العوامل البيئية وتصنيفها. أهم العوامل اللاأحيائية وتكيف الكائنات الحية معها

يتم تمييز المجموعات التالية من العوامل اللاأحيائية (عوامل الطبيعة غير الحية): المناخية، والإيدافوجينية (التربة)، والجبلية، والكيميائية.

ط) العوامل المناخية: وتشمل الإشعاع الشمسي ودرجة الحرارة والضغط والرياح وبعض المؤثرات البيئية الأخرى.

1) الإشعاع الشمسي عامل بيئي قوي. وتنتشر في الفضاء على شكل موجات كهرومغناطيسية، منها 48% في الجزء المرئي من الطيف، و45% في الأشعة تحت الحمراء (الطول الموجي الطويل)، وحوالي 7% في الأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة. الإشعاع الشمسي هو المصدر الأساسي للطاقة، وبدونه تستحيل الحياة على الأرض. ولكن بطريقة أخرى، تأثير مباشرضوء الشمس (خاصة مكونه فوق البنفسجي) ضار بالخلايا الحية. كان الهدف من تطور المحيط الحيوي هو تقليل شدة الجزء فوق البنفسجي من الطيف والحماية من الإشعاع الشمسي الزائد. وقد تم تسهيل ذلك من خلال تكوين الأوزون (طبقة الأوزون) من الأكسجين الصادر عن الكائنات الحية الأولى التي تقوم بعملية التمثيل الضوئي.

إجمالي كمية الطاقة الشمسية التي تصل إلى الأرض ثابتة تقريبًا. لكن النقاط المختلفة على سطح الأرض تتلقى كميات مختلفة من الطاقة (بسبب الاختلافات في وقت الإضاءة، واختلاف زوايا السقوط، ودرجة الانعكاس، وشفافية الغلاف الجوي، وما إلى ذلك).

تم الكشف عن وجود علاقة وثيقة بين النشاط الشمسي وإيقاع العمليات البيولوجية. كلما زاد النشاط الشمسي (المزيد من البقع الشمسية)، زادت الاضطرابات في الغلاف الجوي، العواصف المغناطيسيةتؤثر على الكائنات الحية. يلعب التغيير في النشاط الشمسي خلال النهار دورًا مهمًا أيضًا، والذي يحدد إيقاعات الجسم البيولوجية. في الإنسان، تخضع أكثر من 100 خاصية فسيولوجية للدورة اليومية (إفراز الهرمونات، معدل التنفس، عمل الغدد المختلفة، إلخ).

يحدد الإشعاع الشمسي إلى حد كبير العوامل المناخية الأخرى.

2) ترتبط درجة الحرارة المحيطة بكثافة الإشعاع الشمسي، وخاصة الجزء تحت الأحمر من الطيف. يستمر النشاط الحيوي لمعظم الكائنات الحية بشكل طبيعي في نطاق درجات الحرارة من +5 إلى 40 درجة مئوية. فوق +50 0 - +60 0، يبدأ التدمير الذي لا رجعة فيه للبروتين الذي يشكل جزءًا من الأنسجة الحية. في الضغوط العاليةيمكن أن يكون الحد الأعلى لدرجة الحرارة أعلى بكثير (يصل إلى +150−200 درجة مئوية). غالبًا ما يكون الحد الأدنى لدرجة الحرارة أقل أهمية. بعض الكائنات الحية قادرة على تحمل درجات حرارة منخفضة جدًا (تصل إلى -200 درجة مئوية) في حالة من الرسوم المتحركة المعلقة. تعيش العديد من الكائنات الحية في القطب الشمالي والقطب الجنوبي باستمرار في درجات حرارة تحت الصفر. في بعض أسماك القطب الشمالي درجة الحرارة العاديةالجسم هو −1.7 درجة مئوية. وفي الوقت نفسه، لا يتجمد الماء في الشعيرات الدموية الضيقة.

إن اعتماد شدة النشاط الحيوي لمعظم الكائنات الحية على درجة الحرارة له الشكل التالي:

الشكل 12. اعتماد النشاط الحيوي للكائنات الحية على درجة الحرارة

كما يتبين من الشكل، مع ارتفاع درجة الحرارة، تتسارع العمليات البيولوجية (معدل التكاثر والتطور، وكمية الطعام المستهلكة). على سبيل المثال، يتطلب تطوير يرقات فراشة الملفوف عند +10 درجة مئوية 100 يوم، وعند +26 درجة مئوية - 10 أيام فقط. لكن زيادة أخرى في درجة الحرارة تؤدي إلى انخفاض حادالمعلمات الحيوية وموت الكائن الحي.

