تغييرات تكيفية في وظائف الفسيولوجية والكيمياء الحيوية.
• كمحددات تجعل من المستحيل وجودها في هذه الظروف ؛
• كمعدلات تسبب التغيرات الهيكلية والوظيفية في الكائنات الحية ، وكإشارات تشير إلى التغيرات في العوامل البيئية الأخرى.

في هذه الحالة ، يمكن إثبات الطبيعة العامة لتأثير العوامل البيئية على الكائن الحي.

أي كائن حي لديه مجموعة محددة من التكيفات مع العوامل البيئية ويوجد بأمان فقط داخل حدود معينة من تنوعها. يسمى المستوى الأكثر ملاءمة من عامل للحياة الأمثل.

عند القيم الصغيرة أو مع التعرض المفرط للعامل ، ينخفض \u200b\u200bالنشاط الحيوي للكائنات بشكل حاد (مثبط بشكل ملحوظ). يقتصر نطاق عمل العامل البيئي (منطقة التسامح) على الحد الأدنى والحد الأقصى للنقاط المقابلة للقيم المتطرفة لهذا العامل الذي يكون فيه وجود الكائن الحي ممكنًا.

يُسمى المستوى العلوي للعامل الذي يصبح النشاط الحيوي للكائنات وراءه مستحيلاً ، الحد الأقصى ، والأدنى - الحد الأدنى (الشكل). بطبيعة الحال ، كل كائن حي له حده الأقصى ، أوبتيما ، والحد الأدنى للعوامل البيئية. على سبيل المثال ، يمكن للبيت أن يتحمل تقلبات درجات الحرارة من 7 إلى 50 درجة مئوية ، وتعيش الدودة البشرية في درجة حرارة جسم الشخص فقط.

النقاط المثلى ، والحد الأدنى والحد الأقصى هي ثلاث نقاط أساسية تحدد إمكانات رد فعل الجسم لهذا العامل. تسمى النقاط القصوى للمنحنى التي تعبر عن حالة الاضطهاد بنقص أو فائض من عامل المناطق المتدنية ؛ أنها تتوافق مع القيم البائسة للعامل. بالقرب من النقاط الحرجة ، توجد القيم العليا للعامل ، وخارج منطقة التسامح ، وهي المناطق القاتلة للعامل.

الظروف البيئية التي يتجاوز فيها أي عامل أو مزيج من منطقة الراحة ولها تأثير كئيب ، غالبًا ما تسمى الحدود القصوى (القاسية والصعبة) في البيئة. لا تميز المواقف البيئية فقط (درجة الحرارة ، الملوحة) ، ولكن أيضًا الموائل التي تكون فيها الظروف قريبة من حدود وجود النباتات والحيوانات.

مجموعة من العوامل تؤثر في وقت واحد على أي كائن حي ، ولكن واحد منهم فقط هو الحد. يسمى العامل الذي يحدد إطار عمل وجود كائن حي أو نوع أو مجتمع باسم الحد (الحد). على سبيل المثال ، يقتصر توزيع العديد من الحيوانات والنباتات على الشمال بسبب نقص الحرارة ، في حين أن نقص الرطوبة أو الغذاء اللازم في الجنوب قد يكون عاملاً مقيدًا للنوع نفسه. ومع ذلك ، فإن حدود قدرة الجسم على التحمل فيما يتعلق بعامل الحد تعتمد على مستوى العوامل الأخرى.

تتطلب حياة بعض الكائنات الحية ظروفًا محدودة بحدود ضيقة ، أي أن النطاق الأمثل ليس ثابتًا للأنواع. العمل الأمثل للعامل يختلف عن الأنواع المختلفة. يوضح حجم المنحنى ، أي المسافة بين نقاط العتبة ، منطقة عمل العامل البيئي على الجسم (الشكل 104). في ظل ظروف قريبة من الحد الفاصل للعامل ، تشعر الكائنات بالاكتئاب ؛ يمكن أن توجد ، ولكن لا تصل إلى التنمية الكاملة. النباتات عادة لا تؤتي ثمارها. في الحيوانات ، على العكس من ذلك ، يتم تسريع سن البلوغ.

حجم مجموعة العمل للعامل ، وخاصة المنطقة المثلى ، يسمح لنا بالحكم على قدرة الكائنات الحية على التحمل فيما يتعلق بعنصر البيئة ، مما يشير إلى اتساعها البيئي. في هذا الصدد ، تسمى الكائنات الحية التي يمكن أن تعيش في ظروف بيئية متنوعة إلى حد ما zvirbionth (من اليونانية. "Evros" - على نطاق واسع). على سبيل المثال ، يعيش الدب البني في المناخات الباردة والدافئة ، في المناطق الجافة والرطبة ، ويأكل مجموعة متنوعة من الأطعمة النباتية والحيوانية.

فيما يتعلق بعوامل بيئية معينة ، يتم استخدام مصطلح يبدأ بنفس البادئة. على سبيل المثال ، تسمى الحيوانات التي يمكن أن توجد في مجموعة واسعة من درجات الحرارة eurythermic ، والكائنات الحية التي يمكن أن تعيش فقط في نطاقات درجة حرارة ضيقة يشار إليها باسم stenothermic. وفقًا لنفس المبدأ ، يمكن أن يكون الكائن الحي هيدريد أو ستينوهيدريد تبعًا لرد فعله على تقلبات الرطوبة ؛ euryhaline أو stenohaline - اعتماداً على القدرة على تحمل القيم المختلفة لملوحة البيئة ، إلخ.

هناك أيضًا مفاهيم التكافؤ البيئي ، وهي قدرة الجسم على ملء مجموعة متنوعة من البيئات ، والسعة البيئية ، مما يعكس عرض نطاق العوامل أو عرض المنطقة المثلى.

تختلف الأنماط الكمية لتفاعل الكائنات الحية مع تأثير العامل البيئي وفقًا لظروف معيشتهم. لا تميز الخموليات أو eurybiontism خصوصية النوع فيما يتعلق بأي عامل بيئي. على سبيل المثال ، تقتصر بعض الحيوانات على نطاق درجة حرارة ضيقة (أي ، stenothermal) ويمكن أن توجد في وقت واحد في مجموعة واسعة من الملوحة (euryhaline).

تؤثر العوامل البيئية على الكائن الحي بشكل متزامن ومشترك ، ويعتمد تأثير أحدها إلى حد ما على التعبير الكمي للعوامل الأخرى - الضوء ، الرطوبة ، درجة الحرارة ، الكائنات الحية المحيطة ، وما إلى ذلك. يسمى هذا النمط تفاعل العوامل. في بعض الأحيان يتم تعويض نقص أحد العوامل جزئيًا عن طريق زيادة نشاط عامل آخر ؛ ويتضح الاستبدال الجزئي لعمل العوامل البيئية. في الوقت نفسه ، لا يمكن استبدال أي من العوامل الضرورية للجسم بالكامل بعامل آخر. لا يمكن للنباتات الضوئية أن تنمو بدون ضوء في ظل أفضل ظروف درجة الحرارة أو التغذية. لذلك ، إذا كانت قيمة واحد على الأقل من العوامل الضرورية تتجاوز نطاق التسامح (أقل من الحد الأدنى أو أعلى من الحد الأقصى) ، يصبح وجود الكائن الحي مستحيلًا.

العوامل البيئية الشديدة في ظروف معينة ، أي تلك التي هي أبعد ما تكون عن الأمثل ، ولا سيما تجعل من الصعب على الأنواع في ظل هذه الظروف ، على الرغم من الجمع الأمثل بين الظروف الأخرى. هذا الاعتماد يسمى قانون العوامل المحددة. هذه العوامل التي تحيد عن الأمثل تأخذ أهمية قصوى في حياة الأنواع أو الأفراد ، وتحديد منطقتهم الجغرافية.

يعد تحديد العوامل المحددة أمرًا مهمًا في الممارسة الزراعية لإقامة التكافؤ البيئي ، خاصة في أكثر الفترات تعرضًا للتأثر (الحرجة) لتكوين الحيوانات والنباتات.

العوامل البيئية هي أي عوامل خارجية تؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على الوفرة (الوفرة) والتوزيع الجغرافي للكائنات الحية.

العوامل البيئية متنوعة للغاية ، سواء في الطبيعة أو في آثارها على الكائنات الحية. تقليديا ، تنقسم جميع العوامل البيئية عادة إلى ثلاث مجموعات كبيرة - غير أحيائية ، أو حيوية ، أو بشرية المنشأ.

العوامل اللاأحيائيةهي عوامل الطبيعة غير الحية.

مناخي (ضوء الشمس ، درجة الحرارة ، الرطوبة) والمحلي (التضاريس ، خصائص التربة ، الملوحة ، التيارات ، الرياح ، الإشعاع ، إلخ). قد تكون مباشرة وغير مباشرة.

العوامل البشرية- هذه هي أشكال النشاط البشري ، التي تعمل على البيئة ، وتغير الظروف المعيشية للكائنات الحية أو تؤثر بشكل مباشر على أنواع معينة من النباتات والحيوانات. أحد أهم العوامل البشرية هو التلوث.

الظروف البيئية.

الظروف البيئية ، أو الظروف البيئية ، تسمى العوامل البيئية اللاأحيائية التي تختلف في الزمان والمكان ، والتي تستجيب لها الكائنات بشكل مختلف تبعا لقوتها. الظروف البيئية تفرض بعض القيود على الكائنات الحية.

أهم العوامل التي تحدد الظروف المعيشية للكائنات الحية في جميع البيئات تقريبًا تشمل درجة الحرارة والرطوبة والضوء.

درجة الحرارة.

لا يمكن لأي كائن حي أن يعيش إلا في نطاق درجات حرارة معين: يموت أفراد النوع عند درجات حرارة مرتفعة للغاية أو منخفضة للغاية. حدود التحمل درجة الحرارة في الكائنات المختلفة مختلفة. هناك أنواع يمكنها تحمل تقلبات درجة الحرارة على نطاق واسع. على سبيل المثال ، تكون الأشنات والعديد من البكتيريا قادرة على العيش في درجات حرارة مختلفة للغاية. بين الحيوانات ، تتميز الحيوانات ذات الدم الدافئ بأكبر مجموعة من القدرة على تحمل درجات الحرارة. النمر ، على سبيل المثال ، يتسامح مع كل من البرد السيبيري وحرارة المناطق الاستوائية في الهند أو أرخبيل الملايو بشكل جيد. ولكن هناك أيضًا أنواعًا يمكنها العيش فقط في حدود درجة حرارة ضيقة إلى حد ما. في بيئة الهواء الأرضي وحتى في أجزاء كثيرة من البيئة المائية ، لا تظل درجة الحرارة ثابتة ويمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا وفقًا لموسم السنة أو الوقت من اليوم. في المناطق المدارية ، قد تكون تقلبات درجات الحرارة السنوية أقل وضوحًا من التقلبات النهارية. على العكس ، في المناطق المعتدلة ، تتفاوت درجات الحرارة بشكل كبير في أوقات مختلفة من السنة. تضطر الحيوانات والنباتات إلى التكيف مع موسم الشتاء غير المواتي ، حيث تكون الحياة النشطة صعبة أو ببساطة مستحيلة. في المناطق المدارية ، تكون مثل هذه التعديلات أقل وضوحًا. في فترة البرد مع ظروف درجة حرارة غير مواتية في حياة العديد من الكائنات ، هناك توقف مؤقت: السبات في الثدييات ، وإسقاط أوراق الشجر في النباتات ، إلخ. بعض الحيوانات تقوم بهجرات طويلة إلى أماكن ذات مناخ أكثر ملاءمة.

الرطوبة.

