5. Среда обитания. Экологические факторы.
Среда обитания организма – совокупность абиотических и биотических условий его жизни. Свойства среды постоянно меняются, а организмы при этом приспосабливаются к этим изменениям.
Организмы освоили четыре основные среды обитания: водную, наземно-воздушную, почвенную, сами живые организмы (заселены паразитами и симбионтами). В водной среде обитает около 150 000 видов животных и 10 000 видов растений, что составляет всего 7 и 8 % от общего числа видов Земли. На основании этого был сделан вывод, что на суше эволюция шла более интенсивно, чем в воде. Наземно-воздушная среда в ходе эволюции была освоена позже, чем водная. Её особенность заключается в газообразном составе, низкой влажности, плотности и давлении, высоким содержанием кислорода. В этих специфических условиях у организмов выработались необходимые анатомо-морфологические, физиологические, поведенческие и другие адаптации. Почвенная среда – все поверхностные слои горных пород, переработанные и изменённые совместным действием климата и живых организмов.
Приспособления к постоянно меняющимся (в течение суток, года. жизни) условиям среды обитания, называются адаптациями. Они проявляются на всех уровнях организации живого – от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Изучение адаптаций организмов и экосистем к условиям жизни – одна из главных задач экологии.
Воздействие среды воспринимается организмами через её факторы, которые называются экологическими. Экологические факторы – это определённые условия и элементы среды, оказывающие специфическое воздействие на организм. Среди факторов среды, от которых зависят организмы, различают ресурсы и условия. Ресурсы организмы используют, уменьшая их количество для других организмов.
К ресурсам относят пищу, убежища, удобные места для размножения и т.д. Условия – это факторы, к которым организмы вынуждены приспосабливаться, но повлиять на них обычно не могут. Один и тот же фактор среды может быть одновременно ресурсом для одних и условием для других видов. Так свет – жизненно необходимый энергетический ресурс для фотосинтезирующих растений (листовая мозаика – приспособление, позволяющее растению наиболее полно использовать световую энергию), а для обладающих зрением животных – необходимое условие, позволяющее видеть окружающие предметы и ориентироваться в пространстве. Вода для многих организмов также может быть и условием жизни, и ресурсом.
Многообразие экологических факторов русский учёный Э.А. Эверсман в своей работе «Естественная история Оренбургской области» (1840) разделил на абиотические и биотические. Позже к ним было добавлено понятие антропогенных факторов.
Абиотическими факторами называют всю совокупность факторов Среди них различают физические, химические и эдафические факторы.
Физические факторы – их источником является физическое явление или состояние. К ним относятся: интенсивность, качество и продолжительность освещения; температура, течение воды, ветер, влажность воздуха, атмосферное давление, давление толщи воды, а так же топографические характеристики (высота, экспозиция склона и его крутизна).
Химические факторы – определяются химическим составом среды обитания организма. Например, состав воздуха, солёность воды, реакция рН, содержание катионов и анионов, насыщенность кислородом и т.п. Наиболее важное значение для жизни играют шесть элементов: углерод, водород, кислород, азот, фосфор и сера. Замкнутые пути, по которым химические элементы циркулируют из внешней среды в организмы и обратно во внешнюю среду называются – биогеохимическими циклами.
Эдафические факторы, т.е. почвенные – это совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие на живущие в них организмы и корневые системы растений. Хотя почва и рассматривается в качестве абиотического фактора среды, правильнее считать её важнейшим связующим звеном между биотическими и абиотическими компонентами наземных экосистем.
В состав почвы входят четыре важнейших структурных компонента: минеральная основа – неорганический компонент, который образовался из материнской породы в результате её выветривания (обычно 50-60% общего состава почвы), органическое вещество (до 10%), воздух (15-25%) и вода (25-35%). Органическое вещество почвы образуется при разложении мёртвых организмов, их частей и экскрементов. Не полностью разложившиеся органические остатки называются подстилкой, а конечный продукт разложения – гумус, аморфное вещество, в котором уже невозможно распознать первоначальный материал. Благодаря своим химическим и физическим свойствам гумус улучшает структуру почвы и её аэрацию, повышает способность удерживать воду и питательные вещества.
Почвенный воздух находится в порах между частицами почвы. Между почвой и атмосферой происходит свободный газообмен, в результате чего воздух обеих сред имеет сходный состав. Однако в воздухе почвы из-за дыхания населяющих её организмов несколько меньше кислорода и больше двуокиси углерода, чем в атмосферном воздухе.
Вода, также как и воздух, находится в порах. Часть её может свободно просачиваться вниз до уровня грунтовых вод – гравитационная вода. Друга часть воды удерживается вокруг отдельных почвенных частиц в виде тонкой прочно связанной плёнки – гигроскопическая вода. Эта вода наименее доступна для корней растений. Гигроскопическая вода постепенно переходит в капиллярную, которая удерживается между почвенными частицами силами поверхностного натяжения.
Растения легко поглощают эту воду, поэтому капиллярная вода играет наибольшую роль в регулярном снабжении их водой. Общее количество воды, которое может быть удержано почвой называется полевой влагоёмкостью.
Вода необходима всем почвенным организмам и поступает в живые клетки путём осмоса. Вода важна как растворитель для питательных веществ и дыхательных газов, поглощаемых из водного раствора корнями растений. Она принимает участие в процессах разрушения материнской породы, подстилающей почву.
