ГЛАВА 5. ГРУПА АБИОТИЧКИ ФАКТОРИ
Генерални информации
Влијанието на климатските фактори (температура, влажност на воздухот, врнежи, ветер итн.) врз телото е секогаш кумулативно. Меѓутоа, проучувањето на влијанието на секој поединечен климатски фактор ни овозможува подобро да ја разбереме неговата улога во животот на одредени видови или култури и служи како неопходен предуслов за проучување на влијанието на целиот комплекс на климатски фактори. При проценка на климатските фактори, не може да се придава исклучителна важност само на еден од нив. Секоја од горенаведените климатски компоненти во специфични услови може да биде претставена на различни начини: не само квантитативно, туку и квалитативно. На пример, количината на годишни врнежи за одредена област може да биде доста висока, но нејзината дистрибуција во текот на годината е неповолна. Затоа, во одредени периоди од годината (во сезоните на растење), влагата може да дејствува како минимален фактор и да го инхибира растот и развојот на растенијата.
Светлина
Кај културите кои се особено барани од светлина, како што е оризот, развојот се одложува кога нема доволно светлина. Формирањето на високопродуктивни насади на многу видови што формираат шуми и овошни насади, исто така, во голема мера е определено од интензитетот на сончевата енергија. Содржината на шеќер во цвекло директно зависи од интензитетот на сончевата зрачна енергија во текот на сезоната на растење. Познато е дека лен (Linum usitatissimum)и коноп сатива (Канабис сатива)во услови на кратка дневна светлина, значително количество масло се синтетизира во ткивата, а во услови на долга дневна светлина, формирањето на баст влакна се забрзува. Одговорот на растенијата на должината на денот и ноќта се манифестира во забрзување или одложување на развојот. Следствено, ефектот на светлината врз растението е селективен и двосмислен. Важноста на осветлувањето како фактор на животната средина за телото е одредена од времетраењето, интензитетот и брановата должина на светлосниот флукс.
На границата на земјината атмосфера со вселената, зрачењето се движи од 1,98 до 2 cal/cm 2 во минута; Оваа вредност се нарекува сончева константа. Под различни временски услови, 42...70% од сончевата константа стигнува до површината на Земјата. Сончевото зрачење, минувајќи низ атмосферата, претрпува голем број промени не само во количината, туку и во составот. Радијацијата со кратки бранови се апсорбира од озонскиот штит, кој се наоѓа на надморска височина од околу 25 km, и од кислородот во воздухот. Инфрацрвените зраци се апсорбираат во атмосферата со водена пареа и јаглерод диоксид. Како резултат на тоа, воздухот се загрева. Остатокот од зрачната енергија допира до површината на Земјата во форма на директно или дифузно зрачење (сл. 10). Комбинацијата на директно и дифузно сончево зрачење го сочинува вкупното зрачење.Во ведри денови дифузното зрачење сочинува 1/3 до 1/8 од вкупното зрачење, додека во облачни денови дифузното зрачење сочинува 100%. На високи географски широчини преовладува дифузното зрачење, додека под тропските предели преовладува директното зрачење. Расфрланото зрачење содржи до 60% жолто-црвени зраци на пладне, директното зрачење - 30...40%.
Количината на зрачење што допира до површината на Земјата се одредува според географската ширина на областа, должината на денот, проѕирноста на атмосферата и аголот на паѓање на сончевите зраци. Во јасни сончеви денови, зрачната енергија што доаѓа до површината на Земјата се состои од 45% видлива светлина (380...720 nm) и 45% инфрацрвено зрачење, само 10% е ултравиолетово зрачење. Прашината на атмосферата има значително влијание врз режимот на радијација. Во некои градови, поради неговото загадување, осветлувањето може да биде 15% или помалку од осветлувањето надвор од градот.
Осветлувањето на површината на Земјата варира многу. Сè зависи од висината на сонцето над хоризонтот, т.е. аголот на паѓање на сончевите зраци, должината на денот и временските услови и проѕирноста на атмосферата. Интензитетот на светлината исто така варира во зависност од сезоната и времето од денот. Квалитетот на светлината е исто така нееднаков во одредени региони на Земјата, на пример, односот на долгите бранови (црвени) и кратки бранови (сини и ултравиолетови) зраци. Како што е познато, зраците со кратки бранови се апсорбираат и се расфрлаат од атмосферата повеќе од долгите бранови зраци. Затоа, во планинските области секогаш има повеќе сончево зрачење со кратки бранови.
Ориз. 10. Интензитетот на сончевото зрачење што паѓа на површината на Земјата, според В. Ларчер
Бидејќи фотосинтетички активното зрачење (PAR) е претставено со дел од спектарот помеѓу бранови должини од 380 и 710 nm и е максимум во регионот на портокалово-црвените зраци (600...680 nm), природно е дека коефициентот на употреба на расеаното зрачење од растенијата е поголемо. Поради зголемувањето на должината на денот, светлината, дури и на високи северни географски широчини, не ја ограничува животната активност на растенијата. Л. Иванов пресметал дека дури и на Шпицберген има доволно сончево зрачење (20.000 kJ на 1 ха) за да се добие одреден принос на сува растителна маса.
Различни видови растенија и растителни групи имаат различни потреби за светлина, со други зборови, за нормална вегетација им треба и различно снабдување со светлина (£,), т.е. процент од вкупниот ПАР. Ова ни овозможува да разликуваме три еколошки групи на растенија во однос на потребата за светлина:
· лесни растенија, или хелиофити (од грчкиот хелиос - сонце + фитон), - Одлучи се= 100%, £ мин = 70%, ова се растенија на отворени простори, на пример пердув трева (Штипа),повеќето култивирани растенија (шеќерна репка, компири, итн.);
· Растенијата толерантни на сенка, или хемисциофити, можат да растат на L = 100%, но и да толерираат голема сенка; петелски стапало (Dactylis glomerata),на пример, тој е способен да вегетира во опсег Лод 100 до 2,5%;
· растенијата во сенка, или скиофитите (од грчкиот скиа - сенка), не толерираат целосна светлина, нивниот L max е секогаш помал од 100%, ова е вообичаен oxalis (Оксалис ацетосела), Европско седумгодишно дете (Trientalis europaea)и сл.; Поради посебната структура на листовите, скиофитите при слаб интензитет на светлина се способни да асимилираат јаглерод диоксид не помалку ефикасно од лисјата од хелиофит на Л= 100 %.
Московскиот одгледувач на растенија А. Дојаренко откри дека за повеќето земјоделски тревни растенија коефициентот на употреба на светлина за фотосинтеза е 2...2,5%, но има исклучоци:
· сточна репка - 1,91
· Вика - 1,98
· детелина - 2,18
· 'рж - 2,42
· компири - 2,48
· пченица - 2,68
· овес - 2,74
лен - 3,61
· лупин - 4,79
Од растителните заедници, шумските заедници најактивно го трансформираат составот на сончевата светлина, а многу мал дел од почетното сончево зрачење допира до површината на почвата. Познато е дека лисната површина на стеблата апсорбира околу 80% од инцидентот PAR, уште 10% се рефлектира и само 10% продира под шумската крошна. Следствено, вкупното зрачење и зрачењето што продира низ крошната на дрвенестите растенија се разликува не само квантитативно, туку и квалитативно.
Сциофитите и хелиоциофитите, кои живеат под крошна на други растенија, се задоволни со само мал дел од целосното осветлување. Така, ако во дрвената киселица максималниот интензитет на фотосинтезата се постигнува на 1/10 од целосната дневна светлина, тогаш кај видовите што сакаат светлина тоа се јавува на приближно 1/2 од ова осветлување. Лесните растенија се помалку приспособени да постојат при слаба осветленост отколку растенијата во сенка и толерантни на сенка. Долната граница на која можат да растат шумските зелени мов е 1/90 полна дневна светлина. Во тропските дождовни шуми има уште повеќе скиофилни видови кои растат на 1/120 од целосна светлина. Некои мовови се изненадувачки во овој поглед: Schistostega pinnate (Шистостега пенаја)а други се растенија од темни пештери, кои вегетираат на 1/2000 целосно осветлување.
Секоја географска област се карактеризира со одреден светлосен режим. Најважните елементи на режимот на светлина кои го одредуваат правецот на адаптација на растенијата се интензитетот на зрачењето, спектралниот состав на светлината и времетраењето на осветлувањето (должина на денот и ноќта). Должината на еден сончев ден е константна само на екваторот. Овде денот, како и ноќта, трае 12 часа, а времетраењето на сончевиот ден во летниот период се зголемува од екваторот кон двата пола; На полот, како што е познато, поларниот ден трае цело лето, а поларната ноќ трае во зима. Одговорот на растението на сезонските промени во должината на денот и ноќта се нарекува фотопериодизам.
Одгледувачите одамна забележале дека земјоделските растенија од различно потекло различно реагираат на должината на денот. Во зависност од оваа реакција, некои видови беа идентификувани како долгодневни растенија, други како растенија со краток ден, а други како незабележително реагираат на должината на денот. Добро е познато дека во услови на долг ден се формира висок принос на пченица, 'рж и овес. (Авена сатива)и голем број фуражни житарки; Долгородните растенија вклучуваат и компири, агруми и голем број други зеленчукови и овошни култури. Долготрајното осветлување на овие растенија предизвикува побрзо минување на развојните фази на овошјето и семињата. Од друга страна, краткодневните растенија како просото (Panicum miliaceum),сорго (Сорго сегпиит),ориз, брзината на развојните фази се забавува со продолжено осветлување. Намалувањето на развојните периоди се постигнува со скратување на времето на осветлување.
Овие карактеристики мора да се земат предвид при воведување земјоделски растенија. Видовите со мала географска широчина (јужни растенија) се често краткодневни растенија. Кога се воведуваат во високи географски широчини, т.е. под долги дневни услови, тие се развиваат бавно, често не созреваат, а понекогаш дури и не цветаат, како коноп, на пример. Во оваа група може да се вклучи и ерусалимскиот артишок. (Helianthus tuberosus).Така, должината на денот и ноќта може да ги одреди границите на дистрибуција и можното внесување на одредени видови: „југ“ - на север, „север“ - на југ. Неутрални во однос на должината на денот вклучуваат домати, грозје, леќата. (Fagopyrum esculentum)и сл.
Во текот на проучувањето на фотопериодизмот и фотохемиските реакции, беше откриено дека растот на долготрајните растенија во периодот пролет-лето, кога во природата се забележуваат долги дневни часови, јасно се забрзува. Меѓутоа, во втората половина на летото, кога сончевиот ден се намалува, процесите на раст јасно се забавуваат. Како резултат на тоа, во ладни клими, растенијата со долг ден не секогаш имаат време да формираат комплекс на интегрални ткива, перидермот, пред почетокот на мразот. Затоа, долготрајните повеќегодишни култури кои се одгледуваат на големи географски широчини може да ја изгубат зимската цврстина, што мора да се има на ум при изборот на низа растенија за одгледување во овие области. Во долготрајни услови се претпочита да се воведат едногодишни култури кои не бараат презимување. Движењето кон север на некои други култури, како што е детелината, е попречено не од зимските мразови, туку од природата на фотопериодични реакции. Токму нивниот карактер може да го објасни парадоксалниот факт дека отпорноста на мраз на детелините и луцерката е поголема во централната зона на европскиот дел на Русија отколку во северниот дел.
