Среда как экологическое понятие

Среда с позиции экологии

С позиции экологии, среда—этокомплекс природных тел и явлений, с которыми живой организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях.

Понятие среды в данном ракурсе сводится к понятию среда обитания, совокупности элементов внешней среды, среди которых живет организм. Живые организмы освоили 4 основные среды обитания:

¨ Водная среда, в ней возникла и распространилась жизнь;

Организм, испытывая потребность в притоке вещества, энергии и информации, полностью зависит от среды. Существуетэкологический закон жизни: результаты развития любого организма определяются соотношением его внутренних особенностей и особенностей той среды, в которой он находится. Этот закон в равной мере относится к живой и неживой природе, а также социальной сфере.

С ходом эволюции возникла способность живых организмов приспособливаться к условиям среды. Это свойство организмов выражается в изменении их внешних и внутренних особенностей и носит название адаптация.Существуетправило соответствия: пока среда соответствует генетическим возможностям организма к адаптации, этот вид может существовать.

Известно, что и живые организмы влияют на среду. Это влияние определяется экологическим законом: каждый вид организма, потребляя из окружающей среды необходимые ему вещества и выделяя в нее продукты своей жизнедеятельности, изменяет среду таким образом, что она становится непригодной для его существования.

Среду можно рассматривать как совокупность экологических факторов.

Как видно, экологические факторы весьма разнообразны, но можно выделить их общий характер действия. При малом или чрезмерном воздействии фактора жизненная активность организма угнетается. Наиболее эффективно воздействие фактора при каком-то определенном его значении, оптимальном для данного организма.

Организм имеет чувствительность не к одному, а нескольким факторам среды. Решающее значение будет принадлежать тому фактору, который имеется в минимальном количестве. Эта идея составляет закон минимума или закон лимитирующего фактора (открыт немецким ученым Ю.Либихом): выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.Американский ученый В. Шелфорд высказал идею, что существование организма может определяться не только минимальным значением фактора среды, но и его избытком. Был сформулирован закон толерантности:лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) конкретного организма к данному фактору.

Источник

Среда как экологическое понятие. Факторы среды.

Понятие о среде. Факторы среды и их классификация

Все элементы среды по отношению к организму неравнозначны: одни из них влияют на его жизнедеятельность, а другие для него безразличны. В связи с этим все элементы среды сгруппировать следующим образом.

Экологические факторы среды многообразны, они имеют разную природу и специфику действия. По значимости для организма их подразделяют на две группы:

Анализ огромного разнообразия экологических факторов по природе их происхождения позволяет разделить их на три большие группы, в каждой из которых в свою очередь можно выделить подгруппы:

В зависимости от принадлежности к определенному царству биотические факторы подразделяют на четыре основные группы:

В зависимости от последствий воздействия обе эти группы антропогенных факторов в свою очередь еще подразделяются на положительные факторы (посадка и подкормка растений, разведение и охрана животных, охрана окружающей среды и т.д.), которые улучшают жизнь организмов или увеличивают их численность, и отрицательные факторы (вырубка деревьев, загрязнение окружающей среды, разрушение местообитаний, прокладка дорог и других коммуникаций), которые ухудшают жизнь организмов или снижают их численность.

Оригинальную классификацию экологических факторов по степени их постоянства, т.е. по их периодичности, предложил А.С.Мончадский. Согласно этой классификации различают следующие три группы факторов.

В зависимости от характера изменения во времени факторы среды подразделяются также на три группы:

По характеру ответной реакции организма на воздействие экологического фактора различают следующие группы экологических факторов:

В зависимости от возможности потребления при взаимодействии с организмом экологические факторы подразделяют на две категории:

Помимо приведенных выше классификаций экологических факторов в экологии применяются и другие классификации, в основу которых берутся различные критерии в зависимости от интересов исследователя.

Дата добавления: 2014-12-15 ; просмотров: 54 | Нарушение авторских прав

Источник

Среда как экологическое понятие

Лекция №28

Тема: Среда как экологическое понятие.

План:

1. Среда как экологическое понятие.

2. Общая характеристика атмосферы. Составляющие атмосферы.

