Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Абиотические факторы среды обитания



Лекция № 3

Экологические факторы

Неживая и живая природа, окружающая растения, животных и человека, носит название среды обитания. Множество отдельных компонентов среды, влияющих на организмы, называются экологическими факторами.

По природе происхождения выделяют абиотические, биотические и антропогенные факторы. Абиотические факторы - это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. Биотические факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга. Раньше к биотическим факторам относили и воздействие человека на живые организмы, однако, в настоящее время выделяют особую категорию факторов, порождаемых человеком. Антропогенные факторы - этовсе формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и непосредственно сказываются на их жизни. Таким образом, каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе и человека, и, в свою очередь, оказывает воздействие на каждую из этих составляющих.

 

Биотические факторы. Роль видов в экосистеме

Ареалы распространения и численность организмов каждого вида ограничиваются не только условиями внешней неживой среды, но и их отношениями с организмами других видов. Выделяют следующие формы биотических отношений. Если обозначить положительные результаты отношений для организма знаком «+», отрицательные результаты знаком «-», а отсутствие результатов знаком «0», то встречающиеся отношения можно представить в виде таблицы 1.

Таблица 1

Формы биологических отношений

Тип взаимодействия Результат взаимодействия для вида Общий характер взаимодействия
А В
Конкуренция - - Взаимное подавление обоих видов
Хищничество + - Взаимодействие неблагоприятно для популяции жертвы В
Паразитизм + - Взаимодействие неблагоприятно для популяции хозяина В
Аменсализм - Популяция В подавляет популяцию А не получая пользы от воздействия
Симбиоз (мутуализм) + + Взаимодействия благоприятно для обоих видов
Комменсализм + Популяция комменсал А получает пользу от объединения, популяции В это объединение безразлично
Нейтрализм Ни одна популяция не влияет на другую

Нейтрализм лишь на первый взгляд выглядит как полное отсутствие зависимости. Иногда только одно промежуточное звено скрывает другой тип взаимодействия. Лев не питается травой, но ему не безразлично состояние пастбища в саванне, от которого зависит плотность популяции антилоп.

Примерами одностороннего угнетения — аменсализма может служить ингибирующее (угнетающее) действие фитонцидов растений на микроорганизмы. Аменсализм выступает и в явлении «цветения» воды, когда токсины размножившихся и гниющих сине-зеленых водорослей приводят к гибели или вытеснению многих видов зоопланктона и других водных животных.

Хищничество. Обычно численности популяций эксплуататора и жертвы поддерживаются около каких-то относительно постоянных, как бы «договорных» уровней. Ускользание жертвы или нападение хищника не могут быть всегда только успешными или только безуспешными. Стадо травоядных по отношению к площади используемых пастбищ не должно быть настолько большим, чтобы полностью уничтожить растительный покров. Паразит не может позволить себе быстро погубить хозяина, по крайней мере до тех пор, пока не гарантирует себе продолжение рода посредством большого числа потомков. Равновесие в таких системах может и нарушаться. Если два вида стали контактировать только недавно или резко изменилась среда, система оказывается неустойчивой и может привести к исчезновению жертвы. Как раз к таким результатам приводят многие антропогенные воздействия, при которых преобразуются новые территории и перемещаются растения и животные.

Мутуализм —взаимное положительное воздействие также широко распространено в природе. Кроме лишайника (симбиоза гриба и водоросли) примерами мутуализма могут быть взаимовыгодные отношения между цветковыми растениями и опыляющими их насекомыми и птицами; между бобовыми растениями и поселяющимися на их корнях клубеньковыми азотфиксирующими бактериями; между жвачными животными и населяющими их микроорганизмами и т.п. Иногда все формы (+,+)-связей называют симбиозом, т.е. сожительством. Но сожительство характерно и для других форм межвидовых отношений.