الماء جزء لا يتجزأ من الغالبية العظمى من الكائنات الحية: إنه ضروري لأدائها الطبيعي. إن الكائن الحي الذي ينمو عادةً يفقد الماء باستمرار وبالتالي لا يستطيع العيش في الهواء الجاف تمامًا. عاجلاً أم آجلاً ، يمكن أن تؤدي هذه الخسائر إلى وفاة الجسم.

المؤشر الأبسط والأكثر ملاءمة الذي يميز رطوبة منطقة معينة هو كمية الأمطار التي تسقط هنا لمدة عام أو فترة زمنية أخرى.

النباتات تستخرج المياه من التربة باستخدام الجذور. الأشنات يمكن أن تحبس بخار الماء من الهواء. النباتات لديها عدد من الأجهزة التي توفر الحد الأدنى من فقدان المياه. جميع الحيوانات البرية ، للتعويض عن الخسارة التي لا مفر منها للمياه بسبب التبخر أو الإفراز ، تحتاج إلى توفيرها بشكل دوري. كثير من الحيوانات تشرب الماء. البعض الآخر ، مثل البرمائيات ، وبعض الحشرات والقراد ، من خلال تكامل الجسم يمتصها في حالة سائلة أو بخار. معظم حيوانات الصحراء لا تشرب أبدا. أنها تلبي احتياجاتهم مع المياه المزودة بالطعام. أخيرًا ، هناك حيوانات تحصل على الماء بطريقة أكثر تعقيدًا - في عملية أكسدة الدهون ، مثل الجمل. في الحيوانات ، كما هو الحال في النباتات ، هناك العديد من الأجهزة لتوفير المياه.

النور.

هناك نباتات محبة للضوء لا يمكن أن تتطور إلا تحت أشعة الشمس ، ونباتات متسامحة في الظل قادرة على النمو جيدًا تحت مظلة الغابات. هذا له أهمية عملية كبيرة للتجديد الطبيعي للموقف: نمو شاب للعديد من أنواع الأشجار قادر على التطور تحت غطاء الأشجار الكبيرة. في العديد من الحيوانات ، تتجلى ظروف الإضاءة الطبيعية في رد فعل إيجابي أو سلبي للضوء. تتدفق الحشرات الليلية إلى الضوء ، وتنتشر الصراصير بحثًا عن المأوى ، إذا كان ضوء الغرفة المظلمة مضاء فقط. تعتبر المعالجة الضوئية الضوئية (تغيير النهار والليل) ذات أهمية بيئية كبيرة بالنسبة للعديد من الحيوانات التي تؤدي إلى أنماط حياة نهارية حصرية (معظم المارة) أو ليلية فقط (العديد من القوارض الصغيرة والخفافيش). تبقى القشريات الصغيرة التي تحوم في عمود الماء ليلا في المياه السطحية ، وخلال النهار تغرق حتى عمق ، وتجنب الضوء الساطع جدا.

الضوء ليس له أي تأثير مباشر على الحيوانات. إنه يعمل فقط كإشارة لإعادة هيكلة العمليات التي تحدث في الجسم.

لا يستنفد الضوء والرطوبة ودرجة الحرارة على الإطلاق مجموعة الظروف البيئية التي تحدد حياة الكائنات الحية وتوزيعها. هناك عوامل مهمة مثل الرياح والضغط الجوي والارتفاع. الرياح لها تأثير غير مباشر: تعزيز التبخر ، ويزيد من الجفاف. الرياح القوية تساهم في التبريد. هذا العمل مهم في الأماكن الباردة أو في المرتفعات أو في المناطق القطبية.

العوامل البشرية.العوامل البشرية المنشأ متنوعة للغاية في التكوين. يتصرف الشخص على الحياة البرية ، وتعبيد الطرق ، وبناء المدن ، والزراعة ، وحجب الأنهار ، إلخ. تتجلى الأنشطة البشرية الحديثة بشكل متزايد في المنتجات الثانوية للتلوث البيئي ، وغالبًا ما تكون منتجات سامة. في المناطق الصناعية ، تصل تركيزات الملوثات في بعض الأحيان إلى عتبات ، أي قيم مميتة لكثير من الكائنات الحية. ومع ذلك ، على الرغم من كل شيء ، سيكون هناك دائمًا العديد من الأفراد على الأقل من عدة أنواع يمكنهم البقاء في مثل هذه الظروف. والسبب هو أنه في السكان الطبيعيين في بعض الأحيان يتم العثور على أفراد مستقرة. مع زيادة مستويات التلوث ، قد يكون الأفراد المقاومون هم الناجون الوحيدون. علاوة على ذلك ، يمكن أن يصبحوا مؤسسين لسكان مستقر ورثوا مناعة ضد هذا النوع من التلوث. لهذا السبب ، يمنحنا التلوث فرصة مراقبة التطور في العمل. ومع ذلك ، لا يتمتع كل السكان بالقدرة على مقاومة التلوث. وبالتالي ، فإن تأثير أي ملوث ذو شقين.

قانون الأمثل.

هناك العديد من العوامل التي يتحملها الجسم فقط. يموت كائن حي ، على سبيل المثال ، إذا كانت درجة حرارة الوسط منخفضة للغاية أو مرتفعة للغاية. في بيئة تكون فيها درجة الحرارة قريبة من هذه الحدود القصوى ، نادرًا ما يكون السكان الأحياء. ومع ذلك ، يزداد عددهم مع اقتراب درجة الحرارة من متوسط \u200b\u200bالقيمة ، وهو الأفضل (الأمثل) لهذا النوع. ويمكن نقل هذا النمط إلى أي عامل آخر.

مجموعة المعلمات من العامل الذي يشعر الجسم بالراحة هو الأمثل. لدى الكائنات ذات الحدود الواسعة للاستدامة ، بطبيعة الحال ، فرصة للتوزيع على نطاق أوسع. ومع ذلك ، لا تعني حدود القدرة على التحمل للعامل الواحد حدودًا واسعة لجميع العوامل. يمكن أن يكون المصنع مقاومًا لتقلبات درجات الحرارة الكبيرة ، لكن له نطاقات ضيقة من المقاومة للماء. حيوان مثل سمك السلمون المرقط يمكن أن يكون مرهقًا بدرجة حرارة عالية ، ولكن أكل مجموعة متنوعة من الأطعمة.

في بعض الأحيان ، خلال حياة الفرد ، يمكن أن يتغير التسامح (الانتقائية). الجسد ، في ظروف قاسية ، بعد بعض الوقت ، كما كان ، يعتاد عليه ، يتكيف معها. نتيجة هذا هو تغيير في الفسيولوجية الأمثل ، وتسمى هذه العملية تكيفأو التأقلم.

قانون الحد الأدنىتمت صياغته من قبل مؤسس علم الأسمدة المعدنية Justus Liebig (1803-1873).

اكتشف Yu. Liebig أن الغلة النباتية يمكن أن تكون محدودة بأي من العناصر الغذائية الرئيسية ، إذا كان هذا العنصر هو الوحيد في نقص. من المعروف أن العوامل البيئية المختلفة يمكن أن تتفاعل ، أي أن نقص مادة واحدة يمكن أن يؤدي إلى نقص في مواد أخرى. لذلك ، بشكل عام ، يمكن صياغة قانون الحد الأدنى على النحو التالي: عنصر أو عامل بيئي بحد أدنى ، إلى أقصى حد ، يحد (النشاط) النشاط الحيوي للكائن.

على الرغم من تعقيد العلاقة بين الكائنات الحية وبيئتها ، فليست جميع العوامل لها نفس الأهمية البيئية. على سبيل المثال ، الأكسجين هو عامل فسيولوجي لجميع الحيوانات ، ولكن من وجهة نظر بيئية ، يصبح محدودا فقط في بعض الموائل. إذا ماتت سمكة في النهر ، فيجب قياس تركيز الأكسجين في الماء أولاً ، نظرًا لأنه متغير بدرجة كبيرة ، يتم استنفاد احتياطي الأكسجين بسهولة وغالبًا ما ينقصه. إذا لوحظ موت الطيور في الطبيعة ، فمن الضروري البحث عن سبب آخر ، لأن محتوى الأكسجين في الهواء ثابت نسبياً ويكفي من وجهة نظر متطلبات الكائنات الحية الأرضية.

أسئلة الاختبار الذاتي:

قائمة البيئات الرئيسية للحياة.

ما هي الظروف البيئية؟

صف الظروف المعيشية للكائنات الحية في التربة ، في الموائل المائية والهواء الأرضي.

هل لديك أمثلة على تكيف الكائنات الحية مع العيش في موائل مختلفة؟

ما هي مواءمات الكائنات الحية مع الكائنات الحية الأخرى كموئل؟

ما تأثير درجة الحرارة على الأنواع المختلفة من الكائنات الحية؟

كيف تحصل الحيوانات والنباتات على المياه التي يحتاجونها؟

ما تأثير الإضاءة على الكائنات الحية؟

كيف هو تأثير الملوثات على الكائنات الحية؟

تبرير ما هي العوامل البيئية ، وكيف تؤثر على الكائنات الحية؟

ما هي العوامل التي تسمى الحد؟

ما هو التأقلم وما أهمية ذلك في إعادة توطين الكائنات الحية؟

كيف تتجلى قوانين الحد الأدنى والحد الأدنى؟

1. العوامل اللاأحيائية. تشمل هذه الفئة من العوامل جميع الخصائص الفيزيائية والكيميائية للوسط. هذا هو الضوء ودرجة الحرارة والرطوبة والضغط ، كيمياء الماء والغلاف الجوي والتربة ، وهذه هي طبيعة الإغاثة وتكوين الصخور ، ونظام الرياح. الأكثر قوة هي مجموعة من العوامل مجتمعة مناخ العوامل. يعتمدون على خط العرض وموقع القارات. هناك العديد من العوامل الثانوية. يؤثر خط العرض بشدة على درجة الحرارة وفترة الإضاءة. موقف القارات هو سبب جفاف أو رطوبة المناخ. المناطق الداخلية هي أكثر جفافا الطرفية ، مما يؤثر بشكل كبير على تمايز الحيوانات والنباتات في القارات. يلعب نظام الرياح ، باعتباره أحد مكونات العامل المناخي ، دورًا مهمًا للغاية في تكوين أشكال الحياة النباتية.

المناخ العالمي - مناخ الكوكب الذي يحدد سير العمل و التنوع البيولوجي في المحيط الحيوي. المناخ الإقليمي - مناخ القارات والمحيطات ، وكذلك تقسيماتها الطبوغرافية الكبيرة. المناخ المحلي - المناخ التابع  الهياكل الاجتماعية الجغرافية الطبيعية الإقليمية: مناخ فلاديفوستوك ، مناخ حوض نهر Partizanskaya. المناخ المحلي (تحت الحجر ، خارج الحجر ، بستان ، مرج).

أهم العوامل المناخية: الضوء ، درجة الحرارة ، الرطوبة.

النورهو أهم مصدر للطاقة على كوكبنا. إذا كان الضوء أقل من درجة الحرارة والرطوبة في الحيوانات ، فهو الأكثر أهمية بالنسبة للنباتات الضوئية.

المصدر الرئيسي للضوء هو الشمس. يتم تحديد الخصائص الأساسية للطاقة المشعة كعامل بيئي من خلال الطول الموجي. في حدود الإشعاع ، يتم تمييز الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء ، وموجات الراديو ، والإشعاع المخترق.

بالنسبة للنباتات ، تعتبر أشعة اللون البرتقالي والأحمر والأزرق البنفسجي والأشعة فوق البنفسجية مهمة. تنعكس الأشعة الصفراء-الخضراء إما بالنباتات أو تمتصها بكميات صغيرة. الأشعة المنعكسة وإعطاء النباتات لون أخضر. الأشعة فوق البنفسجية لها تأثير كيميائي على الكائنات الحية (تغيير سرعة واتجاه التفاعلات الكيميائية الحيوية) ، وللأشعة تحت الحمراء تأثير حراري.