نطاق التقلبات في درجات الحرارة في الماء أصغر منه على الأرض. لذلك، فإن الكائنات المائية أقل تكيفًا مع التغيرات في درجات الحرارة من الكائنات الأرضية.

غالبًا ما تحدد درجة الحرارة المنطقة في التكاثر الحيوي الأرضي والمائي.

3) الرطوبة المحيطة عامل بيئي مهم. تتكون معظم الكائنات الحية من 70-80% من الماء، وهي مادة ضرورية لوجود البروتوبلازم. يتم تحديد رطوبة المنطقة من خلال رطوبة الهواء الجوي وكمية الأمطار ومساحة احتياطيات المياه.

تعتمد رطوبة الهواء على درجة الحرارة: فكلما ارتفعت، زادت كمية الماء الموجودة في الهواء. الطبقات السفلية من الغلاف الجوي هي الأكثر ثراءً بالرطوبة. هطول الأمطار هو نتيجة لتكثيف بخار الماء. في المنطقة المناخية المعتدلة، يكون توزيع هطول الأمطار حسب الموسم موحدًا إلى حد ما، وفي المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية يكون غير متساوٍ. تعتمد الإمدادات المتاحة من المياه السطحية على المصادر الجوفية وهطول الأمطار.

يشكل تفاعل درجة الحرارة والرطوبة مناخين: بحري وقاري.

4) الضغط هو عامل مناخي آخر مهم لجميع الكائنات الحية. هناك مناطق على الأرض ذات ضغط مرتفع أو منخفض بشكل دائم. ترتبط قطرات الضغط بالتسخين غير المتكافئ لسطح الأرض.

5) الرياح هي الحركة الاتجاهية للكتل الهوائية الناتجة عن اختلافات الضغط. يتم توجيه تدفق الرياح من منطقة ذات ضغط مرتفع إلى منطقة ذات ضغط أقل. فهو يؤثر على درجة الحرارة والرطوبة وحركة الشوائب في الهواء.

6) تحدد الإيقاعات القمرية مد وجزر المد والجزر التي تتكيف معها الحيوانات البحرية. يستخدمون المد والجزر في العديد من عمليات الحياة: الحركة والتكاثر وما إلى ذلك.

2) تحدد عوامل الإدافوجينية خصائص التربة المختلفة. تلعب التربة دورًا مهمًا في النظم الإيكولوجية الأرضية - دور الخزان واحتياطي الموارد. يتأثر تكوين التربة وخصائصها بشدة بالمناخ والغطاء النباتي والكائنات الحية الدقيقة. تعتبر تربة السهوب أكثر خصوبة من تربة الغابات، لأن الأعشاب قصيرة العمر وكل عام تدخل كمية كبيرة من المواد العضوية إلى التربة، والتي تتحلل بسرعة. عادة ما تكون النظم البيئية التي لا تحتوي على تربة غير مستقرة للغاية. تتميز التربة بالخصائص الرئيسية التالية: التركيب الميكانيكي وسعة الرطوبة والكثافة ونفاذية الهواء.

يتم تحديد التركيب الميكانيكي للتربة من خلال محتوى الجزيئات ذات الأحجام المختلفة فيها. هناك أربعة أنواع من التربة، اعتمادا على تركيبها الميكانيكي: الرمل، الطميية الرملية، الطميية، الطينية. يؤثر التركيب الميكانيكي بشكل مباشر على النباتات والكائنات الحية الموجودة تحت الأرض ومن خلالها على الكائنات الحية الأخرى. تعتمد قدرة الرطوبة (القدرة على الاحتفاظ بالرطوبة) وكثافتها ونفاذية الهواء للتربة على التركيب الميكانيكي.

III) العوامل الجبلية. وتشمل هذه ارتفاع المنطقة فوق مستوى سطح البحر، وتضاريسها وموقعها بالنسبة للنقاط الأساسية. تحدد العوامل الجبلية إلى حد كبير مناخ منطقة معينة، بالإضافة إلى العوامل الحيوية وغير الحيوية الأخرى.

رابعا) العوامل الكيميائية. وتشمل هذه التركيب الكيميائي للغلاف الجوي (تركيب الغاز في الهواء)، والغلاف الصخري، والغلاف المائي. بالنسبة للكائنات الحية، فإن محتوى العناصر الكلية والصغرى في البيئة له أهمية كبيرة.

