Ökologische Faktoren des atmosphärischen Wandels. Biotische Beziehungen von Organismen. Die kombinierte Wirkung von Umweltfaktoren auf den Körper

VORTRAG №4

THEMA: UMWELTFAKTOREN

PLANEN:

1. Das Konzept der Umweltfaktoren und ihre Klassifizierung.

2. A biotische Faktoren.

2.1. Ökologische Rolle der wichtigsten abiotischen Faktoren.

2.2. Topographische Faktoren.

2.3. Raumfaktoren.

3. Biotische Faktoren.

4. Anthropogene Faktoren.

1. Das Konzept der Umweltfaktoren und ihre Klassifizierung

Ökologischer Faktor - jedes Element der Umwelt, das einen lebenden Organismus zumindest in einer der Phasen seiner individuellen Entwicklung direkt oder indirekt beeinflussen kann.

Umweltfaktoren sind vielfältig, und jeder Faktor ist eine Kombination aus den entsprechenden Umweltbedingungen und seiner Ressource (Reserve in der Umwelt).

Umweltfaktoren werden normalerweise in zwei Gruppen eingeteilt: Faktoren inerter (nicht lebender) Natur - abiotisch oder abiogen; Faktoren der belebten Natur - biotisch oder biogen.

Neben der obigen Klassifizierung von Umweltfaktoren gibt es viele andere (weniger verbreitete), die andere Unterscheidungsmerkmale verwenden. Es gibt also Faktoren, die von der Anzahl und Dichte der Organismen abhängen und nicht davon abhängen. Beispielsweise wird die Wirkung makroklimatischer Faktoren nicht von der Anzahl der Tiere oder Pflanzen beeinflusst, während durch pathogene Mikroorganismen verursachte Epidemien (Massenkrankheiten) von ihrer Anzahl in einem bestimmten Gebiet abhängen. Es sind Klassifikationen bekannt, in denen alle anthropogenen Faktoren als biotisch eingestuft werden.

2. Abiotische Faktoren

Im abiotischen Teil des Lebensraums (in der unbelebten Natur) können zunächst alle Faktoren in physikalische und chemische unterteilt werden. Um jedoch die Essenz der betrachteten Phänomene und Prozesse zu verstehen, ist es zweckmäßig, abiotische Faktoren als eine Reihe von klimatischen, topografischen, räumlichen Faktoren sowie Merkmalen der Zusammensetzung der Umwelt (aquatisch, terrestrisch oder Boden) darzustellen. etc.

Physische Faktoren- Dies sind diejenigen, deren Quelle ein physikalischer Zustand oder ein Phänomen ist (mechanisch, Welle usw.). Zum Beispiel die Temperatur, wenn sie hoch ist - es wird eine Verbrennung geben, wenn sie sehr niedrig ist - Erfrierungen. Auch andere Faktoren können die Wirkung der Temperatur beeinflussen: im Wasser - Strömung, an Land - Wind und Feuchtigkeit usw.

Chemische Faktoren sind solche, die aus der chemischen Zusammensetzung der Umwelt stammen. Wenn beispielsweise der Salzgehalt des Wassers hoch ist, kann das Leben in einem Reservoir vollständig fehlen (Totes Meer), aber gleichzeitig können die meisten Meeresorganismen nicht in Süßwasser leben. Das Leben von Tieren an Land und im Wasser hängt von der Angemessenheit des Sauerstoffgehalts usw.

Edaphische Faktoren(Boden) ist eine Kombination aus chemischen, physikalischen und mechanische Eigenschaften Böden und Gesteine, die sowohl die darin lebenden Organismen beeinflussen, also Lebensraum sind, als auch Wurzelsystem Pflanzen. Die Auswirkungen von chemischen Bestandteilen (biogene Elemente), Temperatur, Feuchtigkeit und Bodenstruktur auf das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen sind bekannt.

2.1. Ökologische Rolle der wichtigsten abiotischen Faktoren

Sonnenstrahlung. Sonnenstrahlung ist die Hauptenergiequelle für das Ökosystem. Die Energie der Sonne breitet sich in Form von elektromagnetischen Wellen im Weltraum aus. Für Organismen sind die Wellenlänge der wahrgenommenen Strahlung, ihre Intensität und Expositionsdauer wichtig.

Etwa 99 % der Gesamtenergie der Sonnenstrahlung sind Strahlen mit einer Wellenlänge von k = nm, davon 48 % im sichtbaren Teil des Spektrums (k = nm), 45 % im nahen Infrarot (k = nm) und etwa 7 % liegen im Ultravioletten (to< 400 нм).

Strahlen mit X = nm sind von primärer Bedeutung für die Photosynthese. Langwellige (ferninfrarote) Sonnenstrahlung (k > 4000 nm) beeinflusst geringfügig die lebenswichtigen Prozesse von Organismen. Ultraviolette Strahlen mit k\u003e 320 nm in kleinen Dosen sind für Tiere und Menschen notwendig, da unter ihrer Wirkung Vitamin D im Körper gebildet wird< 290 нм губи­тельно для живого, но до поверхности Земли оно не доходит, поглощаясь озоновым слоем атмосферы.

Beim Durchgang durch atmosphärische Luft wird Sonnenlicht reflektiert, gestreut und absorbiert. Reiner Schnee reflektiert etwa 80-95% des Sonnenlichts, verschmutzt - 40-50%, Schwarzerde - bis zu 5%, trockener leichter Boden - 35-45%, Nadelwälder- 10-15%. Je nach Jahres- und Tageszeit, geografischer Breite, Hanglage, atmosphärischen Bedingungen etc. variiert die Ausleuchtung der Erdoberfläche jedoch stark.

Aufgrund der Erdrotation wechseln sich Tag und Nacht periodisch ab. Blüte, Samenkeimung bei Pflanzen, Zug, Überwinterung, Tiervermehrung und vieles mehr in der Natur sind mit der Dauer der Photoperiode (Tageslänge) verbunden. Der Lichtbedarf der Pflanzen bestimmt ihr schnelles Höhenwachstum, den Schichtaufbau des Waldes. Wasserpflanzen breiten sich hauptsächlich in den Oberflächenschichten von Gewässern aus.

Direkte oder diffuse Sonneneinstrahlung wird nicht nur von einer kleinen Gruppe von Lebewesen benötigt - einige Arten von Pilzen, Tiefseefischen, Bodenmikroorganismen usw.

Zu den wichtigsten physiologischen und biochemischen Prozessen, die in einem lebenden Organismus aufgrund der Anwesenheit von Licht ablaufen, gehören:

1. Photosynthese (1-2 % der auf die Erde fallenden Sonnenenergie wird für die Photosynthese verwendet);

2. Transpiration (etwa 75% - für die Transpiration, die die Kühlung von Pflanzen und die Bewegung wässriger Lösungen mineralischer Substanzen durch sie gewährleistet);

3. Photoperiodismus (gewährleistet die Synchronität von Lebensvorgängen in lebenden Organismen mit sich periodisch ändernden Umweltbedingungen);

4. Bewegung (Phototropismus bei Pflanzen und Phototaxis bei Tieren und Mikroorganismen);

5. Sehen (eine der wichtigsten Analysefunktionen von Tieren);

6. Andere Prozesse (Synthese von Vitamin D beim Menschen im Licht, Pigmentierung usw.).

Die Grundlage der Biozönosen Zentralrusslands sind wie die meisten terrestrischen Ökosysteme Produzenten. Ihre Nutzung des Sonnenlichts wird durch eine Reihe natürlicher Faktoren und vor allem durch die Temperaturbedingungen begrenzt. Dabei haben sich spezielle Anpassungsreaktionen in Form von Schichtungen, Mosaikblättern, phänologischen Unterschieden etc. entwickelt. Entsprechend den Anforderungen an die Lichtverhältnisse werden Pflanzen in helle oder lichtliebende (Sonnenblume, Wegerich, Tomate, Akazie, Melone), schattig oder nicht lichtliebend (Waldkräuter, Moose) und schattentolerant (Sauerampfer, Heidekraut, Rhabarber, Himbeeren, Brombeeren).

Pflanzen bilden die Existenzbedingungen für andere Arten von Lebewesen. Deshalb ist ihre Reaktion auf Lichtverhältnisse so wichtig. Umweltverschmutzung führt zu einer Veränderung der Beleuchtung: eine Abnahme der Sonneneinstrahlung, eine Abnahme der photosynthetisch aktiven Strahlung (PAR - Teil der Sonnenstrahlung mit einer Wellenlänge von 380 bis 710 nm), eine Änderung der spektralen Zusammensetzung von Licht. Infolgedessen zerstört dies Cenosen basierend auf dem Eintreffen von Sonnenstrahlung in bestimmten Parametern.

Temperatur. Für die natürlichen Ökosysteme unserer Zone ist neben der Lichtversorgung der Faktor Temperatur entscheidend für alle Lebensvorgänge. Die Aktivität der Populationen hängt von der Jahres- und Tageszeit ab, da jede dieser Perioden ihre eigenen Temperaturbedingungen hat.

Die Temperatur hängt hauptsächlich mit der Sonnenstrahlung zusammen, wird aber in einigen Fällen durch die Energie geothermischer Quellen bestimmt.

Unter dem Gefrierpunkt lebende Zelle wird durch die gebildeten Eiskristalle physikalisch beschädigt und stirbt ab, und bei hohen Temperaturen kommt es zur Denaturierung von Enzymen. Die überwiegende Mehrheit der Pflanzen und Tiere kann negativen Körpertemperaturen nicht standhalten. Die obere Temperaturgrenze des Lebens steigt selten über 40–45 °C.

Im Bereich zwischen den Extremgrenzen verdoppelt sich die Geschwindigkeit der enzymatischen Reaktionen (also die Stoffwechselrate) mit jeder 10°C Temperaturerhöhung.

Ein erheblicher Teil der Organismen ist in der Lage, die Körpertemperatur zu kontrollieren (zu halten), und zwar vor allem die lebenswichtigsten Organe. Solche Organismen werden genannt homöothermisch- warmblütig (vom griechischen homoios - ähnlich, therme - Wärme), im Gegensatz zu poikilothermisch- kaltblütig (aus dem Griechischen poikilos - verschieden, veränderlich, vielfältig) mit einer variablen Temperatur, abhängig von der Umgebungstemperatur.

Poikilothermische Organismen in der kalten Jahres- oder Tageszeit reduzieren das Niveau lebenswichtiger Prozesse bis hin zur Anabiose. Dies betrifft vor allem Pflanzen, Mikroorganismen, Pilze und wechselwarme (kaltblütige) Tiere. Nur homoiotherme (warmblütige) Arten bleiben aktiv. Heterotherme Organismen, die sich in einem inaktiven Zustand befinden, haben eine Körpertemperatur, die nicht viel höher ist als die Temperatur der äußeren Umgebung; im aktiven Zustand - ziemlich hoch (Bären, Igel, die Fledermäuse, Erdhörnchen).

Die Thermoregulation homoothermischer Tiere wird durch eine spezielle Art des Stoffwechsels gewährleistet, die mit der Freisetzung von Wärme im Körper von Tieren, dem Vorhandensein von wärmeisolierenden Abdeckungen, Größe, Physiologie usw. einhergeht.

Pflanzen haben im Laufe der Evolution eine Reihe von Eigenschaften entwickelt:

kalter Widerstand– die Fähigkeit, lange Zeit niedrige positive Temperaturen zu ertragen (von 0 ° C bis +5 ° C);

Winterhärte– die Fähigkeit mehrjähriger Arten, einen Komplex ungünstiger Winterbedingungen zu ertragen;

Frostbeständigkeit- Fähigkeit, lange zu ertragen negative Temperaturen;

Anabiose- die Fähigkeit, einen Zeitraum mit anhaltendem Mangel an Umweltfaktoren in einem Zustand starker Abnahme des Stoffwechsels zu ertragen;

Hitzebeständigkeit– die Fähigkeit, hohe Temperaturen (über +38°…+40°С) ohne signifikante Stoffwechselstörungen zu ertragen;

Vergänglichkeit– Verringerung der Ontogenese (bis zu 2-6 Monate) bei Arten, die unter Bedingungen mit kurzen günstigen Temperaturbedingungen wachsen.

In der aquatischen Umwelt sind aufgrund der hohen Wärmekapazität des Wassers Temperaturänderungen weniger abrupt und die Bedingungen stabiler als an Land. Es ist bekannt, dass in Regionen mit stark schwankenden Tages- und Jahreszeiten die Artenvielfalt geringer ist als in Regionen mit konstanteren Tages- und Jahrestemperaturen.

Die Temperatur hängt wie die Lichtintensität davon ab geografische Breite, Jahreszeit, Tageszeit und Hanglage. Extreme Temperaturen (niedrig und hoch) werden durch starke Winde verschärft.

Die Temperaturänderung beim Aufsteigen in die Luft oder beim Eintauchen in die aquatische Umgebung wird als Temperaturschichtung bezeichnet. Üblicherweise wird in beiden Fällen eine kontinuierliche Temperaturabnahme mit einem gewissen Gradienten beobachtet. Es gibt jedoch auch andere Optionen. Oberflächengewässer erwärmen sich also im Sommer stärker als Tiefengewässer. Aufgrund einer erheblichen Abnahme der Dichte des Wassers beim Erhitzen beginnt seine Zirkulation in der erwärmten Oberflächenschicht, ohne sich mit einer dichteren zu vermischen. kaltes Wasser die darunter liegenden Schichten. Dadurch bildet sich zwischen warmer und kalter Schicht eine Zwischenzone mit starkem Temperaturgefälle. All dies wirkt sich auf die Platzierung lebender Organismen im Wasser sowie auf die Übertragung und Verteilung von ankommenden Verunreinigungen aus.

Ein ähnliches Phänomen tritt auch in der Atmosphäre auf, wenn sich die gekühlten Luftschichten nach unten bewegen und sich unter den warmen Schichten befinden, d.h. es gibt eine Temperaturinversion, die zur Ansammlung von Schadstoffen in der Oberflächenluftschicht beiträgt.

Inversionen werden durch einige Merkmale des Reliefs erleichtert, wie z. B. Gruben und Täler. Es tritt auf, wenn Substanzen in einer bestimmten Höhe, wie z. B. Aerosole, direkt durch direkte Sonneneinstrahlung erhitzt werden, was zu einer stärkeren Erwärmung der oberen Luftschichten führt.

In der Bodenumgebung hängt die tägliche und jahreszeitliche Stabilität (Schwankungen) der Temperatur von der Tiefe ab. Ein erhebliches Temperaturgefälle (sowie Feuchtigkeit) ermöglicht es den Bewohnern des Bodens, sich mit geringen Bewegungen ein günstiges Umfeld zu schaffen. Das Vorhandensein und die Häufigkeit lebender Organismen können die Temperatur beeinflussen. Beispielsweise herrscht unter dem Blätterdach eines Waldes oder unter den Blättern einer einzelnen Pflanze eine andere Temperatur.

Niederschlag, Feuchtigkeit. Wasser ist für das Leben auf der Erde lebensnotwendig, ökologisch einzigartig. Mit fast identisch geografische Gegebenheiten auf der Erde gibt es heiße Wüste, und ein tropischer Wald. Der Unterschied besteht nur in der jährlichen Niederschlagsmenge: im ersten Fall 0,2–200 mm und im zweiten Fall 900–2000 mm.

Niederschlag, der eng mit der Luftfeuchtigkeit zusammenhängt, ist das Ergebnis der Kondensation und Kristallisation von Wasserdampf in den hohen Schichten der Atmosphäre. In der Oberflächenluftschicht bilden sich Taue und Nebel, und bei niedrigen Temperaturen wird eine Feuchtigkeitskristallisation beobachtet - Frost fällt.

Eine der wichtigsten physiologischen Funktionen eines jeden Organismus ist die Aufrechterhaltung eines angemessenen Wasserspiegels im Körper. Organismen haben im Laufe der Evolution verschiedene Anpassungen entwickelt, um Wasser zu gewinnen und sparsam zu nutzen sowie Trockenzeiten zu erleben. Einige Wüstentiere gewinnen Wasser aus der Nahrung, andere durch die Oxidation rechtzeitig gespeicherter Fette (z. B. ein Kamel, das aus 100 g Fett durch biologische Oxidation 107 g Stoffwechselwasser gewinnen kann); Gleichzeitig haben sie eine minimale Wasserdurchlässigkeit der äußeren Hülle des Körpers, und Trockenheit ist dadurch gekennzeichnet, dass sie mit einer minimalen Stoffwechselrate in einen Ruhezustand fallen.

Landpflanzen beziehen Wasser hauptsächlich aus dem Boden. Geringe Niederschläge, schnelle Entwässerung, starke Verdunstung oder eine Kombination dieser Faktoren führen zu Austrocknung, und überschüssige Feuchtigkeit führt zu Staunässe und Staunässe der Böden.

Der Feuchtigkeitshaushalt hängt von der Differenz zwischen der Niederschlagsmenge und der Wassermenge ab, die von Pflanzen- und Bodenoberflächen sowie durch Transpiration verdunstet]. Verdunstungsprozesse wiederum hängen direkt von der relativen Luftfeuchtigkeit der atmosphärischen Luft ab. Bei einer Luftfeuchtigkeit nahe 100% hört die Verdunstung praktisch auf, und wenn die Temperatur weiter sinkt, beginnt der umgekehrte Prozess - Kondensation (Nebelbildung, Tau, Frostfall).

Darüber hinaus verstärkt die Luftfeuchtigkeit als Umweltfaktor bei ihren Extremwerten (hohe und niedrige Luftfeuchtigkeit) die Wirkung (verschlimmert) die Wirkung der Temperatur auf den Körper.

Die Sättigung der Luft mit Wasserdampf erreicht selten ihren Maximalwert. Feuchtedefizit - die Differenz zwischen maximal möglicher und tatsächlich vorhandener Sättigung bei einer gegebenen Temperatur. Dies ist einer der wichtigsten Umweltparameter, da er zwei Größen gleichzeitig charakterisiert: Temperatur und Feuchtigkeit. Je höher das Feuchtigkeitsdefizit, desto trockener und wärmer und umgekehrt.

Das Niederschlagsregime ist der wichtigste Faktor, der die Migration von Schadstoffen in die natürliche Umwelt und ihre Auswaschung aus der Atmosphäre bestimmt.

Gegenüber Wasserregime unterscheiden folgende ökologische Gruppen von Lebewesen:

Hydrobionten- Bewohner von Ökosystemen, alle Lebenszyklus die im Wasser passiert;

Hygrophyten– Pflanzen feuchter Lebensräume (Sumpfdotterblume, Europäischer Badeanzug, Rohrkolben);

Hygrophile- Tiere, die in sehr feuchten Teilen von Ökosystemen leben (Weichtiere, Amphibien, Mücken, Asseln);

Mesophyten– Pflanzen mäßig feuchter Habitate;

Xerophyten– Pflanzen trockener Lebensräume (Federgras, Wermut, Astragalus);

Xerophile- Bewohner trockener Gebiete, die keine hohe Luftfeuchtigkeit vertragen (einige Arten von Reptilien, Insekten, Wüstennagetieren und Säugetieren);

Sukkulenten- Pflanzen der trockensten Lebensräume, die in der Lage sind, erhebliche Feuchtigkeitsreserven im Stamm oder in den Blättern anzusammeln (Kakteen, Aloe, Agave);

Sklerophyten– Pflanzen sehr trockener Gebiete, die einer starken Austrocknung standhalten können (gemeiner Kameldorn, Saxaul, Saksagyz);

Ephemera und Ephemeroide- einjährige und mehrjährige krautige Arten mit verkürztem Zyklus, der mit einer Periode ausreichender Feuchtigkeit zusammenfällt.