Комменсализм - одностороннее благоприятствование, широко распространено в природе. Это может бьпь «квартирование» одних организмов на других (при отсутствии пищевой связи), например, птиц в дуплах или на ветвях деревьев. Есть много примеров «нахлебничества» комменсалов по отношению к крупным животным и человеку: грифы-падальщики, кормящиеся с добычи хищников, рыбы-прилипалы и рыбы-лоцманы, сопровож- дающие крупных акул; синантропные популяции грызунов и городских птиц, кормящиеся на свалках. Комменсалами являются также различные микроорганизмы, использующие животных в качестве переносчиков.

Конкуренция является одним из двух главных механизмов регулирования числа организмов в природе. Двустороннее, взаимное угнетающее действие одних организмов на других имеет место всегда, когда совпадают их экологические ниши и ограничена емкость среды.

Совпадение ниш может быть абсолютным, когда речь идет об организмах одного вида, даже одной популяции, о внутривидовой конкуренции. При росте популяции, когда ее численность приближается к пределу емкости среды, вступает в действие механизм регуляции численности: смертность возрастает, а плодовитость снижается. Пространство и пища становятся предметом конкуренции. Их дефицит выступает в качестве причины снижения жизнеспособности и плодовитости значительной части или всей популяции. В загущенных посевах растений происходит «самоизреживание». В перенаселенных популяциях животных, особенно у грызунов, если не может быть реализован оптимизационный поиск, к общему угнетению добавляется увеличение смертности из-за стресса, повышения arpecсивности, возникновения «иерархии угнетения», каннибализма — крайних проявлений борьбы за существование. Внутривидовая конкуренция хорошо выражена во многих популяциях растений и животных. У разных видов экологические ниши всегда различаются: по пространству, по времени, по ресурсам. Любое их совмещение по этим качествам всегда ведет к межвидовой конкуренции. Бывает, что ниша одного вида перекрывает нишу другого вида, т.е. биоинтервалы условий жизни первого охватывают биоинтервалы второго.

В природе гораздо чаще бывает лишь частичное совмещение экологических ниш. В этом случае также наблюдается взаимное угнетение конкурирующих видов, но, в конечном счете, между ними устанавливаются конкурентное равновесие, режим сосуществования.

Будучи главным проявлением закона «на всех не хватит», конкуренция пронизывает все уровни экологической организации жизни, принимает самые разнообразные формы — от «благородного» соперничества до прямой агрессии и вместе с тем служит важным стабилизирующим фактором в природе.

Электроэнергетика

В настоящее время основная доля энергии производится в результате сжигания или переработки природного органосодержащего сырья – угля, нефти, газа, горючих сланцев, торфа, а также использования энергии рек путем строительства гидроэлектростанций и сооружения водохранилищ.

Помимо традиционных для всех отраслей производства видов негативных воздействий энергетические предприятия вызывают тепловое загрязнение атмосферы, во многом определяя экологическое состояние акваторий гидроэлектростанций, вызывают электромагнитное и радиоактивное загрязнение. Качественный состав поступающих в окружающую среду загрязняющих веществ определяется свойствами используемых первичных ресурсов.

Наибольшему воздействию в результате деятельности энергетической промышленности подвергаются воздушный бассейн и поверхностные воды. Водохранилища, создаваемые в результате сооружения плотин электростанций, вызывают затопление плодородных земель, засоление и заболачивание почв, разложение наземной растительности, что приводит к эвтрофикации водоемов.

Энергетика - наиболее крупная отрасль по объему выбросов в атмосферу. В основном загрязнение атмосферы выбросами электроэнергетики обусловлено использованием топлива низкого качества: с повышенной зольностью, сернистостью и т.д. Основными источниками образования летучих выбросов в энергетике являются установки обогащения и брикетирования угля, углеразмольные агрегаты, энергетические и теплофикационные котельные установки.

Основными загрязняющими веществами, поступающими в атмосферу при сжигании топлива, являются твердые частицы (зола, сажа), диоксид серы, оксиды азота, а также элементарные примеси, чаще всего весьма токсичные бериллий, мышьяк, селен, ванадий, кадмий, ртуть, тяжелые металлы и естественные радионуклиды. При неполном сгорании топлива в газообразных выбросах могут накапливаться оксиды углерода, предельные углеводороды, полиароматические углеводороды и чрезвычайно опасные бенз(а)пирен и пятиокись ванадия.