3. Загрязнение атмосферы.

4. Вода – основа жизненных процессов в биосфере.

5. Круговорот воды в природе.

6. Загрязнение природных вод.

8. Круговорот веществ в почве.

9. Эрозия почв, виды.

Среда обитания– часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие.

Из среды организмы получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты обмена веществ.

Условия жизни,или условия существования – это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывных связях и без которых существовать не может. Например, заяц в лесу не может существовать без пищи, воды, кислорода.

Приспособления организмов к среде – адаптации. Способность к адаптациям – одно из основных свойств жизни, обеспечивающая возможность её существования, возможность организмов выживать и размножаться.

Источник

Среда как экологическое понятие. Факторы среды. Организмы и среда обитания.

Экологические факторы среды, с которыми связан любой организм, делятся на 3 категории:

1) Факторы неживой природы (абиотические)

2) Факторы живой природы (биотические)

3) Факторы человеческой деятельности (антропогенные)

Однако эта классификация плоха тем, что внутренне противоречива: ведь антропогенные факторы тоже являются или абиотическими, или биотическими.

Целесообразнее подразделять факторы:

— по их природе – на абиотические и биотические,

— а по их происхождению – на естественные, естественно–антропогенные и искусственные.

1) Естественными являются факторы, действующие в естественных условиях и не подвергающиеся антропогенным количественным изменениям.

2) Естественно-антропогенные факторы – это антропогенные количественные изменения естественных факторов, выведение их значений за границы естественных диапазонов.

3) Искусственными являются факторы, исходно отсутствующие в естественных условиях и привнесенные в них человеком.

Биотические факторы — это всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга и на среду. Биотические взаимоотношения имеют очень сложный и своеобразный характер. В зависимости от воздействующего организма биотические факторы делят на фитогенные (влияние растений), зоогенные (влияние животных) и микробогенные (влияние микроорганизмов).

Антропогенные факторы — это формы деятельности человека, которые воздействуют на естественную природную среду, изменяя условия обитания живых организмов или непосредственно влияют на отдельные виды растений и животных. При этом различается воздействие человека как биологического организма и его хозяйственная деятельность (техногенные факторы).

Разные экологические факторы обладают различной изменчивостью во времени и пространстве. Одни из них относительно постоянны (сила тяготения, солнечная радиация, соленость океана), другие очень изменчивы (температура и влажность воздуха, сила ветра).

Также выделяют периодические факторы (смена дня и ночи, изменение температуры воздуха по сезонам) и непериодические факторы (извержение вулканов, нападение хищников на человека).

В природе экологические факторы действуют комплексно.

Комплекс факторов, под действием которых осуществляются все основные жизненные процессы организмов, включая нормальное развитие и размножение, называют условиями жизни. Условия, в которых размножения не происходит, называют условиями существования.

Реакция биосистемы на экологические факторы оценивается по соответствующим изменениям ее характеристик (смотрите рисунок). Все значения фактора, которые не угрожают существованию биосистемы, принято называть терпимыми, или толерантными (от латинского «tolerantia» – терпение).

Толерантные значения естественного фактора (рисунок, a) могут быть: наилучшими (оптимальными), недостаточными или избыточными. Если чрезмерный недостаток или избыток действия данного фактора начинает угрожать самому существованию биологической системы, то такие факторные значения называют наихудшими (пессимальными).

Толерантные значения искусственного фактора (рисунок, b) могут быть наилучшими (оптимальными) и избыточными. Понятно, что отсутствие этого фактора (то есть его значение, равное нулю) наилучшим образом соответствует потребностям биосистемы. Поэтому пессимальными могут быть только избыточные значениях искусственных факторов. Это определяет различие графиков a и b.

• климатические (свет, влага, давление, температура, движение воздуха)

• почвенные (состав, влагоемкость, плотность, воздухопроницаемость)

• орографические (рельеф, высота над уровнем моря, экспозиция склона)

• химические (составы газового воздуха, солевой состав воды, кислотность)

• микробиогенные (вирусы, бактерии)

• антропогенные (деятельность человека).