العناصر الكبرى هي عناصر يحتاجها الجسم بكميات كبيرة نسبيًا. بالنسبة لمعظم الكائنات الحية، هذه هي الفوسفور والنيتروجين والبوتاسيوم والكالسيوم والكبريت والمغنيسيوم.

العناصر الدقيقة هي عناصر يحتاجها الجسم بكميات صغيرة للغاية، ولكنها جزء من الإنزيمات الحيوية. العناصر الدقيقة ضرورية لأداء الجسم الطبيعي. العناصر الدقيقة الأكثر شيوعًا هي المعادن والسيليكون والبورون والكلور.

لا توجد حدود واضحة بين العناصر الكبيرة والعناصر الدقيقة: فما يعتبر عنصرًا صغيرًا لبعض الكائنات الحية هو عنصر كبير لكائنات أخرى.

الضوء هو أحد العوامل البيئية الرئيسية. بدون الضوء يكون نشاط التمثيل الضوئي للنباتات مستحيلا، وبدون هذا الأخير لا يمكن تصور الحياة بشكل عام، حيث أن النباتات الخضراء لديها القدرة على إنتاج الأكسجين اللازم لجميع الكائنات الحية. بالإضافة إلى ذلك، الضوء هو المصدر الوحيد للحرارة على كوكب الأرض. له تأثير مباشر على المواد الكيميائية و العمليات الفيزيائية، التي تحدث في الكائنات الحية، تؤثر على عملية التمثيل الغذائي.

ترتبط العديد من الخصائص المورفولوجية والسلوكية لمختلف الكائنات الحية بتعرضها للضوء. كما يرتبط نشاط بعض الأعضاء الداخلية للحيوانات ارتباطًا وثيقًا بالإضاءة. يرتبط سلوك الحيوان، مثل الهجرة الموسمية، ووضع البيض، والتودد، والشبق الربيعي، بطول ساعات النهار.

في علم البيئة، يشير مصطلح "الضوء" إلى النطاق الكامل للإشعاع الشمسي الذي يصل إلى سطح الأرض. ويظهر توزيع طيف طاقة الإشعاع الشمسي خارج الغلاف الجوي للأرض أن حوالي نصف الطاقة الشمسية تنبعث في منطقة الأشعة تحت الحمراء، و40% في المنطقة المرئية، و10% في منطقتي الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية.

بالنسبة للمادة الحية، تعتبر الخصائص النوعية للضوء مهمة - الطول الموجي وكثافة ومدة التعرض. توجد الأشعة فوق البنفسجية القريبة (400-200 نانومتر) والبعيدة أو الفراغية (200-10 نانومتر). مصادر الأشعة فوق البنفسجية هي البلازما ذات درجة الحرارة المرتفعة، والإلكترونات المتسارعة، وبعض أجهزة الليزر، والشمس، والنجوم، وما إلى ذلك. وينجم التأثير البيولوجي للأشعة فوق البنفسجية عن تغيرات كيميائية في جزيئات الخلايا الحية التي تمتصها، وخاصة جزيئات الأحماض النووية ( DNA و RNA) والبروتينات، ويتم التعبير عنها في اضطرابات الانقسام وحدوث الطفرات وموت الخلايا.

بعض أشعة الشمس، بعد أن قطعت مسافة كبيرة، تصل إلى سطح الأرض، وتضيءها وتدفئها. تشير التقديرات إلى أن كوكبنا يتلقى حوالي واحد على ملياري من الطاقة الشمسية، ومن هذه الكمية، تستخدم النباتات الخضراء 0.1-0.2٪ فقط لإنتاج مادة عضوية. يتلقى كل متر مربع من الكوكب ما معدله 1.3 كيلوواط من الطاقة الشمسية. سيكون كافياً لتشغيل غلاية كهربائية أو مكواة.

تلعب ظروف الإضاءة دورًا استثنائيًا في حياة النباتات: حيث تعتمد إنتاجيتها وإنتاجيتها على شدة ضوء الشمس. ومع ذلك، فإن نظام الضوء على الأرض متنوع تمامًا. الأمر مختلف في الغابة عنه في المرج. تختلف الإضاءة في غابات التنوب الصنوبرية المتساقطة والمظلمة بشكل ملحوظ.