Энергетика является отраслью промышленности, потребляющей огромные количества свежей воды для производства электрической и тепловой энергии, охлаждения агрегатов (тепловое загрязнение), гидрозолоудаления (загрязнение водоемов и подземных вод). Со сточными водами в водные объекты сбрасываются взвешенные вещества, нефтепродукты, хлориды, сульфаты, соли тяжелых металлов, сероводород, капролактам, формальдегид.

 

Цветная металлургия

В результате производственной деятельности предприятия отрасли оказывают существенное влияние на формирование экологической обстановки в районах своего расположения, а в некоторых случаях и полностью ее определяют.

Источниками образования вредных выбросов при производстве глинозема, алюминия, меди, свинца, олова, цинка, никеля и драгоценных металлов являются различные виды печей (для спекания, выплавки, обжига и др.), дробильно-размольное оборудование, конверторы, места погрузки, выгрузки и пересыпки материалов, сушильные агрегаты, открытые склады. В машиностроительном и металлообрабатывающем производстве в литейных, кузнечно-прессовых, модельных и механических цехах выделяется пыль, содержащая оксиды железа, марганца, алюминия, фосфора и ряда других элементов.

Химический состав выделяющихся при сварке загрязнений зависит от состава сварочных материалов. Пыль может содержать Mo, CrO2, Cr2O3, CO, NОx, NF, фториды и др. При газовой резке металлов выделяются токсичные соединения хрома, никеля и марганца, CO, NОx, а при плазменной резке образуется еще и озон. В гальванических цехах в вентиляционный воздух из ванн травления выделяются пары серной, соляной, азотной или плавиковой кислот.

При пирометаллургической переработке сульфидных руд и концентратов образуется большое количество отходящих серосодержащих газов. Для утилизации этих газов отсутствуют экономически оправданные технологии, вследствие чего степень улова диоксида серы на предприятиях отрасли остается на низком уровне (22%), а на его долю приходится 75% всех выбросов отрасли. Особенно существенна доля отрасли в выбросах свинца (3/4 объема его промышленных выбросов РФ) и ртути (1/3 объема промышленных выбросов РФ).

Сточные воды предприятий цветной металлургии загрязнены минеральными веществами, флотореагентами, большинство из которых токсично (цианиды, нефтепродукты и др.), солями тяжелых металлов (медь, свинец, цинк, никель и т.д.), мышьяком, фтором, ртутью, сурьмой, сульфатами, хлоридами и т.д. Крупные комбинаты цветной металлургии являются самыми мощными источниками загрязнения почвенных покровов как по интенсивности, так и по разнообразию загрязняющих веществ. Это является следствием того, что на горнодобывающих предприятиях отрасли продолжает преобладать открытый способ добычи минерального сырья. Утилизация и использование отходов является одной из самых серьезных проблем этой отрасли, поскольку металлургические шлаки, как правило, не используются, а накапливаются в отвалах.

 

Черная металлургия

Степень воздействия черной металлургии на состояние природной среды аналогична нагрузке на окружающую среду предприятий цветной металлургии. Наиболее сильное воздействие черная металлургия оказывает на атмосферный воздух и поверхностные воды, а также на уровень загрязнения подземных вод и почв. Черная металлургия занимает третье место по общему количеству выбросов в атмосферу среди отраслей промышленности. Основными источниками выбросов в атмосферу в черной металлургии являются: в агломерационном производстве – агломерационные машины, машины для обжига окатышей, дробильно-размольное оборудование, места разгрузки, погрузки и пересыпки материалов, при производстве чугуна и стали – доменные, мартеновские и сталеплавильные печи, установки непрерывной разливки стали, травильные отделения, ваграночные печи чугунолитейных цехов.

Считается, что наиболее серьезное загрязнение воздуха происходит при производстве кокса. Так при его тушении выделяется в среднем (кг/т) 0,01-0,04 гидросульфида, 0,05 аммиака, 0,006 цианида, 0,08-0,1 фенола.