Der Wasserverbrauch von Pflanzen kann durch folgende Indikatoren charakterisiert werden:

Trockenheitstoleranz– Fähigkeit, reduzierte atmosphärische und (oder) Bodentrockenheit zu tolerieren;

Feuchtigkeitsbeständigkeit- die Fähigkeit, Staunässe zu tolerieren;

Transpirationsrate- die Wassermenge, die für die Bildung einer Einheit Trockenmasse aufgewendet wird (für Weißkohl 500-550, für Kürbis-800);

Koeffizient des gesamten Wasserverbrauchs- die Menge an Wasser, die von der Pflanze und dem Boden verbraucht wird, um eine Einheit Biomasse zu erzeugen (für Wiesengräser - 350–400 m3 Wasser pro Tonne Biomasse).

Ein Verstoß gegen das Wasserregime, die Verschmutzung von Oberflächengewässern ist gefährlich und in einigen Fällen für Cenosen tödlich. Veränderungen im Wasserkreislauf in der Biosphäre können zu unvorhersehbaren Folgen für alle lebenden Organismen führen.

Die Mobilität der Umwelt. Die Ursachen für die Bewegung von Luftmassen (Wind) sind in erster Linie eine ungleichmäßige Erwärmung der Erdoberfläche, die Druckabfälle verursacht, sowie die Rotation der Erde. Der Wind wird auf wärmere Luft gerichtet.

Wind ist der wichtigste Faktor bei der Ausbreitung von Feuchtigkeit, Samen, Sporen, chemischen Verunreinigungen usw. über große Entfernungen und trägt sowohl zu einer Verringerung der erdnahen Konzentration von Staub als auch von gasförmigen Stoffen in der Nähe des Ortes ihres Eintritts in die Erde bei Atmosphäre und zu einem Anstieg der Hintergrundkonzentrationen in der Luft aufgrund von Emissionen aus entfernten Quellen, einschließlich des grenzüberschreitenden Transports.

Der Wind beschleunigt die Transpiration (Verdunstung von Feuchtigkeit durch die bodenständigen Pflanzenteile), was besonders bei niedriger Luftfeuchtigkeit die Lebensbedingungen verschlechtert. Darüber hinaus wirkt es sich indirekt auf alle lebenden Organismen an Land aus, die an Verwitterungs- und Erosionsprozessen beteiligt sind.

Die Mobilität im Raum und die Vermischung von Wassermassen tragen dazu bei, die relative Homogenität (Homogenität) der physikalischen und chemischen Eigenschaften von Gewässern zu erhalten. Durchschnittsgeschwindigkeit Oberflächenströmungen liegen zwischen 0,1 und 0,2 m/s und erreichen stellenweise 1 m/s, in der Nähe des Golfstroms - 3 m/s.

Druck. Als normaler atmosphärischer Druck wird ein absoluter Druck auf der Oberfläche des Weltmeeres von 101,3 kPa, entsprechend 760 mm Hg, angesehen. Kunst. oder 1 atm. Innerhalb der Globus Es gibt konstante Gebiete mit hohem und niedrigem Luftdruck, und an denselben Stellen werden saisonale und tägliche Schwankungen beobachtet. Wenn die Höhe relativ zum Meeresspiegel zunimmt, nimmt der Druck ab, der Sauerstoffpartialdruck nimmt ab und die Transpiration in Pflanzen nimmt zu.

In regelmäßigen Abständen bilden sich in der Atmosphäre Tiefdruckgebiete mit starken Luftströmungen, die sich spiralförmig zum Zentrum hin bewegen, die als Zyklone bezeichnet werden. Sie sind durch hohe Niederschläge und instabiles Wetter gekennzeichnet. Gegensätzliche Naturphänomene werden Antizyklone genannt. Sie zeichnen sich durch stabiles Wetter, schwache Winde und in einigen Fällen Temperaturinversion. Während Antizyklonen treten manchmal ungünstige meteorologische Bedingungen auf, die zur Anreicherung von Schadstoffen in der Oberflächenschicht der Atmosphäre beitragen.

Unterscheiden Sie zwischen maritim und kontinental Atmosphärendruck.

Der Druck in der aquatischen Umgebung nimmt zu, wenn Sie tauchen. Aufgrund der deutlich (800-mal) höheren Dichte von Wasser als Luft steigt der Druck in einem Süßwasserreservoir pro 10 m Tiefe um 0,1 MPa (1 atm). Der absolute Druck am Boden des Marianengrabens übersteigt 110 MPa (1100 atm).

ionisierendStrahlung. Ionisierende Strahlung ist die Strahlung, die beim Durchgang durch einen Stoff Ionenpaare bildet; Hintergrund - Strahlung aus natürlichen Quellen. Es hat zwei Hauptquellen: kosmische Strahlung und radioaktive Isotope sowie Elemente in den Mineralien der Erdkruste, die irgendwann im Prozess der Bildung der Erdsubstanz entstanden sind. Aufgrund der langen Halbwertszeit haben sich die Kerne vieler ursprünglicher radioaktiver Elemente bis heute im Erdinneren erhalten. Die wichtigsten davon sind Kalium-40, Thorium-232, Uran-235 und Uran-238. Unter dem Einfluss der kosmischen Strahlung in der Atmosphäre werden ständig neue Kerne radioaktiver Atome gebildet, von denen die wichtigsten Kohlenstoff-14 und Tritium sind.

Der Strahlungshintergrund der Landschaft ist eine der unverzichtbaren Komponenten ihres Klimas. Alle bekannten Quellen ionisierender Strahlung nehmen an der Bildung des Hintergrunds teil, aber der Beitrag jeder von ihnen zur Gesamtstrahlungsdosis hängt von einem bestimmten geografischen Punkt ab. Der Mensch als Bewohner natürlichen Umgebung erhält den größten Teil seiner Exposition durch natürliche Strahlungsquellen und kann nicht vermieden werden. Alle Lebewesen auf der Erde sind der Strahlung des Kosmos ausgesetzt. Berglandschaften sind aufgrund ihrer erheblichen Höhe über dem Meeresspiegel durch einen erhöhten Beitrag der kosmischen Strahlung gekennzeichnet. Gletscher, die als absorbierender Schirm wirken, halten in ihrer Masse die Strahlung des darunter liegenden Grundgesteins zurück. Dabei wurden Unterschiede im Gehalt radioaktiver Aerosole über Meer und Land festgestellt. Die Gesamtradioaktivität der Meeresluft ist hundert- und tausendmal geringer als die der kontinentalen Luft.

Es gibt Gebiete auf der Erde, in denen die Expositionsdosisleistung zehnmal höher ist als die Durchschnittswerte, zum Beispiel Gebiete mit Uran- und Thoriumvorkommen. Solche Orte werden Uran- und Thoriumprovinzen genannt. Stabil und relativ mehr hohes Niveau Strahlung wird an Stellen beobachtet, an denen Granitfelsen herauskommen.

Biologische Prozesse, die die Entstehung von Böden begleiten, beeinflussen maßgeblich die Anreicherung radioaktiver Stoffe in diesen. Bei geringem Gehalt an Huminstoffen ist ihre Aktivität schwach, während sich Schwarzerde seit jeher durch eine höhere spezifische Aktivität auszeichnen. Es ist besonders hoch in Schwarzerde- und Wiesenböden, die sich in der Nähe von Granitmassiven befinden. Entsprechend dem Grad der Erhöhung der spezifischen Aktivität des Bodens kann er vorläufig in der folgenden Reihenfolge angeordnet werden: Torf; Schwarzerde; Böden der Steppenzone und Waldsteppe; Böden, die sich auf Graniten entwickeln.

Der Einfluss periodischer Schwankungen der Intensität der kosmischen Strahlung in der Nähe der Erdoberfläche auf die Strahlendosis lebender Organismen ist praktisch unbedeutend.

In vielen Regionen der Erde erreicht die Expositionsdosisleistung durch die Strahlung von Uran und Thorium das Expositionsniveau, das auf der Erde in einer geologisch beobachtbaren Zeit bestand, in der die natürliche Evolution lebender Organismen stattfand. Im Allgemeinen wirkt sich ionisierende Strahlung schädlicher auf hoch entwickelte und komplexe Organismen aus, und der Mensch ist besonders empfindlich. Manche Stoffe verteilen sich gleichmäßig im Körper, wie Kohlenstoff-14 oder Tritium, andere reichern sich in bestimmten Organen an. Radium-224, -226, Blei-210, Polonium-210 reichern sich also im Knochengewebe an. Das Edelgas Radon-220 wirkt stark lungengängig, teilweise freigesetzt nicht nur aus Ablagerungen in der Lithosphäre, sondern auch aus vom Menschen abgebauten und als Baumaterial verwendeten Mineralien. Radioaktive Stoffe können sich in Wasser, Boden, Niederschlag oder Luft anreichern, wenn die Geschwindigkeit ihres Eintrags die Geschwindigkeit des radioaktiven Zerfalls übersteigt. In lebenden Organismen kommt es zu einer Anreicherung von radioaktiven Stoffen, wenn sie mit der Nahrung aufgenommen werden.

2.2. Topographisch Faktoren

Der Einfluss abiotischer Faktoren hängt maßgeblich von den topografischen Gegebenheiten des Gebiets ab, die sowohl das Klima als auch die Merkmale der Bodenentwicklung stark verändern können. Der wichtigste topografische Faktor ist die Höhe über dem Meeresspiegel. Mit zunehmender Höhe nehmen die Durchschnittstemperaturen ab, die Tagestemperaturdifferenz nimmt zu, Niederschlagsmenge, Windgeschwindigkeit und Strahlungsintensität nehmen zu und der Luftdruck ab. Als Ergebnis im Hochland beim Aufsteigen beobachten vertikale Zonierung Verteilung der Vegetation, entsprechend der Abfolge der Breitengradänderungen vom Äquator bis zu den Polen.

Gebirgszüge können als Klimabarrieren dienen. Über den Bergen aufsteigend kühlt die Luft ab, was oft zu Niederschlägen führt und damit ihren absoluten Feuchtigkeitsgehalt reduziert. Auf der anderen Seite der Bergkette trägt die getrocknete Luft dazu bei, die Intensität des Regens (Schneefalls) zu verringern, der einen "Regenschatten" erzeugt.

Berge können die Rolle eines isolierenden Faktors bei Speziationsprozessen spielen, da sie als Barriere für die Migration von Organismen dienen.

Ein wichtiger topografischer Faktor ist Exposition(Beleuchtungsstärke) der Piste. Auf der Nordhalbkugel ist es an den Südhängen wärmer, während es auf der Südhalbkugel an den Nordhängen wärmer ist.

Ein weiterer wichtiger Faktor ist Hangsteilheit die Entwässerung beeinträchtigen. Wasser fließt die Hänge hinunter, spült den Boden weg und reduziert seine Schicht. Außerdem rutscht der Boden unter dem Einfluss der Schwerkraft langsam nach unten, was zu seiner Ansammlung am Fuß der Hänge führt. Das Vorhandensein von Vegetation hemmt diese Prozesse, aber bei Neigungen von mehr als 35° fehlen normalerweise Boden und Vegetation und es entstehen Geröllhalden.

2.3. Platz Faktoren

Unser Planet ist nicht von den Prozessen im Weltraum isoliert. Die Erde kollidiert regelmäßig mit Asteroiden, nähert sich Kometen, kosmischem Staub, Meteoritensubstanzen fallen darauf, verschiedene Arten von Strahlung von der Sonne und Sternen. Zyklisch (einer der Zyklen hat eine Dauer von 11,4 Jahren) ändert sich die Sonnenaktivität.

Die Wissenschaft hat viele Fakten gesammelt, die den Einfluss des Kosmos auf das Leben auf der Erde bestätigen.

3. Biotisch Faktoren

Alle Lebewesen, die einen Organismus in einem Lebensraum umgeben, bilden eine biotische Umwelt oder Biota. Biotische Faktoren- ist eine Reihe von Einflüssen der Vitalaktivität einiger Organismen auf andere.

Die Beziehungen zwischen Tieren, Pflanzen und Mikroorganismen sind äußerst vielfältig. Zunächst einmal unterscheiden homotypisch Reaktionen, d.h. die Interaktion von Individuen derselben Art, und heterotypisch- Beziehungen zwischen Vertretern verschiedener Arten.

Vertreter jeder Art können in einer solchen biotischen Umgebung existieren, wo ihnen Verbindungen mit anderen Organismen zur Verfügung stehen normale Bedingungen Leben. Die Hauptausprägungsform dieser Beziehungen sind die Ernährungsbeziehungen von Organismen verschiedener Kategorien, die die Grundlage für Nahrungs-(trophische) Ketten, Netzwerke und die trophische Struktur der Biota bilden.

Neben Nahrungsbeziehungen ergeben sich auch räumliche Beziehungen zwischen pflanzlichen und tierischen Organismen. Als Ergebnis vieler Faktoren, anders verschiedene Typen nicht in beliebiger Kombination vereint sind, sondern nur unter der Bedingung der Anpassungsfähigkeit an das Zusammenleben.

Biotische Faktoren manifestieren sich in biotischen Beziehungen.

Folgende Formen biotischer Verwandtschaft werden unterschieden.

Symbiose(Zusammenleben). Dies ist eine Beziehungsform, in der beide Partner oder einer vom anderen profitiert.

Zusammenarbeit. Kooperation ist ein langfristiges, untrennbares, für beide Seiten vorteilhaftes Zusammenleben von zwei oder mehr Arten von Organismen. Zum Beispiel die Beziehung zwischen einem Einsiedlerkrebs und einer Seeanemone.

Kommensalismus. Kommensalismus ist eine Interaktion zwischen Organismen, wenn die lebenswichtige Aktivität eines anderen Nahrung (Freeloading) oder Unterkunft (Unterkunft) liefert. Typische Beispiele sind Hyänen, die die Überreste halbgefressener Beute von Löwen aufsammeln, Fischbrut, die sich unter Regenschirmen versteckt große Qualle, sowie einige Pilze, die an den Wurzeln der Bäume wachsen.

Mutualismus. Mutualismus ist ein für beide Seiten vorteilhaftes Zusammenleben, wenn die Anwesenheit eines Partners zur Voraussetzung für die Existenz eines jeden von ihnen wird. Ein Beispiel ist die Kohabitation von Knöllchenbakterien und Leguminosen, die auf stickstoffarmen Böden zusammenleben und den Boden damit anreichern können.

Antibiose. Als Antibiose wird eine Beziehungsform bezeichnet, bei der beide Partner oder einer von ihnen negativ betroffen ist.

Wettbewerb. Dies ist der negative Einfluss von Organismen aufeinander im Kampf um Nahrung, Lebensraum und andere lebensnotwendige Bedingungen. Am deutlichsten manifestiert sie sich auf Bevölkerungsebene.

Raubtier. Raub ist eine Beziehung zwischen einem Raubtier und einer Beute, die darin besteht, einen Organismus durch einen anderen zu fressen. Raubtiere sind Tiere oder Pflanzen, die Tiere fangen und zu Nahrungszwecken fressen. So fressen Löwen zum Beispiel pflanzenfressende Huftiere, Vögel - Insekten, große Fische - kleinere. Prädation ist sowohl vorteilhaft für einen Organismus als auch schädlich für einen anderen.

Gleichzeitig brauchen all diese Organismen einander. Im Prozess der „Räuber-Beute“-Interaktion finden natürliche Selektion und adaptive Variabilität statt, also die wichtigsten evolutionären Prozesse. Unter natürlichen Bedingungen neigt (und kann) keine Art zur Zerstörung einer anderen führen. Darüber hinaus kann das Verschwinden eines natürlichen "Feindes" (Raubtier) aus dem Lebensraum zum Aussterben seiner Beute beitragen.

Neutralismus. Die gegenseitige Unabhängigkeit verschiedener Arten, die auf demselben Territorium leben, wird als Neutralismus bezeichnet. Eichhörnchen und Elche konkurrieren beispielsweise nicht miteinander, aber die Trockenheit im Wald betrifft beide, wenn auch in unterschiedlichem Maße.

BEIM In letzter Zeit wird zunehmend darauf geachtet anthropogene Faktoren- eine Reihe menschlicher Auswirkungen auf die Umwelt aufgrund ihrer urban-technogenen Aktivitäten.

4. Anthropogene Faktoren

Das gegenwärtige Stadium der menschlichen Zivilisation spiegelt ein solches Maß an Wissen und Fähigkeiten der Menschheit wider, dass ihre Auswirkungen auf die Umwelt, einschließlich biologischer Systeme, den Charakter einer globalen planetarischen Kraft annehmen, die wir in eine besondere Kategorie von Faktoren einordnen - anthropogene, d.h. durch menschliche Aktivität erzeugt. Diese beinhalten:

Klimawandel der Erde als Folge natürlicher geologische Prozesse, verstärkt durch den Treibhauseffekt, der durch Änderungen der optischen Eigenschaften der Atmosphäre durch Emissionen hauptsächlich von CO, CO2 und anderen Gasen verursacht wird;

Trümmer im erdnahen Weltraum (NES), deren Folgen noch nicht vollständig verstanden wurden, mit Ausnahme der realen Gefahr für Raumfahrzeuge, einschließlich Kommunikationssatelliten, Orte auf der Erdoberfläche und andere, die in modernen Interaktionssystemen weit verbreitet sind zwischen Menschen, Staaten und Regierungen;

Verringerung der Leistung des stratosphärischen Ozonschirms durch die Bildung sogenannter „Ozonlöcher“, die die Schutzfähigkeit der Atmosphäre gegen das Eindringen von harter, kurzwelliger ultravioletter Strahlung, die für lebende Organismen gefährlich ist, auf die Erdoberfläche verringern;

Chemische Verschmutzung der Atmosphäre mit Substanzen, die zur Bildung von Säureniederschlägen, photochemischem Smog und anderen Verbindungen beitragen, die für biosphärische Objekte, einschließlich Menschen und von ihnen geschaffene künstliche Objekte, gefährlich sind;

Verschmutzung des Ozeans und Veränderung der Eigenschaften des Ozeanwassers durch Ölprodukte, deren Sättigung mit Kohlendioxid der Atmosphäre, die wiederum durch Fahrzeuge und Wärmekraftwerke verschmutzt wird, Verschüttung hochgiftiger chemischer und radioaktiver Substanzen im Ozeanwasser, Verschmutzung durch Flussabfluss, Störungen im Wasserhaushalt von Küstengebieten durch Regulierungsflüsse;

Erschöpfung und Verschmutzung aller Arten von Quellen und Landgewässern;

Radioaktive Kontamination einzelner Standorte und Regionen mit Tendenz zur Ausbreitung über die Erdoberfläche;

Bodenbelastung durch verunreinigte Niederschläge (z. B. saurer Regen), suboptimaler Einsatz von Pestiziden und mineralischen Düngemitteln;

Veränderungen in der Geochemie von Landschaften im Zusammenhang mit thermischer Energietechnik, Umverteilung von Elementen zwischen den Eingeweiden und der Erdoberfläche infolge von Bergbau und Verhüttungsumverteilung (z. B. die Konzentration von Schwermetallen) oder die Gewinnung von anomalen, hoch mineralisiertes Grundwasser und Solen an die Oberfläche;

Fortgesetzte Anhäufung von Hausmüll und allen Arten von festen und flüssigen Abfällen auf der Erdoberfläche;

Verletzung des globalen und regionalen ökologischen Gleichgewichts, des Verhältnisses der ökologischen Komponenten im Küstenbereich des Landes und des Meeres;

Die anhaltende und an einigen Stellen zunehmende Wüstenbildung des Planeten, die Vertiefung des Prozesses der Wüstenbildung;

Reduzierung der Fläche der tropischen Wälder und der nördlichen Taiga, diese Hauptquellen für die Aufrechterhaltung des Sauerstoffhaushalts des Planeten;

Als Ergebnis aller oben genannten Prozesse ökologische Nischen freisetzen und mit anderen Arten füllen;

Absolute Überbevölkerung der Erde und relative demografische Überbevölkerung bestimmter Regionen, extreme Differenzierung von Armut und Reichtum;

Verschlechterung des Lebensumfelds in überfüllten Städten und Ballungsgebieten;

Die Erschöpfung vieler Mineralvorkommen und der allmähliche Übergang von reichen zu immer ärmeren Erzen;

Verstärkung der sozialen Instabilität durch die zunehmende Differenzierung der armen und reichen Bevölkerungsteile vieler Länder, die Erhöhung des Rüstungsgrades ihrer Bevölkerung, Kriminalisierung, Umweltkatastrophen.