Светлината има формативно дејство врз растенијата, што се манифестира во големината, обликот и структурата (макро- и микроскопски) на листовите од светлина и сенка (сл. 11), како и во процесите на растење. Зависноста на структурата на листот (пукањето) од светлината не е секогаш директна; лисјата (пукањата) што се развиваат во пролетта се формираат во согласност со осветлувањето не на тековната година, туку на минатото, односно кога беа поставени пупките. I. Serebryakov (1962) веруваше дека светлосната структура на листот е веќе одредена во пупката. Листовите ја задржуваат оваа структура доста стабилно дури и кога светлосните пукања се префрлаат на засенчување. Голема висина, колонообразен облик на стеблата, висок распоред на коронки (исчистени од суви гранки) ги карактеризираат растенијата кои сакаат светлина.
Ориз. 11. Пресеци на листови од јоргованот (род Сиринга): а- светлина; б- сенка
Една од реакциите на растенијата кои сакаат светлина е да го инхибираат растот на надземните ластари, што во некои случаи доведува до силно разгранување, во други до розета. Растенијата од споменатата група се одликуваат и со низа други структурни промени: ситни листови, зголемена дебелина на надворешниот ѕид на епидермисот и неговите израстоци (трихоми и израстоци), кутикуларен слој итн. (сл. 12).
Ориз. 12. Пресек на лист од растението олеандер што сака светлина (Нериум олеандер):
1
- двослоен епидермис со кутикула; 2 - хиподермис; 3
- изопалисаден мезофил; 4
- вдлабнатини на долната страна на листот (крипти) со стоми и влакна
Еден пример за прилагодување на растенијата на светлина е ориентацијата на сечилото на листот во однос на сончевите зраци. Постојат три начини на ориентација:
· листот е ориентиран хоризонтално, односно нормално на сончевите зраци; во овој случај, зраците се заробени колку што е можно кога сонцето е во својот зенит;
· листот е ориентиран паралелно со сончевите зраци, односно се наоѓа повеќе или помалку вертикално, како резултат на тоа растението подобро ги апсорбира сончевите зраци наутро и рано навечер;
· Сечилата на листовите се дифузно распоредени по должината на пукањето, како кај пченката - понекогаш вертикално, понекогаш хоризонтално, така што сончевото зрачење е целосно заробено во текот на дневните часови.
Достапните научни податоци сугерираат дека растенијата на големи географски широчини, каде што преовладува ниска краткоденица, почесто имаат вертикална ориентација на листот. При организирање на мешани култури, како што се фуражни треви, неопходно е да се земе предвид структурата на ластарите на компонентите на културата. Успешната комбинација на фуражни треви со различни ориентации на листовите ќе обезбеди поголем принос на фитомаса.
Како што веќе беше забележано, во зависност од недостатокот или вишокот на светлина, многу растенија можат да поставуваат лисја во рамнини нормални и паралелни на правецот на сончевите зраци, формирајќи таканаречен мозаик на лисја. Мозаикот на листот се формира како резултат на рационално поставување не само на листови со нееднаква големина, туку и на ливчиња. Типичен мозаик од лист може да се забележи во фитоценози со учество на норвешки јавор и ситнолисна липа (Tilia cordata),мазен брест (Ulmus laevis),планински брест (Ulmus glabra)и други видови дрвја. Мозаикот на листовите е јасно видлив кај многу растенија со хоризонтални гранки, на пример кај обичниот бршлен (Хедера хеликс)и многу тревни растенија (сл. 13).
Ориз. 13. Лист мозаик во близина на бршлен (Хедера хеликс)
Растенијата од компас јасно избегнуваат силна светлина. Нивното сечило на листот не е нормално на сончевите зраци, како растенијата розети, туку паралелно, како еукалиптус или дива зелена салата (Lactuca serrtola),кој ги штити листовите од прегревање во услови на вишок сончево зрачење. Ова обезбедува поволна фотосинтеза и транспирација.
Постојат голем број други адаптивни адаптации, и структурни и физиолошки. Понекогаш таквите адаптации се јасно сезонски по природа, што е добро илустрирано, на пример, со обичната патка (Aegopodium podagrata).Во типично живеалиште (дабови шуми), на растението се формираат две „генерации“ на лисја во текот на сезоната на растење. Во пролетта, кога пупките на дрвјата сè уште не процветале и кога шумската крошна пропушта многу светлина, се формира лисна розета, нејзините лисја се јасно светли по структура (микро- и макроскопски).
Подоцна, кога ќе се развие густа шумска крошна и само 3...4% од зрачната енергија стигнува до површината на почвата, се појавува втора „генерација“ на лисја, јасно засенчени. Често е можно да се набљудуваат и светлосни и сенки лисја на едно поединечно растение. Лисја од долните слоеви на круната од црна црница (Morus nigra)големи, лобус, додека горните нивоа на круната носат светли лисја - помали, без сечила. Кај видовите што формираат шуми, периферијата на круната се формира на сличен начин: во горните нивоа има светли лисја, внатре во круната има лисја од сенка.
Температура
Животната активност на кој било вид се јавува во одредени температурни опсези. Во исто време, се следат зоните на оптимално, минимум и максимум. Во зоната на минимум или максимум, активноста на телото се намалува. Во првиот случај, ниските температури (ладно), а во вториот, високите температури (топлина) доведуваат до нарушување на неговите животни процеси. Надвор од екстремните температури се наоѓа смртоносната зона, во која се случува неповратниот процес на смрт на растенијата. Затоа, температурите ги одредуваат границите на животот.
Поради нивниот седентарен начин на живот, повисоките растенија развиле поголема толеранција на дневните и сезонските (годишни) температурни флуктуации. Многу шумски видови на нашата тајга - сибирски бор, Дауриски ариш (Ларикс дахурица)и други - може да издржи пад на температурата до - 50 °C и подолу и летна топлина до 25 °C и повеќе. Годишната амплитуда достигнува 75 °C, а понекогаш и 85...90 °C. Растителните видови кои можат да издржат големи температурни промени се нарекуваат еуритермични (од грчкиот eurys + therme - топлина) за разлика од стенотермичките.
Топлинската диференцијација на нашата планета е основа на географската зона и висинската зона на вегетацијата и почвите. Поради намалувањето на висината на солстициумот и аголот на инциденца на зраците од екваторот кон половите, количината на топлина се менува. Така, просечната годишна температура во близина на екваторот е 26,2 °C, близу 30 °C. w. веќе е еднаква на 20,3 ° C, а на 60 ° C. w. се намалува на -1 °C.
Покрај просечната годишна температура на дадена област, во животот на организми. Така, времетраењето на сезоната на растење во тундра (т.е. над 70 ° С) е само еден и пол до два и пол месеци на просечна температура од 10...12 °C.
Тајгата, инаку зоната на иглолисни шуми, има сезона на растење од три до пет месеци, просечна температура од 14.. L6 °C. Во јужниот дел на зоната, каде преовладуваат иглолисни-листопадни шуми, сезоната на растење трае четири до пет месеци, просечната температура е 15... 16 °C. Во зоната на широколисни шуми (40...50° N), сезоната на растење е пет до шест месеци, просечната температура е 16...18 °C. Остар контраст со опишаните зони е зоната на тропски дождовни шуми (0...15° N и S). Сезоната на растење овде е преку целата година со просечна температура од 25...28 °C и често не се разликува по сезони. Исклучително важна карактеристика на тропските региони е тоа што разликата помеѓу просечните температури во најтоплите и најстудените месеци е помалку контрастна од дневните флуктуации.
Растот на растенијата е директно поврзан со температурата. Зависноста на поединечните видови од температурата варира во голема мера. Постои јасна разлика помеѓу термофилните (од грчките терме + филија - љубовни) растенија и нивните антиподи - толерантни на ладно, или криофилни (од грчкиот криос - ладно). A. Decandolle (1885) разликува групи хекистотермични, микротермични, мезотермични и мегатермични растенија (од грчкиот gekisto - студ, микрос - мал, mesos - среден, мегас - голем).
Наведените групи на растенија во однос на температурата се сложени, при нивното идентификување се зема предвид и односот на растенијата со влагата. Како додаток на оваа класификација може да се смета идентификацијата на криофитни и психрофитни растенија (од грчкиот психрос - ладно + фитон) - хекистотерми и делумно микротерми, кои бараат различни режими на влага. Криофитите растат во студени и суви услови, додека психрофитите се растенија отпорни на студ во влажни почви.
Не помалку јасно е влијанието на температурите врз распространетоста на одделните растителни видови и нивните групи. Врската помеѓу географската дистрибуција на поединечни видови и изотерми е одамна воспоставена. Како што е познато, грозјето зрее во изотерма со просечна температура за шест месеци (април - септември) од 15 ° C. Распределбата на англискиот даб на север е ограничена со годишната изотерма од 3 °C; Северната граница на плодноста на урмата се совпаѓа со годишната изотерма од 18...19 °C.
Во голем број случаи, распределбата на растенијата се одредува не само од температурите. Така, изотермата од 10 °C поминува од запад кон исток низ Ирска, Германија (Карлсруе), Австрија (Виена), Украина (Одеса). Именуваните области имаат прилично различен вид состав на природна вегетациска покривка и даваат можност за воведување и одгледување на разновиден сет на култури. Во Ирска, културите често не успеваат да созреат. Во Германија и Ирска, многу тикви (лубеници - Citrullus vulgaris,дињи), иако камелиите растат на отворено (Камела)и палми. Во Карлсруе, бршлен и зеленика растат на отворено ( Илекс), понекогаш зрее и грозјето. Во регионот на Одеса се одгледуваат дињи и лубеници, но бршленот и камелиите не можат да ги издржат ниските зимски температури. Може да се наведат многу такви примери.
Така, просечните температури изолирани од другите фактори на животната средина не можат да послужат како сигурен показател (показател) за можноста за внесување и одгледување на културата од нас. Заклучокот е дека различните видови растенија се карактеризираат со нееднакви должини на сезоната на растење. Затоа, во однос на температурата, потребно е да се земе предвид и времетраењето на периодот на поволни температури за нормален развој на растенијата, и времето на почетокот и траењето на минималните температури (исто за максималните температури).
Во литературата за животна средина и одгледување растенија, збирот на активни температури е широко користен за проценка на топлинските ресурси во сезоната на растење. Тој служи како добар показател за проценка на потребите за топлина на растенијата и овозможува да се одреди површината за одгледување одредена култура. Збирот на активни температури се состои од збир на позитивни просечни дневни температури за периодот кога е над 10 °C. Во областите каде што збирот на активни температури е 1000...1400 °C, може да се одгледуваат рани сорти на компири и коренови култури; каде што оваа количина достигнува 1400...2200 °C, - житарки, компири, лен и сл.; збирот на активни температури од 2200...3500 °C одговара на зоната на интензивно овоштарство; кога збирот на овие температури надминува 4000 °C, одгледувањето суптропски едногодишни е успешно.
Организмите чија витална активност и телесна температура зависат од топлината што доаѓа од околината се нарекуваат поикилотермични (од грчки поикилос - различно). Тие ги вклучуваат сите растенија, микроорганизми, безрбетници и некои групи на хорди. Температурата на телото на поикилотермичките организми зависи од надворешната средина. Затоа еколошката улога на топлината во животот на сите систематски групи растенија и наведените групи на животни е од огромно значење. Високо организираните животни (птици и цицачи) припаѓаат на групата хомеотерми (од грчкиот homoios - идентични), кај кои температурата на телото е константна, бидејќи се одржува од сопствената топлина.
Познато е дека протопластот на клетките на живите организми е способен да функционира нормално во температурен опсег 0...50 °C.Само организмите кои имаат посебни прилагодувања можат да ги издржат овие екстремни температури долги временски периоди. Физиолозите имаат воспоставено оптимални и критични температури за дишење и други функции. Излегува дека долната граница на температурата на дишење на органите за презимување (пупки, игли) е 20... - 25 °C. Како што се зголемува температурата, стапката на дишење се зголемува. Температурите над 50 °C го уништуваат протеинско-липидниот комплекс на површинскиот слој на цитоплазмата, што доведува до губење на осмотските својства од страна на клетките.