В черной металлургии вода используется, как правило, для охлаждения конструкционных элементов металлургических печей и машин (нагревание воды без загрязнения) и для охлаждения оборудования, например прокатных станов, путем непосредственного соприкосновения (нагревание воды и загрязнение металлическими и растворенными примесями: взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, соединения железа, тяжелых металлов).

По данным аэрокосмической съемки снежного покрова, зона действия предприятий черной металлургии прослеживается на расстоянии до 60 км от источника загрязнения. Особенно существенна доля черной металлургии по выбросам шестивалентного хрома (2/3 промышленного объема выброса по РФ). На долю черной металлургии приходится всего 3% объема используемой промышленностью свежей воды и сброса сточных вод в поверхностные водоемы.

 

Угольная промышленность

Добываемый уголь содержит много примесей и негорючих материалов. Состав и количество примесей зависят от типа месторождения, методов добычи и типа угля. В естественном состоянии уголь содержит глину, обломки скальных пород, пириты и другие материалы, относимые к золе. Операции по добыче и разработке месторождений добавляют примеси другого типа – рудную массу, обломки породы, древесины и случайные примеси железа. Деятельность предприятий отрасли способствует ухудшению качества атмосферного воздуха (многочисленные котельные, дымящиеся терриконы и т.д.).

В выбросах наряду с твердыми веществами, оксидом углерода, диоксидом серы, оксидами азота содержатся сероводород, фториды и другие вещества, оказывающие негативное влияние на состояние атмосферного воздуха в местах добычи угля.

Вода в данной отрасли используется в качестве технологической и транспортирующей среды. Наиболее водоемкими технологическими процессами в отрасли являются процесс гидродобычи угля на гидрошахтах, процесс мокрого обогащения угля и сланца на фабриках. Сточные воды предприятий отрасли высокоминерализованы с высоким содержанием железа и взвешенных частиц (шахтные воды). Сточные воды угольной промышленности также содержат сульфаты, хлориды, нефтепродукты, формальдегиды, Cu, Mg, Al, Ni, Co, Mn.

Машиностроение

В машиностроении, как ни в какой другой отрасли, высоки темпы освоения новых видов продукции. В среднем в год производится до 3 тыс. видов новых изделий, что втрое превышает соответствующие показатели для всех остальных отраслей индустрии, вместе взятых. А за каждым новым названием стоит своя технология производства, сопровождающаяся образованием специфических загрязнителей окружающей среды. Основными источниками загрязнения атмосферы являются литейное производство, цеха механической обработки, сварочные и покрасочные цеха и участки. В выбросах предприятий машиностроительного комплекса содержатся диоксид серы, пыль и взвешенные вещества, ксилол, толуол, ацетон, бензин, бутилацетат, аммиак, этилацетат, серная кислота, Mn, Cr, Pb. Одним из наиболее опасных является выброс шестивалентного хрома, который составляет 43% выброса всей промышленности ежегодно.

Машиностроение загрязняет водный бассейн сточными водами травильных и гальванических цехов. Со сточными водами выбрасывается значительное количество нефтепродуктов, сульфатов, хлоридов, взвешенных веществ, цианидов, солей Fe, Cu, Zn, Ni, Cu, Mo, P, соединений азота.

 

Газовая промышленность

Природный газ является важным топливно-энергетическим ресурсом. При добыче, переработке, хранении и транспортировке природного газа наибольший вред окружающей природной среде наносится выбросами вредных веществ в атмосферный воздух. Выбросы в атмосферу предприятиями отрасли характеризуются наличием в них оксида углерода, углеводородов, оксидов азота и диоксида серы. На действующих магистральных газопроводах имеют место случаи аварии с большими потерями газа. Доля газовой промышленности в использовании свежей воды и сбросе сточных вод в поверхностные водоемы незначительна.

 

Легкая промышленность

К легкой промышленности относятся предприятия первичной обработки льна, конопли, джута, шерсти, шелка и хлопка, предприятия по производству тканей, кожевенные заводы и фабрики по производству товаров народного потребления.