العديد من النباتات لها استجابة ضوئية للضوء. مع الأجسام  - هذه هي حركة الاتجاه واتجاه النباتات ، على سبيل المثال ، عباد الشمس "يراقب" الشمس.

بالإضافة إلى جودة الأشعة الضوئية ، فإن كمية الضوء الحادث على النبات لها أهمية كبيرة. تعتمد كثافة الإضاءة على خط العرض الجغرافي للمنطقة ، في الموسم ، ووقت النهار ، والغيوم ، والغبار المحلي للغلاف الجوي. يشير اعتماد الطاقة الحرارية على خطوط العرض إلى أن الضوء هو أحد العوامل المناخية.

حياة العديد من النباتات يعتمد على الفترة الضوئية. يتم استبدال اليوم بالليل والنباتات تتوقف عن تصنيع الكلوروفيل. يتم استبدال اليوم القطبي بليلة ونباتات قطبية والعديد من الحيوانات تتوقف عن العمل بنشاط وتتجمد (السبات).

بالنسبة للضوء ، تنقسم النباتات إلى ثلاث مجموعات: محبة للضوء ومحبة للظل وتتسامح في الظل. heliophilous  يمكن أن يتطور بشكل طبيعي فقط باستخدام إضاءة كافية ، ولا يمكن أن يتحمل أو يعتري بشكل سيء حتى التعتيم الطفيف. ظل  وجدت فقط في المناطق المظللة ولا توجد في ظروف الإضاءة العالية. الظل متسامح  تتميز النباتات بسعة إيكولوجية واسعة فيما يتعلق بعامل الضوء.

درجة الحرارة  هو واحد من أهم العوامل المناخية. مستوى وشدة التمثيل الغذائي ، التمثيل الضوئي ، وغيرها من العمليات الكيميائية الحيوية والفسيولوجية تعتمد على ذلك.

الحياة على الأرض موجودة في مجموعة واسعة من درجات الحرارة. نطاق درجة الحرارة الأكثر قبولا للحياة هو 0 0 إلى 50 0 درجة مئوية. بالنسبة لمعظم الكائنات ، فإن هذه درجات الحرارة القاتلة. الاستثناءات: العديد من الحيوانات الشمالية ، حيث يكون هناك تغيير في الفصول ، قادرة على تحمل درجات الحرارة في فصل الشتاء المتجمد. النباتات قادرة على تحمل ناقص درجات الحرارة في فصل الشتاء عندما يتجمد نشاطها. بعض البذور والجراثيم وحبوب اللقاح من النباتات ، والديدان الخيطية ، rotifers ، الخراجات protozoal نفذت في ظل ظروف تجريبية درجة حرارة 190 0 درجة مئوية وحتى 273 0 درجة مئوية. ولكن لا يزال ، معظم الكائنات الحية قادرة على العيش في درجة حرارة تتراوح بين 0 و 50 0 C. يتم تحديد هذا خصائص البروتينات ونشاط الانزيم. أحد الأجهزة التي تتحمل درجات الحرارة المعاكسة هو الرسوم المتحركة مع وقف التنفيذ  - تعليق العمليات الحيوية للجسم.

على العكس ، في البلدان الحارة ، تعتبر درجات الحرارة المرتفعة إلى حد ما هي القاعدة. من المعروف أن هناك عددًا من الكائنات الحية الدقيقة التي يمكن أن تعيش في مصادر تزيد درجات حرارتها عن 70 درجة مئوية. ويمكن أن تتحمل جراثيم بعض البكتيريا درجة حرارة قصيرة الأجل تصل إلى 160-180 درجة مئوية.

الكائنات الحارة والحرارية  - الكائنات الحية التي يرتبط عملها بتدرجات درجات الحرارة العريضة والضيقة ، على التوالي. الوسيطة السحيقة (0˚) هي الوسيط الأكثر ثباتًا.

التخطيط الجغرافي الجغرافي  (المناطق القطبية الشمالية والشمالية وشبه المدارية والمناطق الاستوائية) تحدد إلى حد كبير تركيبة الأحياء الحيوية والنظم الإيكولوجية. يمكن للمناطق الجبلية أن تكون بمثابة تناظرية للتوزيع المناخي بواسطة عامل خطي.

وفقًا لنسبة درجات حرارة جسم الحيوان إلى درجات الحرارة المحيطة ، تنقسم الكائنات الحية إلى:

– متغير الحرارة  الكائنات الحية هي الماء البارد مع درجة حرارة متغيرة. درجة حرارة الجسم تقترب من درجة حرارة البيئة.

– ثابت الحرارة  - الكائنات ذات الدم الدافئ مع درجة حرارة داخلية ثابتة نسبيا. هذه الكائنات لها مزايا كبيرة في استخدام الوسط.

فيما يتعلق بعامل درجة الحرارة ، تنقسم الأنواع إلى المجموعات البيئية التالية:

الأنواع التي تفضل البرد هي cryophiles  و kriofitam.

الأنواع ذات النشاط الأمثل في مجال درجات الحرارة العالية thermophilesو thermophyllous.

رطوبة. تحدث جميع العمليات الكيميائية الحيوية في الكائنات الحية في البيئة المائية. الماء ضروري للحفاظ على السلامة الهيكلية لخلايا الكائن الحي بأكمله. وهي تشارك مباشرة في تشكيل المنتجات الأولية لعملية التمثيل الضوئي.

يتم تحديد الرطوبة من خلال كمية الأمطار. يعتمد توزيع الهطول على خط العرض الجغرافي وقرب المساحات المائية الكبيرة والتضاريس. يتم توزيع كمية الأمطار بشكل غير متساو على مدار العام. بالإضافة إلى ذلك ، يجب أن تؤخذ في الاعتبار طبيعة هطول الأمطار. أمطار غزيرة الصيف تبلل التربة أفضل من هطول الأمطار ، تحمل مجاري مياه ليس لديها وقت لامتصاصها في التربة.

النباتات التي تعيش في مناطق ذات رطوبة مختلفة ، تتكيف بشكل مختلف مع نقص أو زيادة الرطوبة. يتم تنظيم توازن الماء في كائن النبات في المناطق القاحلة بسبب تطوير نظام جذر قوي وقدرة امتصاص الخلايا الجذرية ، وكذلك انخفاض سطح التبخر. تقوم العديد من النباتات بإسقاط الأوراق وحتى البراعم الكاملة (saxaul) لفترة جافة ، وأحيانًا يحدث انخفاض جزئي أو كامل للأوراق. التكيف الغريب مع المناخ الجاف هو إيقاع تطور بعض النباتات. لذلك ، فإن الزُّهْرَة ، التي تستخدم الرطوبة الربيعية ، لديها وقت لتنبت في وقت قصير جدًا (15-20 يومًا) ، لتُنمو أوراق الشجر وتزهر وتشكل الفواكه والبذور ، مع بداية الجفاف الذي تموت. يقاوم الجفاف ويساعد قدرة العديد من النباتات على تراكم الرطوبة في الأعضاء النباتية - الأوراق والسيقان والجذور.

فيما يتعلق بالرطوبة ، يتم تمييز المجموعات البيئية التالية من النباتات. hydrophytesأو الحياة المائية، - النباتات التي المياه هي بيئة معيشية.

hygrophytes - نباتات تعيش في الأماكن التي يكون فيها الهواء مشبعًا ببخار الماء ، وتحتوي التربة على الكثير من رطوبة المياه بالتنقيط - في المروج الفيضانات والمستنقعات ، وفي الأماكن المظللة الرطبة في الغابات ، على ضفاف الأنهار والبحيرات. تتبخر Hygrophytes كثيرًا من الرطوبة بسبب الثغور الموجودة في كلا الجانبين على الورقة. جذور متفرعة قليلة ، والأوراق كبيرة.

mesophytes  - نباتات الموائل المبللة بشكل معتدل. وتشمل هذه الأعشاب المروج ، وجميع الأشجار المتساقطة ، والعديد من المحاصيل الحقلية والخضروات والفواكه والتوت. لديهم نظام جذر متطور وأوراق كبيرة مع ثغور في جانب واحد.

جفافيات  - النباتات تتكيف مع الحياة في الأماكن ذات المناخ الجاف. وهي شائعة في السهوب والصحاري وشبه الصحاري. تنقسم الصفوفيات إلى مجموعتين: العصارة والصلبة.

العصارة  (من اللات. succulentus  - العصير ، الدهنية ، سميكة) - هذه هي النباتات المعمرة مع السيقان العصير سمين أو الأوراق التي يتم تخزين المياه.

Sclerophyll  (من اليونانية skleros  - صلبة وجافة) - وهذا هو fescue ، عشب الريش ، saxaul وغيرها من النباتات. لا تحتوي أوراقها وسيقانها على كمية من الماء ، فهي تبدو جافة ، نظرًا للكمية الكبيرة من الأنسجة الميكانيكية ، فإن أوراقها صلبة وصعبة.

عوامل أخرى ، مثل طبيعة وخصائص التربة.   لذلك ، هناك النباتات التي العامل البيئي المحدد هو محتوى الملح في التربة. إنه كذلك النباتات الملحية. مجموعة خاصة تتكون من عشاق التربة الجيرية - calcicole. نفس الأنواع "المرتبطة بالتربة" هي نباتات تعيش على تربة تحتوي على معادن ثقيلة.

يمكن أن تشمل العوامل البيئية التي تؤثر على حياة الكائنات الحية وتوزيعها أيضًا تكوين الهواء وحركته ، وطبيعة الإغاثة ، والعديد غيرها.

أساس الاختيار بين الأنواع هو صراع غير محدد. لهذا السبب ، وفقًا لـ C. Darwin ، يولد عدد أكبر من الكائنات الحية الفتية أكثر من بلوغها سن الرشد. وفي الوقت نفسه ، فإن غلبة عدد المواليد على عدد الكائنات الحية الباقية حتى النضج يعوض عن ارتفاع معدل الوفيات في المراحل المبكرة للنمو. لذلك ، كما لاحظت S.A Severtsov ، يرتبط حجم الخصوبة مع مقاومة الأنواع.

وبالتالي ، تهدف العلاقات بين الأنواع المحددة إلى تكاثر الأنواع وتوزيعها.

في عالم الحيوانات والنباتات ، هناك عدد كبير من الأجهزة التي تسهل الاتصال بين الأفراد ، أو على العكس ، تمنع تصادمهم. تمت تسمية مثل هذه التعديلات المتبادلة داخل الأنواع بـ S.A. Severtsov congruences . لذلك ، نتيجة للتكيف المتبادل ، لدى الأفراد مورفولوجيا مميزة ، وبيئة ، وسلوك يضمن اجتماع الجنسين ، والتزاوج الناجح ، والتكاثر ، وتربيت الأبناء. تم تحديد خمس مجموعات من التطابق:

- الأجنة أو اليرقات والأفراد الأبوية (جرابيات) ؛

- الأفراد من مختلف الجنسين (الجهاز التناسلي للذكور والإناث) ؛

- الأفراد من نفس الجنس ، ولا سيما الذكور (قرون وأسنان الذكور المستخدمة في المعارك للإناث) ؛

- الإخوة والأخوات من نفس الجيل فيما يتعلق بطريقة الحياة القطيع (البقع التي تسهل التوجه عند الفرار) ؛

- الأفراد متعدد الأشكال في الحشرات الاستعمارية (تخصص الأفراد لأداء وظائف معينة).

يتم التعبير عن سلامة الأنواع أيضًا في وحدة التكاثر ، وتوحيد تركيبها الكيميائي ووحدة التأثير على البيئة.

أكل لحوم البشر  - هذا النوع من العلاقات غير المحددة ليس نادرًا في الحضنة للطيور الجارحة والحيوانات. وعادة ما يتم تدمير الأضعف من قبل الآباء والأمهات في بعض الأحيان.