Во некои региони на Русија, периодично се забележува масовна смрт на растенија од премногу ниски температури. Катастрофалното дејство на второто има најголемо влијание во зимите со малку снег, главно на зимските зрна. Деструктивни се и ненадејните ладни бранови во пролетта, кога растенијата почнуваат да растат (доцни пролетни мразови). Често, не само воведените зимзелени дрвја, како што се агрумите, туку и листопадните растенија умираат од студот. Н. Максимов, проучувајќи го механизмот на дејство на ниските температури, дошол до заклучок дека причината за смртта на растението се објаснува со дехидрација на цитоплазмата. Кристализацијата на водата се јавува во меѓуклеточните простори на ткивото. Ледените кристали црпат вода од клетките и механички ги оштетуваат клеточните органели. Критичниот момент доаѓа токму со појавата на ледени кристали во внатрешноста на клетките.
Идентификувани се природни групи на растенија отпорни на мраз. Тука спаѓаат иглолисни зимзелени дрвја и грмушки, како и бобинки (Vaccinium vitis-идеја), Хедер, итн. Меѓу тревни повеќегодишни растенија, исто така се идентификувани многу растенија отпорни на мраз кои можат да преживеат сурови зими. За време на зимскиот мирување, растенијата можат да издржат многу ниски температури. Значи, црна рибизла пука (Ribes nigrum)со бавно намалување на температурата до - 253 ° C (температура блиску до апсолутна нула) тие можат да останат остварливи.
Повеќето растителни видови имаат индивидуални реакции на температурата. Така, во пролетта ртење на зрната 'рж започнува на 1...2 °C, семе од ливадска детелина (Trifolium pratense)- на 1 °C, жолт лупин (Лупинус лутеус)- на 4...5, ориз - на 10...12 °C. Оптималните температури за зреење на семето на овие култури се 25, 30, 28, 30...32 °C, соодветно.
За нормален раст и развој на растенијата потребна е соодветна температура на околината за надземните и подземните органи. На пример, ленот нормално се развива на температура на коренот приближно два пати пониска (10 °C) од онаа на надземните органи (22 °C). За време на онтогенезата, потребата на растенијата за топлина значително се менува. Температурата на органите на телото на растението значително варира во зависност од локацијата (почва, воздух) и ориентацијата во однос на сончевите зраци (сл. 14). Експериментално е утврдено дека ртење на семе од репка (Brassica napus),семе од репка (V. campestrts),пченица, овес, јачмен, детелина, луцерка и други растенија се забележува на температура од 0...2 °C, додека повисоки температури (3...5 °C) се потребни за никнување на садници.
Ориз. 14. Температура (°C) на различни растителни органи: А - нови верзии (Novosiversia glacialis),според Б. Тихомиров; Б - сибирски цила (Scilla sibiriati, според Т. Горишина, А- постелнина, б- почвата
Многу видови на континентални растенија се поволно погодени од дневниот термопериодизам, кога амплитудата на ноќните и дневните температури е 5... 15 ° C. Нејзината суштина лежи во фактот што многу растенија поуспешно се развиваат на пониски ноќни температури. На пример, доматите се развиваат подобро ако дневната температура на воздухот достигне 26 ° C, а ноќната температура 17 ... 18 ° C. Експерименталните податоци, исто така, укажуваат дека растенијата во умерените географски широчини бараат и ниски есенски температури - сезонски термопериодизам - за нормален онтогенетски развој .
Температурниот фактор влијае на растенијата во сите фази од нивниот раст и развој. Покрај тоа, во различни периоди, на секој вид растение му се потребни одредени температурни услови. За повеќето едногодишни растенија, како што се јачменот, овесот и други, може да се следи општ модел: во раните фази на развој, температурата треба да биде пониска отколку во подоцнежните фази.
Мегатермални растенија од тропско потекло, како што е шеќерната трска (Saccharum officinarum),имаат потреба од високи температури во текот на нивниот живот. Растенијата во топли и суви предели - еуксерофити, како и многу сукуленти, како што се Cactus и Crassulaceae - се карактеризираат со најголема толеранција на ултра високи температури. (Crassulaceae).Ова е типично и за растенијата во солена почва, особено со сулфиди и хлориди. Овие видови, како што е прикажано од X. Ludengaard (1925, 1937), остануваат одржливи дури и на 70 °C. Силно дехидрираните семиња и плодови добро поднесуваат високи температури. Токму на ова својство се заснова добро познатиот метод за борба против патогенот на лабавиот мрс од пченица. (Устилаго трттци).Кога погодените семиња се термички обработени, габата, бидејќи е стенотермична, умира, додека зрнестиот ембрион останува одржлив.
Потешко е да се реши прашањето за влијанието на температурата врз промените во структурата на самата фабрика, нејзината морфологија. Набљудувањата во природата и експерименталните докази даваат различни објаснувања. Всушност, таквата адаптација како силната пубертетност на лушпите и лисјата на пупките се чини дека е сложена; таа служи како заштита не само од силна светлина, туку и од високи температури, како и од прекумерно испарување на влагата. Светлиот сјај на сјајните лисја, паралелното распоредување на сечилото на листот со сончевите зраци, чувствителниот пубертет - сето тоа несомнено го спречува прегревањето на листот, како и прекумерната транспирација.
Основачот на растителна екологија, Е. Затоплување (1895), јасно го покажа влијанието на температурата врз формирањето на сквотови и розети форми на растенија на Арктикот и во висорамнините на алпските и субнивалските зони, т.е., на самата граница на вечен снег. Зборуваме не само за тревни растенија без стебло, розети како елекампан (Inula rhizocephala), но и за дрвените форми на живот - џуџеста бреза, туркестанска смрека (Juniperus turcestanica), џуџест кедар, итн. Лазечки и заштитувачки форми на растенија, на пример арктичка минуартија (Minuartia arctica),најприлагодени на условите за живот на самата површина на почвата под покривката на снежната покривка. Кога нема снег, највисоката температура останува во приземниот слој на воздухот на височина до 15...20 см, а силата на ветерот е минимална. Покрај тоа, во внатрешноста на „перницата“ формирана од растението се создава посебна микроклима, а температурните флуктуации овде се многу помалку изразени отколку надвор од неа. Температурниот фактор може да влијае на развојот на формите на сквотот и директно и индиректно - поради нарушување на снабдувањето со вода и минерална исхрана.
Најголема улога има директното влијание на температурата во процесот на геофилизација на растенијата. Геофилизацијата се однесува на потопување на долниот (базален) дел од растението во почвата (прво хипокотилот, потоа епикотилот, првиот меѓунод и сл.). Овој феномен е карактеристичен главно за ангиосперми. За време на нивниот историски развој, геофилизацијата одигра значајна улога во трансформацијата на формите на живот од дрвја во треви. Како што основата на ластарите е потопена во почвата, интензивно се развива систем на адвентивни корени, ризоми, столони и други органи на вегетативно размножување. Геофилизацијата беше неопходен предуслов за појава на разни подземни растителни органи, особено органи на вегетативна репродукција. Ова им даде на ангиоспермите големи предности во борбата за постоење и доминација на континентите на Земјата.
Во онтогенезата на многу ангиосперми, геофилизацијата на растенијата се врши со помош на специјални повлечени (контрактилни) корени. Интересни експериментални студии за геофилизација беа спроведени од P. Lisitsyn. Тој откри дека повлекувањето на базалниот дел од растението во почвата е многу пораспространето отколку што се мислеше (сл. 15). За зимските култури, геофилизацијата ги подобрува условите за презимување, а за пролетните култури, како што е леќата, ги подобрува условите за водоснабдување.
Ориз. 15. Геофилизација (повлекување во почвата) на поткотиледонот на ливадската детелина (Trifolium pratense),според П. Лисицин: А -површината на почвата; б -длабочина на повлекување
Вода
Сите витални процеси на нивоа на клетки, ткива и организми се незамисливи без доволно снабдување со вода. Растителните органи обично содржат 50...90% вода, а понекогаш и повеќе. Водата е суштинска компонента на живата клетка. Дехидрацијата на телото повлекува забавување, а потоа и прекин на животниот процес. Максимална дехидрација додека се одржува животот и реверзибилноста на нормалните животни процеси е забележана кај спорите и семињата. Овде содржината на вода паѓа на 10 и 12%, соодветно. Отпорот на студ, како и отпорноста на топлина на растенијата, зависи од количината на вода што ја содржат. Исхраната на растенијата во почвата (снабдување и транспорт на азотни и други минерални материи), фотосинтезата и ензимските процеси се исто така поврзани со водата. Метаболичките производи се раствораат и транспортираат во телото на растението и со помош на вода.
Водата е еден од неопходните услови за формирање на растителна маса. Утврдено е дека 99,5% од водата транспортирана од кореновиот систем до лисјата го одржува тургорот и само 0,5% од неа се троши за синтеза на органски материи. За да се добие 1 g сува растителна маса, потребни се 250...400 g вода или повеќе. Односот на горенаведените вредности е коефициентот на транспирација. Овој индикатор значително се разликува меѓу различни видови, па дури и сорти на растенија. Постои шема: вредноста на коефициентот на транспирација е директно пропорционална со сувоста на климата. Затоа, една иста сорта може да има различни коефициенти на транспирација кога се одгледува во различни еколошки и географски услови.
Оптималниот режим на вода се забележува во случаи кога испарувањето на водата во атмосферата не го надминува нејзиното влегување во телото на растението од почвата. За време на онтогенезата, доаѓа фаза кога снабдувањето со вода го одредува целиот последователен развој и жетва на растенијата. Овие развојни фази се добро проучени кај многу култивирани растенија. Критична фаза на развој кај житарките е формирањето на цветови и соцвети. Под неповолни услови за водоснабдување, дел од туберкулите на конусот за раст дегенерира. Бидејќи овој процес е неповратен, се формираат скратени, слабо разгранети соцвети, кои содржат малку цвеќиња и, следствено, кариопси.
Во текот на милиони години континуирана еволуција, организмите се приспособиле на различни животни услови. Растенијата од сушните предели, каде што климата е исклучително сува, имаат изразени ксероморфни (од грчки ксерос - сува, морфе - форма) карактеристики. Тие овозможуваат намалување на загубата на влага, која главно се јавува како резултат на транспирација преку стомачниот апарат, како и преку водени стомати (феноменот на гутација - од латинскиот gutta - капка). Значајна потрошувачка на влага се јавува и преку клетките на епидермисот (кутикуларно испарување). Гутацијата е добро изразена во садници од житарки, компири, леќата и во многу затворени растенија, на пример, алоказија (Алоказија макрориза)итн. Гутацијата е најчеста кај растенијата од влажните тропски и суптропски предели.
Растенијата во сушни услови имаат различни прилагодувања за да се спречи загубата на вода. Во многу житни култури, листовите се тркалаат во цевка, така што стомите се внатре. Листовите на ксероморфните растенија често имаат густа восочна обвивка или влакна. Органите за транспирација (стомален апарат) кај таквите растенија се потопени во мезофилот; нивните лисја често се сведуваат на лушпи или се трансформираат во боцки и трње. Со силно намалување на листовите, функцијата на фотосинтеза ја презема стеблото. Многу култури, тревни и дрвенести, реагираат на недостаток на влага во почвата и подземни води со брзо проширување на нивните коренови системи.