В последние годы наибольший спад производства произошел именно в легкой промышленности, что привело к уменьшению нагрузки на окружающую среду.

Основными источниками загрязнения атмосферы в отрасли являются электролизные ванны, места загрузки и пересыпки сырья, дробильно-мельничное оборудование, смесители, сушильные барабаны, трепальные агрегаты, шлифовальные станки, прядильные и чесальные машины, оборудование для окраски изделий, барабаны для специальной обработки пушно-меховых заготовок и изделий.

В выбросах предприятий легкой промышленности присутствуют диоксид серы, оксид углерода, твердые вещества, оксиды азота, бензин, этилацетат, бутилацетат, аммиак, ацетон, бензол, толуол, сероводород, оксид ванадия и другие вещества.

Основное негативное воздействие легкая промышленность оказывает на водные объекты. Основными источниками загрязнения водоемов являются текстильные фабрики и комбинаты, а также процессы дубления кож. Сточные воды текстильной промышленности содержат взвешенные вещества, сульфаты, хлориды, соединения фосфора и азота, нитраты, СПАВ, соединения Fe, Zn, Ni, Cr и других веществ. В сточных водах кожевенной промышленности присутствуют соединения азота, фенола, СПАВ, жиры, масла, хром, алюминий, сероводород, метанол, формальдегид.

 

Пищевая промышленность

Предприятия пищевой промышленности перерабатывают продукты сельского хозяйства, речного и морского промысла. Так же, как и другие отрасли промышленности, пищевая промышленность выбрасывает твердые, жидкие и газообразные вещества. Такие примеси, как оксиды серы, оксид углерода и оксиды азота не являются наиболее характерными для выбросов данной отрасли и поступают в атмосферу из вспомогательных систем. Наиболее характерными в пищевой промышленности являются выбросы сильнопахучих веществ. Множество разнообразных технологических операций связано с обработкой сыпучих продуктов, что приводит к высокому пылевыделению.

Основными источниками образования вредных веществ, выбрасываемых в атмосферу, являются шелушители, нейтрализаторы, сепараторы, мучные силосы, технологические печи, фасовочные автоматы, табакорезательные машины и др. В воду в производственном цикле поступают различные загрязняющие вещества, в числе которых преобладают отходы производства, сырье и материалы. В сточных водах содержатся поваренная соль, СПАВ, нитриты, фосфаты, щелочи, кислоты.

Показатели качества объектов окружающей среды

Согласно принятому эколого-геохимическому подходу для оценки качества среды на выбранной территории обязательными объектами для исследования являются атмосферный воздух, вода, почва. Для целей нормирования обязательным является определение концентраций загрязняющих веществ, содержащихся в этих средах.

Концентрация вещества, определяющая количественный состав системы (смеси, раствора, расплава) - представляющая собой отношение числа частиц компонента системы к объему или массе системы (общему числу частиц системы).

Однако само по себе знание концентрации не дает достаточной информации специалисту - экологу. Необходимо знать, как влияет данная концентрация загрязняющего вещества на живые организмы и, в первую очередь, на человека. Для загрязняющих веществ критерием безопасности является предельно допустимая концентрация (ПДК).

ПДК – гигиенический норматив, утверждаемый постановлением главного государственного санитарного врача по рекомендациям Комиссии по санитарно-эпидемиологическому нормированию при Минздраве России.

ПДК загрязняющего вещества– концентрация, не оказывающая в течение всей жизни человека прямого или косвенного воздействия на настоящее или будущие поколения, не снижающая работоспособность человека, не ухудшающая его самочувствия и санитарно-бытовых условий жизни людей.

Но не только превышение ПДК, но даже соблюдение его величины, не обеспечивают экологическую безопасность. Величины ПДК часто пересматриваются в сторону уменьшения нормируемых показателей, так как они устанавливаются в соответствии с данными сегодняшнего дня о токсичности вредных веществ и последствий их действия на окружающую среду.