يتحكم الضوء في نمو النباتات: فهي تنمو في اتجاه ضوء أكبر. إن حساسيتها للضوء كبيرة جدًا لدرجة أن براعم بعض النباتات، التي تظل في الظلام أثناء النهار، تتفاعل مع وميض الضوء الذي يدوم فقط ألفي جزء من الثانية.

يمكن تقسيم جميع النباتات فيما يتعلق بالضوء إلى ثلاث مجموعات: النباتات الشمسية، والنباتات الشمسية، والنباتات الشمسية الاختيارية.

النباتات الشمسية(من الكلمة اليونانية هيليوس - الشمس والفايتون - نبات)، أو نباتات محبة للضوء، إما أنها لا تتحمل أو لا تتحمل حتى التظليل الطفيف. تشمل هذه المجموعة أعشاب السهوب والمروج ونباتات التندرا ونباتات أوائل الربيع ومعظم النباتات المزروعة في الأراضي المفتوحة والعديد من الأعشاب الضارة. من بين أنواع هذه المجموعة يمكننا العثور على لسان الحمل الشائع والأعشاب النارية وعشب القصب وما إلى ذلك.

النباتات العلمية(من الكلمة اليونانية scia - الظل)، أو نباتات الظل، لا تتحمل الضوء القوي وتعيش في ظل دائم تحت مظلة الغابة. هذه هي في الأساس أعشاب الغابات. مع البرق الحاد لمظلة الغابة، يصبحون مكتئبين وغالبا ما يموتون، لكن الكثير منهم يعيدون بناء جهاز التمثيل الضوئي الخاص بهم ويتكيفون مع الحياة في ظروف جديدة.

النباتات الشمسية الاختيارية، أو النباتات التي تتحمل الظل، قادرة على التطور في كل من الكميات العالية والمنخفضة جدًا من الضوء. كمثال، يمكننا تسمية بعض الأشجار - شجرة التنوب، القيقب النرويجي، شعاع البوق الشائع؛ الشجيرات - البندق، الزعرور. الأعشاب - الفراولة، إبرة الراعي الحقل؛ العديد من النباتات الداخلية.

عامل غير حيوي مهم هو درجة حرارة.أي كائن حي قادر على العيش ضمن نطاق معين من درجات الحرارة. تقتصر منطقة توزيع الكائنات الحية بشكل أساسي على المنطقة التي تقل قليلاً عن 0 درجة مئوية إلى 50 درجة مئوية.

المصدر الرئيسي للحرارة، وكذلك الضوء، هو الإشعاع الشمسي. لا يمكن للكائن الحي أن يعيش إلا في ظل الظروف التي يتكيف معها التمثيل الغذائي الخاص به. إذا انخفضت درجة حرارة الخلية الحية إلى ما دون درجة التجمد، فعادة ما تتضرر الخلية جسديًا وتموت نتيجة لتكوين بلورات الجليد. إذا كانت درجة الحرارة مرتفعة جدا، يحدث تمسخ البروتين. هذا بالضبط ما يحدث عندما تقوم بغلي بيضة دجاج.

معظم الكائنات الحية قادرة على التحكم في درجة حرارة الجسم إلى حد ما من خلال استجابات مختلفة. في الغالبية العظمى من الكائنات الحية، يمكن أن تختلف درجة حرارة الجسم تبعا لدرجة الحرارة المحيطة. مثل هذه الكائنات غير قادرة على تنظيم درجة حرارتها وتسمى بدم بارد (poikilothermic).يعتمد نشاطهم بشكل أساسي على الحرارة القادمة من الخارج. ترتبط درجة حرارة الجسم للكائنات الحية المتغيرة الحرارة بقيم درجة الحرارة المحيطة. يعتبر الدم البارد من سمات مجموعات الكائنات الحية مثل النباتات والكائنات الحية الدقيقة واللافقاريات والأسماك والزواحف وما إلى ذلك.