قطع النفس   السكان النبات. تؤثر المنافسة غير المحددة على نمو وتوزيع الكتلة الأحيائية بين سكان النباتات. مع نموها ، يزداد حجم الأفراد ، وتزداد احتياجاتهم ، ونتيجة لذلك تزداد المنافسة بينهم ، مما يؤدي إلى الموت. يعتمد عدد الأفراد الناجين ومعدل نموهم على الكثافة السكانية. يسمى الانخفاض التدريجي في كثافة الأفراد المتناميين بالشفاء الذاتي.

ويلاحظ وجود ظاهرة مماثلة في المدرجات الغابات.

العلاقات بين الأنواع. تتضمن أشكال وأنواع العلاقات بين الأنواع الأكثر أهمية وشائعة ما يلي:

منافسة. يحدد هذا النوع من العلاقة غوز القاعدة. وفقًا لهذه القاعدة ، لا يمكن لنوعين أن يشغلوا في الوقت نفسه نفس المكانة البيئية ، وبالتالي ، فإنهم يضطرون بعضهم البعض بالضرورة. على سبيل المثال ، تنوب شجرة التنوب.

تضاد بيوكيميائي  هو التأثير الكيميائي لبعض النباتات على الآخرين من خلال إطلاق المواد المتطايرة. ناقلات الحركة الأليلوباثية هي مواد فعالة - كوليا. بسبب تأثيرات هذه المواد ، يمكن تسمم التربة ، ويمكن أن تتغير طبيعة العديد من العمليات الفسيولوجية ، ولكن من خلال الإشارات الكيميائية ، تتعرف النباتات على بعضها البعض.

تبادل المنافع والمصالح  - درجة الارتباط القصوى بين الأنواع التي يستفيد كل منها من اتصاله بالآخر. على سبيل المثال ، النباتات والبكتيريا التي تحدد النيتروجين ؛ قبعة الفطر وجذور شجرة.

تطاعم - شكل من أشكال التعايش الذي يستخدم فيه أحد الشركاء (komensal) الآخر (المالك) لتنظيم اتصالاته مع البيئة الخارجية ، ولكنه لا يدخل في علاقات وثيقة معها. تم تطوير Commensalism على نطاق واسع في النظم الإيكولوجية للشعاب المرجانية - وهي توفر الحماية (مخالب شقائق النعمان البحرية تحمي الأسماك) ، وتعيش في جسم الكائنات الحية الأخرى أو على سطحها (نباتات نباتية).

ضراوة  - هذه طريقة للحصول على الطعام عن طريق الحيوانات (في كثير من الأحيان عن طريق النباتات) ، حيث يصطادون الحيوانات الأخرى ويقتلونها ويأكلونها. تم العثور على الافتراس في جميع أنواع الحيوانات تقريبًا. أثناء التطور ، طور المفترسون الجهاز العصبي والأعضاء الحسية ، مما سمح باكتشاف الفرائس والتعرف عليها ، بالإضافة إلى وسائل إتقان الفريسة وقتلها وتناولها وهضمها (مخالب التراجع الحاد في الغدد القططية السامة للعديد من العناكب ، وخلايا الأكتينيوم اللدغة ، وخلايا الأكتينيوم اللدغة ، وخلق الإنزيمات التي تحطيم البروتينات) و اكثر). تطور الحيوانات المفترسة والضحايا يحدث بالتزامن. في سياق الحيوانات المفترسة لها تحسين أساليب الهجوم ، وفرائس - طرق الدفاع.

تحت العوامل البيئية  فهم تأثيرات وخصائص مكونات النظام البيئي وخصائص البيئة الخارجية التي لها تأثير مباشر على طبيعة وكثافة العمليات التي تحدث في النظام البيئي.

يبدو أن عدد العوامل البيئية المختلفة غير محدود ، وبالتالي ، فإن تصنيفها مسألة معقدة. للتصنيف ، يتم استخدام العديد من الميزات التي تأخذ في الاعتبار كل من تنوع هذه العوامل وخصائصها.

فيما يتعلق بالنظام البيئي ، تنقسم العوامل البيئية إلى الخارجية (الخارجية ، أو entopic) والداخلية (الداخلية).  على الرغم من التقارب المعياري لهذا التقسيم ، يُعتقد أن العوامل الخارجية ، التي تعمل على النظام البيئي ، هي نفسها أو لا تتأثر بها تقريبًا. وتشمل هذه الإشعاع الشمسي ، وهطول الأمطار في الغلاف الجوي ، والضغط الجوي ، وسرعة الرياح والسرعة الحالية ، وما إلى ذلك. العوامل الداخلية ترتبط بخصائص النظام البيئي نفسه وتشكله ، أي جزء منه. هذا هو عدد السكان والكتلة الحيوية ، وكمية المواد الكيميائية المختلفة ، وخصائص كتلة الماء أو التربة ، إلخ.

يعتمد هذا الفصل في الممارسة على صياغة مهمة البحث. لذلك ، على سبيل المثال ، إذا قاموا بتحليل الاعتماد على تطور أي التكاثر الحيوي على درجة حرارة التربة ، فسيتم اعتبار هذا العامل (درجة الحرارة) خارجيًا. إذا قمنا بتحليل ديناميكيات الملوثات في التكاثر الحيوي ، فستكون درجة حرارة التربة عاملاً داخليًا فيما يتعلق بالتخليق الحيوي ، ولكن خارج العمليات التي تحدد سلوك الملوث فيها.

يمكن أن تكون العوامل البيئية حسب الأصل طبيعية ومن صنع الإنسان. الطبيعية تنقسم إلى فئتين: عوامل الطبيعة غير الحية - غير الأحيائية   وعوامل الحياة البرية - الأحيائية.   في معظم الأحيان ، يتم تمييز ثلاث مجموعات مكافئة. ويرد هذا التصنيف للعوامل البيئية في الشكل 2.5.

الشكل 2.5. تصنيف العوامل البيئية.

K غير الأحيائية تشمل العوامل مجموع عوامل البيئة غير العضوية التي تؤثر على حياة الكائنات الحية وتوزيعها. تفرز جسدي  (المصدر الذي هو حالة أو ظاهرة جسدية) ، مادة كيميائية  (تأتي من التركيب الكيميائي للوسط (الملوحة ، محتوى الأكسجين)) ، عوامل التربة  (التربة - مجموعة من الخصائص الميكانيكية وغيرها من التربة التي تؤثر على الكائنات الحية في التربة ونظام الجذر للنباتات (تأثير الرطوبة ، بنية التربة ، محتوى الدبال)) ، الهيدرولوجية.

تحت الأحيائيةالعوامل فهم مجمل تأثير نشاط بعض الكائنات الحية على الآخرين (التفاعلات بين الأنواع والخاصة). تتشكل التفاعلات غير المحددة نتيجة للمنافسة في سياق زيادة عدد وكثافة السكان لمواقع التربية والموارد الغذائية. أنواع محددة هي أكثر تنوعا بكثير. إنها أساس وجود مجتمعات حيوية. يمكن أن تؤثر العوامل الحيوية على البيئة اللاأحيائية ، مما يخلق مناخًا مناخيًا أو بيئة دقيقة تعيش فيها الكائنات الحية.

معزولة بشكل منفصل الصنعيةالعوامل الناشئة عن الأنشطة البشرية. وتشمل هذه ، على سبيل المثال ، التلوث البيئي وتآكل التربة وإزالة الغابات وما إلى ذلك. لمزيد من التفاصيل ، ستتم مناقشة بعض أنواع التأثيرات البشرية على البيئة في القسم 2.3.

هناك تصنيفات أخرى للعوامل البيئية. على سبيل المثال ، يمكن أن تمارس على الجسم مباشرة  و غير مباشر  التنمية. تتجلى الآثار غير المباشرة من خلال العوامل البيئية الأخرى.

تتكرر العوامل التي تتغير بمرور الوقت - دوري (العوامل المناخية والانحرافات والتدفقات) ؛ والناشئة بشكل غير متوقع - ادوري .

العوامل البيئية تؤثر على الجسم في الطبيعة بطريقة معقدة. تسمى مجموعة من العوامل التي يتم فيها تنفيذ جميع عمليات الحياة الأساسية للكائنات ، بما في ذلك التطور الطبيعي والتكاثر " ظروف المعيشة ". جميع الكائنات الحية قادرة على تكيف (الجهاز) للظروف البيئية. يتطور تحت تأثير ثلاثة عوامل رئيسية: وراثة , تقلب   و طبيعي   (والاصطناعية) الاختيار. هناك ثلاث طرق رئيسية للتكيف:

- نشط - زيادة المقاومة ، وتطوير العمليات التنظيمية التي تتيح للجسم أداء وظائف حيوية في بيئة متغيرة. مثال على ذلك هو الحفاظ على درجة حرارة الجسم ثابتة.

- سلبي - تقديم الوظائف الحيوية للجسم لتغير الظروف البيئية. مثال على ذلك هو انتقال العديد من الكائنات في الحالة ابتناء.

- تجنب الآثار الضارة - تطوير الجسم لدورات الحياة والسلوكيات التي تسمح بتجنب الآثار الضارة. مثال على ذلك هجرات الحيوانات الموسمية.

عادة ، تستخدم الكائنات الحية مجموعة من المسارات الثلاثة. يمكن أن يعتمد التكيف على ثلاث آليات رئيسية ، على أساسها يتم تمييز الأنواع التالية:

- التكيف المورفولوجي يرافقه تغيير في بنية الكائنات الحية (على سبيل المثال ، تعديل الأوراق في النباتات الصحراوية). إنها التعديلات المورفولوجية التي تؤدي في النباتات والحيوانات لتشكيل أشكال معينة من الحياة.

- التكيفات الفسيولوجية - التغيرات في فسيولوجيا الكائنات الحية (على سبيل المثال ، قدرة الجمل على تزويد الجسم بالرطوبة عن طريق أكسدة مخازن الدهون).

- التعديلات الأخلاقية (السلوكية) سمة من الحيوانات . على سبيل المثال ، الهجرات الموسمية للثدييات والطيور ، السبات.

العوامل البيئية هي كميا (انظر الشكل 2.6). فيما يتعلق بكل عامل ، يمكننا التمييز المنطقة الأمثل   (الحياة الطبيعية) منطقة pessimum (الظلم) وحدود تحمل الجسم (العلوي والسفلي). الأمثل هو مقدار من العوامل البيئية التي تكون فيها كثافة النشاط الحيوي للكائنات القصوى. في المنطقة الأقل شأنا ، يمنع النشاط الحيوي للكائنات. وراء القدرة على التحمل ، وجود كائن حي أمر مستحيل.

الشكل 2.6. اعتماد عمل العامل البيئي على كميته.

تسمى قدرة الكائنات الحية على تحمل التقلبات الكمية في عمل العامل البيئي بدرجة أو بأخرى التسامح البيئي (التكافؤ ، ليونة ، الاستقرار).   تسمى قيم العامل البيئي بين حدود التحمل العليا والسفلى منطقة (مجموعة) من التسامح. للإشارة إلى حدود التسامح مع الظروف البيئية ، فإن المصطلحات " eurybiontic"- كائن حي مع مجموعة واسعة من التسامح - و" stenobiontic"- مع ضيق واحد (انظر الشكل 2.7). لوحات المفاتيح واسع؛ عريض  و التضيق  يتم استخدامها لتشكيل كلمات تميز تأثير العوامل البيئية المختلفة ، على سبيل المثال ، درجة الحرارة (stenothermal - eurythermic) ، الملوحة (stenohaline - euryhaline) ، الغذاء (stenophage - eurythphalic) ، إلخ.