Поскольку определение величины ПДК производится в опытах с теплокровными животными, то ПДК приемлемы в основном по отношению к ним. Более слабые звенья в трофической цепи даже при соблюдении ПДК могут пострадать. Более того, основной упор при установлении ПДК делается на исследование влияния данного компонента на организм в целом, а он может проявиться в виде неблагоприятных сдвигов физиологических и биохимических показателей, вызвать нарушения отдельных органов, изменить условно-рефлекторную деятельность. Следовательно, использование ПДК как критерия качества окружающей среды не гарантирует экологическую безопасность отдельных организмов и не гарантирует сохранения состояния, типа функционирования, структуры и устойчивого развития существующих экосистем и биосферы в целом.

Более перспективным является использование вместо санитарно-гигиенических - экологических критериев. Например, использование предельно допустимой экологической нагрузки (ПДЭН), которая устанавливает уровни, не влияющие на экосистему, или изменяющие ее в допустимых пределах. Значение ПДЭН может быть рассчитано с учетом анализа необходимой продуктивности экосистем или оценки их способности к самовосстановлению, развитию или длительному существованию. После определения ПДЭН следует подойти к нормированию предельно допустимых выбросов (ПДВ), предельно допустимых сбросов (ПДС) и ПДК, при этом мощность предприятий, выбросы и сбросы отдельных компонентов не должны превышать установленные с учетом ПДЭН ограничения.

 

Лекция № 3

Экологические факторы

Неживая и живая природа, окружающая растения, животных и человека, носит название среды обитания. Множество отдельных компонентов среды, влияющих на организмы, называются экологическими факторами.

По природе происхождения выделяют абиотические, биотические и антропогенные факторы. Абиотические факторы - это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. Биотические факторы - это все формы воздействия живых организмов друг на друга. Раньше к биотическим факторам относили и воздействие человека на живые организмы, однако, в настоящее время выделяют особую категорию факторов, порождаемых человеком. Антропогенные факторы - этовсе формы деятельности человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и непосредственно сказываются на их жизни. Таким образом, каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе и человека, и, в свою очередь, оказывает воздействие на каждую из этих составляющих.

 

Биотические факторы. Роль видов в экосистеме

Ареалы распространения и численность организмов каждого вида ограничиваются не только условиями внешней неживой среды, но и их отношениями с организмами других видов. Выделяют следующие формы биотических отношений. Если обозначить положительные результаты отношений для организма знаком «+», отрицательные результаты знаком «-», а отсутствие результатов знаком «0», то встречающиеся отношения можно представить в виде таблицы 1.

Таблица 1

Формы биологических отношений

Тип взаимодействия Результат взаимодействия для вида Общий характер взаимодействия
А В
Конкуренция - - Взаимное подавление обоих видов
Хищничество + - Взаимодействие неблагоприятно для популяции жертвы В
Паразитизм + - Взаимодействие неблагоприятно для популяции хозяина В
Аменсализм - Популяция В подавляет популяцию А не получая пользы от воздействия
Симбиоз (мутуализм) + + Взаимодействия благоприятно для обоих видов
Комменсализм + Популяция комменсал А получает пользу от объединения, популяции В это объединение безразлично
Нейтрализм Ни одна популяция не влияет на другую

Нейтрализм лишь на первый взгляд выглядит как полное отсутствие зависимости. Иногда только одно промежуточное звено скрывает другой тип взаимодействия. Лев не питается травой, но ему не безразлично состояние пастбища в саванне, от которого зависит плотность популяции антилоп.

Примерами одностороннего угнетения — аменсализма может служить ингибирующее (угнетающее) действие фитонцидов растений на микроорганизмы. Аменсализм выступает и в явлении «цветения» воды, когда токсины размножившихся и гниющих сине-зеленых водорослей приводят к гибели или вытеснению многих видов зоопланктона и других водных животных.