هناك عدد أقل بكثير من الكائنات الحية قادر على تنظيم درجة حرارة الجسم بشكل فعال. هؤلاء ممثلون لأعلى فئتين من الفقاريات - الطيور والثدييات. الحرارة التي تولدها هي نتاج تفاعلات كيميائية حيوية وتعمل كمصدر مهم لزيادة درجة حرارة الجسم. يتم الحفاظ على درجة الحرارة هذه عند مستوى ثابت بغض النظر عن درجة الحرارة المحيطة. الكائنات الحية القادرة على الحفاظ على درجة حرارة الجسم المثلى ثابتة بغض النظر عن درجة الحرارة المحيطة تسمى ذوات الدم الحار (مثلية الحرارة). بفضل هذه الخاصية، يمكن للعديد من أنواع الحيوانات أن تعيش وتتكاثر في درجات حرارة أقل من الصفر (الرنة، الدب القطبي، ذوات الأقدام، البطريق). يتم ضمان الحفاظ على درجة حرارة ثابتة للجسم من خلال العزل الحراري الجيد الناتج عن الفراء والريش الكثيف وتجويف الهواء تحت الجلد وطبقة سميكة من الأنسجة الدهنية وما إلى ذلك.

حالة خاصة من الحرارة المنزلية هي الحرارة المغايرة (من المغايرين اليونانيين - مختلف). مستوى مختلفتعتمد درجة حرارة الجسم في الكائنات غير المتجانسة على نشاطها الوظيفي. خلال فترة النشاط لديهم درجة حرارة ثابتةالجسم، وخلال فترة الراحة أو السبات تنخفض درجة الحرارة بشكل ملحوظ. يعتبر التغاير الحراري من سمات الغوفر والغرير والغرير والخفافيش والقنافذ والدببة والطيور الطنانة وما إلى ذلك.

تلعب ظروف الترطيب دورًا خاصًا في حياة الكائنات الحية.

ماء- أساس المادة الحية. بالنسبة لمعظم الكائنات الحية، يعتبر الماء أحد العناصر الرئيسية العوامل البيئية. هذا هو الشرط الأكثر أهمية لوجود كل أشكال الحياة على الأرض. جميع العمليات الحيوية في خلايا الكائنات الحية تجري في بيئة مائية.

ولا يتغير الماء كيميائيا بمعظم المركبات التقنية التي يذوبها. وهذا مهم جدًا للكائنات الحية، نظرًا لأن العناصر الغذائية الضرورية لأنسجتها يتم توفيرها في محاليل مائية في شكل متغير قليلًا نسبيًا. في ظل الظروف الطبيعية، يحتوي الماء دائما على كمية أو أخرى من الشوائب، ليس فقط التفاعل مع المواد الصلبة والسائلة، ولكن أيضا الغازات المذابة.

تحدد الخصائص الفريدة للمياه دورها الخاص في تكوين البيئة الفيزيائية والكيميائية لكوكبنا، وكذلك في ظهور وصيانة ظاهرة مذهلة - الحياة.

يتكون الجنين البشري من 97% ماء، وتبلغ كميته عند الأطفال حديثي الولادة 77% من وزن الجسم. بحلول سن الخمسين، تنخفض كمية الماء في جسم الإنسان وتشكل بالفعل 60٪ من وزنه. ويتركز الجزء الرئيسي من الماء (70%) داخل الخلايا، و30% عبارة عن ماء بين الخلايا. تتكون عضلات الإنسان من 75% ماء، والكبد 70%، والدماغ 79%، والكلى 83%.

يحتوي جسم الحيوان، كقاعدة عامة، على ما لا يقل عن 50٪ من الماء (على سبيل المثال، الفيل - 70٪، أوراق نبات كاتربيلر - 85-90٪، قنديل البحر - أكثر من 98٪).

يحتاج الفيل إلى أكبر قدر من الماء (حسب الاحتياجات اليومية) مقارنة بأي حيوان بري - حوالي 90 لترًا. تعتبر الأفيال من أفضل "علماء الهيدروجيولوجيا" بين الحيوانات والطيور: فهي تستشعر المسطحات المائية على مسافة تصل إلى 5 كم! فقط البيسون على مسافة أبعد - 7-8 كم. في أوقات الجفاف، تستخدم الفيلة أنيابها لحفر ثقوب في مجاري الأنهار الجافة لجمع المياه. الجاموس ووحيد القرن والحيوانات الأفريقية الأخرى تستخدم بسهولة آبار الفيل.

يرتبط توزيع الحياة على الأرض ارتباطًا مباشرًا بهطول الأمطار. الرطوبة ليست هي نفسها في أجزاء مختلفة من العالم. وتهطل معظم الأمطار في المنطقة الاستوائية، وخاصة في المجاري العليا لنهر الأمازون وعلى جزر أرخبيل الملايو. ويصل عددها في بعض المناطق إلى 12000 ملم سنوياً. لذلك، في إحدى جزر هاواي، تمطر من 335 إلى 350 يوما في السنة. هذا هو المكان الأكثر رطوبة على وجه الأرض. متوسط ​​هطول الأمطار السنوي هنا يصل إلى 11455 ملم. وبالمقارنة، تتلقى مناطق التندرا والصحاري أقل من 250 ملم من الأمطار سنويًا.

