Абиотические факторы почвенного покрова.

Почва- это поверхностный слой земной коры, который образуется и развивается в результате взаимодействия растений, животных, микроорганизмов, горных пород и является самостоятельной экосистемой.

Важнейшим свойством почвы является плодородие, т.е. способность обеспечивать рост и развитие растений. Это свойство представляет исключительную ценность для жизни человека и других организмов. Почва является составной частью биосферы и энергии в природе, поддерживает газовый состав атмосферы.

Состав почвы: твердые частицы, жидкость (вода), газы (воздух, О₂, СО₂), растения, животные, микроорганизмы, гумус.

Толщина почвы; 0,5м - тундра, горы; 1,5м - на равнинах.

1 см почвы образуется примерно за 100 лет.

Типы почв:

1. Арктические и тундровые (гумус до 1 -3 %)

2. Подзолистые (хвойные леса, гумус до 4-5 %).

3. Черноземы (степь, гумус до 10 %).

4. Каштановые (в сухих степях, гумус до 4%).

5. Серо-бурые (пустыни субтропические пояса, гумус 1-1,5%).

6. Красноземы (влажный субтропический лес, гумус до 6 %).

Гумус - органическое вещество почвы, образующееся в результате биохимического разложения растительных и животных остатков, которое накапливается в верхнем слое почвы. Главный источник питания растений. В гумусе также накапливаются микроэлементы. В процессе эксплуатации почв количество гумуса уменьшается, поэтому необходимо вносить различные удобрения.

Физические свойства:

1. Механический состав - содержание частиц различного диаметра.

2. Плотность.

3. Теплоемкость, теплопроводность.

4. Влагоемкость, влагопроницаемость.

5. Аэрация - способность насыщения почвы воздухом (рыхление почвы).

Химические свойства:

1. Химический состав:

· до 50 % SiO₂ - кремнезем

· до 25 % Al₂O₃ - глинозем

· до 10 %- оксиды Fe

· остальное - оксиды Са, К, Mg, Р и т.д.

2. Кислотность

3. Содержание вредных веществ (пестициды, тяжелые металлы и т.д.).

Абиотические факторы водной среды.

Водная оболочка Земли называется гидросферой, и включает океаны, моря, реки, озера, болота, ледники и т. д. Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли (71 % земной поверхности). Средняя глубина - 3554м, площадь - 1350 млн. кв. км - океаны, 35 млн. кв. км - пресные воды.

Абиотические факторы водной среды - это физические и химические свойства воды как среды обитания живых организмов.

Физические свойства:

Плотность.

Определяет условия передвижения организмов, причем некоторые из них (головоногие моллюски, ракообразные и т.д.), обитающие на больших глубинах, могут переносить давление до 400 - 500 атм.

Температура

Изменение t° в зависимости от глубины и колебания (суточные и сезонные).

Температурный режим водоемов более устойчив, чем на суше, что связано с высокой теплоемкостью воды: колебания t° верхних слоев океана -10-15°С, более глубокие слой 3 - 4°С.

Световой режим

Играет важную роль в распределении водных организмов. Водоросли в океане обитают в освещаемой зоне, чаще всего на глубине до 40 м, если прозрачность воды велика, то и до 200 м. У Багамских островов обнаружены водоросли на глубине 265 м, а туда доходит всего 5·10^-6 солнечной радиации.

С глубиной меняется и окраска животных. Наиболее ярко и разнообразно окрашены обитатели мелководной части океана. В глубоководной зоне распространена красная окраска, здесь она воспринимается, как черный цвет, что позволяет животным скрываться от врагов. В наиболее глубоководных районах Мирового океана в качестве источника света организмы используют свет, испускаемый живыми существами (биолюминесценция).

4. Подвижность - постоянное перемещение водных масс в пространстве.

5. Прозрачность - зависит от содержания взвешенных частиц.

Химические свойства:

1.Соленость воды - содержание растворенных сульфатов, хлоридов, карбонатов.

2. Количество растворенного О₂ и СО₂, О₂ - для дыхания.

3. Кислая, нейтральная, щелочная среда.

Все обитатели приспособились к определенным кислотно-щелочным условиям. Их изменение в результате загрязнения может привести к гибели организмов.

2. Биотические факторы (факторы живой природы) – это прямые или опосредованные воздействия других организмов, населяющих среду обитания данного организма. Это формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм постоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние других существ, вступает в различные отношения с представителями своего вида и других видов — растениями, животными, микроорганизмами, зависит от них и сам оказывает на них воздействие. Окружающий органический мир — составная часть среды каждого живого существа.

Внутривидовые факторы — это контакты между членами семьи, группы, стада, популяции одного вида — отношения полов, размножение, уход за потомством, взаимопомощь и защита или, наоборот, возникновение внутривидовой конкуренции, отношений доминирования и подчинения, иерархии в стаде или в популяции.