Хищничество. Обычно численности популяций эксплуататора и жертвы поддерживаются около каких-то относительно постоянных, как бы «договорных» уровней. Ускользание жертвы или нападение хищника не могут быть всегда только успешными или только безуспешными. Стадо травоядных по отношению к площади используемых пастбищ не должно быть настолько большим, чтобы полностью уничтожить растительный покров. Паразит не может позволить себе быстро погубить хозяина, по крайней мере до тех пор, пока не гарантирует себе продолжение рода посредством большого числа потомков. Равновесие в таких системах может и нарушаться. Если два вида стали контактировать только недавно или резко изменилась среда, система оказывается неустойчивой и может привести к исчезновению жертвы. Как раз к таким результатам приводят многие антропогенные воздействия, при которых преобразуются новые территории и перемещаются растения и животные.

Мутуализм —взаимное положительное воздействие также широко распространено в природе. Кроме лишайника (симбиоза гриба и водоросли) примерами мутуализма могут быть взаимовыгодные отношения между цветковыми растениями и опыляющими их насекомыми и птицами; между бобовыми растениями и поселяющимися на их корнях клубеньковыми азотфиксирующими бактериями; между жвачными животными и населяющими их микроорганизмами и т.п. Иногда все формы (+,+)-связей называют симбиозом, т.е. сожительством. Но сожительство характерно и для других форм межвидовых отношений.

Комменсализм - одностороннее благоприятствование, широко распространено в природе. Это может бьпь «квартирование» одних организмов на других (при отсутствии пищевой связи), например, птиц в дуплах или на ветвях деревьев. Есть много примеров «нахлебничества» комменсалов по отношению к крупным животным и человеку: грифы-падальщики, кормящиеся с добычи хищников, рыбы-прилипалы и рыбы-лоцманы, сопровож- дающие крупных акул; синантропные популяции грызунов и городских птиц, кормящиеся на свалках. Комменсалами являются также различные микроорганизмы, использующие животных в качестве переносчиков.

Конкуренция является одним из двух главных механизмов регулирования числа организмов в природе. Двустороннее, взаимное угнетающее действие одних организмов на других имеет место всегда, когда совпадают их экологические ниши и ограничена емкость среды.

Совпадение ниш может быть абсолютным, когда речь идет об организмах одного вида, даже одной популяции, о внутривидовой конкуренции. При росте популяции, когда ее численность приближается к пределу емкости среды, вступает в действие механизм регуляции численности: смертность возрастает, а плодовитость снижается. Пространство и пища становятся предметом конкуренции. Их дефицит выступает в качестве причины снижения жизнеспособности и плодовитости значительной части или всей популяции. В загущенных посевах растений происходит «самоизреживание». В перенаселенных популяциях животных, особенно у грызунов, если не может быть реализован оптимизационный поиск, к общему угнетению добавляется увеличение смертности из-за стресса, повышения arpecсивности, возникновения «иерархии угнетения», каннибализма — крайних проявлений борьбы за существование. Внутривидовая конкуренция хорошо выражена во многих популяциях растений и животных. У разных видов экологические ниши всегда различаются: по пространству, по времени, по ресурсам. Любое их совмещение по этим качествам всегда ведет к межвидовой конкуренции. Бывает, что ниша одного вида перекрывает нишу другого вида, т.е. биоинтервалы условий жизни первого охватывают биоинтервалы второго.

В природе гораздо чаще бывает лишь частичное совмещение экологических ниш. В этом случае также наблюдается взаимное угнетение конкурирующих видов, но, в конечном счете, между ними устанавливаются конкурентное равновесие, режим сосуществования.

Будучи главным проявлением закона «на всех не хватит», конкуренция пронизывает все уровни экологической организации жизни, принимает самые разнообразные формы — от «благородного» соперничества до прямой агрессии и вместе с тем служит важным стабилизирующим фактором в природе.