Abnahme des Immunstatus und Gesundheitszustandes der Bevölkerung vieler Länder der Welt, einschließlich Russlands, wiederholte Wiederholung von Epidemien, die immer massiver und schwerwiegender in ihren Folgen werden.

Dies ist keineswegs ein geschlossener Kreis von Problemen, bei deren Lösung jeweils ein Spezialist seinen Platz und seine Arbeit finden kann.

Am umfangreichsten und bedeutsamsten ist die chemische Verschmutzung der Umwelt durch für sie ungewöhnliche Stoffe chemischer Natur.

Der physikalische Faktor als Schadstoff menschlicher Aktivität ist ein inakzeptables Maß an thermischer Verschmutzung (insbesondere radioaktiv).

Die biologische Verschmutzung der Umwelt ist eine Vielzahl von Mikroorganismen, von denen die gefährlichsten verschiedene Krankheiten sind.

Steuerung Fragen und Aufgaben

1. Was sind Umweltfaktoren?

2. Welche Umweltfaktoren gelten als abiotisch, welche als biotisch?

3. Wie heißt die Gesamtheit der Einflüsse der Lebenstätigkeit einiger Organismen auf die Lebenstätigkeit anderer?

4. Was sind die Ressourcen der Lebewesen, wie werden sie klassifiziert und welche ökologische Bedeutung haben sie?

5. Welche Faktoren sollten bei der Erstellung von Ökosystemmanagementprojekten überhaupt berücksichtigt werden? Wieso den?

Staatliche Bildungseinrichtung

Höhere Berufsausbildung.

"SANKT PETERSBURG STAATLICHE UNIVERSITÄT

SERVICE UND WIRTSCHAFT»

Fach: Ökologie

Institut (Fakultät): (IREU) "Institut für Regionalökonomie und Management"

Fachgebiet: 080507 "Management von Organisationen"

Zum Thema: Umweltfaktoren und ihre Einordnung.

Aufgeführt:

Valkova Violetta Sergejewna

Student im 1. Jahr

Korrespondenzform der Ausbildung

Aufsicht:

Ovchinnikova Raisa Andreevna

2008 - 2009

EINFÜHRUNG ………………………………………………………………………………………………..3

UMWELTFAKTOREN. UMWELTBEDINGUNGEN … …………………………………...3

abiotisch

Biotisch

Anthropogen

BIOTISCHE BEZIEHUNGEN VON ORGANISMEN ……………… ……………….6

ALLGEMEINE MUSTER DES EINFLUSSES VON UMWELTFAKTOREN AUF ORGANISMEN ……………………………………………………………………………………….7

SCHLUSSFOLGERUNG ………………………………………………………………………………………………9

LISTE DER VERWENDETEN LITERATUR ………… …………………………………………..10

EINLEITUNG

Stellen wir uns irgendeine Pflanzen- oder Tierart vor und darin eine Individuell mental vom Rest der Welt der Tierwelt zu isolieren. Dieses Individuum, unter dem Einfluss Umweltfaktoren wird von ihnen beeinflusst. Die wichtigsten von ihnen werden die vom Klima bestimmten Faktoren sein. Jeder weiß zum Beispiel, dass Vertreter der einen oder anderen Pflanzen- und Tierart nicht überall zu finden sind. Einige Pflanzen leben nur an den Ufern von Gewässern, andere - unter dem Blätterdach des Waldes. In der Arktis kann man keinen Löwen treffen, in der Wüste Gobi - einen Eisbären. Wir sind uns bewusst, dass klimatische Faktoren (Temperatur, Feuchtigkeit, Beleuchtung usw.) für die Verbreitung der Arten von größter Bedeutung sind. Für Landtiere, insbesondere Bodenbewohner, und Pflanzen spielen die physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens eine wichtige Rolle. Für aquatische Organismen die Eigenschaften des Wassers als einziger Lebensraum sind von besonderer Bedeutung. Studium der Wirkung verschiedener natürliche Faktoren in einzelne Organismen ist die erste und einfachste Unterteilung der Ökologie.

UMWELTFAKTOREN. UMWELTBEDINGUNGEN

Vielzahl von Umweltfaktoren. Ökologische Faktoren sind alle externen Faktoren, die sich direkt oder indirekt auf die Anzahl (Häufigkeit) und geografische Verbreitung von Tieren und Pflanzen auswirken.

Umweltfaktoren sind sowohl in ihrer Natur als auch in ihrer Wirkung auf lebende Organismen sehr vielfältig. Herkömmlicherweise werden alle Umweltfaktoren in drei große Gruppen eingeteilt - abiotisch, biotisch und anthropogen.

Abiotischen Faktoren - das sind die Faktoren unbelebte Natur, primär klimatisch (Sonnenlicht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit) und lokal (Relief, Bodenbeschaffenheit, Salzgehalt, Strömungen, Wind, Strahlung etc.). Diese Faktoren können den Körper beeinflussen gerade(direkt) als Licht und Wärme, oder indirekt, wie z. B. das Gelände, das die Wirkung direkter Faktoren (Beleuchtung, Feuchtigkeit, Wind usw.) bestimmt.

Anthropogene Faktoren - Dies sind jene Formen menschlicher Aktivität, die durch Beeinflussung der Umwelt die Bedingungen lebender Organismen verändern oder einzelne Pflanzen- und Tierarten direkt betreffen. Einer der wichtigsten anthropogenen Faktoren ist die Umweltverschmutzung.

Umgebungsbedingungen. Als abiotische Umweltbedingungen werden zeitlich und räumlich veränderliche Umweltbedingungen oder ökologische Bedingungen bezeichnet, auf die Organismen je nach Stärke unterschiedlich reagieren. Umweltbedingungen erlegen Organismen bestimmte Beschränkungen auf. Die Menge an Licht, die durch die Wassersäule dringt, begrenzt die Lebensdauer von Grünpflanzen in Gewässern. Der Überfluss an Sauerstoff begrenzt die Anzahl der luftatmenden Tiere. Die Temperatur bestimmt die Aktivität und steuert die Fortpflanzung vieler Organismen.

Zu den wichtigsten Faktoren, die die Lebensbedingungen von Organismen in fast allen Lebensräumen bestimmen, gehören Temperatur, Feuchtigkeit und Licht. Betrachten wir die Wirkung dieser Faktoren genauer.

Temperatur. Jeder Organismus kann nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs leben: Individuen der Art sterben bei zu hohen oder zu niedrigen Temperaturen. Irgendwo innerhalb dieses Intervalls sind die Temperaturbedingungen für die Existenz eines bestimmten Organismus am günstigsten, seine lebenswichtigen Funktionen werden am aktivsten ausgeführt. Wenn sich die Temperatur den Grenzen des Intervalls nähert, verlangsamt sich die Geschwindigkeit der Lebensprozesse und hört schließlich ganz auf - der Organismus stirbt.

Die Grenzen der thermischen Belastbarkeit in verschiedenen Organismen sind unterschiedlich. Es gibt Arten, die Temperaturschwankungen in einem weiten Bereich tolerieren können. Zum Beispiel Flechten und viele Bakterien können am meisten darunter leben unterschiedliche Temperatur. Warmblüter zeichnen sich unter den Tieren durch die größte Bandbreite an Temperaturbeständigkeit aus. Der Tiger beispielsweise verträgt sowohl die sibirische Kälte als auch die Hitze der tropischen Regionen Indiens oder des malaiischen Archipels gleichermaßen gut. Es gibt aber auch Arten, die nur innerhalb mehr oder weniger enger Temperaturgrenzen leben können. Dazu gehören viele tropische Pflanzen wie Orchideen. In der gemäßigten Zone können sie nur in Gewächshäusern wachsen und bedürfen sorgfältiger Pflege. Einige riffbildende Korallen können nur in Meeren leben, in denen die Wassertemperatur mindestens 21°C beträgt. Aber auch Korallen sterben ab, wenn das Wasser zu heiß ist.

In der terrestrischen Luftumgebung und sogar in vielen Teilen der aquatischen Umgebung bleibt die Temperatur nicht konstant und kann je nach Jahres- oder Tageszeit stark variieren. In tropischen Gebieten können jährliche Temperaturschwankungen noch weniger auffällig sein als tägliche. Und umgekehrt, in gemäßigten Regionen, schwankt die Temperatur in den verschiedenen Jahreszeiten erheblich. Tiere und Pflanzen sind gezwungen, sich an die ungünstige Winterzeit anzupassen, in der ein aktives Leben schwierig oder schlichtweg unmöglich ist. In tropischen Gebieten sind solche Anpassungen weniger ausgeprägt. In einer kalten Periode mit ungünstigen Temperaturverhältnissen gibt es eine Art Lebenspause vieler Organismen: Winterschlaf bei Säugetieren, Blattabwurf bei Pflanzen usw. Einige Tiere machen lange Wanderungen an Orte mit einem geeigneteren Klima.

Feuchtigkeit. Während des größten Teils ihrer Geschichte wurde die Tierwelt durch außergewöhnliche aquatische Formen von Organismen repräsentiert. Nachdem sie das Land erobert hatten, verloren sie dennoch nicht ihre Abhängigkeit vom Wasser. Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil der überwiegenden Mehrheit der Lebewesen: Es ist für ihr normales Funktionieren notwendig. Ein sich normal entwickelnder Organismus verliert ständig Wasser und kann daher nicht in absolut trockener Luft leben. Solche Verluste können früher oder später zum Tod des Organismus führen.

In der Physik wird die Luftfeuchtigkeit durch die Menge an Wasserdampf in der Luft gemessen. Der einfachste und bequemste Indikator, der die Luftfeuchtigkeit eines bestimmten Gebiets charakterisiert, ist jedoch die Niederschlagsmenge, die hier für ein Jahr oder einen anderen Zeitraum fällt.

Pflanzen entziehen dem Boden mit ihren Wurzeln Wasser. Flechten können Wasserdampf aus der Luft aufnehmen. Pflanzen haben eine Reihe von Anpassungen, die einen minimalen Wasserverlust gewährleisten. Alle Landtiere benötigen eine regelmäßige Versorgung, um den unvermeidlichen Wasserverlust durch Verdunstung oder Ausscheidung auszugleichen. Viele Tiere trinken Wasser; andere, wie Amphibien, einige Insekten und Milben, nehmen es in flüssigem oder dampfförmigem Zustand durch die Haut des Körpers auf. Die meisten Wüstentiere trinken nie. Sie decken ihren Bedarf mit Wasser aus der Nahrung. Schließlich gibt es Tiere, die Wasser auf noch komplexere Weise gewinnen - im Prozess der Fettoxidation. Beispiele sind Kamele und bestimmte Insektenarten wie Reis- und Kornkäfer, Kleidermotten, die sich von Fett ernähren. Tiere haben wie Pflanzen viele Anpassungen, um Wasser zu sparen.

Hell. Für Tiere ist Licht als ökologischer Faktor unvergleichlich weniger wichtig als Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Aber Licht ist für die belebte Natur absolut notwendig, da es praktisch die einzige Energiequelle für sie ist.

Man unterscheidet seit langem lichtliebende Pflanzen, die sich nur unter Sonneneinstrahlung entwickeln können, und schattentolerante Pflanzen, die gut unter dem Blätterdach wachsen können. Der größte Teil des Unterholzes des besonders schattigen Buchenwaldes wird von schattentoleranten Pflanzen gebildet. Dies ist für die natürliche Verjüngung des Waldbestandes von großer praktischer Bedeutung: Unter dem Schutz großer Bäume können sich die jungen Triebe vieler Baumarten entwickeln.

Normale Lichtverhältnisse äußern sich bei vielen Tieren in einer positiven oder negativen Reaktion auf Licht. Jeder weiß, wie nachtaktive Insekten zum Licht strömen oder Kakerlaken auf der Suche nach einem Unterschlupf davonlaufen, wenn in einem dunklen Raum nur Licht angeschaltet wird.

Die größte ökologische Bedeutung hat Licht jedoch im Wechsel von Tag und Nacht. Viele Tiere sind ausschließlich tagaktiv (die meisten Sperlingsvögel), andere ausschließlich nachtaktiv (viele kleine Nagetiere, Fledermäuse). Kleine Krebstiere, die in der Wassersäule schweben, bleiben nachts darin Oberflächengewässer, und während des Tages steigen sie in eine Tiefe ab und vermeiden zu helles Licht.

Im Vergleich zu Temperatur oder Luftfeuchtigkeit hat Licht fast keine direkte Wirkung auf Tiere. Es dient lediglich als Signal für die Umstrukturierung der im Körper ablaufenden Prozesse, die es ihnen ermöglichen, auf die sich ständig ändernden äußeren Bedingungen bestmöglich zu reagieren.

Die oben aufgeführten Faktoren erschöpfen nicht die Gesamtheit der ökologischen Bedingungen, die das Leben und die Verbreitung von Organismen bestimmen. Die sogenannte sekundäre klimatische Faktoren B. Wind, Luftdruck, Höhe. Der Wind hat einen indirekten Effekt: Durch die Erhöhung der Verdunstung erhöht er die Trockenheit. Starker Wind fördert die Kühlung. Diese Aktion ist wichtig an kalten Orten, im Hochland oder in den Polarregionen.

anthropogene Faktoren. Schadstoffe. Anthropogene Faktoren sind in ihrer Zusammensetzung sehr vielfältig. Der Mensch beeinflusst die belebte Natur, indem er Straßen legt, Städte baut, Landwirtschaft betreibt, Flüsse blockiert usw. Die moderne menschliche Aktivität manifestiert sich zunehmend in Umweltverschmutzung durch Nebenprodukte, oft giftige Produkte. Schwefeldioxid, das aus den Rohren von Fabriken und Wärmekraftwerken emittiert wird, Metallverbindungen (Kupfer, Zink, Blei), die in der Nähe von Bergwerken eingeleitet oder in Fahrzeugabgasen gebildet werden, Ölrückstände, die beim Waschen von Öltankern in Gewässer gelangen – dies sind nur einige davon die Schadstoffe, die die Verbreitung von Organismen (insbesondere Pflanzen) begrenzen.

In Industriegebieten stoßen die Schadstoffbegriffe teilweise an die Schwelle, d.h. tödlich für viele Organismen, Werte. Aber trotz allem wird es fast immer mindestens ein paar Individuen mehrerer Arten geben, die unter solchen Bedingungen überleben können. Der Grund ist, dass auch in natürlichen Populationen gelegentlich resistente Individuen anzutreffen sind. Wenn die Verschmutzungsgrade steigen, können resistente Individuen die einzigen Überlebenden sein. Darüber hinaus können sie die Gründer einer stabilen Population werden und Immunität erben diese Art Verschmutzung. Aus diesem Grund ermöglicht uns die Umweltverschmutzung sozusagen, die Evolution in Aktion zu beobachten. Natürlich ist nicht jede Bevölkerung mit der Fähigkeit ausgestattet, der Umweltverschmutzung zu widerstehen, selbst wenn es um einzelne Individuen geht.

Somit ist die Wirkung jedes Schadstoffs zweifach. Ist dieser Stoff erst kürzlich aufgetaucht oder in sehr hohen Konzentrationen enthalten, dann ist jede bisher in einer Altlast gefundene Art in der Regel nur durch wenige Exemplare vertreten – eben solche, die aufgrund natürlicher Variabilität eine Anfangsstabilität bzw. deren nächste Abflüsse aufwiesen.

In der Folge stellt sich heraus, dass das kontaminierte Gebiet viel dichter, aber in der Regel von einer viel geringeren Artenzahl besiedelt ist, als wenn keine Verschmutzung vorhanden wäre. Solche neu entstandenen Gemeinschaften mit einer dezimierten Artenzusammensetzung sind bereits zu einem festen Bestandteil der menschlichen Umwelt geworden.

BIOTISCHE BEZIEHUNGEN VON ORGANISMEN

Zwei Arten von Organismen, die auf demselben Territorium leben und miteinander in Kontakt stehen, gehen unterschiedliche Beziehungen miteinander ein. Die Stellung der Art in verschiedenen Verwandtschaftsformen wird durch konventionelle Zeichen angezeigt. Das Minuszeichen (-) zeigt eine nachteilige Wirkung an (Individuen der Art erfahren Unterdrückung oder Schaden). Das Pluszeichen (+) kennzeichnet eine positive Wirkung (Artenindividuen profitieren). Das Nullzeichen (0) zeigt an, dass die Beziehung indifferent ist (kein Einfluss).

Somit können alle biotischen Beziehungen in 6 Gruppen eingeteilt werden: Keine der Populationen beeinflusst die andere (00); für beide Seiten vorteilhafte nützliche Verbindungen (+ +); Beziehungen, die für beide Arten schädlich sind (––); eine der Arten profitiert, die andere erfährt Unterdrückung (+ -); eine Art profitiert, die andere erleidet keinen Schaden (+ 0); eine Spezies wird unterdrückt, die andere profitiert nicht (-0).

Für eine der zusammenlebenden Arten ist der Einfluss der anderen negativ (sie erfährt Unterdrückung), während der Unterdrücker weder Schaden noch Nutzen erhält - dies Amensalismus(-0). Ein Beispiel für Amensalismus sind lichtliebende Gräser, die unter einer Fichte wachsen und unter starker Beschattung leiden, während dies dem Baum selbst gleichgültig ist.

Eine Form der Beziehung, in der eine Art einen Vorteil erlangt, ohne der anderen zu schaden oder zu nützen, wird als bezeichnet Kommensalismus(+0). Zum Beispiel, große Säugetiere(Hunde, Rehe) dienen als Träger von Früchten und Samen mit Haken (wie Klette), ohne Schaden oder Nutzen daraus zu ziehen.

Kommensalismus ist die einseitige Nutzung einer Art durch eine andere, ohne ihr zu schaden. Die Erscheinungsformen des Kommensalismus sind vielfältig, daher wird darin eine Reihe von Varianten unterschieden.

"Freeloading" ist der Verzehr von Essensresten des Wirtes.

„Kameradschaft“ ist der Verzehr verschiedener Substanzen oder Teile desselben Lebensmittels.