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Среда как экологическое понятие. Факторы среды. Организмы и среда обитания.

Среда как экологическое понятие. Факторы среды. Организмы и среда обитания.

Среда как экологическое понятие. Факторы среды. Организмы и среда обитания.

Источник

Лекция по биологии на тему «Организм и среда. Экологические факторы» (11 класс)

СРЕДА КАК ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ПОНЯТИЕ. ФАКТОРЫ СРЕДЫ. СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ ОРГАНИЗМАМИ И СРЕДОЙ ИХ ОБИТАНИЯ

Среда — это совокупность элементов, которые оказывают прямое или косвенное воздействие на орга­низмы.

Элементы окружающей среды, способные оказы­вать влияние на живые организмы, называются экологиче­скими факторами . Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

К числу абиотических факторов отно­сятся элементы неживой природы: свет, температура, влажность, осадки, ветер, атмосферное давление, радиа­ционный фон, химический состав атмосферы, воды, почвы и т. п.

К антропогенным факторам относят особенности среды, обусловленные трудовой деятельностью человека. По мере роста народонаселения и технической вооруженности человечества удельный вес антропогенных факторов постоянно возрастает.

Стратегии приспособления к факторам среды:

Пассивная, или толерантная (приспособления по пути увеличения устойчивости к изменяющимся факторам среды).

Активная, или резистентная (приспособления, направленные на сопротивление к воздействиям среды по пути к сохранению гомеостаза).

Морфологические (длительные перестройки эволюционного плана).

Физиологические (связаны с биохимическими процессами в организме: накопление антифризов, линька; протекают как быстро, так и медленно).

Этологические (поведенческие; адаптации быстрого реагирования, могут проявиться мгновенно).

Закономерности влияния факторов на организм:

Экологические факторы действуют совместно, или интегрировано, требуют адаптивного ответа ( закон констилляции ЭФ ).

Живые организмы избирательно реагируют на ЭФ ( гейтинг – способность избирательно реагировать на более значимые ЭФ).

Следует учитывать, что на отдельные организмы и их популяции одновременно воздействуют все факторы, создающие определенный комплекс условий, в котором могут обитать те или иные организмы. Отдельные факто­ры могут усиливать или ослаблять действие других фак­торов. Например, при оптимальной температуре повы­шается выносливость организмов к неблагоприятной влажности и недостатку пищи; в свою очередь, обилие пищи увеличивает устойчивость организмов к неблаго­приятным климатическим условиям. Степень влияния факторов окружающей природы за­висит от силы их действия (рис. 95). При оптимальной силе воздействия данный вид нормально живет, размно­жается и развивается (экологический оптимум, создаю­щий наилучшие условия жизни).

При значительных отклонениях от оптимума как в сторону повышения, так и в сторону понижения жизнедеятельность организмов уг­нетается. Максимальное и минимальное значения фак­тора, при которых еще возможна жизнедеятельность, на­зываются пределами выносливости (границы терпимости).

Оптимальное значение фактора, как и пределы вы­носливости, неодинаково для разных видов и даже для отдельных особей одного и того же вида. Одни виды могут переносить значительные отклонения от опти­мального значения фактора, т. е. обладают широким диапазоном выносливости, другие — узким. Например, сосна растет на песках и на болотах, где стоит вода, а кувшинка сразу гибнет без воды. Приспособительные ре­акции организма на влияние среды вырабатываются в процессе естественного отбора и обеспечивают выжива­ние видов.

Значение факторов внешней среды неравноценно. Например, зеленые растения не могут существовать без света, диоксида углерода и минеральных солей. Живот­ные не могут жить без пищи и кислорода. Жизненно важные факторы называются ограничивающими (лимитирующими); при отсутствии их жизнь невозмож­на. Ограничивающее действие лимитирующего фактора проявляется и при благоприятствовании остальных фак­торов. Другие факторы могут быть относительно безраз­личны, например содержание азота в атмосфере для рас­тительных и животных организмов.

Сочетание условий среды, обеспечивающих усилен­ный рост, развитие и размножение каждого организма (популяции, вида), называют биологическим оптимумом. Создание условий биологического оптимума при выра­щивании сельскохозяйственных культур и животных по­зволяет значительно повысить их продуктивность.