الشكل 2.7. التكافؤ البيئي (اللدونة) للأنواع (وفقًا لـ Yu. Odum ، 1975)

لا تتزامن مناطق التسامح في الأفراد ؛ في الأنواع ، من الواضح أنها أوسع من أي فرد. وتسمى مجموعة من هذه الخصائص لجميع العوامل البيئية التي تؤثر على الجسم الطيف البيئي للأنواع

يُطلق على العامل البيئي الذي تتجاوز قيمته الكمية القدرة على التحمل الحد   (الحد). مثل هذا العامل سوف يحد من التوزيع والنشاط الحيوي للأنواع حتى عندما تكون القيم الكمية لجميع العوامل الأخرى مواتية.

لأول مرة تم تقديم مفهوم "العامل المقيد" في الأربعينيات من القرن الماضي من قبل يو. ليبيخ ، الذي أسس " قانون الحد الأدنى " : إن القدرات الحيوية للنظام الإيكولوجي مقيدة بقدرات العوامل البيئية البيئية ، التي تكون كميتها وجودتها قريبة من الحد الأدنى الذي يتطلبه النظام الإيكولوجي ؛ ويؤدي تخفيضها إلى وفاة الكائن الحي أو تدمير النظام الإيكولوجي.

قدم V. Shelford أفكارًا حول الحد من التأثير الأقصى إلى جانب الحد الأدنى في عام 1913 ، وصياغة هذا المبدأ كـ « قانون التسامح " : يمكن أن يكون العامل المحدد في ازدهار الكائن (الأنواع) هو الحد الأقصى للأثر البيئي على الأقل ، وهو النطاق الذي يحدد مقدار التحمل (التسامح) للجسم فيما يتعلق بهذا العامل.

الآن تم توسيع قانون التسامح ، الذي صاغه W. Shelford ، من خلال عدد من الأحكام الإضافية:

1. يمكن أن يكون للكائنات مدى واسع من التسامح فيما يتعلق بعامل واحد والعامل الضيق فيما يتعلق بالباقي ؛

2. الكائنات الأكثر انتشارا على نطاق واسع مع مجموعة واسعة من التسامح.

3. نطاق التسامح لعامل بيئي واحد قد يعتمد على نطاقات تحمل العوامل البيئية الأخرى ؛

4. إذا كانت قيم أحد العوامل البيئية ليست مثالية للجسم ، فإن هذا يؤثر أيضًا على مدى التسامح للعوامل البيئية الأخرى التي تؤثر على الجسم ؛

5. حدود التحمل تعتمد بشكل كبير على حالة الجسم. وبالتالي ، فإن حدود تحمل الكائنات الحية خلال فترة التكاثر أو في مرحلة اليرقات تكون عادة أضيق من تلك الخاصة بالبالغين ؛

هناك عدة أنماط للعمل المشترك للعوامل البيئية. أهمها:

1. قانون النسبية للعوامل البيئية   - يعتمد اتجاه وكثافة عمل العامل البيئي على مقدار تناوله مع العوامل الأخرى. لا توجد عوامل بيئية مفيدة أو ضارة ؛ كل هذا يتوقف على الكمية: فقط القيم المثلى هي المواتية.

2. قانون الاستبدال النسبي وعدم قابلية المطلقة للعوامل البيئية - من المستحيل استبدال الغياب المطلق لأي من الظروف المعيشية الإلزامية بعوامل بيئية أخرى ، ولكن يمكن أن يعوض نقص أو فائض بعض العوامل البيئية بعوامل بيئية أخرى.

كل هذه الأنماط مهمة أيضًا في الممارسة. لذلك ، فإن الإفراط في إدخال الأسمدة النيتروجينية في التربة يؤدي إلى تراكم النترات في المنتجات الزراعية. الاستخدام الواسع النطاق للمواد الفعالة على السطح (السطحي) التي تحتوي على الفسفور يسبب تطورا سريعا للكتلة الحيوية للطحالب وانخفاض في نوعية المياه. العديد من الحيوانات والنباتات حساسة للغاية للتغيرات في معالم العوامل البيئية. يسمح لنا مفهوم العوامل المحددة بفهم العديد من الآثار السلبية للنشاط البشري المرتبطة بالتأثير غير الكفء أو الأمي على البيئة.

محاضرة №4

الموضوع: العوامل البيئية

PLAN:

1. مفهوم العوامل البيئية وتصنيفها.

2. العوامل اللاأحيائية.

2.1. الدور البيئي للعوامل الأحيائية الرئيسية.

2.2. العوامل الطبوغرافية.

2.3. العوامل الكونية.

3. العوامل الحيوية.

4. العوامل البشرية.

1. مفهوم العوامل البيئية وتصنيفها

العامل البيئي - أي عنصر من عناصر البيئة يمكن أن يؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على كائن حي ، على الأقل في واحدة من مراحل تطوره الفردي.

العوامل البيئية متنوعة ، حيث يكون كل عامل عبارة عن مزيج من الحالة البيئية المقابلة ومواردها (الاحتياطي في البيئة).

تنقسم العوامل البيئية البيئية عادة إلى مجموعتين: عوامل الطبيعة الخاملة (غير الحية) - اللاأحيائية أو اللاأحيائية ؛ عوامل الحياة البرية - حيوية أو حيوية.

إلى جانب التصنيف المذكور أعلاه للعوامل البيئية ، هناك العديد من العوامل الأخرى (الأقل شيوعًا) التي تستخدم ميزات مميزة مختلفة. لذلك ، هناك عوامل تعتمد على عدد الكائنات الحية ولا تعتمد عليها. على سبيل المثال ، لا يتأثر تأثير العوامل المناخية الكلية بعدد الحيوانات أو النباتات ، والأوبئة (الأمراض الجماعية) التي تسببها الكائنات الحية الدقيقة المسببة للأمراض تعتمد على عددها في منطقة معينة. ومن المعروف أن التصنيفات التي تصنف جميع العوامل البشرية على أنها حيوية.

2. العوامل اللاأحيائية

في الجزء غير الحيوي من الموائل (في الطبيعة غير الحية) ، يمكن تقسيم جميع العوامل ، أولاً وقبل كل شيء ، إلى فيزيائية وكيميائية. ومع ذلك ، لفهم جوهر الظواهر والعمليات قيد النظر ، من المريح عرض العوامل اللاأحيائية كمزيج من العوامل المناخية والطوبوغرافية والفضائية ، فضلاً عن خصائص تكوين الوسط (الماء أو الأرض أو التربة) ، إلخ.

العوامل المادية  - هؤلاء هم الذين يكون مصدرهم حالة أو ظاهرة جسدية (ميكانيكية ، موجة ، إلخ). على سبيل المثال ، درجة الحرارة ، إذا كانت عالية ، ستحترق ، إذا كانت منخفضة للغاية ، فستتجمد. هناك عوامل أخرى يمكن أن تؤثر على تأثير درجة الحرارة: في الماء - التدفق ، على الأرض - الرياح والرطوبة ، إلخ.

العوامل الكيميائية  هي تلك التي تأتي من التركيب الكيميائي للوسط. على سبيل المثال ، قد تكون ملوحة المياه ، إذا كانت عالية ، غائبة في الحياة المائية تمامًا (البحر الميت) ، لكن في الوقت نفسه ، لا يمكن لمعظم الكائنات البحرية العيش في المياه العذبة. تعتمد حياة الحيوانات على الأرض وفي الماء ، إلخ ، على كفاية محتوى الأكسجين.

العوامل الوذرية  (التربة) هي مزيج من الخواص الكيميائية والفيزيائية والميكانيكية للتربة والصخور التي تؤثر على كل من الكائنات الحية التي تعيش فيها ، أي الموائل ، ونظام الجذر للنباتات. آثار المكونات الكيميائية (العناصر الغذائية) ودرجة الحرارة والرطوبة وهيكل التربة على نمو النباتات وتطورها معروفة جيدًا.

2.1. الدور البيئي للعوامل الأحيائية الرئيسية

الإشعاع الشمسي.الإشعاع الشمسي هو المصدر الرئيسي للطاقة للنظام البيئي. يتم توزيع طاقة الشمس في الفضاء على شكل موجات كهرومغناطيسية. بالنسبة للكائنات ، فإن طول موجة الإشعاع المدرك ، وكثافة ومدة التعرض لهما أهمية.

حوالي 99٪ من إجمالي طاقة الإشعاع الشمسي عبارة عن أشعة بطول موجي قدره k \u003d nm ، بما في ذلك 48٪ يمثلها الجزء المرئي من الطيف (k \u003d nm) ، 45٪ بواسطة الأشعة تحت الحمراء القريبة (k \u003d nm) وحوالي 7٪ بواسطة الأشعة فوق البنفسجية (ل< 400 нм).

الأشعة مع X \u003d نانومتر هي ذات أهمية أساسية لعملية التمثيل الضوئي. يؤثر الإشعاع الشمسي طويل الموجة (الأشعة تحت الحمراء البعيدة) (ك\u003e 4000 نانومتر) بشكل طفيف على العمليات الحيوية للكائنات الحية. تعتبر الأشعة فوق البنفسجية التي تحتوي على k\u003e 320 نانومتر في جرعات صغيرة ضرورية للحيوانات والبشر ، حيث يتم تشكيل فيتامين (د) في الجسم تحت تأثيرهم.< 290 нм губи­тельно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.

عند المرور عبر الهواء الجوي ، ينعكس ضوء الشمس وينتشر ويمتص. الثلج النقي يعكس ما يقرب من 80-95 ٪ من ضوء الشمس ، الملوثة - 40-50 ٪ ، والتربة chernozem - ما يصل إلى 5 ٪ ، والتربة الجافة الخفيفة - 35-45 ٪ ، والغابات الصنوبرية - 10-15 ٪. ومع ذلك ، فإن إضاءة سطح الأرض تختلف اختلافًا كبيرًا حسب وقت السنة واليوم ، وخط العرض الجغرافي ، وتعرض المنحدر ، وحالة الغلاف الجوي ، إلخ.

بسبب دوران الأرض ، والضوء والوقت المظلم بالتناوب بشكل دوري. وترتبط الإزهار ، إنبات البذور في النباتات ، والهجرة ، والإسبات ، واستنساخ الحيوانات وأكثر من ذلك بكثير في الطبيعة مع مدة الفترة الضوئية (طول اليوم). تحدد الحاجة إلى الضوء للنباتات نموها السريع في الارتفاع ، الهيكل المتدرج للغابة. النباتات المائية تنتشر أساسا في الطبقات السطحية من المسطحات المائية.

الإشعاع الشمسي المباشر أو المبعثر غير مطلوب فقط لمجموعة صغيرة من الكائنات الحية - بعض أنواع الفطر ، أسماك أعماق البحار ، الكائنات الحية الدقيقة في التربة ، إلخ.

تتضمن أهم العمليات الفسيولوجية والكيميائية الحيوية في الكائن الحي ، بسبب وجود الضوء ، ما يلي:

1. التمثيل الضوئي (1-2 ٪ من حادث الطاقة الشمسية على الأرض يستخدم لعملية التمثيل الضوئي) ؛

2. النتح (حوالي 75 ٪ - للنتح ، والذي يوفر تبريد النباتات وحركة المحاليل المائية للمواد المعدنية على طولها) ؛

3. المعالجة الضوئية الضوئية (توفر تزامن العمليات الحياتية في الكائنات الحية مع الظروف البيئية المتغيرة دوريًا) ؛

4. حركة (phototropism في النباتات و phototaxis في الحيوانات والكائنات الحية الدقيقة) ؛

5. الرؤية (واحدة من وظائف التحليل الرئيسية للحيوانات) ؛

6. عمليات أخرى (تخليق فيتامين د في البشر في الضوء ، تصبغ ، إلخ).