Водениот биланс на растението се одредува според разликата помеѓу апсорпцијата и потрошувачката на вода од телото. Водениот биланс е под влијание на цела низа еколошки услови: влажност на воздухот, количината и дистрибуцијата на врнежите, изобилството и висината на подземните води, насоката и јачината на ветрот.
Потрошувачката на вода од растенијата во голема мера е одредена од релативната влажност на воздухот. Во повлажна клима, бидејќи другите работи се еднакви, растенијата трошат помалку влага за да формираат сува материја. Во умерената зона, продуктивноста на транспирацијата е околу 3 g сува материја со потрошувачка од 1 литар вода.Со зголемување на влажноста на воздухот, семките, плодовите и другите растителни органи содржат помалку протеини, јаглени хидрати и минерални елементи. Покрај тоа, синтезата на хлорофилот во листовите и стеблата се намалува, но во исто време се зголемува растот и се инхибира процесот на стареење. Кога воздухот е многу заситен со водена пареа, лебот зрее многу бавно, а понекогаш и воопшто не созрева. Влажноста на воздухот има големо влијание врз квантитетот и квалитетот на земјоделските култури и работата на земјоделските машини. При висока влажност на воздухот се зголемуваат загубите на културите за време на гумното и бербата, а процесите на зреење на семето по бербата се забавуваат, што на крајот ја намалува нивната безбедност.
Во зависност од односот кон влагата, растенијата се поделени во две еколошки групи: поикихидрид и хомохидрид. Првите немаат посебни механизми за регулирање на хидратацијата (содржината на вода) на нивното тело; во однос на природата на губење на влага, тие практично не се разликуваат од влажната памучна ткаенина. Поикилохидридите вклучуваат пониски растенија, мов и многу папрати. Огромното мнозинство на семенски растенија се хомохидридни и имаат посебни механизми (стомален апарат, трихоми на листовите итн.) за регулирање на внатрешниот режим на вода. Поикихидридноста меѓу ангиоспермите е исклучително ретка и најверојатно е од секундарно потекло, т.е., тоа е еден вид адаптација на ксеричен режим. Редок пример на поикихидриден ангиосперм е пустинскиот остриц, или тиња. (Carex physoides).
Врз основа на нивниот карактеристичен режим на вода, хомохидридните растенија се поделени на хидрофити, хелофити, хигрофити, мезофити, ксерофити и ултраксерофити.
Хидрофитите (од грчкиот хидор - вода + фитон) се водни растенија кои слободно пливаат или се вкорени на дното на резервоарот или се целосно потопени во вода (понекогаш со лисја што лебдат на површината или соцвети изложени над водата). Апсорпцијата на вода и минерални соли се врши од целата површина на растението. Кај лебдечките хидрофити, кореновиот систем е значително намален и понекогаш ги губи своите функции (на пример, кај патките). Мезофилот на подводните лисја не е диференциран, нема кутикула и стома.“ Примери за хидрофити се Vallisneria (Vallisneria spiralis), Elodea canadensis (Elodea canadensis),пловечка трева (Potamogeton natans), Алдрованда вешица (Aldrovanda vesiculosa),бел воден крин (Nymphaea alba),капсула со жолто јајце (Нуфар лутеум)итн. Наведените видови се карактеризираат со силен развој на ткиво што носи воздух - аеренхим, голем број стоми во лебдечките лисја, слаб развој на механичките ткива, а понекогаш и разновидност на лисјата.
Хелофитите (од грчкиот хелос - мочуриште) се водно-копнени растенија кои растат и во вода во плитки води и покрај натопените брегови на реки и акумулации; Тие можат да живеат и на изобилно влажна почва подалеку од водни тела. Ги има само во услови на постојано и изобилство водоснабдување. Хелофитите вклучуваат обична трска; хлебните chastukha (Alisma plantago-aquaucd),врв на стрела (Saggitaria sagittifolia),чадор сусак (Butomus umbellatus)итн Хелофитите можат да издржат недостаток на кислород во почвата.
Хигрофитите (од грчкиот хигрос - влажни) се копнени растенија кои растат во услови на висока влажност на почвата и воздухот. Се карактеризираат со заситеност на ткивото со вода до 80% и повисоко, и присуство на водени стомати. Постојат две еколошки групи на хигрофити:
· засенчени, кои растат под крошна на влажни шуми во различни климатски зони, се карактеризираат со водни стоми - хидатоди, кои им овозможуваат да ја апсорбираат водата од почвата и да транспортираат минерални елементи, дури и ако воздухот е заситен со водена пареа; Импатиенс заеднички се класифицирани како сенка хигрофити (Impattens noli-tangere), Кирце од Париз (Circaea lutetiana), дрвен киселица;
· светлина, расте во отворени живеалишта, каде што почвата и воздухот се постојано влажни; тие вклучуваат папирус (Киперус папирус), sundew rotundifolia (Drosera rotundifolia), барски креветска сламка (Galium palustre),ориз, барски невен (Калта палустрц).
Хигрофитите се карактеризираат со слаба приспособливост кон регулирањето на содржината на вода во ткивото, затоа, набраните растенија од оваа група венеат многу брзо. Така, хигрофитите од копнените хомоихидридни растенија се најмногу слични на поикихидридните форми. Хидрофитите, хелофитите и хигрофитите имаат позитивен воден биланс.
Мезофитите (од грчкиот mesos - просек) се растенија прилагодени на живот во услови на просечно снабдување со вода. Тие покажуваат висока одржливост во умерено топли услови и просечна минерална исхрана. Тие можат да толерираат краткорочна, не многу тешка суша. Огромното мнозинство на култивирани култури, како и растенија од шуми и ливади, припаѓаат на оваа група. Во исто време, мезофитите се толку разновидни во нивната морфофизиолошка организација и приспособливост на различни живеалишта што е тешко да им се даде општа дефиниција. Тие сочинуваат разновиден опсег на посредни растенија помеѓу хигрофити и ксерофити. Во зависност од нивната распространетост во различни климатски зони, А. Шеников (1950) ги идентификуваше следните пет групи мезофити: зимзелени мезофити на тропски дождовни шуми - дрвја и грмушки [*], кои растат во текот на целата година без изразен сезонски прекин; тие се карактеризираат со големи лисја со хидатоди; често таквите лисја имаат точка на крајот што ја исцедува водата; кожа, овенати и распарчени лисја ја обезбедуваат нивната безбедност при дождови (philodendron - Филодендрон,фикус - Ficus elasticaи сл.); горните широки и густи лисја на растенијата од групата се прилагодени на силна светлина, тие се карактеризираат со густа кутикула, добро дефиниран колонообразен паренхим, прилично развиен спроводен систем и механички ткива;
зимско-зелени дрвенести мезофити, или тропофити (од грчки тропос - пресврт), исто така се претежно видови на тропски и суптропски зони, но вообичаени не во дождовните шуми, туку во саваните; ги фрлаат лисјата и влегуваат во мирување за време на сушниот летен период; имаат добро дефинирани интегрални комплекси - перидерм и кора; типичен претставник е баобабот;
летно-зелени дрвенести мезофити - растенија со умерена клима, дрвја и грмушки кои ги фрлаат лисјата и мируваат во студената сезона; тие ги вклучуваат повеќето листопадни дрвја во студени и умерени зони; паѓањето на лисјата во зима служи како адаптација за намалување на испарувањето во студените месеци, кога апсорпцијата на водата од почвата е тешка; За оваа подгрупа мезофити од големо значење имаат интегралните комплекси (перидерма и кора), како и уреди за заштита на бубрезите од загуба на вода; сепак, во зима растенијата губат значителна количина на влага; испарувањето се јавува главно преку слабо заштитени лузни и пупки од лисјата;
летно-зелени тревни повеќегодишни мезофити - растенија со умерена клима, чии надземни делови обично умираат во зима, со исклучок на заштитените пупки за обновување; многу голема група; најтипични претставници се повеќегодишните ливадски треви (ливадска трева Тимотеј - Флеум пратенза,ливадска детелина итн.) и шумски билки (миризливи дрва - Asperula odorata,Европско копање, итн.); листовите се карактеризираат со диференциран мезофил, иако кај шумските растенија (скиофити и хемисциофити) ткивото на палисадата често не е изразено; проводни елементи се умерено развиени; епидермисот е тенок, кутикулата не е секогаш присутна; механичките ткива се умерено или слабо развиени;
ефемерни и ефемероиди (од грчкиот ефемерос - еднодневни) - едногодишни (ефемери) и двогодишни или повеќегодишни (ефемероиди) растенија кои, во суви услови, растат краток влажен период и преминуваат во мирување за време на сушната сезона; на пример, растенија од пустини и суви степи: ефемер - пролетна камена мува, мала алисум (Alissum minutum)и сл.; ефемероиди - живороден блуграс, или кадрава блуграс (Poa bulbosa subsp. vMparum)различни видови лалиња (лале), гуска кромид (Гагеа)ириси (Ирис),жесток (Ферула)и сл.; се карактеризира со недостаток на структурна адаптација на недостаток на влага, но семињата можат да толерираат силно сушење и високи температури; Луковичните и луковичните ефемероиди се карактеризираат со контрактилни (повлекувачки) корени, кои обезбедуваат повлекување на обновувачката пупка под почвата за време на неповолен период.
Треба да се напомене дека не сите научници се согласуваат со класификацијата на пустинските ефемерни и ефемероиди во групата мезофити и ги класифицираат како ксерофити (разбирање на вториот термин многу широко).
Ксерофитите (од грчкиот xeros) се растенија прилагодени на живот во услови на слабо снабдување со вода. Тие ја толерираат почвата и атмосферската суша, бидејќи имаат различни прилагодувања за живеење во топла клима со многу малку врнежи. Најважната карактеристика на ксерофитите е формирањето на морфофизиолошка адаптација на деструктивните ефекти на атмосферската и почвената суша. Во повеќето случаи, ксерофитите имаат адаптации кои ја ограничуваат транспирацијата: безлисност, мали лисја, летен пад на лисјата, пубертет. Многу од нив се способни да издржат прилично тешка дехидрација долго време, одржувајќи ја одржливоста. Слика 12 покажа лист со уреди за ограничување на испарувањето.
Во зависност од структурните карактеристики на органите и ткивата и методите за регулирање на режимот на вода, се разликуваат следните три типа на ксерофити.
Првиот тип се еуксерофити (од грчки eu - реални), или склерофити (од грчки skleros - цврсти), или самите ксерофити; По изглед ова се суви, цврсти растенија. Дури и во периодот на целосно снабдување со вода, содржината на вода во нивните ткива е мала. Склерофитите се многу отпорни на венење - тие можат да изгубат до 25% од влагата без забележителна штета за себе. Нивната цитоплазма останува жива дури и со таква тешка дехидрација што би била фатална за другите растенија. Друга карактеристика на еуксерофитите е зголемениот осмотски притисок на клеточниот сок, што овозможува значително да се зголеми силата на цицање на корените.
Претходно, се веруваше дека интензитетот на транспирација на склерофитите, како и другите ксерофити, е многу низок, но делата на Н. во однос на единицата на површинскиот лист. И. Култијасов (1982) нагласи дека, очигледно, главната карактеристика на ксерофитите е нивната висока отпорност на суша, во зависност од својствата на цитоплазмата, како и способноста за ефикасно користење на влагата по дожд. Карактеристичната „склерофитна“ морфологија (силен развој на механички и интегрални ткива, ситни листови и сл.) има заштитна вредност во случај на потешкотии во снабдувањето со вода.
Кореновиот систем на еуксерофитите е многу разгранет, но плиток (помалку од 1 m). Групата што се разгледува вклучува многу растенија од нашите степи, полупустини и пустини: пелин (бела земја Artemisia terrae-albae,Лерха - А лерхланаитн.), сивокоса Вероника (Вероника Инкана)и сл.