Межвидовые факторы — контакты между особями и популяциями разных видов, разнообразные пищевые связи, поедание одних организмов другими, отношения симбиоза и «сотрудничества» или хищника и жертвы, бациллоносительство и вирулентность, межвидовая конкуренция, паразитизм и т.п.

Взаимные связи организмов — основа существования биоценозов и популяций; рассмотрение их относится к области синэкологии.

Антропогенные факторы– формы хозяйственной деятельности человека, которые непосредственно воздействуют на живой организм, или косвенно, через изменение его среды обитания.

В ходе истории человек развивал сначала охоту, а затем сельское хозяйство, промышленность, транспорт сильно изменяя природу нашей планеты. Значение антропогенных воздействий на весь живой мир Земли продолжает стремительно возрастать.

Изменения факторов среды во времени могут быть:

1) регулярно-периодическими, меняющими силу воздействия в связи со временем суток или сезоном года или ритмом приливов и отливов в океане;

2) нерегулярными, без четкой периодичности, например изменения погодных условий в разные годы, явления катастрофического характера – бури, ливни, обвалы и т. п.;

3) направленными на протяжении известных, иногда длительных, отрезков времени, например при похолодании или потеплении климата, зарастании водоемов, постоянном выпасе скота на одном и том же участке и т. п.

Экологические факторы среды оказывают на живые организмы различные воздействия, т.е. могут влиять:

1. как раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций;

2. как ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях;

3. как модификаторы, вызывающие анатомические и морфологические изменения организмов;

4. как сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды.

Экологическая валентность – пределы выносливости живых существ между критическими точками по отношению к конкретному фактору среды.

Лимитирующий фактор – фактор, имеющий в данных условиях наихудшие (недостаточные или избыточные по сравнению с оптимумом) значения. Он ограничивает возможность существования популяции в данных условиях, несмотря на оптимальное соотношение других факторов.

Адаптация – эволюционно выработанные и наследственно закрепленные особенности (приспособления) организмов к среде, обеспечивающие их нормальную жизнедеятельность в условиях изменившихся экологических факторов (на генетическом уровне).

Способность к адаптациям — одно из основных свойств жизни, т.к. обеспечивает самую возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации возникают и изменяются в ходе эволюции видов, проявляясь на разных уровнях:

— на уровне биохимии клеток;

— на уровне строения, поведения отдельных организмов;

— на уровне строения и функционирования сообществ и экологических систем.

Среда обитания

На Земле живые организмы освоили 4 основные среды обитания, различающиеся по специфике условий – экологических факторов:

— водная среда;

— наземно-воздушная среда;

— почва;

— живые организмы.

1. Водная среда – среда зарождения жизни. Характерные особенности:

— высокая плотность (~ 1,354 г/см³);

— перепады давления (1 атмосфера /10 м глубины);

— низкое содержание кислорода (1 % (об));

— невысокая интенсивность солнечного излучения вблизи поверхности и его отсутствие на глубине;

— жесткий температурный режим;

— наличие течений.

Разные особенности (параметры) водной среды определяют особенности существующих в ней организмов (строение, характер движения, способы питания, дыхания и др.)

2. Наземно-воздушная среда – освоена позднее водной. Ее особенности:

— газообразная среда с невысокой плотностью;

— высокое содержание кислорода;

— относительно небольшое содержание воды и водяных паров – дефицит влаги;

— определенный химический состав воздуха;

— интенсивное солнечное излучение;

— большие перепады температур;

— погодные изменения; определенный характер рельефа и грунта.

Среда сложная, требует приспособлений к существованию, возможных при высокой организации организмов (75% способны к свободному полету, многие – к пассивному полету, многие имеют жесткую опору – стебли, позвоночник).

3. Почва – сформировалась под действием живых организмов, как среда обитания представляет собой относительно тонкий поверхностный слой суши, в котором твердые частицы окружены воздухом и водой. Как среда обитания – промежуточная между водной и воздушной (температура, влага, кислород). Почва – среда обитания мелких организмов, одноклеточные используют ее как сеть водоемов; клещи, мелкие насекомые – живут в порах, заполненных воздухом (система мелких пещер); для крупных организмов (кроты, дождевые черви) – почва плотная среда с большим сопротивлением движению.

4. Живые организмы как среда обитания – используются некоторыми паразитами и симбионтами.

Экологические преимущества этой среды:

— неограниченное количество пищи;

— защищенность от внешних факторов среды («тепличные условия»);

— относительно стабильные условия среды.

Эти экологические преимущества формируют организмы с примитивной организацией, вторичным упрощением строения (вплоть до потери целых органов и систем).

Экологические трудности этой среды:

— ограниченность жизненного пространства;

— сложность снабжения кислородом;

— трудности распространения от одного хозяина к другому;

— защитные реакции организма против паразитов.