أساس biocenoses من روسيا الوسطى ، وكذلك معظم النظم الإيكولوجية الأرضية ، هم المنتجون. يقتصر استخدام أشعة الشمس على عدد من العوامل الطبيعية ، وقبل كل شيء ، بسبب ظروف درجات الحرارة. في هذا الصدد ، تطورت ردود الفعل التكيفية الخاصة في شكل طبقات ، أوراق فسيفساء ، اختلافات فينولوجية ، وما إلى ذلك. طبقًا لظروف ظروف الإضاءة ، تنقسم النباتات إلى ضوء أو محب للضوء (عباد الشمس ، الموز ، الطماطم ، السنط ، البطيخ) ، الظل أو غير المحبب (الغابات) الأعشاب ، الطحالب) والتسامح الظل (حميض ، هيذر ، راوند ، التوت ، بلاك بيري).

تشكل النباتات ظروف وجود أنواع أخرى من الكائنات الحية. هذا هو السبب في رد فعلهم على ظروف الإضاءة مهم جدا. يؤدي التلوث البيئي إلى حدوث تغيير في الإضاءة: انخفاض في مستوى التشميس الشمسي ، وانخفاض في كمية الإشعاع النشط الضوئي (الجزء PAR من الإشعاع الشمسي بطول موجة من 380 إلى 710 نانومتر) ، وتغير في التركيب الطيفي للضوء. نتيجة لذلك ، يدمر التكسرات على أساس وصول الإشعاع الشمسي في معايير معينة.

درجة الحرارة.بالنسبة للنظم الإيكولوجية الطبيعية لمنطقتنا ، فإن عامل درجة الحرارة إلى جانب إمداد الضوء أمر بالغ الأهمية لجميع عمليات الحياة. يعتمد نشاط السكان على الوقت من السنة والوقت من اليوم ، لأن كل فترة من هذه الفترات لها ظروف الحرارة الخاصة بها.

ترتبط درجة الحرارة بشكل أساسي بالإشعاع الشمسي ، ولكن في بعض الحالات يتم تحديدها بواسطة طاقة المصادر الحرارية الأرضية.

عند درجة حرارة أقل من نقطة التجمد ، تتلف الخلية الحية ماديًا بسبب بلورات الجليد المتكونة وتموت ، وفي درجات حرارة عالية ، يتم تغيير طبيعة الإنزيمات. الغالبية العظمى من النباتات والحيوانات لا تستطيع تحمل درجات حرارة الجسم السلبية. نادراً ما يرتفع الحد الأقصى لدرجة الحرارة القصوى للحياة عن 40-45 درجة مئوية.

في النطاق بين الحدود القصوى ، يتضاعف معدل التفاعلات الأنزيمية (وبالتالي ، معدل الأيض) مع زيادة درجة الحرارة لكل 10 درجات مئوية.

جزء كبير من الكائنات قادر على التحكم في (الحفاظ) على درجة حرارة الجسم ، وفي المقام الأول أكثر الأعضاء حيوية. وتسمى هذه الكائنات الحية ثابت الحرارة- ذوات الدم الحار (من اليونانية. homoios - مماثلة ، الحرارية - الدفء) ، على عكس متغير الحرارة - بدم بارد (من اليونانية. poikilos - متنوعة ، للتغيير ، متنوعة) ، وجود درجة حرارة غير مستقرة ، وهذا يتوقف على درجة الحرارة المحيطة.

تقلل الكائنات الحية التي تسبب الحرارة في موسم البرد أو اليوم من مستوى عمليات الحياة حتى الرسوم المتحركة المعلقة. يتعلق هذا في المقام الأول بالنباتات والكائنات الحية الدقيقة والفطريات و poikilothermic (بدم بارد) الحيوانات. يتم الحفاظ على النشاط فقط عن طريق أنواع متجانسة (ذوات الدم الحار). الكائنات الحية المقاومة للحرارة ، في حالة غير نشطة ، تكون درجة حرارة الجسم فيها أعلى بكثير من درجة حرارة البيئة ؛ في حالة نشطة - عالية جدا (الدببة ، القنافذ ، الخفافيش ، gophers).

يتم ضمان التنظيم الحراري للحيوانات المتجانسة بواسطة نوع خاص من الأيض ، والذي يحدث مع إطلاق الحرارة في جسم الحيوان ، ووجود تكامل العزل الحراري ، وحجمه ، وعلم وظائف الأعضاء ، إلخ.

بالنسبة للنباتات ، قاموا بتطوير عدد من الخصائص في عملية التطور:

مقاومة البرد  - القدرة على تحمل درجات الحرارة الإيجابية المنخفضة لفترة طويلة (من درجة مئوية إلى +5 درجة مئوية) ؛

صلابة الشتاء  - قدرة الأنواع الدائمة على تحمل مجموعة من الظروف المناخية الشتوية ؛

مقاومة الصقيع  - القدرة على تحمل درجات الحرارة السلبية لفترة طويلة ؛

الرسوم المتحركة مع وقف التنفيذ  - القدرة على تحمل فترة من النقص المطول في العوامل البيئية في حالة انخفاض حاد في التمثيل الغذائي ؛

مقاومة الحرارة  - القدرة على تحمل درجات حرارة عالية (درجة حرارة +38 درجة مئوية + 40 درجة مئوية) دون اضطرابات أيضية كبيرة ؛

ephemerality  - الحد من التولد (حتى 2-6 أشهر) في الأنواع التي تنمو تحت ظروف فترة قصيرة من ظروف الحرارة المواتية.

في البيئة المائية ، نظرًا للقدرة الحرارية العالية للمياه ، تكون التغيرات في درجات الحرارة أقل حدة والظروف أكثر استقرارًا منها على الأرض. من المعروف أنه في المناطق التي تختلف فيها درجة الحرارة أثناء النهار ، وكذلك في المواسم المختلفة ، يكون تنوع الأنواع أقل منه في المناطق ذات درجات الحرارة اليومية والسنوية الأكثر ثباتًا.

تعتمد درجة الحرارة ، وكذلك شدة الضوء ، على خط العرض والموسم والوقت من اليوم والتعرض المنحدر. يتم تعزيز عمل درجات الحرارة القصوى (منخفضة وعالية) بواسطة رياح قوية.

يسمى التغير في درجة الحرارة أثناء ارتفاعه في الهواء أو الغوص في البيئة المائية بطبقة الحرارة. عادة ، في كلتا الحالتين ، هناك انخفاض مستمر في درجة الحرارة مع تدرج معين. ومع ذلك ، هناك خيارات أخرى. لذلك ، في الصيف ، تسخن المياه السطحية أكثر من المياه العميقة. فيما يتعلق بانخفاض كبير في كثافة الماء أثناء ارتفاع درجة حرارته ، فإن دورانه في الطبقة الساخنة المسخنة يبدأ دون خلط مع الماء الأكثر كثافة والأكثر برودة في الطبقات السفلى. نتيجة لذلك ، تتشكل المنطقة الوسيطة ذات التدرج الحاد في درجة الحرارة بين الطبقات الدافئة والباردة. كل هذا يؤثر على وضع الكائنات الحية في الماء ، وكذلك في نقل وتشتت الشوائب الواردة.

تحدث ظاهرة مماثلة في الغلاف الجوي ، عندما يتم إزاحة الطبقات المبردة من الهواء إلى أسفل وتحت الطبقات الدافئة ، أي هناك انعكاس في درجة الحرارة ، مما يساهم في تراكم الملوثات في طبقة الهواء السطحية.

تساهم الانقلابات في بعض ميزات الإغاثة ، على سبيل المثال الحفر والوديان. يحدث عندما تكون هناك مواد على ارتفاع معين ، على سبيل المثال الهباء ، يتم تسخينها مباشرة من خلال الإشعاع الشمسي المباشر ، والذي يسبب تسخينًا أكثر كثافة لطبقات الهواء العليا.

في بيئة التربة ، يعتمد الاستقرار اليومي والموسمي (التقلبات) في درجة الحرارة على العمق. يسمح التدرج الكبير في درجة الحرارة (وكذلك الرطوبة) لسكان التربة بتزويدهم ببيئة مواتية من خلال حركات بسيطة. وجود ووفرة الكائنات الحية يمكن أن تؤثر على درجة الحرارة. على سبيل المثال ، تحت مظلة الغابات أو تحت أوراق نبات فردي ، تحدث درجة حرارة مختلفة.

هطول الأمطار والرطوبة.  الماء لا غنى عنه للحياة على الأرض ، فهو فريد من الناحية البيئية. مع نفس الظروف الجغرافية على الأرض تقريبًا ، توجد صحراء حارة وغابة استوائية. الفرق هو فقط في هطول الأمطار السنوي: في الحالة الأولى ، 0.2-200 ملم ، وفي الثانية ، 900-2000 ملم.

الهطول ، المرتبط ارتباطًا وثيقًا برطوبة الهواء ، هو نتيجة تكثيف وتبلور بخار الماء في طبقات الغلاف الجوي العالية. في الطبقة السطحية من الهواء تتشكل الندى والضباب ، وعند درجات حرارة منخفضة لوحظ تبلور الرطوبة - يظهر الصقيع.

واحدة من الوظائف الفسيولوجية الرئيسية لأي كائن حي هو الحفاظ على كمية كافية من الماء في الجسم. في عملية التطور ، شكلت الكائنات الحية تكيفات مختلفة لاستخراج المياه والإنفاق الاقتصادي عليها ، وكذلك لتجربة فترة جافة. تحصل بعض الحيوانات الصحراوية على المياه من الطعام ، والبعض الآخر من خلال أكسدة الدهون المخزنة في الوقت المناسب (على سبيل المثال ، جمل قادر على الحصول على 107 غرام من الماء الأيضي من 100 غرام من الدهون عن طريق الأكسدة البيولوجية) ؛ في الوقت نفسه ، لديهم نفاذية الحد الأدنى من التكامل الخارجي للجسم ، ويتميز الجفاف عن طريق الوقوع في حالة من الراحة مع الحد الأدنى من معدل الأيض.

النباتات الأرضية تتلقى المياه بشكل رئيسي من التربة. تؤدي كمية صغيرة من الأمطار ، أو التصريف السريع ، أو التبخر المكثف ، أو مزيج من هذه العوامل إلى الجفاف ، والرطوبة الزائدة تؤدي إلى الإفراط في الإرهاق والتشبع بالمياه في التربة.

يعتمد توازن الرطوبة على الفرق بين كمية الأمطار وكمية الماء المتبخر من أسطح النباتات والتربة ، وكذلك عن طريق النتح]. في المقابل ، تعتمد عمليات التبخر بشكل مباشر على الرطوبة النسبية للهواء الجوي. عند رطوبة قريبة من 100٪ ، يتوقف التبخر عملياً ، وإذا انخفضت درجة الحرارة أكثر ، تبدأ العملية العكسية - التكثيف (يتكون الضباب ، الندى ، الصقيع).

بالإضافة إلى ما سبق ، فإن رطوبة الهواء كعامل بيئي ، بقيمها القصوى (الرطوبة العالية والمنخفضة) ، تعزز تأثير (تفاقم) تأثير درجة الحرارة على الجسم.

نادرا ما يصل تشبع الهواء بخار الماء إلى أقصى قيمة له. نقص الرطوبة - هو الفرق بين أقصى تشبع ممكن فعليًا وفي درجة حرارة معينة. هذه هي واحدة من أهم المعايير البيئية ، لأنها تميز قيمتين في وقت واحد: درجة الحرارة والرطوبة. وكلما زاد العجز في الرطوبة ، كلما كان الجو أكثر دفئًا وأكثر دفئًا ، والعكس صحيح.

يعد نظام هطول الأمطار هو العامل الأكثر أهمية في تحديد هجرة الملوثات في البيئة الطبيعية ونضحها من الجو.