По экологической валентности (пластичности) организмы:

Эврибионты (высокая ЭВ, обитают в широком диапазоне экологических условий).

Стенобионты (узкая ЭВ).

Закон минимума Либиха (1870): фактор, находящийся в минимальной концентрации, оказывает лимитирующее воздействие на живые организмы (ограничивает их жизнедеятельность).

Закон максимума, или закон толерантности Шелфорда (1913): Как минимальное, так и максимальное значение ЭФ может оказаться лимитирующим.

КРАТКИЙ ОБЗОР АБИОТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Солнечный свет является основным источ­ником энергии, которая используется для всех жизненных процессов на Земле. Благодаря энергии солнечных лучей в зеленых растениях происходит фотосинтез, в ре­зультате которого обеспечивается питание всех гетеро­трофных организмов.

Солнечное излучение неоднородно по своему спектральному составу.

В нем различают следующие типы излучений:

инфракрасные (длина волны более 800 нм),

видимые (400 – 800 нм),

ультрафиолетовые (150 – 400 нм) лучи.

Инфракрасные лучи составляют около 45 % лучистой энергии, достигающей Земли, и яв­ляются главным источником тепла, поддерживающего температуру окружающей среды.

Видимые лучи состав­ляют около 50 % лучистой энергии, которая особенно необходима растениям для процесса фотосинтеза, а так­же для обеспечения видимости и ориентации в про­странстве всех живых существ. Хлорофилл поглощает преимущественно оранжево-красные (0,6-0,7 мкм) и сине-фиолетовые (0,5 мкм) лучи. Растения используют на фотосинтез менее 1 % солнечной энергии, остальная ее часть рассеивается в виде тепла или отражается.

В водной среде наблюдается явление биолюминесценции – биологического свечения, возникающего в результате симбиоза с простейшими или бактериями. Это необходимо для ориентации в пространстве, поиска пищи, половых партнеров, дезориентации хищников.

По требовательности к интенсивности освещения раз­личают светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые растения.

Светолюбивые растения (гелиофилы) могут нормально развиваться только при полном освещении. Они широко распространены в сухих степях и полупустынях, где растительный покров редкий и растения не затеняют друг друга (тюльпан, гусиный лук). К светолюбивым растениям от­носятся и хлебные злаки, растения безлесных склонов (чабрец, шалфей). Для светолюбивых растений характерно явление гелиотропизма – перемещения органов растения в сторону оптимального освещения (подсолнух).

Тенелюбивые растения (сциофилы) не выносят прямого солнечного излучения и нормально развиваются в условиях затене­ния. К таким растениям относятся лесные травы — кис­лица, мхи и др. При вырубке леса некоторые из них мо­гут погибать.

Теневыносливые растения лучше растут при прямом ос­вещении солнечными лучами, однако способны выно­сить и затенение. Это в основном лесообразующие поро­ды (береза, осина, сосна, дуб, ель) и травянистые расте­ния (зверобой, земляника и др.).

Ритмические изменения активности светового потока, заметно отражаются на живых организмах.

Реакция организмов на продолжительность светового дня, выражающаяся в изменении интенсивности физио­логических процессов, называется фотопериодизмом .

С фотопериодизмом связаны основные приспособительные реакции и сезонные изменения у всех живых организмов. Так, увеличе­ние длины светового дня стимулирует деятельность по­ловых желез у многих животных и определяет начало брачного периода. Укорочение светового дня осенью ве­дет к накоплению жира, развитию пышного меха у животных, перелетам птиц.

Аналогично у растений с удлинением светового дня связано образование гормонов, влияющих на цвете­ние, оплодотворение, плодоношение, образование клуб­ней и т. д. Осенью эти процессы затухают. В зависимости от реакции на длину светового дня растения делят на: длиннодневные, цветение которых на­ступает при продолжительности светлого периода суток 12 и более часов (рожь, овес, ячмень, картофель и др.). И короткодневные, у которых цветение наступает, когда день становится коротким — менее 12 ч (это растения преимущественно тропического происхождения — куку­руза, соя, просо, георгины и др.) и нейтральные, цвете­ние которых не зависит от длины светового дня (горох, гречиха и др.).