"Behausung" - die Nutzung durch eine Art durch andere (ihre Körper, ihre Behausungen (als Unterschlupf oder Behausung).

In der Natur finden sich häufig gegenseitig vorteilhafte Beziehungen zwischen Arten, wobei einige Organismen gegenseitig von diesen Beziehungen profitieren. Diese Gruppe von für beide Seiten vorteilhaften biologischen Verbindungen umfasst verschiedene symbiotisch Beziehungen zwischen Organismen. Ein Beispiel für Symbiose sind Flechten, die eine enge, für beide Seiten vorteilhafte Lebensgemeinschaft von Pilzen und Algen darstellen. Ein bekanntes Beispiel für Symbiose ist das Zusammenleben von Grünpflanzen (vor allem Bäumen) und Pilzen.

Eine der Arten von gegenseitig vorteilhaften Beziehungen ist Proto-Betrieb(primäre Zusammenarbeit) (+ +). Gleichzeitig ist eine gemeinsame, wenn auch nicht zwingende Existenz für beide Arten förderlich, aber keine unabdingbare Voraussetzung für das Überleben. Ein Beispiel für Protokooperation ist die Verbreitung von Samen einiger Waldpflanzen durch Ameisen, die Bestäubung verschiedener Wiesenpflanzen durch Bienen.

Wenn zwei oder mehr Arten ähnliche ökologische Anforderungen haben und zusammenleben, kann sich zwischen ihnen eine Beziehung negativer Art entwickeln, die als bezeichnet wird Wettbewerb(Rivalität, Konkurrenz) (- -). Beispielsweise konkurrieren alle Pflanzen um Licht, Feuchtigkeit, Bodennährstoffe und damit um die Ausdehnung ihres Territoriums. Tiere konkurrieren um Nahrungsressourcen, Unterschlupf und auch um Territorium.

Raubtier(+ -) - diese Art der Interaktion zwischen Organismen, bei der Vertreter einer Art Vertreter einer anderen Art töten und fressen.

Dies sind die wichtigsten Arten von biotischen Wechselwirkungen in der Natur. Es ist zu beachten, dass die Art der Verwandtschaft eines bestimmten Artenpaares je nach äußeren Bedingungen oder dem Lebensstadium der interagierenden Organismen variieren kann. Außerdem sind in der Natur nicht wenige Arten, sondern eine viel größere Anzahl von ihnen gleichzeitig an biotischen Beziehungen beteiligt.

ALLGEMEINE REGELMÄSSIGKEITEN DES EINFLUSSES VON UMWELTFAKTOREN AUF ORGANISMEN

Das Beispiel Temperatur zeigt, dass dieser Faktor vom Körper nur in gewissen Grenzen toleriert wird. Der Organismus stirbt, wenn die Umgebungstemperatur zu niedrig oder zu hoch ist. In einer Umgebung, in der die Temperatur nahe an diesen Extremwerten liegt, sind lebende Bewohner selten. Ihre Anzahl nimmt jedoch zu, wenn sich die Temperatur dem Mittelwert nähert, der für diese Art das Beste (Optimum) ist.

Dieses Muster lässt sich auf jeden anderen Faktor übertragen, der die Geschwindigkeit bestimmter Lebensvorgänge bestimmt (Feuchtigkeit, Windstärke, Strömungsgeschwindigkeit etc.).

Wenn wir in die Grafik eine Kurve einzeichnen, die die Intensität eines bestimmten Prozesses (Atmung, Bewegung, Ernährung usw.) in Abhängigkeit von einem der Umweltfaktoren charakterisiert (natürlich vorausgesetzt, dass dieser Faktor einen Einfluss auf die Hauptlebensprozesse hat) , dann wird diese Kurve fast immer glockenförmig sein.

Diese Kurven werden Kurven genannt Toleranz(aus dem Griechischen. Toleranz- Geduld, Ausdauer). Die Position der Spitze der Kurve zeigt solche Bedingungen an, die für einen gegebenen Prozess optimal sind.

Einige Individuen und Arten zeichnen sich durch Kurven mit sehr scharfen Spitzen aus. Das bedeutet, dass der Bereich der Bedingungen, unter denen die Aktivität des Organismus ihr Maximum erreicht, sehr eng ist. Flache Kurven entsprechen einem weiten Toleranzbereich.

Organismen mit weiten Resistenzgrenzen haben natürlich eine Chance auf eine weitere Verbreitung. Weite Grenzen der Ausdauer für einen Faktor bedeuten jedoch nicht große Grenzen für alle Faktoren. Die Pflanze kann große Temperaturschwankungen tolerieren, hat aber enge Toleranzen gegenüber Wasser. Ein Tier wie eine Forelle kann in Bezug auf die Temperatur sehr anspruchsvoll sein, frisst jedoch eine Vielzahl von Lebensmitteln.

Manchmal kann sich während des Lebens eines Individuums seine Toleranz ändern (entsprechend ändert sich auch die Position der Kurve), wenn das Individuum in andere äußere Bedingungen gerät. Unter solchen Bedingungen gewöhnt sich der Körper nach einer Weile sozusagen daran, passt sich ihnen an. Die Folge davon ist eine Veränderung des physiologischen Optimums bzw. Verschiebungen der Kuppel der Toleranzkurve. Ein solches Phänomen wird genannt Anpassung, oder Akklimatisierung.

Bei Arten mit großer geografischer Verbreitung erweisen sich die Bewohner geografischer oder klimatischer Zonen oft als am besten an genau die Bedingungen angepasst, die für ein bestimmtes Gebiet charakteristisch sind. Dies ist auf die Fähigkeit einiger Organismen zurückzuführen, lokale (lokale) Formen oder Ökotypen zu bilden, die durch unterschiedliche Grenzen der Beständigkeit gegenüber Temperatur, Licht oder anderen Faktoren gekennzeichnet sind.

Betrachten Sie als Beispiel die Ökotypen einer der Quallenarten. Quallen bewegen sich durch das Wasser mit rhythmischen Muskelkontraktionen, die Wasser aus der zentralen Körperhöhle drücken, ähnlich der Bewegung einer Rakete. Die optimale Frequenz einer solchen Pulsation beträgt 15-20 Kontraktionen pro Minute. In den Meeren nördlicher Breiten lebende Individuen bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie Quallen derselben Art in den Meeren südlicher Breiten, obwohl die Wassertemperatur im Norden 20 ° C niedriger sein kann. Folglich konnten sich beide Formen von Organismen der gleichen Art am besten an die lokalen Bedingungen anpassen.

Das Gesetz des Minimums. Die Intensität bestimmter biologischer Prozesse hängt oft von zwei oder mehr Umweltfaktoren ab. In diesem Fall wird der entscheidende Faktor zu einem solchen Faktor gehören, der in der vom Standpunkt der Bedürfnisse des Organismus aus gesehen minimalen Menge verfügbar ist. Diese Regel wurde vom Begründer der Wissenschaft der Mineraldünger formuliert Justus Liebig(1803-1873) und wurde benannt Gesetz des Minimums. J. Liebig entdeckte, dass der Ertrag von Pflanzen durch jeden der Hauptnährstoffe begrenzt werden kann, wenn nur dieses Element knapp ist.

Es ist bekannt, dass verschiedene Umweltfaktoren zusammenwirken können, dh der Mangel an einem Stoff kann zu einem Mangel an anderen Stoffen führen. Daher kann das Gesetz des Minimums allgemein wie folgt formuliert werden: Das erfolgreiche Überleben lebender Organismen hängt von einer Reihe von Bedingungen ab; Ein begrenzender oder begrenzender Faktor ist jeder Zustand der Umwelt, der sich der Widerstandsgrenze für Organismen einer bestimmten Art nähert oder diese überschreitet.

Die Bestimmung der einschränkenden Faktoren erleichtert das Studium komplexer Situationen erheblich. Trotz der Komplexität der Beziehung zwischen Organismen und ihrer Umwelt haben nicht alle Faktoren die gleiche ökologische Bedeutung. So ist beispielsweise Sauerstoff für alle Tiere ein physiologisch notwendiger Faktor, aus ökologischer Sicht jedoch nur in bestimmten Lebensräumen limitierend. Wenn Fische in einem Fluss sterben, muss als erstes die Sauerstoffkonzentration im Wasser gemessen werden, da diese stark schwankt, die Sauerstoffreserven schnell erschöpft sind und oft fehlen. Wird das Absterben von Vögeln in der Natur beobachtet, muss nach einem anderen Grund gesucht werden, da der Sauerstoffgehalt in der Luft relativ konstant und aus Sicht der Ansprüche von Landorganismen ausreichend ist.

FAZIT

Die Ökologie ist eine lebenswichtige Wissenschaft für den Menschen, die seine unmittelbare natürliche Umgebung untersucht. Der Mensch, der die Natur und ihre ihr innewohnende Harmonie beobachtete, versuchte unwillkürlich, diese Harmonie in sein Leben zu bringen. Dieser Wunsch wurde erst vor relativ kurzer Zeit besonders akut, nachdem die Folgen unvernünftiger wirtschaftlicher Aktivitäten, die zur Zerstörung der natürlichen Umwelt führten, sehr deutlich wurden. Und das wirkte sich letztlich negativ auf die Person selbst aus.

Es sollte daran erinnert werden, dass die Ökologie eine grundlegende wissenschaftliche Disziplin ist, deren Ideen sehr wichtig sind. Und wenn wir die Bedeutung dieser Wissenschaft erkennen, müssen wir lernen, ihre Gesetze, Konzepte und Begriffe richtig zu verwenden. Schließlich helfen sie den Menschen, ihren Platz in ihrer Umwelt zu bestimmen, natürliche Ressourcen richtig und rational zu nutzen. Es ist erwiesen, dass die Nutzung natürlicher Ressourcen durch eine Person mit völliger Unkenntnis der Naturgesetze oft zu schweren, irreparablen Folgen führt.

Die Grundlagen der Ökologie als Wissenschaft über unser gemeinsames Zuhause – die Erde – sollten jedem Menschen auf dem Planeten bekannt sein. Die Kenntnis der Grundlagen der Ökologie hilft, Ihr Leben sowohl für die Gesellschaft als auch für den Einzelnen vernünftig zu gestalten; Sie werden jedem helfen, sich als Teil der großen Natur zu fühlen, Harmonie und Komfort zu erreichen, wo früher ein unvernünftiger Kampf mit den Naturkräften war.

LISTE DER VERWENDETEN LITERATUR Umweltfaktoren (Biotic Faktoren; Biotisch ökologisch Faktoren; Biotische Faktoren; ... .5 Frage Nr. 67 Natürliche Ressourcen, Sie Einstufung. Ressourcenkreislauf NATÜRLICHE RESSOURCEN (natürliche...

Umweltfaktoren- Eigenschaften der Umgebung, die auf den Körper einwirken. Zum Beispiel das Vorhandensein von Mineralien, Sauerstoffzugang, Bodenfeuchtigkeit, Bodentemperatur, Bodenlockerung. Indifferente Elemente der Umgebung, wie z. B. Inertgase, sind keine Umweltfaktoren.

Modi

Durch die Art der Auswirkung

• Direktes Handeln
• Indirekt wirkend
• Bedingt in Betrieb- der Einfluss von Ökosystemelementen (Biogeozänose), verstärkt oder abgeschwächt durch die Einwirkung anderer Umweltfaktoren

Herkunft

• abiotisch- Faktoren unbelebter Natur:
  • klimatisch
  • edaphisch (edaphogen)
  • orographisch
  • chemisch
  • körperlich: Rauschen, Magnetfelder, Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität, Radioaktivität, Intensität der Sonneneinstrahlung ***** hydrographisch: Wasserdichte, Durchfluss, Transparenz usw.
    • pyrogen: Brandfaktoren[ Quelle nicht angegeben 824 Tage] (Odum, 1975, 1986)
• Biotisch
  • phytogen- Einfluss von Pflanzen
  • mykogen- Einfluss von Pilzen
  • zoogen- Tierischer Einfluss
  • mikrobiogen- Einfluss von Mikroorganismen
• Anthropogener (anthropischer) Faktor:
  • 1912 hat der russische Wissenschaftler Prof. G. F. Morozov definierte in seinem Buch "Die Lehre vom Wald" den Einfluss des Menschen auf die Natur als einen separaten Umweltfaktor und unterteilte ihn nach der Art des Einflusses auf die natürliche Umwelt in direkte, indirekte und bedingte anthropogene Auswirkungen [Morozov, 1949 ].
  • Direkter anthropogener Einfluss- direkter menschlicher Einfluss auf die Bestandteile des Ökosystems (Biogeozänose). Dies ist das Sammeln von Beeren, Pilzen, Fällen von Bäumen usw.
  • Indirekte anthropogene Auswirkungen– menschlicher Einfluss durch eine mittlere Ebene. Dies ist eine Änderung des Grundwasserspiegels, eine Änderung Temperaturregime, Strahlenbelastung usw.
  • Bedingter anthropogener Einfluss- Dies ist die Wirkung von biotischen und abiotischen Faktoren, verstärkt oder abgeschwächt durch menschliche Exposition.
  • Im Jahr 1981 ist die Definition von „Anthropogener Faktor [anthropogene Auswirkung] jede Auswirkung auf die Umwelt, die zu quantitativen und qualitativen Veränderungen ihrer Bestandteile führt, verbunden mit sowohl bewusster als auch unbewusster menschlicher Aktivität [Popa, 1981].
  • Im Jahr 2011 am Beispiel von entwickelt Laubwälder Steppenzonenskala der anthropogenen Degression von Biogeozänosen (Ökosystemen), einschließlich 12 Stadien der Zerstörung der natürlichen Umwelt durch den Menschen, vom Zustand bedingt ungestörter Ökosysteme bis zum Stadium des vollständigen Verlusts lebenswichtiger Funktionen durch Biogeozänosen [Popa, 2011].

Durch Ausgaben

• Ressourcen
• Bedingungen

Nach Richtung

• Vektorisiert
• mehrjährig-zyklisch

• Monodominanz
• Synergie
• Antagonismus
• provokativ

extreme Werte

Lebenskurve einer mehrjährigen Pflanze. Einjährige Pflanzen sind nicht in der Lage, in einen Ruhezustand zu gehen, und ihre Lebenszone fällt mit der Zone vitaler Aktivität zusammen.

Plastik

Lebenskurve Punkte und Zonen:

• Himmelsrichtungen:
  • Punkte Minimum und maximal
  • Punkt Optimum
• Zonen:
  • Zone Optimum
  • Zonen Pessimismus
  • Zone lebenswichtige Tätigkeit
  • Zonen sich ausruhen
  • Zone Leben

Reaktionsrate

Fülle oder Häufigkeit des Auftretens

Literaturverzeichnis

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• Popa Yu.N. Wiederherstellung von Biogeozänosen in anthropogen veränderten Ökotopen in der Steppenzone: Monographie. ed. Korrespondierendes Mitglied NAS der Ukraine, Doktor der Biol. Wissenschaften, Prof. A. P. Travleeva; Nationale Luftfahrtuniversität. - Kiew: Ukrainischer Bestseller, 2011. - 437 p.

Umweltfaktoren

Anpassung von Organismen an die Umwelt

Grundlegende Lebenswelten

Umweltfaktoren

Organismus und Umwelt

Vorlesung 6. Grundlagen der Autökologie. Organismus und Umwelt

Die Autekologie untersucht die Beziehung der Mitglieder einer Art zu ihrer Umwelt. Es basiert auf der Untersuchung der Anpassungsprozesse von Arten an die Umwelt (faktorielle Ökologie). Die Humanökologie untersucht auch den Einfluss (Rationierung) von Umweltfaktoren, ihre extremen Auswirkungen auf den Körper.

Die lebende Welt um uns herum besteht aus Organismen, die sich ständig fortpflanzen. Eine Blattlaus kann in einem Sommer mehr als 300 Millionen Nachkommen hinterlassen. Es hat die Fähigkeit, sich unbegrenzt zu vermehren. Aber es gibt kein unbegrenztes zahlenmäßiges Wachstum, der Hauptbegrenzer ist der Mangel an Ressourcen. Für Pflanzen - Mineralsalze, Kohlendioxid, Wasser, Licht. Für Tiere - Futter, Wasser. Bestände dieser Ressourcen hemmen die Fortpflanzung. Der zweite Limiter ist der Einfluss verschiedener ungünstiger Bedingungen, die das Wachstum und die Fortpflanzung verlangsamen. Das Pflanzenwachstum ist wetterabhängig. Die Vermehrung von Wasserlebewesen wird durch den geringen Sauerstoffgehalt im Wasser gehemmt. Außerdem kommt es zu Screening und Tod von bereits produzierten Embryonen oder jungen Individuen. Zum Beispiel keimen nicht alle Eicheln. Hohe Fruchtbarkeit zeichnet sich durch Arten aus, bei denen der Tod von Individuen in der Natur sehr hoch ist.

Der Körper, der das Bedürfnis nach einem Zufluss von Materie, Energie und Informationen erfährt, ist vollständig von der Umgebung abhängig.

Gesetz - Die Ergebnisse der Entwicklung eines Organismus werden durch das Verhältnis seiner bestimmt interne Merkmale und Eigenschaften der Umgebung, in der es sich befindet.

Evolutionär entstandene Anpassung von Organismen an Umweltbedingungen, ausgedrückt in einer Veränderung ihrer äußeren und inneren Merkmale - Anpassung. Das Prinzip von Le Chatelier: "Die Evolution eines jeden Systems geht in die Richtung, die potenzielle Gefahr zu verringern." Nach diesem Prinzip trägt die Evolution eines Organismus zu seiner Anpassung an wechselnde äußere Einflüsse bei.

Umweltfaktoren- dies sind bestimmte Bedingungen und Elemente der Umgebung, die eine spezifische Wirkung auf den Körper haben.

Umgebungsfaktoren: 1- abiotisch. 2 - biotisch. 3- anthropogen.

Abiotischen Faktoren- eine Reihe von Faktoren der anorganischen Umwelt, die das Leben und die Verbreitung von Tieren und Pflanzen beeinflussen

Abiotischen Faktoren

physikalisch chemisch edaphisch (Boden)

Biotische Faktoren- eine Reihe von Einflüssen der Lebensaktivität einiger Organismen auf die Lebensaktivität anderer sowie auf den unbelebten Lebensraum

Biotische Faktoren

intraspezifischer interspezifischer Einfluss auf

Wechselwirkungen Wechselwirkungen abiotische Faktoren

(Commonwealth)

Kommensalismus

(ein Gewinn)

Amensalismus

(eine Art hemmt das Wachstum einer anderen)

Anthropogene Faktoren– vom Menschen verursachte Faktoren, die die Umwelt beeinflussen (Verschmutzung, Bodenerosion, Entwaldung usw.)

Die allgemeine Art der Wirkung von Umweltfaktoren.