فيما يتعلق بنظام المياه ، يتم تمييز المجموعات البيئية التالية من الكائنات الحية:

الحياة المائية  سكان النظم الإيكولوجية التي تدوم دورة حياتها بأكملها في الماء ؛

hygrophytes  - نباتات الموائل الرطبة (المستنقعات المستنقعية ، يوتار الأوروبي ، القطط العريض) ؛

gigrofily  - الحيوانات التي تعيش في أجزاء رطبة للغاية من النظم الإيكولوجية (الرخويات والبرمائيات والبعوض وقمل الخشب) ؛

mesophytes  - نباتات الموائل المبللة بشكل معتدل ؛

جفافيات- نباتات الموائل الجافة (عشب الريش ، الشيح ، استراغالوس) ؛

xerophyllous  - سكان المناطق القاحلة الذين لا يستطيعون تحمل زيادة الرطوبة (بعض أنواع الزواحف والحشرات والقوارض والثدييات الصحراوية) ؛

العصارة  - نباتات الموائل الأكثر قاحلة التي يمكن أن تتراكم احتياطيات رطوبة كبيرة داخل الجذع أو الأوراق (الصبار ، الصبار ، الصبار) ؛

sclerophyll  - نباتات المناطق القاحلة للغاية التي يمكن أن تصمد أمام الجفاف الشديد (العمود الفقري للهجن ، الساكسول ، الساكساج) ؛

العابرين و ephemeroids  - الأنواع العشبية السنوية والدائمة التي لها دورة مختصرة تتزامن مع فترة من الرطوبة الكافية.

يمكن أن يتميز استهلاك الرطوبة للنباتات بالمؤشرات التالية:

الجفاف التسامح  - القدرة على تحمل انخفاض الجفاف في الغلاف الجوي و (أو) التربة ؛

مقاومة الرطوبة  - القدرة على تحمل التغدق ؛

معامل النتح  - كمية المياه التي تنفق على تكوين وحدة من الكتلة الجافة (للملفوف الأبيض 500-550 ، لليقطين -800) ؛

معامل استهلاك المياه الكلي  - كمية المياه التي يستهلكها النبات والتربة لإنشاء وحدة من الكتلة الحيوية (للأعشاب المروج - 350-400 متر مكعب من المياه لكل طن من الكتلة الحيوية).

انتهاك نظام المياه ، وتلوث المياه السطحية أمر خطير ، وفي بعض الحالات يكون قاتلاً بسبب التكسرات. يمكن أن يؤدي تغيير دورة المياه في المحيط الحيوي إلى عواقب غير متوقعة لجميع الكائنات الحية.

تنقل البيئة.  أسباب حركة الكتل الهوائية (الرياح) هي في المقام الأول تسخين غير متكافئ لسطح الأرض ، مما تسبب في انخفاض الضغط ، وكذلك دوران الأرض. يتم توجيه الرياح نحو مزيد من الهواء الدافئ.

الرياح هي أهم عامل في انتشار الرطوبة والبذور والجراثيم والشوائب الكيميائية وما إلى ذلك على مسافات طويلة ، فهي تسهم في تقليل تركيز الغبار والمواد الغازية القريبة من مكان دخولها إلى الغلاف الجوي وزيادة تركيز الخلفية في الهواء بسبب انبعاثات البعيدة. المصادر ، بما في ذلك النقل عبر الحدود.

الرياح تسرع النتح (التبخر بالرطوبة بواسطة الأجزاء الأرضية من النباتات) ، مما يزيد من سوء ظروف الوجود في الرطوبة المنخفضة. بالإضافة إلى ذلك ، فإنه يؤثر بشكل غير مباشر على جميع الكائنات الحية في الأرض ، والمشاركة في عمليات التجوية والتآكل.

يساهم التنقل في الفضاء وخلط الكتل المائية في الحفاظ على التجانس النسبي (التجانس) للخصائص الفيزيائية والكيميائية للأجسام المائية. يتراوح متوسط \u200b\u200bسرعة التيارات السطحية بين 0.1-0.2 م / ث ، ويصل إلى الأماكن 1 م / ث ، على خليج ستريم - 3 م / ث.

الضغط.  يعتبر الضغط الجوي العادي ضغطًا مطلقًا على مستوى سطح المحيطات البالغة 101.3 كيلو باسكال ، أي ما يعادل 760 ملم RT. الفن. أو 1 أجهزة الصراف الآلي. داخل العالم ، توجد مناطق ثابتة من الضغط الجوي المرتفع والمنخفض ، ويلاحظ التقلبات الموسمية والنهارية في نفس النقاط. كلما زاد الارتفاع بالنسبة لمستوى المحيط ، انخفض الضغط ، وانخفض الضغط الجزئي للأكسجين ، وزاد النتح في النباتات.

تتشكل مناطق الضغط المنخفض بشكل دوري في الغلاف الجوي من خلال التيارات الهوائية القوية التي تتحرك في دوامة باتجاه المركز ، والتي تسمى الأعاصير. إنها تتميز بارتفاع معدل هطول الأمطار والطقس غير المستقر. وتسمى الظواهر الطبيعية المناهضة للأعاصير. وهي تتميز بالطقس المستقر والرياح الخفيفة ، وفي بعض الحالات ، انعكاس درجة الحرارة. مع مضادات الأعاصير ، تنشأ أحيانًا ظروف جوية معاكسة ، مما يساهم في تراكم الملوثات في الطبقة السطحية للغلاف الجوي.

يميز البحر والضغط الجوي القاري.

يزداد الضغط في البيئة المائية مع الغمر. نظرًا للارتفاع الكبير (800 مرة) عن كثافة هواء الماء لكل عمق 10 أمتار في خزان المياه العذبة ، يزداد الضغط بمقدار 0.1 ميجا باسكال (1 atm). يتجاوز الضغط المطلق في الجزء السفلي من خندق ماريانا 110 ميجا باسكال (1100 أجهزة الصراف الآلي).

المؤينةالإشعاع.  يسمى التأين الإشعاع ، مكونًا أزواج من الأيونات عند المرور عبر مادة ما ؛ الخلفية - الإشعاعات الناتجة عن المصادر الطبيعية. له مصدران رئيسيان: الإشعاع الكوني والنظائر المشعة ، والعناصر الموجودة في معادن قشرة الأرض ، والتي نشأت مرة واحدة في عملية تكوين مادة الأرض. بسبب عمر النصف الطويل ، تم الحفاظ على نواة العديد من العناصر المشعة البكر في أحشاء الأرض حتى الوقت الحاضر. أهمها البوتاسيوم -40 ، الثوريوم -222 ، اليورانيوم -235 واليورانيوم -238. تحت تأثير الإشعاع الكوني في الغلاف الجوي ، تتشكل باستمرار نوى جديدة من الذرات المشعة ، وأهمها الكربون 14 والتريتيوم.

خلفية الإشعاع للمناظر الطبيعية هي واحدة من المكونات التي لا غنى عنها لمناخها. تشارك جميع المصادر المعروفة للإشعاع المؤين في تكوين الخلفية ، ومع ذلك ، فإن مساهمة كل منها في إجمالي جرعة الإشعاع تعتمد على نقطة جغرافية محددة. الإنسان ، بصفته أحد سكان البيئة الطبيعية ، يتلقى الجزء الأكبر من الإشعاع من المصادر الطبيعية للإشعاع ، وهذا مستحيل تجنبه. كل الحياة على الأرض تتعرض للإشعاع من الكون. تتميز المناظر الطبيعية الجبلية بسبب الارتفاع الكبير فوق مستوى سطح البحر بزيادة مساهمة الإشعاع الكوني. تحتفظ الأنهار الجليدية ، التي تعمل كشاشة امتصاص ، بإشعاعاتها الجماعية من الأساس الأساسي. تم العثور على الاختلافات في محتوى الهباء الجوي المشع على البحر والبر. مجموع النشاط الإشعاعي للهواء البحري أقل بمئات وآلاف المرات من القارات.

هناك مناطق على سطح الأرض يكون فيها معدل جرعة التعرض أعلى عشر مرات من متوسط \u200b\u200bالقيم ، على سبيل المثال ، مناطق رواسب اليورانيوم والثوريوم. وتسمى هذه الأماكن محافظات اليورانيوم والثوريوم. ويلاحظ وجود مستوى ثابت وأعلى نسبيا من الإشعاع في أماكن الخروج من صخور الجرانيت.

تؤثر العمليات البيولوجية المصاحبة لتكوين التربة بشكل كبير على تراكم المواد المشعة في الأخيرة. مع وجود محتوى منخفض من المواد الدبالية ، يكون نشاطها ضعيفًا ، في حين تتميز الإيروموزيمات دائمًا بنشاط أعلى معين. أنها مرتفعة بشكل خاص في تربة chernozem والمروج القريبة من صخور الجرانيت. وفقًا لدرجة الزيادة في النشاط المحدد للتربة ، يمكن ترتيبها تقريبًا بالترتيب التالي: الخث ؛ الأرض السوداء ؛ التربة في منطقة السهوب والغابات السهوب. التربة النامية على الجرانيت.

تأثير التقلبات الدورية في شدة الإشعاع الكوني على سطح الأرض على الجرعة الإشعاعية للكائنات الحية غير عملي من الناحية العملية.

في أجزاء كثيرة من العالم ، يصل معدل جرعة التعرض الناتج عن انبعاث اليورانيوم والثوريوم إلى مستوى الإشعاع الموجود على الأرض في وقت مرئي جيولوجيًا ، حدث خلاله التطور الطبيعي للكائنات الحية. بشكل عام ، للإشعاع المؤين تأثير ضار أكثر على الكائنات الحية شديدة التعقيد ، والشخص حساس بشكل خاص. يتم توزيع بعض المواد بالتساوي في الجسم ، مثل الكربون 14 أو التريتيوم ، بينما تتراكم مواد أخرى في بعض الأعضاء. لذلك ، يتراكم الراديوم -222 ، -226 ، والرصاص 210 ، والبولونيوم 210 في أنسجة العظام. إن غاز الرادون -20 الخامل الغاز له تأثير قوي على الرئتين ، وأحيانًا لا ينبعث من الرواسب في الغلاف الصخري فحسب ، بل أيضًا من المعادن التي يستخرجها البشر ويستخدمون كمواد بناء. يمكن أن تتراكم المواد المشعة في الماء أو التربة أو الترسيب أو في الهواء إذا تجاوز معدل وصولها معدل الانحلال الإشعاعي. في الكائنات الحية ، يحدث تراكم المواد المشعة عندما تدخل الطعام.

2.2. الطبوغرافية العوامل

يعتمد تأثير العوامل اللاأحيائية إلى حد كبير على الخصائص الطبوغرافية للمنطقة ، والتي يمكن أن تغير بشكل كبير كل من المناخ وخصائص تنمية التربة. العامل الطبوغرافي الرئيسي هو الارتفاع. ينخفض \u200b\u200bمتوسط \u200b\u200bدرجات الحرارة مع الارتفاع ، ويزداد الفرق في درجات الحرارة اليومية ، ويزيد مقدار الهطول وسرعة الرياح وكثافة الإشعاع ، وينخفض \u200b\u200bالضغط. نتيجةً لذلك ، لوحظ في المناطق الجبلية ارتفاع الجبال لتوزيع الغطاء النباتي المطابق لتسلسل تغيير المناطق الطولية من خط الاستواء إلى القطبين.

يمكن أن تكون سلاسل الجبال بمثابة حواجز مناخية. يرتفع الهواء فوق الجبال ، ويبرد الهواء ، مما يؤدي في كثير من الأحيان إلى هطول الأمطار وبالتالي يقلل من محتواه المطلق للرطوبة. ثم يسقط الهواء إلى الجانب الآخر من التلال ، يساعد الهواء المنضب في تقليل شدة الأمطار (تساقط الثلوج) ، مما يخلق "ظل المطر".

يمكن للجبال أن تلعب دور العامل العازل في عمليات التكاثر ، حيث إنها تشكل عائقًا أمام هجرة الكائنات.

عامل طبوغرافي مهم هو تعرض  (إضاءة) المنحدر. في نصف الكرة الشمالي يكون أكثر دفئًا على المنحدرات الجنوبية ، وفي نصف الكرة الجنوبي - على المنحدرات الشمالية.

