Глава 14. Основы экологии................................................................................................................... 1 § 61. Экология как наука. Экологические факторы среды................................................................. 1 § 62. Абиотические факторы среды: свет и влажность................................................................... 4 § 63.
Важность таких научных исследований особенно велика в наши дни, когда интенсивное техническое развитие цивилизации стало заметно нарушать сбалансированность природных процессов. Для сохранения окружающей среды свойственный современному человеку однобокий технократический подход в отношениях с природой должен быть заменен на экологическое мышление. Экологические факторы.
Учение об экологических факторах является одним из ключевых биологических разделов экологии. Влияние природной среды на сообщества, популяции, виды и отдельные особи определяется ее компонентами, которые и называют экологическими факторами. Любая группа организмов окружена природной средой, под которой экологи подразумевают все факторы живой и неживой природы.
Различают три группы факторов природной среды. Абиотические факторы обусловлены свойствами неорганического окружения. Сюда относятся компоненты климата: свет, температура, влажность, давление, подводные течения и ветра, долгота дня, смена времен года; химический состав воздуха, воды и почвы, наличие в почве питательных веществ, ее водопроницаемость и влагоемкость; радиационный фон.
Предел выносливости вида Биотические факторы включают отношения между особями внутри вида, а также с особями других видов. Насекомые собирают нектар и переносят пыльцу растений, хищники поедают жертв, бактерии вырабатывают яды, разрушающие клетки живых организмов. Опадающие листья служат пищей и местом обитания насекомым и микроорганизмам.
Гибель Угнетение Оптимальная зона Угнетение Гибель Зоны действия факторов среды на живые организмы Важным фактором является количество и качество пищи, ее влияние на плодовитость и продолжительность жизни особей. Выяснено, например, что мелким животным необходимо больше пищи на единицу массы, чем крупным, а теплокровным — больше, чем организмам с непостоянной температурой. Синица лазоревка (11 г)
ежедневно потребляет пищу в количестве 30% собственной массы, певчий дрозд (90 г) – 10%, а сарыч (900 г) – всего 4,5%. Антропогенные факторы включают непосредственное вмешательство человека (охота, рыбная ловля, вырубка лесов и пр.) и загрязнение природы вследствие неразумной хозяйственной деятельности. На обширных территориях человек уничтожает природные сообщества (
выжигает и вырубает леса, осушает болота) с целью создания искусственных сельскохозяйственных сообществ – агроценозов. Среди необходимых ему растений и животных человек производит искусственный отбор, резко отличающийся от естественного своими последствиями. Многие абиотические факторы среды оказывают влияние на скорость протекания биоэнергетических процессов в организмах, воздействие биотических факторов несколько сложнее.
Однако для любого экологического фактора можно выделить три зоны действия: оптимальную, зону угнетения и гибели. Так, по фактору среднегодовой температуры северо-запад европейской части России является оптимальной зоной для хвойных деревьев, образующих там основные массивы. Эта же температура является зоной угнетения для лиственных деревьев.
Даже мелколиственное растение береза на северо-западе России значительно мельче, чем в средней полосе. Для эвкалиптов и пальм эта зона температур гибельна. Многие пальмовые растения вырастают до нормальных размеров на черноморском побережье южного берега Крыма, но не приносят в этих условиях жизнеспособных семян. Размножение их в этом регионе возможно только в специальных питомниках с последующей высадкой.
Природные условия Причерноморья являются для пальмовых зоной угнетения, их распространение в этом регионе определяется антропогенным фактором. Действие экологических факторов всегда взаимное. Малое количество азота в почве снижает засухоустойчивость злаков. Обилие пищевых ресурсов повышает устойчивость организмов к климатическим воздействиям.
Оптимальная температура позволяет существам расширить диапазон приспособливаемости к недостатку пищи и неблагоприятной влажности. Положительное взаимодействие факторов небезгранично. Плохую освещенность, например, нельзя заменить ни избытком тепла, ни изобилием влаги. В природе любой фактор может оказаться критическим для распространения вида.
Так, если в почве отсутствует малозначимый, на первый взгляд, элемент бор, рост растений будет сильно угнетен или даже невозможен независимо от количества питательных веществ и климатических условий. Если кислотность почвы превышает оптимальную для ржи или пшеницы, то никакие агротехнические мероприятия, кроме раскисливания почвы (например, известкованием), не приведут к повышению урожайности.
Факторы, снижающие жизнеспособность организмов, носят название ограничивающих. Значение ограничивающих факторов впервые было установлено в 1840 г. немецким химиком Ю. Либихом, основателем почвоведения. Изучая влияние на рост растений химических веществ почвы, ученый сформулировал принцип, согласно которому величина и устойчивость урожая определяется веществом, содержащимся в критически малом количестве.
Растение недотрога вянет, если воздух не насыщен водяными парами, а ковыль хорошо переносит засуху. Ручьевая форель благополучно обитает в воде с содержанием кислорода не менее 2 мг/л, но если эта величина падает ниже 1,6 мг/л, форель гибнет. Недостаток кислорода — ограничивающий фактор для форели. Озерные рыбы – карп, сом – приспособлены к жизни в застойных водах с низким содержанием кислорода.