Im Lebensprozess beruht die Wechselwirkung von Organismen mit der Umwelt und ihren Bestandteilen auf der Übertragung zwischen den Elementen des Systems von Stoffmassenströmen und deren Verbindungen, Energien aller Art und Informationen. In Übereinstimmung mit dem Lebenserhaltungsgesetz von Yu. N. Kurazhkovsky: „Leben kann nur im Prozess der Bewegung durch einen lebenden Körper von Stoff-, Energie- und Informationsströmen existieren.“

Die Wechselwirkung des Organismus mit der Umwelt unterliegt den folgenden Gesetzmäßigkeiten. Hauptgesetz optimal (Toleranz). Liebigs Gesetz Es drückt sich darin aus, dass jeder Umweltfaktor bestimmte Grenzen positiver Auswirkungen auf den Körper hat. Bei Abweichung von diesen Grenzwerten ändert sich das Vorzeichen der Auswirkung ins Gegenteil: Tiere vertragen beispielsweise keine Hitze und keinen strengen Frost; Trockenheit und starke Regenfälle sind ungünstig für die Ernte. Die Kurven des Optimums jedes Faktors für verschiedene Arten fallen nicht zusammen. Kamele und Springmäuse können die Bedingungen der nördlichen Wüsten nicht ertragen und Rentiere und Lemminge die heißen südlichen. Einige Arten können innerhalb enger Grenzen des Optimums leben, während andere innerhalb weiter Grenzen leben können. Die empfindliche Pflanze stirbt ohne Feuchtigkeit in der Luft, Federgras stirbt auch bei Trockenheit nicht. Das Optimum und die Grenzen der Ausdauer sind während des Lebens des Organismus nicht konstant. Das Optimum kann verschoben werden (Temperaturhärtung).

Entsprechend der Optimalregel für einen Organismus gibt es einen Bereich des günstigsten (optimalen) Wertes des Faktors. Außerhalb des Optimums liegen Unterdrückungszonen, die zu kritischen Punkten werden. Für einige Organismen hat die optimale Zone einen weiten Bereich. Sie heißen - Eurybionten(Griechisch breit, Leben). Organismen mit enger Reichweite - Stenobionten(eng).

Der Bereich der Faktorwerte (zwischen kritischen Punkten) wird genannt ökologische Wertigkeit. Synonym für Wertigkeit Toleranz.( lat Toleranz - Geduld) oder Plastizität (Variabilität) Wenn die Umgebung relativ konstant und wenig veränderlich ist, gibt es mehr Stenobionten (z. B. in der aquatischen Umgebung). Wenn die Umgebung dynamisch ist, zum Beispiel Wasser-Luft, überleben Eurybionten eher darin. Die optimale Zone und die ökologische Wertigkeit sind bei warmblütigen Tieren breiter.

Die Wirkung des Temperaturfaktors. Liegt der Toleranzbereich in einem weiten Bereich (-5; +25), so nennt man solche Organismen eurythermal, ist er eng, stenotherm. Kann euryhalin (Salzgehalt) sein

Reis. 1. Abhängigkeit des Lebenspotentials von der Intensität des Impact Factors

1. - Zone des Optimums (Komfort);

2. - Zone der zulässigen Lebenstätigkeit;

3. - Zone der Unterdrückung;

4. - Todeszone.

Toleranz - die Fähigkeit des Körpers, die nachteiligen Auswirkungen eines bestimmten Umweltfaktors zu tolerieren.

Optimale Zone mit einem Komfortpunkt (Maximalpunkt - Lebenspotential) - der Bereich des optimalen Lebens.

Zonen zulässiger Aktivität - Werte zulässige Werte Einflussfaktoren sind der Bereich des normalen Lebens.

Zonen der Unterdrückung - Zonen mit großen Abweichungen des Faktors vom Optimum, in denen der Körper eine Depression der Vitalaktivität erfährt.

Todeszone – Die Toleranzgrenzen für den Einflussfaktor stimmen mit den Werten des Minimums und Maximums des Faktors überein, über die hinaus die Existenz des Organismus nicht möglich ist.

Es sollte bedacht werden, dass einige Faktoren die Wirkung anderer verstärken oder abschwächen können. Überschüssige Wärme kann durch niedrige Luftfeuchtigkeit abgemildert werden. . Das Gesetz der Unabhängigkeit von Faktoren von V. R. Williams: „Die Lebensbedingungen sind gleichwertig, keiner der Lebensfaktoren kann durch einen anderen ersetzt werden“

2. Gesetz - der begrenzende Faktor. Der signifikanteste Faktor ist derjenige, der am weitesten von den optimalen Werten abweicht. Ein Faktor, der zu wenig oder zu viel ist (in der Nähe von kritischen Punkten), wirkt sich negativ auf den Körper aus. Limitierende Faktoren bestimmen die Grenzen der Verbreitung von Arten - das Verbreitungsgebiet. Die Produktivität von Organismen und Gemeinschaften hängt von ihnen ab.

Die Regel des limitierenden Faktors in der Agronomie. Wenn dem Boden 50 % Phosphor und 20 % Kalzium fehlen, ist der Ertrag fünfmal geringer. Bei Zugabe von Calcium beträgt die Ausbeute 59 %.

Eine Person verstößt durch ihre Tätigkeit häufig gegen alle Wirkungsmuster von Faktoren - Zerstörung von Lebensräumen, Verletzung des Wasser- und Mineralstoffhaushalts.

Das Gesetz des Optimums und des Begrenzungsfaktors können in einem Gesetz ausgedrückt werden W. Shelfords Gesetz der Toleranz:„Der begrenzende Faktor für den Wohlstand einer Bevölkerung (Organismus) kann sowohl ein Minimum als auch ein Maximum der Umweltbelastung sein, und die Spanne dazwischen bestimmt die Dauer (Toleranzgrenze) eines Organismus gegenüber einem bestimmten Faktor.“

Umweltfaktoren sind:

Umweltfaktoren

Umweltfaktoren- Eigenschaften der Umgebung, die auf den Körper einwirken. Indifferente Elemente der Umgebung, zum Beispiel Inertgase, sind keine Umweltfaktoren.

Umweltfaktoren sind zeitlich und räumlich sehr variabel. Beispielsweise schwankt die Temperatur auf der Landoberfläche stark, ist aber auf dem Grund des Ozeans oder in den Tiefen von Höhlen nahezu konstant.

Ein und derselbe Umweltfaktor hat im Leben zusammenlebender Organismen eine andere Bedeutung. Beispielsweise spielt der Salzhaushalt des Bodens eine primäre Rolle bei der mineralischen Ernährung von Pflanzen, ist aber den meisten Landtieren gleichgültig. Die Intensität der Beleuchtung und die spektrale Zusammensetzung des Lichts sind im Leben phototropher Organismen (die meisten Pflanzen und photosynthetischen Bakterien) äußerst wichtig, während im Leben heterotropher Organismen (Pilze, Tiere, ein erheblicher Teil der Mikroorganismen) Licht nicht vorhanden ist eine spürbare Auswirkung auf das Leben.

Umweltfaktoren können als Reizstoffe wirken, die adaptive Veränderungen der physiologischen Funktionen verursachen; als Einschränkungen, die es bestimmten Organismen unmöglich machen, unter gegebenen Bedingungen zu existieren; als Modifikatoren, die morphoanatomische und physiologische Veränderungen in Organismen bestimmen.

Organismen werden nicht von statischen, unveränderlichen Faktoren beeinflusst, sondern von deren Modi- die Abfolge der Änderungen über einen bestimmten Zeitraum.

Klassifikationen von Umweltfaktoren

Durch die Art der Auswirkung

• Direktes Handeln- direkten Einfluss auf den Körper, hauptsächlich auf den Stoffwechsel
• Indirekt wirkend- indirekte Beeinflussung durch Veränderung direkt wirkender Faktoren (Relief, Exposition, Höhe etc.)

Herkunft

• abiotisch- Faktoren unbelebter Natur:
  • klimatisch: Jahressumme der Temperaturen, mittlere Jahrestemperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck
  • edaphisch (edaphogen): Mechanische Zusammensetzung des Bodens, Luftdurchlässigkeit des Bodens, Säuregehalt des Bodens, Chemische Zusammensetzung des Bodens
  • orographisch: Gelände, Höhe, Hangneigung und Exposition
  • chemisch: Gaszusammensetzung der Luft, Salzzusammensetzung des Wassers, Konzentration, Säuregehalt
  • körperlich: Lärm, Magnetfelder, Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität, Radioaktivität, Sonneneinstrahlungsintensität
• Biotisch- im Zusammenhang mit den Aktivitäten lebender Organismen:
  • phytogen- Einfluss von Pflanzen
  • mykogen- Einfluss von Pilzen
  • zoogen- Tierischer Einfluss
  • mikrobiogen- Einfluss von Mikroorganismen
• :
  • körperlich: die Nutzung der Kernenergie, Reisen in Zügen und Flugzeugen, die Auswirkungen von Lärm und Vibrationen
  • chemisch: Einsatz von mineralischen Düngemitteln und Pestiziden, Verschmutzung der Erdhüllen durch Industrie- und Verkehrsabfälle
  • biologisch: Lebensmittel; Organismen, für die ein Mensch Lebensraum oder Nahrungsquelle sein kann
  • Sozial- verbunden mit menschlichen Beziehungen und dem Leben in der Gesellschaft

Durch Ausgaben

• Ressourcen- Elemente der Umwelt, die der Körper verbraucht und deren Zufuhr in die Umwelt reduziert wird (Wasser, CO 2 , O 2 , Licht)
• Bedingungen- Elemente der Umwelt, die nicht vom Körper verbraucht werden (Temperatur, Luftbewegung, Säuregehalt des Bodens)

Nach Richtung

• Vektorisiert- richtungsändernde Faktoren: Sumpf, Bodenversalzung
• mehrjährig-zyklisch- mit wechselnden mehrjährigen Perioden der Verstärkung und Abschwächung des Faktors, zB Klimawandel durch den 11-jährigen Sonnenzyklus
• Oszillatorisch (Impuls, Fluktuation)- Schwankungen in beide Richtungen ab einem bestimmten Mittelwert (tägliche Schwankungen der Lufttemperatur, Änderung des durchschnittlichen monatlichen Niederschlags im Jahresverlauf)

Die Wirkung von Umweltfaktoren auf den Körper

Umweltfaktoren wirken nicht einzeln auf den Körper, sondern in Kombination bzw. in Kombination ist jede Reaktion des Körpers multifaktoriell bedingt. Gleichzeitig ist der integrale Einfluss von Faktoren nicht gleich der Summe der Einflüsse einzelner Faktoren, da zwischen ihnen verschiedene Arten von Wechselwirkungen auftreten, die in vier Haupttypen unterteilt werden können:

• Monodominanz- Einer der Faktoren unterdrückt die Wirkung der anderen und sein Wert ist für den Organismus von entscheidender Bedeutung. So, völlige Abwesenheit, oder das Vorhandensein von mineralischen Nährstoffen im Boden in einem starken Mangel oder Überschuss verhindern die normale Assimilation anderer Elemente durch Pflanzen.
• Synergie- Gegenseitige Verstärkung mehrerer Faktoren durch positives Feedback. Beispielsweise erhöhen Bodenfeuchtigkeit, Nitratgehalt und Beleuchtung mit einer Verbesserung der Bereitstellung eines von ihnen die Wirkung der Auswirkungen der anderen beiden.
• Antagonismus- Gegenseitiges Aussterben mehrerer Faktoren aufgrund negativer Rückkopplung: Eine Zunahme der Heuschreckenpopulation trägt zu einer Abnahme der Nahrungsressourcen bei und ihre Population geht zurück.
• provokativ- eine Kombination aus positiven und negativen Auswirkungen auf den Körper, wobei der Einfluss der letzteren durch den Einfluss der ersteren verstärkt wird. Je früher also das Tauwetter eintritt, desto mehr leiden die Pflanzen unter Folgefrösten.

Der Einfluss von Faktoren hängt auch von der Art und ab aktuellen Zustand Organismus, daher haben sie eine ungleiche Wirkung sowohl auf verschiedene Arten als auch auf einen Organismus in verschiedenen Stadien der Ontogenese: niedrige Feuchtigkeit ist schädlich für Hydrophyten, aber harmlos für Xerophyten; Niedrige Temperaturen werden von erwachsenen Nadelbäumen der gemäßigten Zone unbeschadet vertragen, sind aber für Jungpflanzen gefährlich.

Faktoren können sich teilweise gegenseitig ersetzen: Bei abnehmender Beleuchtung ändert sich die Intensität der Photosynthese nicht, wenn die Kohlendioxidkonzentration in der Luft erhöht wird, was normalerweise in Gewächshäusern der Fall ist.

Das Ergebnis der Exposition gegenüber Faktoren hängt von der Dauer und Häufigkeit ihrer Wirkung ab. extreme Werte während des gesamten Lebens des Organismus und seiner Nachkommen: Kurzfristige Wirkungen können folgenlos bleiben, während langfristige Wirkungen durch den Mechanismus der natürlichen Selektion zu qualitativen Veränderungen führen.

Die Reaktion des Körpers auf sich ändernde Umweltfaktoren

Lebenskurve einer mehrjährigen Pflanze. Einjährige Pflanzen sind nicht in der Lage, in einen Ruhezustand zu gehen, und ihre Lebenszone fällt mit der Zone vitaler Aktivität zusammen.
Hinweis: 1 - optimaler Punkt, 2 - minimale und maximale Punkte, 3 - tödliche Punkte

Organismen, insbesondere solche, die eine anhängliche, wie Pflanzen, oder eine sitzende Lebensweise führen, sind gekennzeichnet durch Plastik- die Fähigkeit, in mehr oder weniger großen Wertebereichen von Umweltfaktoren zu existieren. Bei unterschiedlichen Werten des Faktors verhält sich der Organismus jedoch anders.

Dementsprechend zeichnet sich sein Wert aus, in dem sich der Körper im angenehmsten Zustand befindet - um schnell zu wachsen, sich zu vermehren und Wettbewerbsfähigkeiten zu zeigen. Wenn der Wert des Faktors im Vergleich zum günstigsten zunimmt oder abnimmt, beginnt der Körper Depressionen zu erfahren, die sich in einer Schwächung seiner Vitalfunktionen äußern und bei extremen Werten des Faktors zum Tod führen können.

Grafisch ist eine ähnliche Reaktion des Organismus auf eine Änderung der Werte des Faktors dargestellt Lebenskurve(Umweltkurve), in deren Analyse einige identifiziert werden können Punkte und Zonen:

• Himmelsrichtungen:
  • Punkte Minimum und maximal - Extremwerte des Faktors, bei denen die Vitalaktivität des Organismus möglich ist
  • Punkt Optimum - der günstigste Wert des Faktors
• Zonen:
  • Zone Optimum - begrenzt den Bereich der günstigsten Faktorwerte
  • Zonen Pessimismus (obere und untere) - Wertebereiche des Faktors, in denen der Körper eine starke Hemmung erfährt
  • Zone lebenswichtige Tätigkeit - der Bereich der Faktorwerte, in dem es seine Vitalfunktionen aktiv manifestiert
  • Zonen sich ausruhen (obere und untere) - äußerst ungünstige Werte des Faktors, bei denen der Organismus am Leben bleibt, aber in einen Ruhezustand übergeht
  • Zone Leben - der Wertebereich des Faktors, in dem der Organismus am Leben bleibt

Jenseits der Grenzen der Lebenszone liegen die tödlichen Werte des Faktors, bei denen der Organismus nicht existieren kann.

Veränderungen, die bei einem Organismus im Bereich der Plastizität auftreten, sind immer phänotypisch, während nur ein Maß möglicher Veränderungen im Genotyp kodiert ist - Reaktionsrate, die den Plastizitätsgrad des Organismus bestimmt.

Anhand einer individuellen Vitalaktivitätskurve ist es möglich, die spezifische vorherzusagen. Da eine Art jedoch ein komplexes supraorganismes System ist, das aus vielen Populationen besteht, die auf verschiedene Lebensräume mit ungleichen Umweltbedingungen verteilt sind, werden bei der Bewertung ihrer Ökologie verallgemeinerte Daten nicht für einzelne Individuen, sondern für ganze Populationen verwendet. Auf dem Gradienten des Faktors werden verallgemeinerte Klassen seiner Werte aufgetragen, die bestimmte Arten von Lebensräumen darstellen, und Umweltreaktionen werden am häufigsten berücksichtigt Fülle oder Häufigkeit des Auftretens nett. In diesem Fall sollte man nicht mehr von der Kurve der Vitalaktivität sprechen, sondern von der Kurve der Häufigkeitsverteilung.

Abschnitt 1. Theoretische Aspekte der Ökologie

Thema 1.1. Autoökologie (faktorielle Ökologie)

Die Autoökologie ist ein Zweig der Ökologie, der die Beziehung eines Organismus zu seiner Umwelt untersucht. Dieser Abschnitt widmet sich der Untersuchung spezifischer Merkmale der Reaktion von Tieren und Pflanzen auf Umweltfaktoren und die Lebensweise der Arten.

Im Rahmen dieses Themas sind wir heute bei Ihnen und werden uns mit den folgenden Fragen befassen

Die wichtigsten Umgebungen für die Existenz von Organismen

Muster des Einflusses von Umweltfaktoren auf lebende Organismen

Umweltfaktoren und ihre Klassifizierung

Der Begriff „Lebensraum“ unterscheidet sich vom Begriff „Existenzbedingungen“ – eine Reihe lebenswichtiger Umweltfaktoren, ohne die lebende Organismen nicht existieren können (Licht, Wärme, Feuchtigkeit, Luft, Boden). Andere Umweltfaktoren haben zwar einen erheblichen Einfluss auf Organismen, sind aber für sie nicht lebenswichtig (z. B. Wind, natürliche und künstliche ionisierende Strahlung, atmosphärische Elektrizität usw.).

2 . Irgendein Organismus kann nur in einem bestimmten Temperaturbereich existieren. Wenn die Umgebungstemperatur zu niedrig oder zu hoch ist, stirbt der Organismus. Wo die Temperatur in der Nähe von Extremen liegt, sind Vertreter dieser Art selten, aber wenn sich die Temperatur dem für sie optimalen Durchschnittswert nähert, nimmt ihre Anzahl zu. Dieses Muster gilt für alle anderen Faktor a, die den Ablauf bestimmter Lebensvorgänge beeinflussen (Feuchtigkeit, Windstärke, Strömungsgeschwindigkeit etc.).

Wenn wir in die Grafik eine Kurve zeichnen, die die Geschwindigkeit eines bestimmten Prozesses (Atmung, Bewegung, Ernährung usw.) in Abhängigkeit von einem der Umweltfaktoren charakterisiert (natürlich vorausgesetzt, dass dieser Faktor einen Einfluss auf die Hauptlebensprozesse hat) , dann wird diese Kurve fast immer glockenförmig sein (Abb. 1). Solche Kurven nennt man Toleranzkurven (von lat. tolerahtia - Geduld). Die Position ihrer Spitze zeigt die Bedingungen an, die für diesen Prozess optimal sind. Einige Arten zeichnen sich durch Kurven mit sehr scharfen Spitzen aus; Das bedeutet, dass der Bereich optimaler Bedingungen für sie sehr eng ist. Glatte Kurven entsprechen einem weiten Toleranzbereich, d. h. Widerstand gegenüber einem gegebenen Faktor.

Organismen mit weiten Resistenzgrenzen gegenüber vielen Faktoren haben natürlich eine Chance auf eine weitere Verbreitung.

In weit verbreiteter Art Bevölkerungen, die in klimatisch unterschiedlichen Zonen leben, erweisen sich oft als die am besten genau an die Bedingungen eines bestimmten Gebiets angepassten. Dies liegt an ihrer Fähigkeit, lokale Formen oder Ökotypen zu bilden, die durch unterschiedliche Grenzen der Beständigkeit gegenüber Temperatur, Licht oder anderen Faktoren gekennzeichnet sind.