D. Kolpinov (1957) идентификуваше посебна група на еуксерофити - стипаксерофити (од латинскиот stipa - пердув трева). Вклучува теснолисни треви како што се пердув трева, власатка (Festuca valesiaca).Растенијата од групата се одликуваат со моќен корен систем кој ја користи влагата од краткотрајните тушеви. Стипаксерофитите се чувствителни на дехидрација и толерираат само краткотраен недостаток на влага.
Вториот тип на ксерофити - хемиксерофити (од грчкиот хеми - половина) имаат длабок корен систем кој го достигнува нивото на подземните води (до 10 m или повеќе), односно тие се фреатофит (види подолу).
Третиот тип на ксерофити - сукуленти (од латинскиот succulentus - сочни), за разлика од ксерофитите од типовите опишани погоре, имаат добро развиено паренхимско ткиво што складира вода. Во зависност од нејзината локација, се разликуваат сукулентите од лист и стебло. Примери за првите се агавите (Агава)алое (Алое),седуми (Седум)итн. Кај сукулентите на стеблото, листовите обично се намалуваат, а овие видови складираат вода во стеблата (кактуси и еуфорбии слични на кактуси).
Кореновиот систем на сукулентите обично е површен. Тие се одликуваат со способноста да складираат вода кога е во вишок во околината, да ја задржуваат долго време и економично да ја користат. Транспирацијата кај сукулентите е исклучително мала. За да се намали, растенијата имаат голем број адаптивни карактеристики во нивната структура, вклучително и оригиналноста на формите на надземните делови, демонстрирајќи „познавање“ на законите на геометријата. Познато е дека сферичните тела (особено топката) имаат најмал однос површина-волумен. Задебелување на листовите и стеблата, т.е. доближување до сферична или цилиндрична форма, е начин да се намали површината на транспирација додека се одржува потребната маса. Кај многу сукуленти, епидермисот е заштитен со кутикула, восочна обвивка и пубертет. Стоматите се малку и обично затворени во текот на денот. Последната околност создава тешкотии за фотосинтезата, бидејќи апсорпцијата на јаглерод диоксид од овие растенија може да се случи главно ноќе: пристапот на CO 2 и светлината не се совпаѓаат во времето. Затоа, сукулентите развија посебен пат на фотосинтеза - таканаречената „CAM патека“, во која изворот на CO 2 е делумно продукти на дишењето.
Одговорот на кореновиот систем на снабдувањето со вода е добро проучен кај култивираните растенија. Слика 16 ја покажува длабочината на пенетрација на кореновиот систем на зимската пченица во почвата при различни количини на врнежи.
Ориз. 16. Корен систем на зимската пченица (род тритикум):
1
- со големи количини на врнежи; 2
- во просек; 3
- на ниско ниво
Постои посебна класификација на еколошки групи на растенија земајќи ја предвид нивната употреба на влага во земјата, т.е., според изворите на апсорпција на влага од подлогата. Содржи фретофити (од грчкиот phreatos - бунар) - растенија чиј корен систем е постојано поврзан со водоносните слоеви на почвите и матичните карпи кои формираат почва, омброфити (од грчкиот омброс - дожд) - растенија кои се хранат со влагата од врнежите, и трихохидрофити (од грчки трихос - коса) - растенија поврзани со капиларниот раб на подземните води, кои се во состојба на постојана подвижност. Меѓу фреатофитите се разликуваат облигационите и факултативните; вторите се доста блиску до трихохидрофитите. Фреатофитите се карактеризираат со развој на длабоко продирачки подземни органи; кај камилскиот трн (Алчаги)- до 15 m, во облици на црн саксал слични на дрво (Haloxylon aphyllum)- до 25, во централноазиски тамарикс (Тамарикс)- 7, во северноафриканскиот тамарикс - до 30, во луцерка (Medicago sativa)- до 15 m Омброфитите имаат плиток, но високо разгранет систем на подземни органи, способен да ја апсорбира атмосферската влага во голем волумен на почва. Типични претставници на групата се ефемерни и пустински ефемероиди. Трихохидрофитите се карактеризираат со коренов систем од универзален тип, кој ги комбинира карактеристиките на фреатофит и омброфити. Фреатофит и трихохигрофити често се класифицираат како хемиксерофити.
Растенијата се снабдуваат со вода од два извора: врнежи и подземни води. Меѓу атмосферските врнежи, дождот и снегот играат најважна улога. Град, роса, магла, мраз и мраз заземаат поскромно учество во водениот биланс на растенијата. Атмосферските врнежи за растенијата не се само извор на снабдување со вода. Цврстите врнежи, формирајќи снежна покривка, ја штитат почвата, а со тоа и надземните и подземните растителни органи од ниски температури. Во еколошка смисла, снежната покривка значително влијае на живеалиштето на растенијата и животните - создава снабдување со влага во почвата и значително го намалува испарувањето на влагата од растенијата. Распределбата на врнежите по сезона, неговата форма, количината и интензитетот на врнежите се важни за земјоделските растенија, како и за продуктивноста на пасиштата и полињата со сено.
Дождовите кои произведуваат големо количество врнежи за кратко време (повеќе од 1...2 мм/мин) се нарекуваат поројни или поројни дождови. Врнежите обично се придружени со силен ветер и имаат негативно влијание врз земјоделските површини. Најголемо количество врнежи во Кавказ и во Источна Европа воопшто (до 2500 mm годишно) и особено обилни врнежи има на брегот на Црното Море на Кавказ - Аџара и Абхазија. Сепак, обилни врнежи (над 5 mm/min) се забележани и во Украина. Генерално, како што се движите кон север во рамките на континентот, количината на врнежи прво се зголемува, достигнувајќи максимум во умерената зона, а потоа се намалува (не се протега до крајбрежните области); Постои шема на промени во другите климатски показатели (сл. 17).
Големите разлики (сл. 18) во количината на врнежи помеѓу поединечните региони на Земјата, заедно со температурниот режим, создаваат разновидност на еколошки услови на планетата. Највлажните области се наоѓаат во горниот тек на реката. Амазон, на островите на Малајскиот архипелаг.
Ориз. 17. Шематски профил на европскиот дел на Русија од север кон југ, според Г. Висоцки
Ориз. 18. Годишна распределба на врнежите по континенти
Во зоната со умерена клима, на места каде што се забележуваат чести одмрзнувања, може да се следи смртта на зимските култури од ледената кора. По одмрзнувањето, стопената снежна вода акумулирана во микродепресии во полињата замрзнува и ги покрива зимските култури со ледена кора. Во овој случај доаѓа до механички притисок од мразот, кој особено штетно делува на зоните за обрежување, а притоа доаѓа до недостиг на кислород.
Дебелината и густината на снежната покривка се важни за земјоделството, шумарството и управувањето со водите. Лабавиот снег подобро ги штити растенијата што презимуваат во почвата од ладење. Густината на снегот е најмала кога се формира снежната покривка, потоа постојано се зголемува и станува најголема во периодот на топење на снегот. Затоа, до пролет се намалува заштитниот ефект на снежната покривка. Деловите од растенијата кои не се покриени со снег, особено во студени и ветровити зими, брзо ја губат влагата и умираат. На температура на воздухот од -21°C под снег на површината на почвата е само -5°C. Ако снегот падне рано и ја покрие почвата со доволно дебел слој, тој не замрзнува, а растенијата растат и се развиваат нормално. Има зими кога под снежната покривка можете да најдете расцутени шафрани (род Крокус),Љубка бифолија (Platanthera bifolia)и други растенија.
Во суровите зимски услови на високите северни географски широчини, како и во планините, се произведуваат специјални решетки и џуџести форми на дрвенести растенија. Дури и дрвјата со големи стебла од шумската зона - сибирска смрека, сибирски ариш и други - се трансформираат во притаени форми во арктичката клима.
Атмосферски воздух
Еколошкото значење на атмосферските врнежи во животот на растенијата се манифестира и во неговото учество како растворувач во хранењето на долните слоеви на дрвенести и тревни растенија со минерални материи. За време на дождот, капките што паѓаат се заситени со испарливи и испарливи материи во воздухот, вторите, заедно со капката, паѓаат на растителните органи и на површината на почвата. Заедно со супстанциите што се измиени од круните на дрвјата и се апсорбираат од испарливи соединенија емитирани од растенијата, испарливите и испарливите супстанции што се формираат како резултат на антропогени активности, како и отпадните производи од микрофлората на почвата, се раствораат и се мешаат во врнежите.
Тревни растенија не се типични за овие екосистеми, а епифитите од тропските шуми припаѓаат на подгрупите на ксеромезофити или хигромезофити. Карактеристиките на нивната дислокација во круните на дрвјата се одредуваат со микроклиматски услови.
Дебелиот слој на воздух (атмосфера) што ја покрива Земјата ги штити живите организми од моќното ултравиолетово зрачење и космичкото зрачење и спречува ненадејни температурни флуктуации. Еколошки, составот на гас на атмосферата и движењето на воздушните маси (ветер и струи на конвекција) не се помалку важни.
Кога се карактеризира гасниот состав на воздухот, обично се нагласува неговата постојаност. Речиси во сите региони на земјината топка, сувиот воздух на тропосферата (долниот слој на атмосферата) содржи околу 78,1% азот, 21% кислород, 0,032 % јаглерод диоксид, траги од водород, мали количини инертни гасови. Заедно со постојаните компоненти, воздухот содржи и гасовити компоненти, чија содржина варира во зависност од времето и местото: разни индустриски гасови, амонијак, гасовити емисии на растенијата итн.
Директното влијание врз животната средина на слободниот азот што преовладува во атмосферата е мало; во оваа форма, наведениот хемиски елемент одговара на неговото име, што во превод од грчки значи „не го одржува животот“. Фиксниот азот е суштинска и суштинска компонента на сите биолошки системи. Слободниот атмосферски кислород не само што го поддржува животот (дишењето), туку има и биолошко потекло (фотосинтеза). Така, влошувањето на зелениот свет на нашата планета може значително да влијае на резервите на слободен кислород во атмосферата.
Околу 21% од кислородот ослободен за време на фотосинтезата и содржан во воздухот го консумираат растенијата, животните и луѓето за време на дишењето. Возрасно дрво ослободува до 180 литри кислород дневно. Човек троши околу 360 литри кислород дневно во отсуство на физичка активност, а до 900 литри за време на интензивна работа. Патнички автомобил ја троши годишната норма на кислород што го троши човек на 1000 km, а млазен авион троши 35 тони кислород за лет од Европа до Америка.
Содржината на јаглерод диоксид во воздухот уште повеќе зависи од животната активност на различните организми. Најважните природни извори на CO 2 се дишењето, ферментацијата и распаѓањето - вкупниот удел на наведените процеси учествува со 5,6,1% од CO 2 што влегува во атмосферата. Околу 38% од јаглеродниот диоксид влегува во воздухот од почвата („дишење на почвата“); 0,1% - за време на вулкански ерупции. Доста значаен извор на CO 2 се шумските и степските пожари, како и согорувањето на горивото - до 0,4%. Последната бројка постојано расте: во 1970 година, поради антропогената активност, 0,032% од годишниот внес на CO 2 влезе во воздухот; според научниците, до 2000 година уделот на предметниот извор ќе се зголеми на 0,038...0,04 %.