Абиотические факторы среды обитания

Начнем рассмотрение склиматических факторов внешней среды. Температура является наиболее важным климатическим фактором. От нее зависит интенсивность обмена веществ организмов и их географическое распространение. Любой организм способен жить в пределах определенного диапазона температур. И хотя для разных видов организмов (эвритермных и стенотермных) эти интервалы различны, для большинства из них зона оптимальных температур, при которых жизненные функции осуществляются наиболее активно и эффективно, сравнительно невелика. Диапазон температур, в которых может существовать жизнь, составляет примерно 300 град.: от -200 до +100 град. Но большинство видов и большая часть активности приурочены к еще более узкому диапазону температур. Определенные организмы особенно в стадии покоя, могут существовать, по крайней мере, некоторое время, при очень низких температурах. Отдельные виды микроорганизмов, главным образом бактерии и водоросли, способны жить и размножаться при температурах, близких к точке кипения. У водных животных диапазон толерантности к температуре обычно более узок по сравнению с наземными животными, так как диапазон колебаний температуры в воде меньше, чем на суше. С точки зрения воздействия на живые организмы крайне важна изменчивость температуры. Температуры, колеблющаяся от 10 до 20 град. (в среднем составляющая 15 град.), не обязательно действует на организм так же, как постоянная температура 15 град. Жизнедеятельность организмов, которые в природе обычно подвергаются воздействию переменных температур, подавляется полностью или частично или замедляется под действием постоянной температуры. Таким образом, температура является важным и очень часто лимитирующим фактором. Температурные ритмы в значительной степени контролируют сезонную и суточную активность растений и животных.

Вода физиологически необходима для любой протоплазмы. С экологической точки зрения она служит лимитирующим фактором, как в наземных местообитаниях, так и в водных, где ее количество подвержено сильным колебаниям. Все живые организмы в зависимости от потребности их в воде, а, следовательно, и от различий местообитания, подразделяются на ряд экологических групп: водные или гидрофильные - постоянно живущие в воде, гигрофильные - живущие в очень влажных местообитаниях; мезофильные - отличающиеся умеренной потребностью в воде и ксерофильные - живущие в сухих местообитаниях.

Количество осадков и влажность - основные величины, измеряемые при изучении этого фактора. Количество осадков зависит в основном от путей и характера больших перемещений воздушных масс. Например, ветры, дунувшие с океана., оставляют большую часть влаги на обращенных к океану склонах, в результате чего за горами остается "дождевая тень", способствующая формированию пустыни. Двигаясь в глубь суши, воздух аккумулирует некоторое количество влаги, и количество осадков опять увеличивается. Пустыни, как правило, расположены за высокими ropными хребтами или вдоль тех берегов, где ветры дуют из обширных внутренних сухих районов, а не с океана. Распределение осадков по временам года - крайне важный лимитирующий фактор для организмов. Условия, создающиеся в результате равномерного распределения осадков, совершенно иные, чем при выпадении осадков в течение одного сезона. В этом случае, животным и растениям приходится переносить периоды длительной засухи. Как правило, неравномерное распределение осадков по временам года встречается в тропиках и субтропиках, где нередко хорошо выражены влажный и сухой сезоны.

Влажность - параметр, характеризующий содержание водяного пара в воздухе. Абсолютной влажностью называют количество водяного пара в единице объема воздуха. В связи с зависимостью количества пара, удерживаемого воздухом, от температуры и давления, введено понятие относительной влажности - это отношение пара, содержащегося в воздухе, к насыщающему пару при данных температуре и давлении. Так как в природе существуют суточный ритм влажности - повышение ночью и снижение днем, и колебание ее по вертикали и горизонтали, этот фактор наряду со светом и температурой играет важную роль в регулировании активности организмов. Влажность изменяет эффекты высоты температуры. Например, при условиях влажности, близких к критическим, температура оказывает более важное лимитирующее влияние. Аналогично влажность играет более критическую роль, если температура близка к предельным значениям. Крупные водоемы значительно смягчают климат суши, так как для воды характерна большая скрытая теплота парообразования и таяния. Фактически существуют два основных типа климата: континентальный с крайними значениями температуры и влажности и морской, которому свойственны менее ре






Читайте также:

Последнее изменение этой страницы: 2016-03-25; Просмотров: 73; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2017 год. Все права принадлежат их авторам! (0.176 с.) Главная | Обратная связь