Betrachten Sie als Beispiel die Ökotypen einer der Quallenarten. Wie Sie wissen, bewegen sich Quallen im Wasser wie eine Rakete – mit Hilfe rhythmischer Kontraktionen. Muskeln Drücken von Wasser aus dem zentralen Hohlraum. Die optimale Pulsationsrate beträgt 15-20 Kontraktionen pro Minute. Individuen einer Quallenart, die in nördlichen Breiten leben, bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie Quallen derselben Art in südlichen Breiten, obwohl die Wassertemperatur im Norden 20 °C niedriger sein kann. Damit konnten sich beide Quallenformen am besten an die örtlichen Gegebenheiten anpassen.

Gesetz des Minimums.

Die Intensität bestimmter biologischer Prozesse ist oft empfindlich gegenüber zwei und mehr Umweltfaktoren. In diesem Fall wird die entscheidende Bedeutung demjenigen zukommen, das aus Sicht der Bedürfnisse des Körpers in der minimalen Menge verfügbar ist. Diese einfache Regel wurde erstmals vom Begründer der Wissenschaft der Mineraldünger, dem deutschen Chemiker und Agrarchemiker Justus Liebig (1803-1873) formuliert und hieß das Gesetz des Minimums . Yu.Liebig entdeckte, dass die Ernte von Pflanzen auf einen – irgendeinen – der Hauptnährstoffe beschränkt werden kann, es sei denn, dieses Element ist im Boden nicht ausreichend vorhanden.

Verschiedene Umweltfaktoren können zusammenwirken, d.h. ein Mangel an einem Stoff kann zu einem Mangel an anderen Stoffen führen. Beispielsweise schränkt der Feuchtigkeitsmangel im Boden die Versorgung der Pflanzen mit allen anderen für ihre Ernährung notwendigen Stoffen ein. Daher kann im Allgemeinen das Gesetz des Minimums sein wie folgt formulieren : das erfolgreiche Überleben lebender Organismen hängt von einem Komplex von Bedingungen ab; begrenzender oder begrenzender Faktor ist jeder Zustand der Umgebung, der sich der Stabilitätsgrenze nähert oder sie überschreitet. Organismen dieser Art.

Umweltfaktoren. Elemente der Umwelt, die Anpassungsreaktionen (Anpassungen) in lebenden Organismen und ihren Gemeinschaften hervorrufen, werden genannt Umweltfaktoren.

Je nach Ursprung und Art der Aktion Umweltfaktoren klassifiziert: abiotisch (Elemente der anorganischen oder unbelebten Natur); biotisch (Formen der Einwirkung von Lebewesen aufeinander); anthropogen ( alle Formen menschlicher Aktivität, die die Lebensumwelt beeinflussen Gattung).

Abiotischen Faktoren sind geteilt in körperlich , oder klimatisch (Licht, Luft- und Wassertemperatur, Luft- und Bodenfeuchte, Wind); edaphisch, oder Erde und Boden (mechanische Zusammensetzung von Böden, ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften); topographisch, oder orographisch (Eigenschaften des Geländes); chemisch

Anthropogen (anthropisch) Faktoren sind alle Formen des Handelns der menschlichen Gesellschaft, die die Natur als Lebensraum lebender Organismen verändern oder deren Leben unmittelbar beeinflussen. Die Zuordnung der anthropogenen Faktoren zu einer eigenen Gruppe ergibt sich aus der Tatsache, dass das Schicksal der Vegetationsdecke der Erde und aller derzeit existierenden Arten von Organismen derzeit praktisch in den Händen der menschlichen Gesellschaft liegt.

Umweltfaktoren wirken auf unterschiedliche Weise auf Organismen ein. Sie können handeln als Reizstoffe, Verursachen adaptiver Veränderungen in physiologischen Funktionen; als Begrenzer, die Unmöglichkeit der Existenz bestimmter Organismen unter diesen Bedingungen verursachen; als Modifikatoren,

/ Ökologie 1 Vorlesung

Vortrag 1

GRUNDLAGEN DER ÖKOLOGIE

Gegenstand, Aufgaben und Methoden der Ökologie

Lebensraum und Bedingungen für die Existenz von Organismen

Umweltfaktoren

Wirkungsmuster von Umweltfaktoren auf den Körper

Wechselwirkung von Umweltfaktoren

Einfluss der wichtigsten abiotischen Faktoren auf lebende Organismen

Biotische Umgebung.

Trophische (Nahrungs-) Kette

Formen biotischer Beziehungen.

Energiekreisläufe in Ökosystemen

Gegenstand, Aufgaben und Methoden der Ökologie .Ökologie(Griechisch, oikos - Wohnen, Wohnen, Logos - Wissenschaft) - die biologische Wissenschaft von der Beziehung zwischen lebenden Organismen und ihren Lebensräumen. Dieser Begriff wurde vorgeschlagen im Jahr 1866. Deutscher Zoologe Ernst Häckel.

Bereich(lat. area - Bereich, Raum) - Teil der Landoberfläche oder Wasserfläche, innerhalb dessen Individuen einer bestimmten Art (Gattung, Familie oder eine bestimmte Art von Gemeinschaft) verteilt sind und einen vollständigen Zyklus ihrer Entwicklung durchlaufen.

Ökologische Objekte sind überwiegend Systeme oberhalb der Ebene der Organismen, d.h. die Erforschung der Organisation und Funktionsweise supraorganistischer Systeme: Populationen, Biozönosen(Gemeinden), Biogeozänosen(Ökosysteme) und Biosphäre im Allgemeinen. Mit anderen Worten, das Hauptstudium in Ökologie sind Ökosysteme, d.h. einheitlich natürliche Komplexe von lebenden Organismen und der Umwelt gebildet.

Population- (lat. populus - Volk, Bevölkerung). Eine Gruppe von Individuen derselben Art, die einen bestimmten Teil des Verbreitungsgebiets für lange Zeit bewohnen, sich frei und relativ isoliert von anderen kreuzen, Ansammlungen derselben Art, wird als Population bezeichnet

Sicht- eine Gruppe von Organismen, die gemeinsame Merkmale in Körperstruktur, Physiologie und Art der Interaktion mit der Umwelt aufweisen, die sich miteinander kreuzen können, um fruchtbare Nachkommen zu bilden, dies jedoch nicht mit Organismen anderer Arten tun können.

Biozönose- eine Reihe von Organismen, die ein Ökosystem bewohnen, die durch den Austausch von Stoffen, Energie und Informationen miteinander verbunden sind.

Biogeozänose - Ökosystem

Biosphäre, nach der Definition von V. I. Vernadsky ist dies die Umgebung unseres Lebens, dies ist die "Natur", die uns umgibt.

Biosphärenkomponente der Stadt umfasst neben Menschen alle Arten von Grünflächen, städtische Tierpopulationen. (Tauben, Sperlinge, Krähen, Dohlen, Wasservögel, die auf aufgetautem Boden überwintern Wasserteilchen, Ratten und Mäuse, „domestizierte“ Insekten wie Fliegen, Mücken, Flöhe und Kakerlaken, Bettwanzen und schließlich die mikrobielle und virale Population von Hochhäusern und Stadtwohnungen).

Heimat Theoretische und praktische Probleme der Ökologie- aufzudecken allgemeine Muster der Lebensorganisation und auf dieser Grundlage Prinzipien zu entwickeln rationelle Nutzung natürliche Ressourcen unter Bedingungen des immer größer werdenden Einflusses des Menschen auf die Biosphäre.

Das wichtigste Problem unserer Zeit die Interaktion von menschlicher Gesellschaft und Natur, da die Situation, die sich in der Beziehung des Menschen zur Natur entwickelt, oft kritisch wird. Die Vorräte gehen zur Neige frisches Wasser und Mineralien (Öl, Gas, Buntmetalle usw.), der Zustand von Böden, Wasser- und Luftbecken verschlechtert sich, es kommt zur Wüstenbildung in weiten Gebieten und der Kampf gegen Krankheiten und Schädlinge an landwirtschaftlichen Kulturen wird immer schwieriger .

Anthropogene Veränderungen beeinflusst fast alle Ökosysteme des Planeten, die Gaszusammensetzung der Atmosphäre, die Energiebilanz der Erde. Das bedeutet es Menschliches Handeln steht im Konflikt mit der Natur, was in vielen Teilen der Welt resultiert verletzt Sie dynamisches Gleichgewicht.

Für Lösungen diese globale Probleme und vor allem die Probleme der Intensivierung und rationellen Nutzung, Erhaltung und Reproduktion der Ressourcen der Biosphäre, Ökologie verbindet in den wissenschaftlichen Suchbemühungen aller Spezialisten der Biologie. Das Spektrum der Umweltthemen umfasst auch Themen Umweltbildung und Aufklärung, moralische, ethische, philosophische und sogar rechtliche Fragen. Daher wird Ökologie Wissenschaft nicht nur biologisch, aber auch Sozial.

Ökologische Methoden Unterteilt in:

Feld(das Studium des Lebens von Organismen und ihrer Gemeinschaften unter natürlichen Bedingungen, dh Langzeitbeobachtung in der Natur mit verschiedenen Geräten) und

Experimental-(Experimente in stationären Laboratorien, wo es möglich ist, die Wirkung beliebiger Faktoren auf lebende Organismen nicht nur zu variieren, sondern auch streng nach einem vorgegebenen Programm zu kontrollieren).

Dabei operieren Ökologen nicht nur biologisch, sondern auch moderne physikalische und chemische Methoden, benutzen Modellierung biologischer Phänomene, d.h. Reproduktion in künstlichen Ökosystemen verschiedener Prozesse, die in Wildtieren auftreten. Durch die Modellierung ist es möglich, das Verhalten eines beliebigen Systems zu untersuchen, um die möglichen Folgen der Anwendung verschiedener Ressourcenmanagementstrategien und -methoden, z. B. für Umweltprognosen, abzuschätzen.

Um natürliche Prozesse zu untersuchen und vorherzusagen, wird es ebenfalls häufig verwendet mathematische Modellierungsmethode. Solche Ökosystemmodelle werden auf der Grundlage zahlreicher Daten erstellt, die unter Feld- und Laborbedingungen gesammelt wurden.

Gleichzeitig wohlgeformt Mathematische Modelle Hilfe sehen was was experimentell nur schwer oder gar nicht zu prüfen ist. Die Kombination von Feld- und experimentellen Forschungsmethoden ermöglicht es dem Ökologen, alle Aspekte der Beziehung zwischen lebenden Organismen und zahlreichen Umweltfaktoren herauszufinden, wodurch nicht nur das dynamische Gleichgewicht der Natur wiederhergestellt, sondern auch Ökosysteme verwaltet werden können.

Lebensraum und Bedingungen für die Existenz von Organismen . Teil der Natur (ein Satz spezifischer abiotischer und biotischer Bedingungen), der lebende Organismen direkt umgibt und sich direkt oder indirekt auf ihren Zustand, ihr Wachstum, ihre Entwicklung, ihre Fortpflanzung und ihr Überleben auswirkt Habitat genannt.

Vom Konzept Lebensraum» es ist notwendig, den Begriff zu unterscheiden « Existenzbedingungen" - Das eine Reihe lebenswichtiger Umweltfaktoren, ohne die lebende Organismen nicht existieren können(Licht, Wärme, Feuchtigkeit, Luft, Boden). Im Gegensatz zu ihnen sind andere Umweltfaktoren, obwohl sie einen erheblichen Einfluss auf Organismen haben, für sie nicht lebenswichtig (z. B. Wind, natürliche und künstliche ionisierende Strahlung, atmosphärische Elektrizität usw.).

Umweltfaktoren - Das Elemente der Umwelt, die Anpassungsreaktionen (Anpassungen) in lebenden Organismen und ihren Gemeinschaften hervorrufen.

Je nach Ursprung und Art der Aktion werden Umweltfaktoren unterteilt in abiotisch(Elemente anorganischer oder unbelebter Natur), biotisch(Formen der Einwirkung von Lebewesen aufeinander) und anthropogen(alle Formen menschlicher Aktivitäten, die sich auf Wildtiere auswirken).

Abiotischen Faktoren Teilen durch körperlich, oder klimatisch(Licht, Lufttemperatur und Ochsen, Luft- und Bodenfeuchte, Wind), edaphisch, oder Erde und Boden(mechanische Zusammensetzung von Böden, ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften), topographisch, oder orographisch(Eigenschaften des Geländes), chemisch(Salzgehalt des Wassers, Gaszusammensetzung von Wasser und Luft, pH-Wert von Boden und Wasser usw.).

Anthropogene (anthropische) Faktoren- Das alle Formen des Handelns der menschlichen Gesellschaft, die die Natur als Lebensraum lebender Organismen verändern oder deren Leben unmittelbar beeinflussen. Die Zuordnung der anthropogenen Faktoren zu einer eigenen Gruppe ergibt sich aus der Tatsache, dass das Schicksal der Vegetationsdecke der Erde und aller derzeit existierenden Arten von Organismen derzeit praktisch in den Händen der menschlichen Gesellschaft liegt.

Ein und das gleiche Faktor Umwelt hat andere Bedeutung im Leben lebender Organismen. Beispielsweise spielt der Salzhaushalt des Bodens eine primäre Rolle bei der mineralischen Ernährung von Pflanzen, ist aber den meisten Landtieren gleichgültig. Lichtintensität und ausschließlich die spektrale Zusammensetzung des Lichts wichtig für das Leben phototropher Pflanzen, und im Leben heterotropher Organismen (Pilze und Wassertiere) hat Licht keinen merklichen Einfluss auf ihre Vitalaktivität.

Umweltfaktoren sind am Werk auf Organismen unterschiedlich. Sie können als Reizstoffe wirken, die verursachen adaptive Veränderungen physiologische Funktionen; als Begrenzer, was die Unmöglichkeit der Existenz bestimmter Organismen unter diesen Bedingungen verursacht; als Modifikatoren, Bestimmung morphologischer und anatomischer Veränderungen in Organismen.

Wirkungsmuster von Umweltfaktoren auf den Körper . Die Reaktion von Organismen auf den Einfluss abiotischer Faktoren. Die Auswirkungen von Umweltfaktoren auf einen lebenden Organismus sind sehr vielfältig. Einige Faktoren haben einen stärkeren Einfluss, andere sind schwächer; einige betreffen alle Aspekte des Lebens, andere - auf einen bestimmten Lebensprozess. Dennoch lassen sich in der Art ihrer Wirkung auf den Körper und in den Reaktionen von Lebewesen eine Reihe allgemeiner Muster identifizieren, die in ein allgemeines Schema der Wirkung des Umweltfaktors auf das Leben des Organismus passen. Die Reichweite des Umweltfaktors wird durch die entsprechenden extremen Schwellenwerte begrenzt(Minimum- und Maximumpunkte), an denen die Existenz eines Organismus noch möglich ist. Diese Punkte werden aufgerufen untere und obere Grenze der Belastbarkeit (Toleranz) Lebewesen in Bezug auf einen bestimmten Umweltfaktor.

Die besten Indikatoren für die Vitalaktivität des Körpers- Das Punkt Optimum . Für die meisten Organismen ist es oft schwierig, den optimalen Wert des Faktors mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen, daher ist es üblich, darüber zu sprechen optimale Zone.

Extreme Zustände der Unterdrückung von Organismen mit starkem Mangel oder Faktor Überschuss, namens Bereiche Pessimismus oder betonen . In der Nähe von kritischen Punkten Lüge subletal Faktorwerte, a außerhalb der Überlebenszone - tödlich.

Diese Regelmäßigkeit der Reaktion von Organismen auf den Einfluss von Umweltfaktoren erlaubt es uns, es als grundlegendes biologisches Prinzip zu betrachten: für jede Pflanzen- und Tierart gibt es in Bezug auf jeden Umweltfaktor ein Optimum, eine Zone normalen Lebens, pessimale Zonen und Grenzen der Belastbarkeit(Abb. 1)

7 6 2 1 3 5 8

1- optimaler Punkt; 2-3 - optimale Zone ; 3-5 - 2-6 - Grenzen der Belastbarkeit (Toleranz); 5.8 - 6,7 - extreme Zustände der Unterdrückung von Organismen - Bereiche von Pessimismus oder Stress.

Verschiedene Arten lebender Organismen unterscheiden sich deutlich voneinander sowohl in der Position des Optimums als auch in den Grenzen der Ausdauer. Zum Beispiel können Polarfüchse in der Tundra Schwankungen der Lufttemperatur im Bereich von etwa 80 ° C (von +30 bis -55 ° C) tolerieren, einige Warmwasserkrebse widerstehen Änderungen der Wassertemperatur im Bereich von nicht mehr als 6 ° C (von 23 bis 29 ° C) Cyanobacterium Oszillatoren, die auf der Insel Java in Wasser mit einer Temperatur von 64 ° C leben, sterben bei 68 ° C nach 5-10 Minuten.

Organismen, für deren Existenz streng definierte, relativ konstante Umgebungsbedingungen, namens Stenobiont(Griechisch Stenos - eng, bion - lebend) und diejenigen, die darin leben ein breites Spektrum an Variabilität der Umgebungsbedingungen, - eurybionisch (griechisch eurys - breit). Gleichzeitig können Organismen der gleichen Art in Bezug auf einen Faktor eine schmale Amplitude und in Bezug auf einen anderen eine breite Amplitude aufweisen (z. B. Anpassungsfähigkeit an einen engen Temperaturbereich und einen weiten Bereich des Wassersalzgehalts). Darüber hinaus kann die gleiche Dosis eines Faktors für eine Art optimal, für eine andere gering und für eine dritte über die Ausdauergrenzen hinausgehen.

Die Fähigkeit von Organismen, sich an einen bestimmten Bereich der Faktorvariabilität anzupassen Umgebungen namens ökologische Plastizität. Diese Eigenschaft ist eine der wichtigsten Eigenschaften aller Lebewesen: Indem sie ihre Lebenstätigkeit an veränderte Umweltbedingungen anpassen, erwerben Organismen die Fähigkeit zu überleben und Nachkommen zu hinterlassen. Eurybiont-Organismen sind umweltfreundlich am plastischsten der sie bereitstellt breite Verwendung, a Stenobiont, im Gegenteil, unterscheiden schwache ökologische Plastizität und als Ergebnis haben sie normalerweise begrenzte Verbreitungsgebiete.

Wechselwirkung von Umweltfaktoren . Umweltfaktoren wirken gemeinsam und gleichzeitig auf einen lebenden Organismus ein. Dabei die Wirkung von einem Faktor abhängt davon mit welcher Kraft und in welcher Kombination andere Faktoren gleichzeitig wirken. Diese Regel hat erhalten der Name der Wechselwirkung von Faktoren. Hitze oder Frost sind zum Beispiel in trockener statt in feuchter Luft besser zu ertragen. Die Verdunstungsrate von Wasser aus Pflanzenblättern (Transpiration) ist viel höher, wenn die Lufttemperatur hoch und das Wetter windig ist.

Jedoch, wenn der Wert mindestens eines der lebenswichtigen Umweltfaktoren Annäherung auf den kritischen Wert oder geht darüber hinaus(unter dem Minimum oder über dem Maximum), dann trotz der optimalen Kombination anderer Bedingungen, Personen sind in Lebensgefahr. Solche Faktoren werden genannt begrenzen(begrenzend).