Човечката активност, исто така, има значително влијание врз стапката на фиксација на јаглерод диоксид во биосферата. Ова главно се должи на прекумерното уништување на шумите и загадувањето на светските океани. За време на фотосинтезата, растенијата годишно врзуваат 6...7% CO 2 од воздухот, а процесот е најинтензивен во шумските екосистеми. Тропските прашуми бележат 1...2 кг јаглерод диоксид на 1 м2 годишно; во тундра и пустините е забележан само 1% од оваа количина. Севкупно, копнените екосистеми бележат 20...30 милијарди тони CO 2 годишно. Приближно истото количество го бележи и фитопланктонот на Светскиот океан.
Зголемувањето на содржината на јаглерод диоксид во атмосферата има негативни еколошки последици на планетарна скала и се манифестира во форма на „ефект на стаклена градина“. Општо земено, овој ефект може да се окарактеризира како постојано затоплување на климата, предизвикано од фактот што, како филм во стаклена градина, акумулиран во прекумерни количества CO 2 го спречува одливот на долготрајното топлинско зрачење од површината на Земјата, додека слободно ги пренесува сончевите зраци. Специфичните манифестации на „ефектот на стаклена градина“ се различни во различни региони. Во едниот случај се работи за невидени суши, во другиот, напротив, зголемување на врнежите, невообичаено топли зими итн.
Од нестабилните компоненти на атмосферскиот воздух, еколошки најнеповолни за растенијата (и за луѓето и за животните) се индустриските гасови - сулфур диоксид, флуор, водород флуорид, хлориди, азот диоксид, амонијак итн. Високата ранливост на растителните организми на „ воздушни отрови“ се објаснува со недостатокот на посебна адаптација на споменатиот, релативно неодамна појавен фактор. Релативната отпорност на некои постројки на индустриски гасови е поврзана со нивната предадаптација, односно присуството на одредени карактеристики кои се покажаа корисни во нови услови. Така, листопадните дрвја полесно го поднесуваат загадувањето на воздухот од иглолисните дрвја, што се објаснува со годишниот листопаден пад на првите, што им дава можност редовно да ги отстрануваат токсичните материи со ѓубре. Сепак, дури и кај листопадните растенија, кога гасниот состав на атмосферата е неповолен, ритамот на сезонскиот развој е нарушен: отворањето на пупките е одложено, а паѓањето на лисјата се случува многу порано.
Абиотските фактори се својства од нежива природа кои директно или индиректно влијаат на живите организми. На сл. Табела 5 (види додаток) ја покажува класификацијата на абиотските фактори. Да го започнеме нашето разгледување со климатските фактори на надворешното опкружување.
Температурата е најважниот климатски фактор. Од тоа зависи интензитетот на метаболизмот на организмите и нивната географска дистрибуција. Секој организам е способен да живее во одреден температурен опсег. И иако овие интервали се различни за различни видови организми (евритермични и стенотермични), за повеќето од нив зоната на оптимални температури на кои виталните функции се извршуваат најактивно и најефикасно е релативно мала. Температурниот опсег во кој може да постои живот е приближно 300 C: од 200 до +100 bC. Но, повеќето видови и повеќето активности се ограничени на уште потесен опсег на температури. Одредени организми, особено оние во фаза на мирување, можат да преживеат барем некое време на многу ниски температури. Одредени видови на микроорганизми, главно бактерии и алги, можат да живеат и да се размножуваат на температури блиску до точката на вриење. Горната граница за бактериите на топли извори е 88 C, за сино-зелените алги 80 C, а за најтолерантни риби и инсекти околу 50 C. Како по правило, горните граници на факторот се покритични од долните граници, иако многу организми функционираат во близина на горните граници на опсегот на толеранција поефикасно.
Водните животни имаат тенденција да имаат потесен опсег на толеранција на температура од копнените животни бидејќи температурниот опсег во водата е помал отколку на копно.
Така, температурата е важен и многу често ограничувачки фактор. Температурните ритми во голема мера ја контролираат сезонската и дневната активност на растенијата и животните.
Врнежите и влажноста се главните количини што се мерат при проучување на овој фактор. Количината на врнежите главно зависи од патеките и природата на големите движења на воздушните маси. На пример, ветровите што дуваат од океанот оставаат најголем дел од влагата на падините свртени кон океанот, што резултира со „дождовна сенка“ зад планините, што придонесува за формирање на пустината. Движејќи се во внатрешноста, воздухот акумулира одредена количина на влага, а количината на врнежи повторно се зголемува. Пустините обично се наоѓаат зад високите планински масиви или покрај бреговите каде што ветровите дуваат од огромни суви области во внатрешноста, а не од океанот, како што е пустината Нами во Југозападна Африка. Распределбата на врнежите по сезона е исклучително важен ограничувачки фактор за организмите.
Влажноста е параметар кој ја карактеризира содржината на водена пареа во воздухот. Апсолутна влажност е количината на водена пареа по единица волумен на воздух. Поради зависноста на количината на пареа што ја задржува воздухот од температурата и притисокот, беше воведен концептот на релативна влажност - ова е односот на пареата содржана во воздухот до заситената пареа на дадена температура и притисок. Бидејќи во природата има дневен ритам на влажност, кој се зголемува ноќе, а се намалува во текот на денот, и неговите флуктуации вертикално и хоризонтално, овој фактор, заедно со светлината и температурата, игра важна улога во регулирањето на активноста на организмите. Снабдувањето со површинска вода достапна за живите организми зависи од количината на врнежи во дадена област, но овие вредности не секогаш се совпаѓаат. Така, користејќи подземни извори, каде што водата доаѓа од други области, животните и растенијата можат да добијат повеќе вода отколку од примање со врнежи. Спротивно на тоа, дождовницата понекогаш веднаш станува недостапна за организмите.
Зрачењето од Сонцето се состои од електромагнетни бранови со различни должини. Тоа е апсолутно неопходно за живата природа, бидејќи е главниот надворешен извор на енергија. Мора да се има на ум дека спектарот на електромагнетното зрачење од Сонцето е многу широк и неговите фреквентни опсеги влијаат на живата материја на различни начини.
За живата материја, важни квалитативни карактеристики на светлината се брановата должина, интензитетот и времетраењето на изложеноста.
Јонизирачкото зрачење ги исфрла електроните од атомите и ги прицврстува на други атоми за да формира парови на позитивни и негативни јони. Неговиот извор се радиоактивни материи содржани во карпите, покрај тоа, доаѓа од вселената.
Различни видови на живи организми се разликуваат во голема мера во нивната способност да издржат големи дози на изложеност на радијација. Повеќето студии покажуваат дека клетките кои брзо се делат се најчувствителни на зрачење.
Во повисоките растенија, чувствителноста на јонизирачко зрачење е директно пропорционална со големината на клеточното јадро, или поточно со волуменот на хромозомите или содржината на ДНК.
Составот на гас на атмосферата е исто така важен климатски фактор. Пред околу 33,5 милијарди години, атмосферата содржела азот, амонијак, водород, метан и водена пареа, а немало слободен кислород. Составот на атмосферата во голема мера беше одреден од вулкански гасови. Поради недостаток на кислород, немаше озонски екран за да го блокира ултравиолетовото зрачење од Сонцето. Со текот на времето, поради абиотските процеси, кислородот почна да се акумулира во атмосферата на планетата и започна формирањето на озонската обвивка.
Ветерот може дури и да го промени изгледот на растенијата, особено во тие живеалишта, на пример во алпските зони, каде што други фактори имаат ограничувачки ефект. Експериментално е докажано дека во отворени планински живеалишта ветрот го ограничува растот на растенијата: кога бил изграден ѕид за заштита на растенијата од ветрот, висината на растенијата се зголемувала. Невремето е од големо значење, иако нивното дејство е чисто локално. Ураганите и обичните ветрови можат да превезуваат животни и растенија на долги растојанија и со тоа да го променат составот на заедниците.
Се чини дека атмосферскиот притисок не е директен ограничувачки фактор, но е директно поврзан со времето и климата, кои имаат директно ограничувачко дејство.
Водните услови создаваат уникатно живеалиште за организмите, кои се разликуваат од копнените првенствено по густина и вискозност. Густината на водата е приближно 800 пати, а вискозноста е приближно 55 пати поголема од онаа на воздухот. Заедно со густината и вискозноста, најважните физичко-хемиски својства на водната средина се: температурната стратификација, односно промените на температурата долж длабочината на водното тело и периодичните промени на температурата со текот на времето, како и проѕирноста на водата, што ја одредува светлосен режим под неговата површина: фотосинтезата на зелените и виолетовите алги зависи од транспарентноста, фитопланктонот, повисоките растенија.
Како и во атмосферата, гасниот состав на водната средина игра важна улога. Во водните живеалишта, количината на кислород, јаглерод диоксид и други гасови растворени во вода и затоа достапни за организмите многу варира со текот на времето. Во резервоарите со висока содржина на органска материја, кислородот е ограничувачки фактор од огромно значење.
Киселоста, концентрацијата на водородни јони (рН), е тесно поврзана со карбонатниот систем. рН вредноста варира во опсег од 0 pH до 14: при pH = 7 околината е неутрална, при pH<7 кислая, при рН>7 алкална. Ако киселоста не се приближува до екстремните вредности, тогаш заедниците можат да ги компензираат промените во овој фактор; толеранцијата на заедницата до опсегот на pH е многу значајна. Водите со ниска pH вредност содржат малку хранливи материи, така што продуктивноста е исклучително ниска.
Содржина на соленост на карбонати, сулфати, хлориди итн. е уште еден значаен абиотски фактор во водните тела. Во слатките води има малку соли, од кои околу 80% се карбонати. Содржината на минерали во светските океани во просек изнесува 35 g/l. Организмите на отворен океан се генерално стенохалин, додека крајбрежните соленикави водни организми се генерално еурихалин. Концентрацијата на сол во телесните течности и ткивата на повеќето морски организми е изотонична со концентрацијата на сол во морската вода, така што нема проблеми со осморегулацијата.
Струјата не само што во голема мера влијае на концентрацијата на гасови и хранливи материи, туку и директно делува како ограничувачки фактор. Многу речни растенија и животни се морфолошки и физиолошки специјално прилагодени за одржување на нивната позиција во протокот: тие имаат добро дефинирани граници на толеранција на факторот на проток.
Хидростатичкиот притисок во океанот е од големо значење. Со потопување во вода од 10 m, притисокот се зголемува за 1 atm (105 Pa). Во најдлабокиот дел на океанот притисокот достигнува 1000 atm (108 Pa). Многу животни се способни да толерираат ненадејни флуктуации на притисокот, особено ако немаат слободен воздух во нивните тела. Во спротивно, може да се развие гасна емболија. Високите притисоци, карактеристични за големите длабочини, по правило, ги инхибираат виталните процеси.
Почвата.
Почвата е слој на супстанција што лежи на врвот на карпите на земјината кора. Рускиот природен научник Василиј Василевич Докучаев во 1870 година бил првиот што ја сметал почвата за динамичен, а не инертен медиум. Тој докажа дека почвата постојано се менува и се развива, а во нејзината активна зона се одвиваат хемиски, физички и биолошки процеси. Почвата се формира преку сложена интеракција на климата, растенијата, животните и микроорганизмите. Составот на почвата вклучува четири главни структурни компоненти: минерална основа (обично 50-60% од вкупниот состав на почвата), органска материја (до 10%), воздух (1525%) и вода (2530%).
Минералниот скелет на почвата е неорганска компонента која се формира од матичната карпа како резултат на нејзиното атмосферско влијание.
Органската материја на почвата се формира со распаѓање на мртви организми, нивни делови и измет. Органските остатоци кои не се целосно распаднати се нарекуваат ѓубре, а крајниот производ на распаѓање, аморфна супстанција во која повеќе не е можно да се препознае оригиналниот материјал, се нарекува хумус. Благодарение на неговите физички и хемиски својства, хумусот ја подобрува структурата и аерацијата на почвата и ја зголемува способноста за задржување на водата и хранливите материи.