ترتبط الحيوانات بالرطوبة بشكل مختلف. الماء كجسم فيزيائي وكيميائي له تأثير مستمر على حياة الكائنات المائية (الكائنات المائية). فهو لا يلبي الاحتياجات الفسيولوجية للكائنات الحية فحسب، بل يوفر أيضًا الأكسجين والغذاء، ويحمل المستقلبات، وينقل المنتجات الجنسية والكائنات المائية نفسها. بفضل حركة الماء في الغلاف المائي، من الممكن وجود حيوانات متصلة، والتي، كما هو معروف، غير موجودة على الأرض.

العوامل الايدافية

المجموعة الكاملة من المادية و الخواص الكيميائيةيتم تصنيف التربة التي لها تأثير بيئي على الكائنات الحية على أنها عوامل إيدافية (من الكلمة اليونانية إيدافوس - الأساس، الأرض، التربة). العوامل الرئيسية للتربة هي التركيب الميكانيكي للتربة (حجم جزيئاتها)، والرخاوة النسبية، والبنية، ونفاذية المياه، والتهوية، والتركيب الكيميائي للتربة والمواد المتداولة فيها (الغازات والماء).

قد يكون لطبيعة التركيب الحبيبي للتربة أهمية بيئية بالنسبة للحيوانات التي تعيش في التربة في فترة معينة من حياتها أو تعيش أسلوب حياة مختبئًا. لا تستطيع يرقات الحشرات عمومًا العيش في التربة الصخرية جدًا؛ حفر غشائيات الأجنحة، ووضع البيض في الممرات تحت الأرض، والعديد من الجراد، ودفن شرانق البيض في الأرض، تحتاج إلى أن تكون فضفاضة بما فيه الكفاية.

من الخصائص المهمة للتربة حموضتها. من المعروف أن حموضة الوسط (pH) تميز تركيز أيونات الهيدروجين في المحلول وتساوي عددياً اللوغاريتم العشري السالب لهذا التركيز: pH = -log. يمكن أن يكون للمحاليل المائية درجة حموضة من 0 إلى 14. وتتميز المحاليل المحايدة بدرجة حموضة 7، وتتميز المحاليل الحمضية بقيم حموضة أقل من 7، وتتميز المحاليل القلوية بقيم حموضة أكبر من 7. ويمكن أن تكون الحموضة بمثابة مؤشر لمعدل الأيض العام في المجتمع. إذا كان الرقم الهيدروجيني لمحلول التربة منخفضًا، فهذا يعني أن التربة تحتوي على القليل من العناصر الغذائية، وبالتالي فإن إنتاجيتها منخفضة للغاية.

فيما يتعلق بخصوبة التربة، تتميز المجموعات البيئية التالية من النباتات:

• قليلات التغذية (من الكلمة اليونانية oligos - صغيرة وغير مهمة وغنية - طعام) - نباتات التربة الفقيرة والعقم (الصنوبر الاسكتلندي)؛
• mesotropics (من mesos اليونانية - متوسط) - نباتات ذات حاجة معتدلة للعناصر الغذائية (معظم نباتات الغابات في خطوط العرض المعتدلة)؛
• مغذية(من اليونانية هي - جيد) - النباتات التي تتطلب كمية كبيرة من العناصر الغذائية في التربة (البلوط، البندق، عنب الثعلب).

العوامل الجبلية

يتأثر توزيع الكائنات الحية على سطح الأرض إلى حد ما بعوامل مثل خصائص عناصر الإغاثة، والارتفاع فوق مستوى سطح البحر، والتعرض للمنحدرات وانحدارها. يتم دمجها في مجموعة من العوامل الأوروغرافية (من الكلمة اليونانية أوروس - الجبل). يمكن أن يؤثر تأثيرها بشكل كبير على المناخ المحلي وتنمية التربة.

أحد العوامل الجبلية الرئيسية هو الارتفاع فوق مستوى سطح البحر. مع الارتفاع، ينخفض ​​متوسط ​​درجات الحرارة، وتزداد الفروق اليومية في درجات الحرارة، وتزداد هطول الأمطار وسرعة الرياح وشدة الإشعاع، وينخفض ​​الضغط الجوي وتركيزات الغاز. كل هذه العوامل تؤثر على النباتات والحيوانات، مما يسبب التقسيم العمودي.