Limitierende Faktoren Umgebungen bestimmen das Verbreitungsgebiet der Art. So kann die Bewegung der Art nach Norden durch Mangel an Wärme und in Wüsten- und Trockensteppengebiete durch Feuchtigkeitsmangel oder zu hohe Temperaturen eingeschränkt werden. Auch biotische Verwandtschaftsverhältnisse können als Faktor zur Begrenzung der Verbreitung von Organismen dienen, beispielsweise die Besetzung des Territoriums durch einen stärkeren Konkurrenten oder der Mangel an Bestäubern für Blütenpflanzen. Die Identifizierung limitierender Faktoren und die Eliminierung ihrer Wirkung, d. h. die Optimierung des Lebensraums lebender Organismen, ist ein wichtiges praktisches Ziel bei der Steigerung des Ertrags landwirtschaftlicher Nutzpflanzen und der Produktivität von Haustieren.

Einfluss der wichtigsten abiotischen Faktoren auf lebende Organismen . Charakterisierung von Licht als Umweltfaktor. Natur leben kann ohne Licht nicht existieren, da die Sonnenstrahlung, die die Erdoberfläche erreicht, praktisch die einzige Energiequelle ist, die es zu erhalten gilt Wärmebilanz des Planeten, die Schaffung organischer Substanzen durch phototrophe Organismen der Biosphäre, die letztendlich die Bildung einer Umgebung sicherstellt, die die lebenswichtigen Bedürfnisse aller Lebewesen befriedigen kann.

Die biologische Wirkung des Sonnenlichts hängt von seiner spektralen Zusammensetzung, Dauer, Intensität, täglichen und saisonalen Periodizität ab.

Sonnenstrahlung repräsentiert elektromagnetische Strahlung in einem weiten Bereich von Wellen, die ein kontinuierliches Spektrum bilden von 290 auf 3.000 nm.

Ultraviolette Strahlung(UFL) kürzer als 290 nm, schädlich für lebende Organismen, werden von der Ozonschicht absorbiert und erreichen die Erde nicht.

Länder erreichen hauptsächlich Infrarot(ca. 50 % der Gesamtstrahlung) und sichtbar (45%) Strahlen des Spektrums. Der Anteil von UFL mit einer Wellenlänge von 290–380 nm macht 5 % der Strahlungsenergie aus. Langwellige UVL, die eine hohe Photonenenergie aufweisen, zeichnen sich durch eine hohe chemische Aktivität aus. In kleinen Dosen haben sie eine starke bakterizide Wirkung, fördern die Synthese bestimmter Vitamine und Pigmente in Pflanzen sowie bei Tieren und Menschen - Vitamin D; außerdem verursachen sie beim Menschen einen Sonnenbrand, der eine Schutzreaktion der Haut darstellt. Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von mehr als 710 nm haben eine thermische Wirkung.

Ökologisch am wichtigsten ist der sichtbare Bereich des Spektrums.(390-710 nm) oder photosynthetisch aktive Strahlung (PAR), die von Chloroplastenpigmenten absorbiert wird und somit für das Pflanzenleben von entscheidender Bedeutung ist. Sichtbares Licht wird von grünen Pflanzen für die Bildung von Chlorophyll, die Bildung der Struktur von Chloroplasten, benötigt; Es reguliert die Funktion des Stomaapparates, beeinflusst den Gasaustausch und die Transpiration, stimuliert die Biosynthese von Proteinen und Nukleinsäuren und erhöht die Aktivität einer Reihe von lichtempfindlichen Enzymen. Licht beeinflusst auch die Teilung und Streckung von Zellen, Wachstumsprozesse und die Entwicklung von Pflanzen, bestimmt den Zeitpunkt der Blüte und Fruchtbildung und hat formgebende Wirkung.

Die Lichtverhältnisse auf unserem Planeten sind extrem groß: von so stark beleuchteten Gebieten wie Hochland, Wüsten, Steppen bis hin zur Dämmerungsbeleuchtung in Wassertiefen und Höhlen.

Die Reaktion von Organismen auf den täglichen Beleuchtungsrhythmus, ausgedrückt in einer Veränderung der Prozesse des Vertrauens und der Entwicklung, wird genannt Photoperiodismus. Die Regelmäßigkeit und ständige Wiederholung dieses Phänomens von Jahr zu Jahr ermöglichte es den Organismen im Laufe der Evolution, ihre wichtigsten Lebensvorgänge auf den Rhythmus dieser Zeitintervalle abzustimmen. Unter Photoperiodenkontrolle Es gibt fast alle Stoffwechselprozesse, die mit dem Wachstum, der Entwicklung, der Lebenstätigkeit und der Fortpflanzung von Pflanzen und Tieren verbunden sind.

Photoperiodische Reaktion ist charakteristisch für beide Pflanzen und und Tiere.

Der jahreszeitliche Rhythmus bei Tieren zeigt sich am deutlichsten im Gefiederwechsel bei Vögeln und in der Wolle bei Säugetieren, in der Häufigkeit der Fortpflanzung und Migration, im Winterschlaf einiger Tiere usw.

Auch für den Menschen sind biologische Rhythmen charakteristisch. Tagesrhythmen äußern sich im Wechsel von Schlaf und Wachzustand, Schwankungen der Körpertemperatur innerhalb von 0,7-0,8 ° C (in der Morgendämmerung nimmt sie ab, steigt mittags an, erreicht abends ein Maximum und nimmt dann wieder ab, besonders schnell nach einem Sturz einer Person Schlaf ), Aktivitätszyklen von Herz und Nieren usw.

Lebende Organismen können in der Zeit navigieren, das heißt, sie haben eine biologische Uhr. Mit anderen Worten, viele Organismen zeichnen sich durch die Fähigkeit aus, Tages-, Gezeiten-, Mond- und Jahreszyklen zu erfassen, was es ihnen ermöglicht, sich im Voraus auf bevorstehende Umweltveränderungen vorzubereiten.

Temperaturgrenzen des Lebens. Die Notwendigkeit von Wärme für die Existenz von Organismen ist in erster Linie darauf zurückzuführen, dass alle Lebensvorgänge nur auf einem bestimmten thermischen Hintergrund möglich sind, der durch die Wärmemenge und die Dauer ihrer Einwirkung bestimmt wird. Die Temperatur von Organismen und damit die Geschwindigkeit und Art des Ablaufs aller chemischen Reaktionen, die den Stoffwechsel ausmachen, hängen von der Umgebungstemperatur ab.

Die Grenzen der Existenz von Leben sind die Temperaturbedingungen, unter denen keine Denaturierung von Proteinen, irreversible Veränderungen der kolloidalen Eigenschaften des Zytoplasmas, Störungen der Aktivität von Enzymen, Atmung auftreten. Für die meisten Organismen reicht dieser Temperaturbereich von 0 bis +500. Eine Reihe von Organismen haben jedoch spezialisierte Enzymsysteme und sind an eine aktive Existenz bei Temperaturen außerhalb dieser Grenzen angepasst.

Arten, deren optimale Lebensbedingungen auf die Region beschränkt sind hohe Werte Temperaturen genannt ökologische Gruppe der Thermophilen(Bakterien, die die Thermalquellen von Kamtschatka mit einer Wassertemperatur von 85-93 ° C bewohnen, verschiedene Arten von Grünalgen, Schuppenflechten, Samen von Wüstenpflanzen, die sich in der oberen heißen Bodenschicht befinden. Die Temperaturgrenze von Vertretern der Tierwelt normalerweise + 55-58 ° C nicht überschreitet ( testate Amöben, Nematoden, Milben, einige Krebstiere, Larven vieler Diptera).

Pflanzen und Tiere, die bei Temperaturen von 0 bis -8°C aktiv bleiben. beziehen auf ökologische Gruppe der Kryophilen(Griechisch Kryos - kalt, Eis). Kryophilie ist charakteristisch für viele Bakterien, Pilze, Flechten, Arthropoden und andere Lebewesen, die in der Tundra, arktischen und antarktischen Wüsten, hohen Bergen, kalten Polargewässern usw. leben.

Vertreter der meisten Arten lebender Organismen haben nicht die Fähigkeit, ihren Körper aktiv zu thermoregulieren. Ihre Aktivität hängt vor allem von der von außen kommenden Wärme und der Körpertemperatur ab - vom Wert der Umgebungstemperatur. Solche Organismen werden genannt poikilotherm (ektotherm). Poikilothermie ist charakteristisch für alle Mikroorganismen, Pflanzen, Wirbellosen und die meisten Chordaten.

Nur Vögel und Säugetiere Die im Prozess des intensiven Stoffwechsels erzeugte Wärme dient als ziemlich zuverlässige Quelle, um die Körpertemperatur zu erhöhen und auf einem konstanten Niveau zu halten unabhängig von der Umgebungstemperatur. Dies wird durch eine gute Wärmeisolierung durch das Fell, ein dichtes Gefieder und eine dicke Schicht subkutanen Fettgewebes erleichtert. Solche Organismen werden genannt homoiotherm (endotherm oder warmblütig). endotherme Eigenschaft erlaubt vielen Tierarten (Eisbären, Flossenfüßer, Pinguine etc.) aktives Bild Leben bei niedrigen Temperaturen.

besonderer Fall Homoiothermie - Heterothermie- charakteristisch für Tiere, die während einer ungünstigen Jahreszeit in Winterschlaf oder vorübergehende Erstarrung fallen (Erdhörnchen, Igel, Fledermäuse, Siebenschläfer usw.). Aktiv Sie unterstützen hohe Temperatur Karosserie, und in dem Fall geringe Körperaktivität - reduziert, was mit einer Verlangsamung der Stoffwechselprozesse und damit einer geringen Wärmeübertragung einhergeht.

Die ökologische Rolle des Ochsen. Wasser ist eine notwendige Voraussetzung für die Existenz aller Lebewesen auf der Erde. Die Bedeutung von Wasser in Lebensvorgängen wird dadurch bestimmt, dass es das Hauptmilieu in der Zelle ist, wo Stoffwechselprozesse ablaufen, es dient als wichtigstes Ausgangs-, Zwischen- oder Endprodukt biochemischer Reaktionen.

Beim Lernen ökologische Rolle Wasser berücksichtigt Nicht nur Menge Niederschlag, sondern und das Verhältnis ihrer Größe und Verdunstung. Gebiete, in denen die Verdunstung die jährliche Niederschlagsmenge übersteigt, werden genannt trocken(trocken, trocken). BEIM feuchte (nasse) Bereiche Pflanzen werden mit ausreichend Wasser versorgt.

Höhere Landpflanzen, die eine anhängliche Lebensweise führen, sind stärker als Tiere auf die Verfügbarkeit von Substrat und Luft mit Feuchtigkeit angewiesen. Es gibt drei Hauptgruppen von Pflanzen:

Hygrophyten- Pflanzen überfeuchteter Lebensräume mit hoher Luft- und Bodenfeuchtigkeit. Die typischsten Hygrophyten sind krautige Pflanzen und Epiphyten tropischer Regenwälder und niedrigerer Schichten von Feuchtwäldern in verschiedenen Klimazonen. die Kulturpflanzen sind.

Xerophyten- Pflanzen trockener Lebensräume, die anhaltende Trockenheit vertragen und gleichzeitig physiologisch aktiv bleiben. Dies sind Pflanzen von Wüsten, trockenen Steppen, Savannen, trockenen Subtropen, Sanddünen und trockenen, stark erhitzten Hängen.

Die Gruppe der Xerophyten umfasst Sukkulenten- Pflanzen mit saftigen, fleischigen Blättern oder Stängeln, die einen hochentwickelten Grundwasserleiter enthalten. Es gibt Blattsukkulenten (Agaven, Aloe, Jungpflanzen, Fetthenne) und Stengelsukkulenten, bei denen die Blätter reduziert sind und die oberirdischen Teile durch fleischige Stängel dargestellt werden (Kakteen, einige Wolfsmilch, Stöcke usw.).

Sukkulenten sind hauptsächlich auf die Trockengebiete Mittelamerikas, Südafrikas und des Mittelmeers beschränkt.

Mesophyten nehmen eine Zwischenstellung zwischen Hygrophyten und Xerophyten ein. Sie kommen häufig in mäßig feuchten Zonen mit einem mäßig warmen Regime und einer ziemlich guten Mineralstoffversorgung vor. Mesophyten umfassen Pflanzen von Wiesen, krautige Bedeckung von Wäldern, Laubbäume und Sträucher aus Gebieten mit gemäßigtem feuchtem Klima sowie die meisten kultivierte Pflanzen und Unkraut. Mesophyten zeichnen sich durch eine hohe ökologische Plastizität aus, die es ihnen ermöglicht, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen.

Anpassungen der Tiere an den Wasserhaushalt. Die Regulierung des Wasserhaushalts ist bei Tieren vielfältiger als bei Pflanzen. Sie können in verhaltensbezogene, morphologische und physiologische unterteilt werden.

Unter den Verhaltensanpassungen Dazu gehören die Suche nach Gewässern, die Auswahl von Lebensräumen, das Graben von Höhlen usw. In Höhlen nähert sich die Luftfeuchtigkeit 100%, was die Verdunstung durch die Abdeckungen verringert und Feuchtigkeit im Körper spart.

Zu morphologischen Arten der Erhaltung normaler Wasserhaushalt umfassen Formationen, die zur Wasserretention im Körper beitragen; Dies sind die Schalen von Landmollusken, das Fehlen von Hautdrüsen und die Keratinisierung der Haut von Reptilien, die chitinisierte Kutikula von Insekten usw.

Physiologische Anpassungen der Regulation des Wasserstoffwechsels lässt sich in drei Gruppen einteilen:

1) die Fähigkeit einiger Arten, Stoffwechselwasser zu bilden und sich mit der mit der Nahrung zugeführten Feuchtigkeit zufrieden zu geben (viele Insekten, kleine Wüstennagetiere);

Ökologische Faktoren sind alle externen Faktoren, die sich direkt oder indirekt auf die Anzahl (Häufigkeit) und geografische Verbreitung von Organismen auswirken.

Umweltfaktoren sind sowohl in ihrer Natur als auch in ihrer Wirkung auf lebende Organismen sehr vielfältig. Herkömmlicherweise werden alle Umweltfaktoren in drei große Gruppen eingeteilt – abiotisch, biotisch und anthropogen.

Abiotischen Faktoren sind Faktoren unbelebter Natur.

Klimatisch (Sonnenlicht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit) und lokal (Relief, Bodenbeschaffenheit, Salzgehalt, Strömungen, Wind, Strahlung etc.). Sie können direkt und indirekt sein.

Anthropogene Faktoren- Dies sind jene Formen menschlicher Aktivität, die durch Beeinflussung der Umwelt die Lebensbedingungen lebender Organismen verändern oder einzelne Pflanzen- und Tierarten direkt betreffen. Einer der wichtigsten anthropogenen Faktoren ist die Umweltverschmutzung.

Umgebungsbedingungen.

Als abiotische Umweltbedingungen werden zeitlich und räumlich veränderliche Umweltbedingungen oder ökologische Bedingungen bezeichnet, auf die Organismen je nach Stärke unterschiedlich reagieren. Umweltbedingungen erlegen Organismen bestimmte Beschränkungen auf.

Zu den wichtigsten Faktoren, die die Lebensbedingungen von Organismen in fast allen Lebensräumen bestimmen, gehören Temperatur, Feuchtigkeit und Licht.

Temperatur.

Jeder Organismus kann nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs leben: Individuen der Art sterben bei zu hohen oder zu niedrigen Temperaturen. Die Grenzen der thermischen Belastbarkeit in verschiedenen Organismen sind unterschiedlich. Es gibt Arten, die Temperaturschwankungen in einem weiten Bereich tolerieren können. Zum Beispiel können Flechten und viele Bakterien bei sehr unterschiedlichen Temperaturen leben. Warmblüter zeichnen sich unter den Tieren durch die größte Bandbreite an Temperaturbeständigkeit aus. Der Tiger beispielsweise verträgt sowohl die sibirische Kälte als auch die Hitze der tropischen Regionen Indiens oder des malaiischen Archipels gleichermaßen gut. Es gibt aber auch Arten, die nur innerhalb mehr oder weniger enger Temperaturgrenzen leben können. In der Land-Luft-Umgebung und sogar in vielen Teilen der aquatischen Umwelt bleibt die Temperatur nicht konstant und kann je nach Jahres- oder Tageszeit stark variieren. In tropischen Gebieten können jährliche Temperaturschwankungen noch weniger auffällig sein als tägliche. Umgekehrt schwanken die Temperaturen in gemäßigten Regionen zu verschiedenen Jahreszeiten erheblich. Tiere und Pflanzen sind gezwungen, sich an die ungünstige Winterzeit anzupassen, in der ein aktives Leben schwierig oder schlichtweg unmöglich ist. In tropischen Gebieten sind solche Anpassungen weniger ausgeprägt. In einer kalten Periode mit ungünstigen Temperaturverhältnissen scheint das Leben vieler Organismen zu pausieren: Winterschlaf bei Säugetieren, Blattabwurf bei Pflanzen usw. Einige Tiere machen lange Wanderungen an Orte mit einem geeigneteren Klima.

Feuchtigkeit.

Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil der überwiegenden Mehrheit der Lebewesen: Es ist für ihr normales Funktionieren notwendig. Ein sich normal entwickelnder Organismus verliert ständig Wasser und kann daher nicht in absolut trockener Luft leben. Solche Verluste können früher oder später zum Tod des Organismus führen.

Der einfachste und bequemste Indikator, der die Luftfeuchtigkeit eines bestimmten Gebiets charakterisiert, ist die Niederschlagsmenge, die hier für ein Jahr oder einen anderen Zeitraum fällt.

Pflanzen entziehen dem Boden mit ihren Wurzeln Wasser. Flechten können Wasserdampf aus der Luft aufnehmen. Pflanzen haben eine Reihe von Anpassungen, die einen minimalen Wasserverlust gewährleisten. Alle Landtiere benötigen eine regelmäßige Versorgung, um den unvermeidlichen Wasserverlust durch Verdunstung oder Ausscheidung auszugleichen. Viele Tiere trinken Wasser; andere, wie Amphibien, einige Insekten und Milben, nehmen es in flüssigem oder dampfförmigem Zustand durch die Haut des Körpers auf. Die meisten Wüstentiere trinken nie. Sie decken ihren Bedarf mit Wasser aus der Nahrung. Schließlich gibt es Tiere, die Wasser auf noch komplexere Weise erhalten - im Prozess der Fettoxidation zum Beispiel ein Kamel. Tiere haben wie Pflanzen viele Anpassungen, um Wasser zu sparen.

Hell.

Es gibt lichtliebende Pflanzen, die sich nur unter Sonneneinstrahlung entwickeln können, und schattentolerante Pflanzen, die gut unter dem Blätterdach des Waldes wachsen können. Dies ist für die natürliche Verjüngung des Waldbestandes von großer praktischer Bedeutung: Unter dem Schutz großer Bäume können sich die jungen Triebe vieler Baumarten entwickeln. Normale Lichtverhältnisse äußern sich bei vielen Tieren in einer positiven oder negativen Reaktion auf Licht. Nachtaktive Insekten strömen in Scharen zum Licht und Kakerlaken verstreuen sich auf der Suche nach Deckung, wenn nur in einem dunklen Raum Licht angeschaltet wird. Der Photoperiodismus (Wechsel von Tag und Nacht) ist für viele Tiere, die ausschließlich tagaktiv (die meisten Sperlingsvögel) oder ausschließlich nachtaktiv (viele kleine Nagetiere, Fledermäuse) sind, von großer ökologischer Bedeutung. Kleine Krebstiere, die in der Wassersäule schweben, bleiben nachts in Oberflächengewässern und sinken tagsüber in die Tiefe, um zu helles Licht zu vermeiden.