Почвата е дом на многу видови растителни и животински организми кои влијаат на нејзините физичко-хемиски карактеристики: бактерии, алги, габи или протозои, црви и членконоги. Нивната биомаса во различни почви е еднаква (kg/ha): бактерии 10007000, микроскопски габи 1001000, алги 100300, членконоги 1000, црви 3501000.
Главниот топографски фактор е надморската височина. Со надморска височина, просечните температури се намалуваат, дневните температурни разлики се зголемуваат, врнежите, брзината на ветерот и интензитетот на зрачење се зголемуваат, атмосферскиот притисок и концентрациите на гасови се намалуваат. Сите овие фактори влијаат на растенијата и животните, предизвикувајќи вертикална зона.
Планинските венци можат да дејствуваат како климатски бариери. Планините служат и како бариери за ширење и миграција на организмите и можат да играат улога на ограничувачки фактор во процесите на специјација.
Друг топографски фактор е изложеноста на наклонот. Во северната хемисфера, падините свртени кон југ добиваат повеќе сончева светлина, така што интензитетот на светлината и температурата овде се повисоки отколку на подот на долината и на падините свртени кон север. На јужната хемисфера се случува спротивна ситуација.
Важен фактор на олеснување е и стрмнината на наклонот. Стрмните падини се карактеризираат со брзо одводнување и миење на почвата, така што почвите овде се тенки и посува.
За абиотски услови, важат сите разгледувани закони за влијанието на факторите на животната средина врз живите организми. Познавањето на овие закони ни овозможува да одговориме на прашањето: зошто се формирале различни екосистеми во различни региони на планетата? Главната причина се уникатните абиотски услови на секој регион.
Областите на дистрибуција и бројот на организми на секој вид се ограничени не само од условите на надворешната нежива средина, туку и од нивните односи со организми од други видови. Непосредната животна средина на еден организам ја сочинува неговата биотска средина, а факторите на оваа средина се нарекуваат биотски. Претставниците на секој вид можат да постојат во средина каде што врските со други организми им обезбедуваат нормални услови за живот.
Да ги разгледаме карактеристичните карактеристики на односите од различни типови.
Конкуренцијата е најсеопфатниот тип на односи во природата, во кој две популации или две индивидуи, во борбата за условите неопходни за живот, меѓусебно влијаат негативно.
Конкуренцијата може да биде интраспецифична и меѓуспецифична.
Интраспецифична конкуренција се јавува помеѓу индивидуи од ист вид, меѓуспецифична конкуренција се јавува помеѓу индивидуи од различни видови. Конкурентната интеракција може да се однесува на просторот за живеење, храната или хранливите материи, светлината, засолништето и многу други витални фактори.
Меѓуспецифичната конкуренција, без оглед на тоа што лежи во основата, може да доведе или до воспоставување рамнотежа помеѓу два вида, или до замена на популацијата на еден вид со популација на друг, или до фактот дека еден вид ќе премести друг на друго место. или да го принудат да се пресели на друго место.користење на други ресурси. Утврдено е дека два вида идентични во еколошка смисла и потреби не можат да коегзистираат на едно место и порано или подоцна едниот конкурент го преместува другиот. Ова е таканаречениот принцип на исклучување или принцип на Гауз.
Бидејќи структурата на екосистемот е доминирана од интеракции со храна, најкарактеристичната форма на интеракција помеѓу видовите во синџирите на исхрана е предацијата, во која поединецот од еден вид, наречен предатор, се храни со организми (или делови од организми) од друг вид. , наречен плен, а предаторот живее одвоено од пленот. Во такви случаи, се вели дека двата вида се вклучени во врска предатор-плен.
Неутралноста е тип на врска во која ниту една од популациите нема никакво влијание врз другата: таа на ниту еден начин не влијае на растот на нејзините популации, кои се во рамнотежа, ниту на нивната густина. Во реалноста, сепак, доста е тешко да се потврди, преку набљудувања и експерименти во природни услови, дека два вида се апсолутно независни еден од друг.
Сумирајќи го разгледувањето на формите на биотски врски, можеме да ги извлечеме следните заклучоци:
1) односите меѓу живите организми се еден од главните регулатори на бројот и просторната дистрибуција на организмите во природата;
2) негативните интеракции меѓу организмите се појавуваат во почетните фази на развојот на заедницата или во нарушени природни услови; во неодамна формираните или новите асоцијации, веројатноста за појава на силни негативни интеракции е поголема отколку во старите асоцијации;
3) во процесот на еволуција и развој на екосистемите, се открива тенденција за намалување на улогата на негативните интеракции за сметка на позитивните кои го зголемуваат опстанокот на видовите кои содејствуваат.
Едно лице мора да ги земе предвид сите овие околности при спроведување на мерки за управување со еколошките системи и поединечните популации со цел да ги користи во свои интереси, како и да ги предвиди индиректните последици што можат да настанат.
Абиотски, биотски и антропогени фактори на животната средина
Природната средина на живиот организам е составена од многу неоргански и органски компоненти, вклучувајќи ги и оние што ги внесува луѓето. Покрај тоа, некои од нив може да бидат неопходни за организмите, додека други не играат значајна улога во нивниот живот. На пример, зајак, волк, лисица и кое било друго животно во шумата се во врска со огромен број елементи. Тие не можат без такви работи како воздух, вода, храна, одредена температура. Други, на пример, карпа, стебло од дрво, трупец, шампињон, ров, се елементи на околината кон кои можеби се рамнодушни. Животните влегуваат во привремени односи со нив (засолниште, преминување), но не и облигациони односи.
Компонентите на животната средина кои се важни за животот на еден организам и со кои тој неминовно се среќава се нарекуваат фактори на животната средина.
Факторите на животната средина можат да бидат неопходни или штетни за живите суштества, промовирајќи или попречувајќи го опстанокот и репродукцијата.
Условите за живот се збир на фактори на животната средина кои го одредуваат растот, развојот, опстанокот и репродукцијата на организмите.
Целата разновидност на фактори на животната средина обично се дели во три групи: абиотски, биотски и антропогени.
Абиотски фактори- ова е збир на својства од нежива природа кои се важни за организмите. Овие фактори, пак, може да се поделат за хемиски(состав на атмосфера, вода, почва) и физички(температура, притисок, влажност, струи итн.). Разновидноста на релјефот, геолошките и климатските услови, исто така, доведува до огромна разновидност на абиотски фактори.
Од примарно значење се климатски(сончева светлина, температура, влажност); географски(должина на денот и ноќта, теренот); хидролошки(гр. хидор-вода) - проток, бранови, состав и својства на водата; едафски(гр. edaphos - почва) - состав и својства на почвите и сл.
Сите фактори можат да влијаат на организмите директно или индиректно. На пример, теренот влијае на условите на осветлување, влажноста, ветерот и микроклимата.
Биотски фактори- ова е севкупноста на влијанијата на животната активност на некои организми врз други. За секој организам, сите други се важни фактори на животната средина, тие немаат помал ефект врз него од неживата природа. Овие фактори се исто така многу различни.
Целата разновидност на односи меѓу организмите може да се подели на два главни типа: антагонистички(гр. antagonizsma - борба) и неантагонистички.
Предација- форма на врска помеѓу организми од различни трофични нивоа, во која еден вид организам живее на сметка на друг, јадејќи го (+ -)
(Сл. 5.1). Предаторите можат да се специјализираат за еден плен (рис - зајак) или да бидат полифаги (волк). Во секоја биоценоза, еволуирале механизми кои го регулираат бројот и на предатор и на плен. Неразумното уништување на предаторите често доведува до намалување на нивната одржливост
Слика 5.1 - Предација
Конкуренција (лат. concurrentia - натпревар) е форма на врска во која организми од исто трофично ниво се натпреваруваат за храна и други услови на постоење, потиснувајќи се меѓусебно (- -). Конкуренцијата е јасно видлива кај растенијата. Дрвјата во шумата се трудат да покријат што повеќе простор со своите корени за да добијат вода и хранливи материи. Тие, исто така, достигнуваат висина кон светлината, обидувајќи се да ги престигнат своите конкуренти. Плевелот ги затнува другите растенија (сл. 5.3). Има многу примери од животот на животните. Засилената конкуренција ја објаснува, на пример, некомпатибилноста на ракот со широки и тесни канџи во еден резервоар: ракот со тесни канџи обично победува, бидејќи е поплоден.
Слика 5.3-Конкуренција
Колку е поголема сличноста во барањата на два вида за услови за живот, толку е посилна конкуренцијата, што може да доведе до исчезнување на еден од нив. Типот на интеракции на одредени видови може да варира во зависност од условите или фазите на животниот циклус.
Антагонистичките односи се поизразени во почетните фази на развојот на заедницата. Во процесот на развој на екосистемот, се открива тенденција за замена на негативните интеракции со позитивни кои го зголемуваат опстанокот на видовите.
Неантагонистичкиодносите теоретски можат да се изразат во многу комбинации: неутрален (0 0), взаемно корисни (+ +), едностран (0 +), итн. Главните форми на овие интеракции се следните: симбиоза, заемност и комензализам.
Симбиоза(гр. симбиоза - соживот) е взаемно корисен, но не задолжителен однос помеѓу различни видови организми (+ +). Пример за симбиоза е заедничкото живеење на рак пустиник и анемона: анемоната се движи, прицврстувајќи се на задниот дел на ракот и со помош на анемоната добива побогата храна и заштита (сл. 5.4).
Слика 5.4- Симбиоза
Понекогаш терминот „симбиоза“ се користи во поширока смисла - „живеење заедно“.
Мутуализам(латински mutuus - взаемно) - заемно корисни и задолжителни за растот и опстанокот на односите меѓу организмите од различни видови (+ +). Лишаите се добар пример за позитивната врска помеѓу алгите и габите. Кога инсектите шират растителен полен, двата вида развиваат специфични прилагодувања: боја и мирис кај растенијата, пробосцис кај инсектите итн.
Слика 5.5 - Мутуализам
Комензализам(латински commensa/е - придружник за јадење) - врска во која еден од партнерите има корист, но другиот е рамнодушен (+ 0). Комензализмот често се забележува во морето: во речиси секоја школка од мекотел и тело од сунѓер има „непоканети гости“ кои ги користат како засолништа. Птиците и животните кои се хранат со преостанатата храна на предаторите се примери за комензали (сл. 5.6).
Слика 5.6- Комензализам
И покрај конкуренцијата и другите видови антагонистички односи, во во природата, многу видови можат да коегзистираат мирно(Сл. 5.7). Во такви случаи, се вели дека секој вид има сопствена еколошка ниша(француска ниша - гнездо). Терминот беше предложен во 1910 година од Р. Џонсон.
Тесно поврзаните организми кои имаат слични еколошки барања, по правило, не живеат во исти услови. Ако живеат на исто место, или користат различни ресурси или имаат други разлики во функцијата.
На пример, различни видови клукајдрвци. Иако сите се хранат со инсекти на ист начин и се гнездат во шуплините на дрвјата, се чини дека имаат различни специјализации. Големиот дамчест клукајдрвец бара храна во стеблата на дрвјата, средно-забележаниот клукајдрвец во големите горни гранки, Помалиот дамчест клукајдрвец во тенки гранчиња, Зелениот клукајдрвец лови мравки на земја, а клукајдрвецот со три прсти бара мртви и изгорени стебла. т.е., различни видови клукајдрвци имаат различни еколошки ниши.