عامل مهم آخر هو انحدار حادتؤثر على الصرف. تستنزف المياه من المنحدرات ، وتغسل التربة وتقلل من طبقاتها. بالإضافة إلى ذلك ، تحت تأثير الجاذبية ، تنزلق التربة ببطء ، مما يؤدي إلى تراكمها عند قاعدة المنحدرات. ومع ذلك ، فإن وجود الغطاء النباتي يمنع هذه العمليات ، على المنحدرات التي تزيد عن 35 درجة ، وعادة ما تكون التربة والغطاء النباتي غائبة ويتم إنشاء رقع من المواد السائبة.

2.3. الفضاء العوامل

كوكبنا ليس معزولًا عن العمليات التي تجري في الفضاء الخارجي. تتصادم الأرض بشكل دوري مع الكويكبات ، وتقترب من المذنبات والغبار الكوني والمواد النيزكية التي تسقط عليها ، وأنواع الإشعاع الصادرة عن الشمس والنجوم متنوعة. دوري (إحدى الدورات لديه فترة 11.4 جم) ، يتغير النشاط الشمسي.

لقد جمع العلم العديد من الحقائق التي تؤكد تأثير الكون على حياة الأرض.

3. الحيوية العوامل

جميع الكائنات الحية التي تحيط الجسم في بيئتها تشكل بيئة حيوية أو الكائنات الحية. العوامل الحيوية  - هذه مجموعة من التأثيرات على النشاط الحيوي لبعض الكائنات الحية على الآخرين.

العلاقة بين الحيوانات والنباتات والكائنات الحية الدقيقة متنوعة للغاية. بادئ ذي بدء ، يميزون مثلي النمط  ردود الفعل ، أي تفاعل الأفراد من نفس النوع ، و غيري النمط  - علاقات ممثلي مختلف الأنواع.

ممثلو كل نوع قادرون على الوجود في مثل هذه البيئة الحيوية ، حيث توفر لهم الروابط مع الكائنات الحية ظروف معيشية طبيعية. يتمثل الشكل الرئيسي لمظاهر هذه العلاقات في العلاقات الغذائية للكائنات الحية من مختلف الفئات ، والتي تشكل أساس سلاسل الأغذية (الغذائية) والشبكات والبنية الغذائية للكائنات الحية.

بالإضافة إلى الروابط الغذائية ، تنشأ العلاقات المكانية أيضًا بين الكائنات الحية النباتية والحيوانية. نتيجة لعمل العديد من العوامل ، لا يتم دمج الأنواع المتنوعة في توليفة تعسفية ، ولكن فقط إذا تم تكييفها للعيش معًا.

العوامل الحيوية تظهر في العلاقات الحيوية.

الأشكال التالية من العلاقات الحيوية تتميز.

تكافل  (التعايش). هذا شكل من أشكال العلاقة يستفيد فيه كل من الشركاء أو أحدهما من الآخر.

تعاون. التعاون هو تعايش طويل لا ينفصل متبادل بين نوعين أو أكثر من الكائنات الحية. على سبيل المثال ، سرطان الناسك وعلاقات شقائق البحر.

تطاعم. Commensalism هي التفاعل بين الكائنات الحية عندما يوفر النشاط الحيوي لأحد الأشخاص الغذاء (الطفيليات) أو المأوى (السكن) لآخر. ومن الأمثلة النموذجية على ذلك أن الضباع تلتقط بقايا الفريسة التي يتم تناولها بنصف نصف من الأسود ، كما تختبئ الأسماك تحت مظلات قنديل البحر الكبير ، وكذلك بعض الفطر الذي ينمو على جذور الأشجار.

تبادل المنافع والمصالح. التبادلية هي تعايش متبادل المنفعة عندما يصبح وجود شريك شرطا مسبقا لوجود كل منهم. مثال على ذلك هو تعايش بكتيريا العقيدات والبقوليات ، والتي يمكن أن تعيش معًا على التربة الفقيرة في النيتروجين وتثري التربة.

تضاد. يسمى شكل من أشكال العلاقة التي يتأثر فيها كل من الشركاء أو أحدهم سلبًا بمضاد الحيوي.

منافسة. هذا هو التأثير السلبي للكائنات الحية على بعضها البعض في النضال من أجل الغذاء والموائل والظروف الأخرى الضرورية للحياة. إنها تتجلى بشكل أكثر وضوحًا على مستوى السكان.

الافتراس.  الافتراس هو العلاقة بين المفترس والفريسة ، والتي تتكون في أكل كائن حي من جانب آخر. الحيوانات المفترسة هي حيوانات أو نباتات تصطاد وتؤكل الحيوانات كهدف للتغذية. على سبيل المثال ، تأكل الأسود حبيبات العاشبة والطيور والحشرات والأسماك الكبيرة والصغيرة. يعتبر الافتراس في نفس الوقت مفيدًا لأحدهما ومضرًا لكائن آخر.

في الوقت نفسه ، كل هذه الكائنات ضرورية لبعضها البعض. في عملية التفاعل "المفترس - الفريسة" ، يحدث الانتقاء الطبيعي والتقلب التكيفي ، أي العمليات التطورية الأكثر أهمية. في ظل الظروف الطبيعية ، لا توجد أنواع تسعى (ولا يمكنها) أن تؤدي إلى تدمير نوع آخر. علاوة على ذلك ، فإن اختفاء "عدو" طبيعي (حيوان مفترس) من الموائل قد يسهم في انقراض فريسته.

الحياد. يُطلق على الترابط بين الأنواع المختلفة التي تعيش في نفس المنطقة الحيادية. على سبيل المثال ، لا تتنافس السناجب والموز مع بعضها البعض ، لكن الجفاف في الغابة يؤثر على كليهما ، وإن كان إلى حد مختلف.

في الآونة الأخيرة ، تم إيلاء المزيد والمزيد من الاهتمام ل العوامل البشرية  - مجموعة من التأثيرات البشرية على البيئة ، بسبب تقنيتها الحضرية.

4. العوامل البشرية

تعكس المرحلة الحالية للحضارة الإنسانية هذا المستوى من المعرفة والقدرات للبشرية بحيث يأخذ تأثيرها على البيئة ، بما في ذلك النظم البيولوجية ، في طابع قوة الكواكب العالمية ، التي نتفرد بها في فئة خاصة من العوامل - البشرية المنشأ ، أي الناتجة عن النشاط البشري. وتشمل هذه:

التغير المناخي للأرض نتيجة للعمليات الجيولوجية الطبيعية المعززة بتأثير الاحتباس الحراري الناجم عن التغيرات في الخواص البصرية للغلاف الجوي نتيجة انبعاثات ثاني أكسيد الكربون وثاني أكسيد الكربون والغازات الأخرى الموجودة فيه ؛

الحطام بالقرب من الفضاء الخارجي للأرض (OKP) ، والذي لم يتم بعد فهم عواقبه تمامًا ، باستثناء الخطر الحقيقي على المركبات الفضائية ، بما في ذلك سواتل الاتصالات ومواقع سطح الأرض وغيرها ، والتي تستخدم على نطاق واسع في أنظمة التفاعل الحديثة بين الناس والدول والحكومات ؛

تقليل قوة شاشة الأوزون في الستراتوسفير مع تشكيل ما يسمى "ثقوب الأوزون" ، والتي تقلل من قدرات الحماية الجوية من وصول الأشعة فوق البنفسجية القصيرة الموجة ، والتي تشكل خطراً على الكائنات الحية ، إلى سطح الأرض ؛

التلوث الكيميائي للغلاف الجوي بالمواد التي تسهم في تكوين الترسبات الحمضية ، والضباب الدخاني الكيميائي الضوئي وغيرها من المركبات الخطرة على أجسام المحيط الحيوي ، بما في ذلك البشر والأشياء الاصطناعية التي تنتجها ؛

تلوث المحيط والتغيرات في خصائص مياه المحيط بسبب المنتجات النفطية ، وتشبعها مع ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي ، والذي بدوره ملوث بالمركبات والطاقة الحرارية ، وإلقاء المواد الكيميائية والإشعاعية شديدة السمية في مياه المحيط ، وتدفق التلوث الناجم عن جريان النهر ، وانتهاك التوازن المائي للأراضي الساحلية فيما يتعلق بالتنظيم الأنهار.

نضوب وتلوث جميع أنواع مصادر المياه والمياه ؛

التلوث الإشعاعي لمواقع ومناطق فردية مع ميل إلى الانتشار على سطح الأرض ؛

تلوث التربة بسبب هطول الأمطار (على سبيل المثال الأمطار الحمضية) والاستخدام الأمثل لمبيدات الآفات والأسمدة المعدنية ؛

التغييرات في الكيمياء الجيولوجية للمناظر الطبيعية ، بسبب نظام الطاقة ، وإعادة توزيع العناصر بين الأمعاء وسطح الأرض نتيجة لإعادة التعدين وإعادة توزيع المعادن (على سبيل المثال ، تركيز المعادن الثقيلة) أو استخراج المعادن غير الطبيعية في تكوينها ، والمياه الجوفية والمعادن شديدة الملوحة ؛

استمرار تراكم النفايات المنزلية وجميع أنواع النفايات الصلبة والسائلة على سطح الأرض ؛

انتهاك التوازن البيئي العالمي والإقليمي ، ونسبة المكونات البيئية في المناطق الساحلية والبحرية ؛

مستمر ، وفي بعض الأماكن ، تكثيف التصحر على كوكب الأرض ، وتعميق عملية التصحر ؛

تقليل مساحة الغابات الاستوائية والتايغا الشمالية ، هذه المصادر الرئيسية للحفاظ على توازن الأوكسجين في الكوكب ؛

التحرير كنتيجة لجميع العمليات المذكورة أعلاه للمنافذ البيئية وملئها بأنواع أخرى ؛

الاكتظاظ السكاني المطلق للأرض وإعادة التوحيد السكاني النسبي للمناطق الفردية والتمييز الشديد بين الفقر والثروة ؛

تدهور البيئة المعيشية في المدن الضخمة والمدن الكبرى ؛

استنفاد العديد من الرواسب المعدنية والانتقال التدريجي من الخامات الغنية إلى الخامات الفقيرة على نحو متزايد ؛

زيادة عدم الاستقرار الاجتماعي ، نتيجة للتمايز المتزايد للأغنياء والفقراء من سكان العديد من البلدان ، وزيادة في مستوى التسليح لسكانهم ، والتجريم ، والكوارث البيئية الطبيعية.

تدهور الوضع المناعي والحالة الصحية لسكان العديد من بلدان العالم ، بما في ذلك روسيا ، والتكرار المتكرر للأوبئة ، التي تتزايد انتشارها وشدة في طبيعتها.

هذه ليست حلقة كاملة من المشاكل ، في حل كل منها يمكن أن يجد المتخصص مكانه وعمله.

والأكثر انتشارًا وأهمية هو التلوث الكيميائي للبيئة بمواد ذات طبيعة كيميائية غير عادية لها.

العامل المادي كملوث للنشاط البشري هو مستوى غير مقبول من التلوث الحراري (خاصة الإشعاعية).

التلوث البيولوجي للبيئة هو مجموعة متنوعة من الكائنات الحية الدقيقة ، وأخطرها هي الأمراض المختلفة.

سيطرة الأسئلة و المهام

1. ما هي العوامل البيئية؟

2. ما هي العوامل البيئية التي تعتبر غير حيوية ، والتي هي حيوية؟

3. ما هو مزيج من آثار النشاط الحيوي لبعض الكائنات الحية على النشاط الحيوي للآخرين يسمى؟

4. ما هي موارد الكائنات الحية ، وكيف يتم تصنيفها ، وما هي أهميتها البيئية؟

5. ما هي العوامل التي يجب مراعاتها أولاً عند إنشاء مشاريع إدارة النظام الإيكولوجي. لماذا؟