На основе фотопериодизма у растений и животных в процессе эволюции выработались специфические изме­нения интенсивности физиологических процессов, по­вторяющиеся с определенной периодичностью, которые на­зываются биологическими ритмами.

Суточная ритмичность у растений проявляется в периодическом открытии и закрытии цветков (хлопчатник, лен, душистый табак), усилении или ослаблении физио­логических и биохимических процессов фотосинтеза, скорости деления клеток. Суточные ритмы, проявляю­щиеся в периодическом чередовании активности и отды­ха, характерны и для животных, и для человека. Всех животных можно подразделить на дневных и ночных. Большинство из них проявляет наибольшую активность днем (жаворонки, волки, зайцы и др.), однако некоторые (летучие мыши, совы, крыланы и др.) приспособились к жизни только в ночных условиях. У человека обнаружены суточные колебания свыше трехсот показателей. Так, температура тела выше в днев­ные часы, достигает максимального значения к 18 часам, а ночью снижается.

Важным абиотическим фактором среды является температура, от которой в значительной степени зави­сит существование, развитие и распространение живых существ.

t определяет скорость биохимических процессов

Правило Вант – Гоффа: при увеличении t на 10 0 скорость биохимических процессов возрастает в 2-3 раза.

t влияет на географическое распространение организмов;

t определяет различные стороны жизнедеятельности организмов (число генераций, плодовитость)

Адаптации к низким температурам:

Правило Бергмана : У близкородственных видов, обитающих в холодных частях ареала, размеры тела больше, чем у видов, обитающих в южных широтах.

Правило Аллена : У близкородственных животных, обитающих в холодных частях ареала, выступающие части тела короче, чем у южных.

Правило Глогера : У теплокровных животных при движении к северу снижена пигментация тела.

Адаптации к высоким температурам:

Нарушение обменного равновесия.

Всех животных подразделяют на:

У холоднокровных (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся и беспозвоночные) температура тела зави­сит от температуры окружающей среды. У некоторых холоднокровных (например, у насекомых) при интенсив­ном сокращении мышц во время полета температура тела может повышаться на 10 и более градусов.

Многие виды холоднокровных животных приобрели способность переживать неблагоприятные условия (высокую или низкую температуру, отсутствие воды, пи­щи) в состоянии оцепенения. Это состояние характеризу­ется неподвижностью животного, прекращением пита­ния, резким снижением всех физиологических функций. Некоторые насекомые, рыбы и земноводные впадают в оцепенение при температурах ниже +10 °С, а другие — только при температуре, близкой к нулю. Вмерзшие в лед лягушки после оттаивания возвращаются к активной жизнедеятельности.

Теплокровные животные (птицы и млекопитающие) и человек способ­ны поддерживать постоянную температуру тела благода­ря интенсивному обмену веществ, появлению теплоизо­лирующих покровов (перья, мех, подкожная жировая клетчатка) и выработке в процессе эволюции особых ме­ханизмов ее регуляции (потовые железы, нервные меха­низмы регуляции). Важную роль в интенсификации об­менных процессов у гомойотермных организмов сыграли такие ароморфозы, как четырехкамерное сердце и со­вершенные органы дыхания.

Вода яв­ляется в первую очередь универсальным растворителем, а все обменные процессы в клетках протекают в растворах; вода непосредственно участвует в биохимических реак­циях. Ее содержание в клетках достигает 70—90 %.

По отношению к влажности организмы:

Гидрофилы (обитают в водной среде).

Гигрофилы (обитают в условиях повышенной влажности воздуха).

Мезофилы (в средних оптимальных условиях).

Ксерофилы (организмы засушливых местообитаний).

Недостаток влаги служит лимитирующим фактором, определяющим границы жизни и ее зональное распреде­ление.

При недостатке воды у животных и растений вы­рабатываются приспособления для ее добывания и со­хранения.