Еколошка ниша е збир на територијални и функционални карактеристики на живеалиштето што ги задоволуваат барањата на даден вид: храна, услови за размножување, односи со конкурентите итн.
Некои автори ги користат термините „хабитат“ или „живеалиште“ наместо терминот „еколошка ниша“. Вторите вклучуваат само простор на живеалиштата, а еколошката ниша, дополнително, ја одредува функцијата што ја извршува видот. P. Agess (1982) ги дава следните дефиниции за нишата и околината: околината е адресата на која живее организмот, а нишата е неговата професија(Сл. 5.7).
Слика 5.7- Мирен коегзистенција на различни организми
Слика 5.8-Еколошки ниши
Антропогени фактори- е комбинација од различни човечки влијанија врз неживата и живата природа. Со историскиот развој на човештвото, природата се збогати со квалитативно нови појави. Само со нивното физичко постоење луѓето имаат забележливо влијание врз животната средина: во процесот на дишење, тие годишно се ослободуваат во атмосферата. 1*10 12 kg CO 2,и се консумира со храна околу 5 * 10 15 kcal.Во многу поголема мера, биосферата е под влијание на човечките производствени активности. Како резултат на тоа, релјефот и составот на земјината површина, хемискиот состав на атмосферата, климатските промени, слатката вода се прераспределуваат, природните екосистеми исчезнуваат и се создаваат вештачки агро и техно-екосистеми, се одгледуваат култивирани растенија, се припитомуваат животните. , итн.
Човечкото влијание може да биде директно и индиректно. На пример, сечењето и искоренувањето на шумите нема само директен ефект (уништување на дрвја и грмушки), туку и индиректен ефект - се менуваат условите за живот на птиците и животните. Се проценува дека од 1600 година, луѓето уништиле 162 видови птици и над 100 видови цицачи на еден или друг начин. Но, од друга страна, создава нови сорти на растенија и раси на животни, постојано зголемувајќи го нивниот принос и продуктивност. Вештачкото преместување на растенијата и животните исто така има големо влијание врз животот на екосистемите. Така, зајаците донесени во Австралија таму се намножиле толку многу што нанеле огромна штета на земјоделството.
Брзата урбанизација (латински urbanus - урбан) - растот на градовите во последниот половина век - го промени лицето на Земјата повеќе од многу други активности во историјата на човештвото. Најочигледна манифестација на антропогено влијание врз биосферата е загадувањето на животната средина.
АБИОТСКИ ФАКТОРИ, различни фактори кои не се поврзани со живите организми, корисни и штетни, кои се наоѓаат во околината околу живите организми. Тие вклучуваат, на пример, атмосферата, климата, геолошките структури, количината на светлина,... ... Научно-технички енциклопедиски речник
Средини, компоненти и појави од нежива, неорганска природа (клима, светлина, хемиски елементи и материи, температура, притисок и движење на околината, почвата и сл.), кои директно или индиректно влијаат на организмите. Еколошка енциклопедиска... ... Еколошки речник
абиотски фактори- abiotiniai veiksniai statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Fiziniai (температура, aplinkos slėgis, klampumas, šviesos, jonizuojančioji spinduliuotė, грунто гранулометриские, грунто гранулометриски, мини до хемиски… Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas
Фактори од неорганска природа кои влијаат на живите организми... Голем медицински речник
Абиотски фактори- фактори на неорганска или нежива средина во групата фактори на адаптација на животната средина кои дејствуваат меѓу биолошките видови и нивните заедници, поделени на климатски (светлина, воздух, вода, почва, влажност, ветер), почва... ... Почетоците на модерната природна наука
АБИОТИЧКИ ФАКТОРИ- Фактори на неорганската средина кои влијаат на живите организми. Тука спаѓаат: составот на атмосферата, морските и слатките води, почвата, климата, како и зоохигиенските услови на сточарските згради... Термини и дефиниции кои се користат во одгледувањето, генетиката и репродукцијата на фармски животни
АБИОТИЧКИ ФАКТОРИ- (од грчкиот негативен префикс и biotikos витално, живо), неоргански фактори. средини кои влијаат на живите организми. K A. f. вклучуваат составот на атмосферата, море. и свежа вода, почва, клима. карактеристики (температура pa, притисок, итн.). Севкупноста... Земјоделски енциклопедиски речник
абиотски фактори- (од грчкиот негативен префикс и biōtikós витал, живо), фактори на неорганската средина кои влијаат на живите организми. K A. f. го вклучуваат составот на атмосферата, морето и слатките води, почвата, климатските карактеристики (температура... Земјоделство. Голем енциклопедиски речник
АБИОТИЧКИ ФАКТОРИ- средина, збир на услови во неорганската средина кои влијаат на телото. Хемиски а.ф.: хемиски состав на атмосферата, морето и свежите води, почвата или седиментите на дното. Физички а.ф.: температура, светлина, барометриски притисок, ветер,... ... Ветеринарен енциклопедиски речник
Средини, збир на услови во неорганската средина кои влијаат на организмите. А. ф. се поделени на хемиски (хемиски состав на атмосферата, морска и свежа вода, почва или седименти на дното) и физички, или климатски (температура, ... ... Голема советска енциклопедија
Книги
- Екологија. Тетратка. Печат на Министерството за одбрана на РФ
- Екологија. Тетратка. Гриф Министерство за одбрана на Руската Федерација, Потапов А.Д.. Учебникот ги испитува основните принципи на екологијата како наука за интеракцијата на живите организми со нивното живеалиште. Главните принципи на геоекологијата како наука за главните...
Абиотски фактори се фактори од нежива природа кои директно или индиректно делуваат на организмот - светлина, температура, влажност, хемискиот состав на воздухот, водата и почвената средина итн. не зависи директно од активностите на живите организми).
Светлината (сончевото зрачење) е еколошки фактор кој се карактеризира со интензитетот и квалитетот на зрачната енергија на Сонцето, која ја користат фотосинтетичките зелени растенија за создавање на растителна биомаса. Сончевата светлина што стигнува до површината на Земјата е главниот извор на енергија за одржување на топлинската рамнотежа на планетата, метаболизмот на водата на организмите, создавањето и трансформацијата на органската материја од автотрофниот елемент на биосферата, што на крајот овозможува да се формира средина. способни да ги задоволат виталните потреби
организми.
Температурата е еден од најважните абиотски фактори, од кој во голема мера зависи постоењето, развојот и дистрибуцијата на организмите на Земјата [покажи]. Важноста на температурата лежи првенствено во нејзиното директно влијание врз брзината и природата на метаболичките реакции во организмите. Бидејќи дневните и сезонските флуктуации на температурата се зголемуваат со оддалеченоста од екваторот, растенијата и животните, прилагодувајќи се на нив, покажуваат различни потреби за топлина.
Влажноста е еколошки фактор кој се карактеризира со содржина на вода во воздухот, почвата и живите организми. Во природата, постои дневен ритам на влажност: се зголемува ноќе и се намалува во текот на денот. Заедно со температурата и светлината, влажноста игра важна улога во регулирањето на активноста на живите организми. Изворот на вода за растенијата и животните се главно врнежите и подземните води, како и росата и маглата.
Во абиотскиот дел од околината (во нежива природа), сите фактори првенствено можат да се поделат на физички и хемиски. Меѓутоа, за да се разбере суштината на појавите и процесите што се разгледуваат, погодно е да се претстават абиотски фактори како збир на климатски, топографски, космички фактори, како и карактеристики на составот на животната средина (водни, копнени или почвени).
Главните климатски фактори вклучуваат сончева енергија, температура, врнежи и влажност, мобилност на животната средина, притисок и јонизирачко зрачење.
Фактори на животната средина - својства на околината кои имаат какво било влијание врз телото. Индиферентните елементи на животната средина, на пример, инертни гасови, не се фактори на животната средина.
Факторите на животната средина покажуваат значителна варијабилност во времето и просторот. На пример, температурата многу варира на површината на копното, но е речиси константна на дното на океанот или длабоко во пештерите.
Класификација на фактори на животната средина
Според природата на влијанието
Директно дејство - директно влијае на телото, главно на метаболизмот
Индиректно дејствување - индиректно влијание, преку промени во факторите кои директно дејствуваат (релјеф, изложеност, надморска височина итн.)
По потекло
Абиотик - фактори од нежива природа:
климатски: годишен збир на температури, просечна годишна температура, влажност, воздушен притисок
едафична (едафогена): механички состав на почвата, пропустливост на воздухот во почвата, киселост на почвата, хемиски состав на почвата
орографски: релјеф, висина надморска височина, стрмнина и аспект на падината
хемиски: гасен состав на воздух, солен состав на вода, концентрација, киселост
физички: бучава, магнетни полиња, топлинска спроводливост и топлински капацитет, радиоактивност, интензитет на сончево зрачење
Биотик - поврзан со активноста на живите организми:
фитогено - влијание на растенијата
микоген - влијание на габи
зоогено - влијание на животните
микробиоген - влијание на микроорганизми
Антропогени (антропски):
физички: употреба на нуклеарна енергија, патување во возови и авиони, влијание на бучава и вибрации
хемиски: употреба на минерални ѓубрива и пестициди, загадување на обвивките на Земјата со индустриски и транспортен отпад
биолошки: храна; организми за кои луѓето можат да бидат живеалиште или извор на храна
социјална - поврзана со односите меѓу луѓето и животот во општеството
Со трошење
Ресурси - елементи на околината што телото ги троши, намалувајќи го нивното снабдување во околината (вода, CO2, O2, светлина)
Услови - еколошки елементи кои не се консумираат од телото (температура, движење на воздухот, киселост на почвата)
По насока
Векторизирани - фактори кои се менуваат во насока: затрупаност, засолување на почвата
Повеќегодишно-циклично - со наизменични повеќегодишни периоди на зајакнување и слабеење на фактор, на пример климатските промени во врска со 11-годишниот соларен циклус
Осцилаторно (пулс, флуктуација) - флуктуации во двете насоки од одредена просечна вредност (дневни флуктуации на температурата на воздухот, промени во просечните месечни врнежи во текот на годината)
Оптимално правило
Во согласност со ова правило, за екосистем, организам или одредена фаза од неговиот развој, постои опсег на најповолна (оптимална) факторска вредност. Надвор од оптималната зона има зони на угнетување, кои се претвораат во критични точки надвор од кои постоењето е невозможно. Максималната густина на населеност обично е ограничена на оптималната зона. Оптималните зони за различни организми не се исти. За некои, тие имаат значителен опсег. Таквите организми спаѓаат во групата на еурибионти. Организмите со тесен опсег на адаптација на фактори се нарекуваат стенобионти.
Опсегот на вредности на факторот (помеѓу критичните точки) се нарекува еколошка валентност. Синоним за терминот валентност е толеранција, или пластичност (променливост). Овие карактеристики во голема мера зависат од средината во која живеат организмите. Ако е релативно стабилен во своите својства (амплитудите на флуктуациите на поединечните фактори се мали), содржи повеќе стено-бионти (на пример, во водена средина); ако е динамичен, на пример, земја-воздух, еурибионтите имаат поголеми шанси за преживување во него. Оптималната зона и еколошката валентност обично се пошироки кај топлокрвните организми отколку кај ладнокрвните. Исто така, треба да се има на ум дека еколошката валентност за ист вид не останува иста во различни услови (на пример, во северните и јужните региони во одредени периоди од животот итн.). Младите и сенилни организми, по правило, бараат повеќе условени (хомогени) услови. Понекогаш овие барања се доста двосмислени. На пример, во однос на температурата, ларвите на инсектите се обично стенотермични, додека куклите и возрасните можат да бидат еурибионтни (евритермични).
Поврзани информации.