Licht hat fast keine direkte Wirkung auf Tiere. Es dient lediglich als Signal für die Umstrukturierung der im Körper ablaufenden Prozesse.

Licht, Feuchtigkeit, Temperatur erschöpfen keineswegs die Gesamtheit der ökologischen Bedingungen, die das Leben und die Verbreitung von Organismen bestimmen. Faktoren wie Wind, Luftdruck, Höhe sind ebenfalls wichtig. Der Wind hat einen indirekten Effekt: Durch die Erhöhung der Verdunstung erhöht er die Trockenheit. Starker Wind hilft zu kühlen. Diese Aktion ist wichtig an kalten Orten, im Hochland oder in den Polarregionen.

anthropogene Faktoren. Anthropogene Faktoren sind in ihrer Zusammensetzung sehr vielfältig. Der Mensch beeinflusst die lebendige Natur, indem er Straßen legt, Städte baut, Landwirtschaft betreibt, Flüsse blockiert usw. Moderne menschliche Aktivitäten manifestieren sich zunehmend in Umweltverschmutzung mit Nebenprodukten, oft giftigen Produkten. In Industriegebieten erreichen die Schadstoffkonzentrationen teilweise Grenzwerte, sind also für viele Organismen tödlich. Aber trotz allem wird es fast immer mindestens ein paar Individuen mehrerer Arten geben, die unter solchen Bedingungen überleben können. Der Grund ist, dass in natürlichen Populationen gelegentlich resistente Individuen vorkommen. Wenn die Verschmutzungsgrade steigen, können resistente Individuen die einzigen Überlebenden sein. Darüber hinaus können sie die Gründer einer stabilen Population werden, die Immunität gegen diese Art von Verschmutzung erbt. Aus diesem Grund ermöglicht uns die Umweltverschmutzung sozusagen, die Evolution in Aktion zu beobachten. Allerdings ist nicht jede Bevölkerung mit der Fähigkeit ausgestattet, der Verschmutzung zu widerstehen. Somit ist die Wirkung jedes Schadstoffs zweifach.

Das Gesetz des Optimums.

Viele Faktoren werden vom Körper nur in gewissen Grenzen toleriert. Der Organismus stirbt, wenn beispielsweise die Temperatur der Umgebung zu niedrig oder zu hoch ist. In einer Umgebung, in der die Temperatur nahe an diesen Extremwerten liegt, sind lebende Bewohner selten. Ihre Anzahl nimmt jedoch zu, wenn sich die Temperatur dem Mittelwert nähert, der für diese Art das Beste (Optimum) ist. Und dieses Muster lässt sich auf jeden anderen Faktor übertragen.

Der Bereich der Faktorparameter, in dem sich der Körper wohlfühlt, ist optimal. Organismen mit weiten Resistenzgrenzen haben natürlich eine Chance auf eine weitere Verbreitung. Weite Grenzen der Belastbarkeit bei einem Faktor bedeuten jedoch nicht weite Grenzen bei allen Faktoren. Die Pflanze kann große Temperaturschwankungen tolerieren, hat aber enge Toleranzen gegenüber Wasser. Ein Tier wie eine Forelle kann in Bezug auf die Temperatur sehr anspruchsvoll sein, frisst jedoch eine Vielzahl von Lebensmitteln.

Manchmal kann sich im Laufe des Lebens eines Individuums seine Toleranz (Selektivität) ändern. Der Körper, der nach einer Weile in raue Bedingungen gerät, gewöhnt sich sozusagen daran, passt sich ihnen an. Die Folge davon ist eine Änderung des physiologischen Optimums, und der Vorgang heißt Anpassung oder Akklimatisierung.

Gesetz des Minimums wurde vom Begründer der Mineraldüngerlehre Justus Liebig (1803-1873) formuliert.

Yu.Liebig entdeckte, dass der Ertrag von Pflanzen durch jeden der Hauptnährstoffe begrenzt werden kann, wenn nur dieses Element knapp ist. Es ist bekannt, dass verschiedene Umweltfaktoren zusammenwirken können, dh der Mangel an einem Stoff kann zu einem Mangel an anderen Stoffen führen. Daher kann das Gesetz des Minimums allgemein wie folgt formuliert werden: Ein Element oder ein Umweltfaktor, der minimal ist, begrenzt (limitiert) die lebenswichtige Aktivität des Organismus.

Trotz der Komplexität der Beziehung zwischen Organismen und ihrer Umwelt haben nicht alle Faktoren die gleiche ökologische Bedeutung. So ist beispielsweise Sauerstoff für alle Tiere ein physiologisch notwendiger Faktor, aus ökologischer Sicht jedoch nur in bestimmten Lebensräumen limitierend. Wenn Fische in einem Fluss sterben, muss als erstes die Sauerstoffkonzentration im Wasser gemessen werden, da diese stark schwankt, die Sauerstoffreserven schnell erschöpft sind und oft fehlen. Wird das Absterben von Vögeln in der Natur beobachtet, muss nach einem anderen Grund gesucht werden, da der Sauerstoffgehalt in der Luft relativ konstant und aus Sicht der Ansprüche von Landorganismen ausreichend ist.

Fragen zur Selbstprüfung:

Nennen Sie die wichtigsten Lebenswelten.

Was sind Umweltbedingungen?

Beschreiben Sie die Lebensbedingungen von Organismen im Boden, in aquatischen und terrestrischen Lebensräumen.

Nennen Sie Beispiele für Organismen, die sich an das Leben in verschiedenen Lebensräumen anpassen?

Was sind die Anpassungen von Organismen, die andere Organismen als Lebensraum nutzen?

Welchen Einfluss hat die Temperatur auf Verschiedene Arten Organismen?

Wie bekommen Tiere und Pflanzen das Wasser, das sie brauchen?

Welche Wirkung hat Licht auf Organismen?

Wie äußert sich die Wirkung von Schadstoffen auf Organismen?

Begründen Sie, was Umweltfaktoren sind, wie sie sich auf lebende Organismen auswirken?

Was sind die limitierenden Faktoren?

Was ist Akklimatisierung und welche Bedeutung hat sie für die Ausbreitung von Organismen?

Wie manifestieren sich die Gesetze von Optimum und Minimum?

Ein Umweltfaktor ist jedes Element der Umwelt, das lebende Organismen zumindest während einer Phase ihrer individuellen Entwicklung direkt oder indirekt beeinflussen kann.

Jeder Organismus in der Umwelt ist einer Vielzahl von Umweltfaktoren ausgesetzt. Die meisten traditionelle Klassifikation Umweltfaktoren ist ihre Unterteilung in abiotisch, biotisch und anthropogen.

Abiotischen Faktoren - Dies ist ein Komplex von Umweltbedingungen, die auf einen lebenden Organismus einwirken (Temperatur, Druck, Hintergrundstrahlung, Beleuchtung, Feuchtigkeit, Tageslänge, Zusammensetzung der Atmosphäre, Boden usw.). Diese Faktoren können direkt (direkt) auf den Körper einwirken, wie LICHT und Wärme, oder indirekt, wie z. B. das Gelände, das die Wirkung direkter Faktoren (Beleuchtung, Wind, Feuchtigkeit usw.) verursacht.

Anthropogene Faktoren sind eine Kombination der Auswirkungen menschlicher Aktivitäten auf die Umwelt (Emissionen von Schadstoffen, Zerstörung der Bodenschicht, Verletzung von Naturlandschaften). Einer der wichtigsten anthropogenen Faktoren ist die Umweltverschmutzung.
- physisch: die Nutzung der Kernenergie, Reisen in Zügen und Flugzeugen, die Auswirkungen von Lärm und Vibrationen
- chemisch: Einsatz von mineralischen Düngemitteln und Pestiziden, Verschmutzung der Erdhülle durch Industrie- und Verkehrsabfälle
- biologisch: Lebensmittel; Organismen, für die ein Mensch Lebensraum oder Nahrungsquelle sein kann
- sozial - bezogen auf die Beziehungen der Menschen und das Leben in der Gesellschaft

Umweltbedingungen

Als abiotische Umweltbedingungen werden zeitlich und räumlich veränderliche Umweltbedingungen oder ökologische Bedingungen bezeichnet, auf die Organismen je nach Stärke unterschiedlich reagieren. Umweltbedingungen erlegen Organismen bestimmte Beschränkungen auf. Die Menge an Licht, die durch die Wassersäule dringt, begrenzt die Lebensdauer von Grünpflanzen in Gewässern. Der Überfluss an Sauerstoff begrenzt die Anzahl der luftatmenden Tiere. Die Temperatur bestimmt die Aktivität und steuert die Fortpflanzung vieler Organismen.
Zu den wichtigsten Faktoren, die die Lebensbedingungen von Organismen in fast allen Lebensräumen bestimmen, gehören Temperatur, Feuchtigkeit und Licht.

Foto: Gabriel

Temperatur

Jeder Organismus kann nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs leben: Individuen der Art sterben bei zu hohen oder zu niedrigen Temperaturen. Irgendwo innerhalb dieses Intervalls sind die Temperaturbedingungen für die Existenz eines bestimmten Organismus am günstigsten, seine lebenswichtigen Funktionen werden am aktivsten ausgeführt. Wenn sich die Temperatur den Grenzen des Intervalls nähert, verlangsamt sich die Geschwindigkeit der Lebensprozesse und hört schließlich ganz auf - der Organismus stirbt.
Die Grenzen der thermischen Belastbarkeit in verschiedenen Organismen sind unterschiedlich. Es gibt Arten, die Temperaturschwankungen in einem weiten Bereich tolerieren können. Zum Beispiel können Flechten und viele Bakterien bei sehr unterschiedlichen Temperaturen leben. Warmblüter zeichnen sich unter den Tieren durch die größte Bandbreite an Temperaturbeständigkeit aus. Der Tiger beispielsweise verträgt sowohl die sibirische Kälte als auch die Hitze der tropischen Regionen Indiens oder des malaiischen Archipels gleichermaßen gut. Es gibt aber auch Arten, die nur innerhalb mehr oder weniger enger Temperaturgrenzen leben können. Dazu gehören viele tropische Pflanzen wie Orchideen. In der gemäßigten Zone können sie nur in Gewächshäusern wachsen und bedürfen sorgfältiger Pflege. Einige riffbildende Korallen können nur in Meeren leben, in denen die Wassertemperatur mindestens 21°C beträgt. Aber auch Korallen sterben ab, wenn das Wasser zu heiß ist.

In der Land-Luft-Umgebung und sogar in vielen Teilen der aquatischen Umwelt bleibt die Temperatur nicht konstant und kann je nach Jahres- oder Tageszeit stark variieren. In tropischen Gebieten können jährliche Temperaturschwankungen noch weniger auffällig sein als tägliche. Umgekehrt schwankt die Temperatur in gemäßigten Regionen zu verschiedenen Jahreszeiten erheblich. Tiere und Pflanzen sind gezwungen, sich an die ungünstige Winterzeit anzupassen, in der ein aktives Leben schwierig oder schlichtweg unmöglich ist. In tropischen Gebieten sind solche Anpassungen weniger ausgeprägt. In einer kalten Periode mit ungünstigen Temperaturverhältnissen scheint das Leben vieler Organismen zu pausieren: Winterschlaf bei Säugetieren, Blattabwurf bei Pflanzen usw. Einige Tiere machen lange Wanderungen an Orte mit einem geeigneteren Klima.
Das Beispiel Temperatur zeigt, dass dieser Faktor vom Körper nur in gewissen Grenzen toleriert wird. Der Organismus stirbt, wenn die Umgebungstemperatur zu niedrig oder zu hoch ist. In einer Umgebung, in der die Temperatur nahe an diesen Extremwerten liegt, sind lebende Bewohner selten. Ihre Anzahl nimmt jedoch zu, wenn sich die Temperatur dem Mittelwert nähert, der für diese Art das Beste (Optimum) ist.

Feuchtigkeit

Während des größten Teils seiner Geschichte wurde die Tierwelt ausschließlich durch aquatische Formen von Organismen repräsentiert. Nachdem sie das Land erobert hatten, verloren sie dennoch nicht ihre Abhängigkeit vom Wasser. Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil der überwiegenden Mehrheit der Lebewesen: Es ist für ihr normales Funktionieren notwendig. Ein sich normal entwickelnder Organismus verliert ständig Wasser und kann daher nicht in absolut trockener Luft leben. Solche Verluste können früher oder später zum Tod des Organismus führen.
In der Physik wird die Luftfeuchtigkeit durch die Menge an Wasserdampf in der Luft gemessen. Der einfachste und bequemste Indikator, der die Luftfeuchtigkeit eines bestimmten Gebiets charakterisiert, ist jedoch die Niederschlagsmenge, die hier für ein Jahr oder einen anderen Zeitraum fällt.
Pflanzen entziehen dem Boden mit ihren Wurzeln Wasser. Flechten können Wasserdampf aus der Luft aufnehmen. Pflanzen haben eine Reihe von Anpassungen, die einen minimalen Wasserverlust gewährleisten. Alle Landtiere benötigen eine regelmäßige Versorgung, um den unvermeidlichen Wasserverlust durch Verdunstung oder Ausscheidung auszugleichen. Viele Tiere trinken Wasser; andere, wie Amphibien, einige Insekten und Milben, nehmen es in flüssigem oder dampfförmigem Zustand durch die Haut des Körpers auf. Die meisten Wüstentiere trinken nie. Sie decken ihren Bedarf mit Wasser aus der Nahrung. Schließlich gibt es Tiere, die Wasser auf noch komplexere Weise im Prozess der Fettoxidation gewinnen. Beispiele sind Kamele und bestimmte Insektenarten wie Reis- und Kornkäfer, Kleidermotten, die sich von Fett ernähren. Tiere haben wie Pflanzen viele Anpassungen, um Wasser zu sparen.

Hell

Licht als ökologischer Faktor ist für Tiere unvergleichlich weniger wichtig als Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Aber Licht ist für die belebte Natur absolut notwendig, da es praktisch die einzige Energiequelle für sie ist.
Lange Zeit wurden lichtliebende Pflanzen, die sich nur unter Sonneneinstrahlung entwickeln können, und schattentolerante Pflanzen, die gut unter dem Blätterdach wachsen können, unterschieden. Der größte Teil des Unterholzes des besonders schattigen Buchenwaldes wird von schattentoleranten Pflanzen gebildet. Dies ist für die natürliche Verjüngung des Waldbestandes von großer praktischer Bedeutung: Unter dem Schutz großer Bäume können sich die jungen Triebe vieler Baumarten entwickeln. Normale Lichtverhältnisse äußern sich bei vielen Tieren in einer positiven oder negativen Reaktion auf Licht.

Die größte ökologische Bedeutung hat Licht jedoch im Wechsel von Tag und Nacht. Viele Tiere sind ausschließlich tagaktiv (die meisten Sperlingsvögel), andere ausschließlich nachtaktiv (viele kleine Nagetiere, Fledermäuse). Kleine Krebstiere, die in der Wassersäule schweben, bleiben nachts in Oberflächengewässern und sinken tagsüber in die Tiefe, um zu helles Licht zu vermeiden.
Im Vergleich zu Temperatur oder Luftfeuchtigkeit hat Licht fast keine direkte Wirkung auf Tiere. Es dient lediglich als Signal für die Umstrukturierung der im Körper ablaufenden Prozesse, die es ihnen ermöglichen, auf die sich ständig ändernden äußeren Bedingungen bestmöglich zu reagieren.

Die oben aufgeführten Faktoren erschöpfen nicht die Gesamtheit der ökologischen Bedingungen, die das Leben und die Verbreitung von Organismen bestimmen. Wichtig sind die sogenannten sekundären Klimafaktoren, zB Wind, Luftdruck, Höhenlage. Der Wind hat eine indirekte Wirkung: Erhöhung der Verdunstung, Erhöhung der Trockenheit. Starker Wind hilft zu kühlen. Diese Aktion ist wichtig an kalten Orten, im Hochland oder in den Polarregionen.

Der Wärmefaktor (Temperaturverhältnisse) hängt maßgeblich vom Klima und vom Mikroklima der Phytozönose ab, aber die Orographie und Beschaffenheit der Bodenoberfläche spielen eine ebenso wichtige Rolle; der Feuchtigkeitsfaktor (Wasser) hängt ebenfalls in erster Linie vom Klima und Mikroklima (Niederschlag, relative Luftfeuchtigkeit etc.) ab, aber die Orographie und biotischen Einflüsse spielen eine ebenso wichtige Rolle; in Wirkung des Lichtfaktors Hauptrolle Klima spielt eine Rolle, aber ebenso wichtig sind Orographie (zB Hanglage) und biotische Faktoren (zB Verschattung). Die Eigenschaften des Bodens sind hier fast unwichtig; Die Chemie (einschließlich Sauerstoff) hängt hauptsächlich vom Boden sowie vom biotischen Faktor (Bodenmikroorganismen usw.) ab, aber auch der klimatische Zustand der Atmosphäre ist wichtig; schließlich hängen mechanische Faktoren in erster Linie von biotischen Faktoren ab (Trampeln, Heuernte etc.), aber hier sind Orographie (Hanggefälle) und klimatische Einflüsse (z. B. Hagel, Schnee etc.) von gewisser Bedeutung.

Je nach Wirkungsweise lassen sich Umweltfaktoren in direkte (dh direkt am Körper) und indirekte (Einwirkung auf andere Faktoren) unterteilen. Aber ein und derselbe Faktor kann unter manchen Bedingungen direkt und unter anderen indirekt sein. Außerdem können teilweise indirekt wirkende Faktoren von sehr großer (bestimmender) Bedeutung sein, die die kumulative Wirkung anderer, direkt wirkender Faktoren (z. B. geologische Struktur, Höhenlage, Hangexposition etc.) verändern.

Hier ist eine weitere Art der Klassifizierung von Umweltfaktoren.

1. Konstante Faktoren (Faktoren, die sich nicht ändern) - Sonneneinstrahlung, atmosphärische Zusammensetzung, Schwerkraft usw.
2. Faktoren, die sich ändern. Sie werden in periodische (Temperatur - saisonal, täglich, jährlich; Ebbe und Flut, Beleuchtung, Feuchtigkeit) und nicht periodische (Wind, Feuer, Gewitter, alle Formen menschlicher Aktivitäten) unterteilt.

Ausgabenklassifizierung:

Ressourcen - Elemente der Umwelt, die der Körper verbraucht und deren Zufuhr in der Umwelt reduziert wird (Wasser, CO2, O2, Licht)
Bedingungen - Elemente der Umgebung, die nicht vom Körper verbraucht werden (Temperatur, Luftbewegung, Säuregehalt des Bodens).

Klassifizierung nach Richtung:

Vektorisiert - richtungsändernde Faktoren: Staunässe, Bodenversalzung
Mehrjährig - mit abwechselnden mehrjährigen Perioden der Verstärkung und Schwächung des Faktors, zum Beispiel Klimawandel aufgrund des 11-jährigen Sonnenzyklus
Oszillatorisch (Impuls, Schwankung) - Schwankungen in beide Richtungen ab einem bestimmten Mittelwert (tägliche Schwankungen der Lufttemperatur, Änderung des durchschnittlichen monatlichen Niederschlags im Laufe des Jahres)

Je nach Häufigkeit werden sie unterteilt in:
- periodisch (regelmäßig wiederholt): primär und sekundär
- nicht periodisch (treten unerwartet auf).