У растений засушливых мест могут быть глу­бокие корни (у верблюжьей колючки до 16 м) – гемиксерофиты;

мелкие листья, покрытые толстой кутикулой с восковым налетом, содержащие отно­сительно мало устьиц (иногда листья видоизменены в колючки) – склерофиты;

В засушливый период некоторые растения впадают в состояние анабиоза, все жизненные процессы замедляются – пойкилоксерофиты. Одним из приспособлений для снижения потерь воды является листопад.

У животных также выработался ряд приспособлений к недостатку влаги. Мелкие животные (грызуны, пресмы­кающиеся, членистоногие) довольствуются водой, посту­пающей вместе с пищей. Резервуаром воды для ряда животных засушливых районов служат отложения жира, при окислении которого образуется необходимое количество воды. Ряд животных пустынных районов об­ладает способностью к длительному быстрому бегу (антилопы, куланы, сайгаки), позволяющей им совер­шать дальние миграции на водопой. Некоторые виды перешли к ночному образу жизни, тем самым избегая перегрева и большого испаре­ния воды.

Соленость среды зависит от концентрации растворимых солей. Минеральные соли почвы служат ис­точником питания растений (удобрения), однако их из­быток, наблюдающийся на засоленных почвах, действует на растения губительно (солончаки).

Эвгалофиты (устойчивы к повышенным концентрациям солевого раствора).

Гликогалофиты (полыни, корневая система является буфером, отсеивающим ионы натрия из почвенного раствора).

Криногалофиты (выделяют соль на поверхность листовой пластины по волосистым железкам).

По отношению к плотности воды гидробионты подразделяются:

Эврибатные (в широком диапазоне колебаний плотности).

батофилы (глубоководные формы);

батофобы (приповерхностные обитатели).

Изменения плотности воды улавливают нервные окончания – барорецепторы. Для измерения гидростатического давления у гидробионтов имеются: плавательный пузырь, газовые включения в цитоплазме, воздушные полости (медузы, моллюски).

Содержание диоксида углерода составляет всего 0,03— 0,04 %, но он имеет существенное значение для жизни на Земле, так как непосредственно используется в про­цессе фотосинтеза. Больше всего в атмосфере содержится азота (70,09 %), однако он не имеет особого биологиче­ского значения, так как непосредственно не усваивается растениями. В атмосфере содержится также небольшое количество инертных газов, газообразных и пылевидных примесей, микроорганизмов.

Показатель кислотности рН:

Кислая среда (рН менее 7).

Нейтральная среда (7).

Ацидофильные (в кислой среде)

К абиотическим факторам также относят: звук, электричество, текучесть, физико-химические свойства грунтов, ветер, пожары.

Под биотическими факторами среды понимают компоненты живой природы, прямо или косвенно дейст­вующие на организм.

Все виды взаимоотношений между организмами можно подразделить на конкуренцию, хищничество, ан­тибиоз и симбиоз.

Антропогенные факторы связаны с деятельностью че­ловека. Человек в отличие от животных не пассивно приспосабливается к окружающей среде, а изменяет ее в соответствии со своими потребностями. Антропогенный фактор начал действовать при переходе человечества от собирательства к земледелию и охоте, но его влияние на природу особенно возросло в последние десятилетия в связи с интенсивным развитием промышленности и сельского хозяйства и может быть как положительным, так и отрицательным.

Положительное воздействие чело­века проявляется в посадке лесов, парков, садов, созда­нии и разведении высокопродуктивных новых сортов растений и пород животных, создании и охране заповедни­ков, заказников и т. п.

Однако отрицательное влияние лю­дей на природу остается все еще достаточно интенсивным: вырубаются лесные массивы, осушаются вековые болота, мелеют реки, происходит эрозия почв, загрязнение воды, почвы и воздуха отходами, нефтепродуктами, синтетиче­скими веществами, радиоактивными изотопами (авария на Чернобыльской АЭС в 1986г.). Назрела необходи­мость безотлагательной разработки и внедрения в прак­тику глобальной концепции рационального природо­пользования. В противном случае человечество окажется перед лицом необратимой экологической катастрофы.

Источник