Биотические факторы – совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания. В свою очередь биотические факторы можно разделить на 2 группы: 1) факторы взаимодействия между особями одного и того же вида; 2) факторы взаимодействия между особями различных видов. Внутривидовые взаимодействия складываются из группового (объединение животных одного вида в группы по две и более особей) и массового эффекта (вызванного перенаселением среды). В настоящее время эти эффекты называются демографическими факторами, они характеризуют динамику численности популяции, в основе которой лежит внутривидовая конкуренция, проявляющаяся в борьбе за пищу, территорию, партнёров по размножению и т.п.
Межвидовые взаимоотношения значительно более разнообразны. Два вида, живущие рядом, могут быть безразличными друг к другу, влиять благоприятно или неблагоприятно Возможные типы комбинаций представлены в таблице 1.
Классификация биотических взаимодействий популяций двух видов
Общий характер взаимодействия
Источник
2. Основные виды ландшафтов, требующие лесной мелиорации и рекультивации
1. Россия по праву считается родиной защитного лесоразведения в условиях лесостепи, степи и полупустыни. Начало искусственного лесовыращивания в степных условиях России было положено более 300 лет назад. Первые работы по степному лесоразведению проведены в 1696 г. По указанию Петра I около г. Таганрога были посеяны желуди дуба, из которых впоследствии в открытой безводной и безлесной степи выросла дубовая роща. Впервые идею использования леса для полезащитных целей выдвинул в 1766 году А.Т. Болотов. Теоретиком и практиком полезащитного лесоразведения считают В.В.Докучаева.
Одной из важнейших государственных задач является сохранение и целенаправленное преобразование ландшафтов. Действенным рычагом в решении этой проблемы является создание средозащитных лесных насаждений, выполняющих многофункциональную роль в преобразовании и восстановлении ландшафтов. Эти насаждения выращивают путем производства лесных культур — лесных насаждений, созданных посевом или посадкой. Выращивание лесных культур на площадях, на которых раньше рос лес, называют искусственным лесовосстановлением, а выращивание их на землях, где ранее его не было — лесоразведением.
Лесные насаждения играют исключительную роль в поддержании экологического равновесия, в стабилизации сбалансированного взаимодействия основных экологических систем биосферы.
По устойчивости и приспособленности к изменениям внешних условий леса превосходят все другие экосистемы. Будучи одной из важнейших составных частей биосферы, они выступают как экологический фактор огромного значения в охране окружающей природной среды, в экологии самого человека, в жизни нынешнего и будущих поколений людей.
Лесомелиорация ландшафтов — наука и отрасль общественного производства, которые используют лесные насаждения для защиты, преобразования и восстановления ландшафтов, а также улучшения их функционирования.
1) 2.Основные виды ландшафтов, требующие лесной мелиорации и рекультивации
Ландшафтом называют территориальную систему, состоящую из взаимодействующих природных или природных и антропогенных компонентов.
При этом к природным компонентам относят воздух, поверхностные и подземные воды, горные породы, почвы, растительный и животный мир. К антропогенным компонентам относят все объекты производственной и непроизводственной деятельности человека.
Ландшафт — это генетически однородная территория с однородным геологическим строением, однородным рельефом, общим климатом, однообразным сочетанием гидротермических условий, видов почв, биоценозов и, следовательно, с однохарактерным сочетанием более простых географических комплексов . К ключевым характеристикам ландшафтов относят пространственную структуру составляющих его экосистем; функциональную структуру (подразумевающую систему взаимоотношений между отдельными компонентами экосистемы и межэкосистемных -через потоки вещества, энергии и биологических видов); динамику пространственной и функциональной структуры ландшафтно-экологической мозаики во времени.
Основными видами ландшафтов, целенаправленное преобразование, сохранение и восстановление которых осуществляется путем лесных мелиорации, являются: природные, сельскохозяйственные, промышленные, лесохозяйственные, водохозяйственные, рекреационные, антропогенные и др.
1. Природный ландшафт состоит из взаимодействующих природных компонентов и функционирует или формируется под влиянием природных процессов. Сюда следует отнести горные территории, подвижные пески и т. п.
2. Сельскохозяйственный ландшафт используется для целей сельскохозяйственного производства, формирующегося и функционирующего под его влиянием.
3. Промышленный ландшафт формируется под влиянием промышленного производства. Среди многообразия промышленных ландшафтов значительное место занимают
4. техногенные ландшафты, структура и формирование которых обусловлены деятельностью горнодобывающей промышленности. Рост добычи полезных ископаемых сопровождается увеличением площади нарушенных земель, а их переработка на металлургических комбинатах — деградацией ландшафтов, геохимической трансформацией почв и растительности под воздействием техногенных потоков.
5. Лесохозяйственный ландшафт используется для целей лесного хозяйства и функционирует под его влиянием.
6. Водохозяйственный ландшафт формируется в процессе создания и функционирования водохозяйственных объектов (водохранилища, пруды, реки и т. п.). Лесохозяйственные и водохозяйственные ландшафты формируются из природных объектов (лесов, рек, озер) и созданных искусственным путем (лесных культур, водохранилищ, прудов и т. п.).
7. Рекреационный ландшафт используется для целей рекреации, формируется и функционирует под их влиянием.
8. Антропогенный ландшафт состоит из взаимодействующих природных и антропогенных компонентов, формирующихся под влиянием деятельности человека и природных процессов.
Источник