والمثال النموذجي هو تقسيم المناطق العمودية في الجبال. هنا، مع كل ارتفاع 100 متر، تنخفض درجة حرارة الهواء بمعدل 0.55 درجة مئوية. وفي الوقت نفسه، تتغير الرطوبة ويقصر طول موسم النمو. مع زيادة ارتفاع الموائل، يتغير تطور النباتات والحيوانات بشكل كبير. عند سفح الجبال قد تكون هناك بحار استوائية، وفي الأعلى تهب رياح القطب الشمالي. على أحد جانبي الجبال يمكن أن يكون الجو مشمسًا ودافئًا، ومن ناحية أخرى يمكن أن يكون رطبًا وباردًا.

العامل الجبلي الآخر هو التعرض للمنحدر. على المنحدرات الشمالية تشكل النباتات أشكال الظل، وعلى المنحدرات الجنوبية تشكل أشكالاً خفيفة. يتم تمثيل الغطاء النباتي هنا بشكل رئيسي بالشجيرات المقاومة للجفاف. تتلقى المنحدرات المواجهة للجنوب قدرًا أكبر من ضوء الشمس، وبالتالي فإن شدة الضوء ودرجة الحرارة هنا أعلى من تلك الموجودة في أرضيات الوادي والمنحدرات المواجهة للشمال. ويرتبط ذلك باختلافات كبيرة في تسخين الهواء والتربة، ومعدل ذوبان الثلوج، وتجفيف التربة.

عامل مهم هو انحدار المنحدر. ينعكس تأثير هذا المؤشر على الظروف المعيشية للكائنات بشكل أساسي من خلال خصائص بيئة التربة وأنظمة المياه ودرجة الحرارة. تتميز المنحدرات الشديدة بالصرف السريع وغسل التربة، وبالتالي فإن التربة هنا رقيقة وأكثر جفافًا. إذا تجاوز المنحدر 35 درجة، عادة ما يتم إنشاء شرائح من المواد السائبة.

العوامل الهيدروغرافية

تشمل العوامل الهيدروغرافية خصائص البيئة المائية مثل كثافة الماء، وسرعة الحركات الأفقية (التيار)، وكمية الأكسجين المذاب في الماء، ومحتوى الجزيئات العالقة، والتدفق، ودرجة الحرارة، وأنظمة الضوء في المسطحات المائية، وما إلى ذلك.

تسمى الكائنات الحية التي تعيش في البيئة المائية بالهيدروبيونت.

لقد تكيفت الكائنات الحية المختلفة مع كثافة الماء وأعماق معينة بطريقتها الخاصة. يمكن لبعض الأنواع أن تتحمل الضغوط من عدة إلى مئات من الأجواء. تعيش العديد من الأسماك ورأسيات الأرجل والقشريات ونجوم البحر في أعماق كبيرة عند ضغط يبلغ حوالي 400-500 ضغط جوي.

كثافة الماء العالية تضمن وجود العديد من الأشكال غير الهيكلية في البيئة المائية. هذه هي القشريات الصغيرة، قنديل البحر، الطحالب وحيدة الخلية، الرخويات المقعرة و pteropod، إلخ.

تحدد السعة الحرارية النوعية العالية والتوصيل الحراري العالي للمياه نظام درجة الحرارة الأكثر استقرارًا للمسطحات المائية مقارنة بالأرض. لا يتجاوز مدى التقلبات في درجات الحرارة السنوية 10-15 درجة مئوية. في المياه القارية تتراوح درجة الحرارة بين 30-35 درجة مئوية. في الخزانات نفسها، تختلف ظروف درجة الحرارة بين الطبقات العليا والسفلى من الماء بشكل كبير. في الطبقات العميقة من عمود الماء (في البحار والمحيطات)، يكون نظام درجة الحرارة مستقرًا وثابتًا (3-4 درجات مئوية).

العامل الهيدروغرافي المهم هو نظام الضوء للمسطحات المائية. تتناقص كمية الضوء بسرعة مع العمق، لذلك تعيش الطحالب في المحيط العالمي فقط في المنطقة المضيئة (غالبًا على أعماق تتراوح من 20 إلى 40 مترًا). تتناقص كثافة الكائنات البحرية (عددها لكل وحدة مساحة أو حجم) بشكل طبيعي مع العمق.

العوامل الكيميائية

فعل العوامل الكيميائيةيتجلى في شكل تغلغل في البيئة لمواد كيميائية لم تكن موجودة فيها من قبل، وهو ما يرجع إلى حد كبير إلى التأثير البشري الحديث.

يعد العامل الكيميائي مثل تكوين الغاز مهمًا للغاية بالنسبة للكائنات الحية التي تعيش في البيئة المائية. على سبيل المثال، يوجد في مياه البحر الأسود الكثير من كبريتيد الهيدروجين، مما يجعل هذا التجمع غير مناسب تمامًا لحياة بعض الحيوانات فيه. ولا تحمل الأنهار التي تتدفق فيه المبيدات الحشرية أو المعادن الثقيلة التي تغسلها الحقول فحسب، بل تحمل أيضًا النيتروجين والفوسفور. وهذا ليس فقط الأسمدة الزراعية، ولكن أيضا غذاء للكائنات الحية الدقيقة البحرية والطحالب، والتي، بسبب وجود فائض من العناصر الغذائية، تبدأ في التطور بسرعة (تزهر المياه). وعندما تموت، فإنها تنزل إلى القاع وتستهلك كمية كبيرة من الأكسجين أثناء عملية التحلل. على مدار الثلاثين إلى الأربعين عامًا الماضية، زاد ازدهار البحر الأسود بشكل ملحوظ. في الطبقة السفلى من الماء، يتم استبدال الأكسجين بكبريتيد الهيدروجين السام، لذلك لا توجد حياة عمليا هنا. العالم العضوي للبحر فقير ورتيب نسبيًا. وتنحصر الطبقة الحية فيها بسطح ضيق يبلغ سمكه 150 م. أما الكائنات الأرضية فهي غير حساسة للتركيبة الغازية للغلاف الجوي، لأنها ثابتة.

تتضمن مجموعة العوامل الكيميائية أيضًا مؤشرًا مثل ملوحة الماء (محتوى الأملاح القابلة للذوبان في المياه الطبيعية). بناءً على كمية الأملاح الذائبة تنقسم المياه الطبيعية إلى الفئات التالية: مياه عذبة- ما يصل إلى 0.54 جم / لتر، مالح - من 1 إلى 3، مملح قليلا - من 3 إلى 10، مالح ومالح جدا - من 10 إلى 50، محلول ملحي - أكثر من 50 جم / لتر. وهكذا، في المسطحات المائية العذبة على الأرض (الجداول والأنهار والبحيرات) يحتوي 1 كجم من الماء على ما يصل إلى 1 جرام من الأملاح القابلة للذوبان. مياه البحر عبارة عن محلول ملحي معقد، متوسط ​​ملوحته 35 جم/كجم من الماء، أي 35 جم/كجم من الماء. 3.5%.

تتكيف الكائنات الحية التي تعيش في بيئة مائية مع ملوحة المياه المحددة بدقة. لا يمكن لأشكال المياه العذبة أن تعيش في البحار، والأشكال البحرية لا تتحمل تحلية المياه. وإذا تغيرت ملوحة الماء، تتحرك الحيوانات بحثاً عن بيئة مناسبة. على سبيل المثال، عندما تتم تحلية الطبقات السطحية للبحر بعد هطول أمطار غزيرة، تغوص بعض أنواع القشريات البحرية إلى عمق 10 أمتار.

تعيش يرقات المحار في المياه قليلة الملوحة في الخلجان الصغيرة ومصبات الأنهار (المسطحات المائية الساحلية شبه المغلقة التي تتواصل بحرية مع المحيط أو البحر). تنمو اليرقات بسرعة خاصة عندما تكون ملوحة الماء 1.5-1.8% (في مكان ما بين المياه العذبة والمالحة). عند ارتفاع نسبة الملح، يتم قمع نموها إلى حد ما. عندما ينخفض ​​محتوى الملح، يتم بالفعل قمع النمو بشكل ملحوظ. عند نسبة ملوحة 0.25%، يتوقف نمو اليرقات وتموت جميعها.

العوامل البيروجينية

وتشمل هذه عوامل التعرض للحريق، أو الحرائق. تعتبر الحرائق حاليًا عاملاً مهمًا جدًا وأحد العوامل البيئية الطبيعية اللاأحيائية. في الاستخدام الصحيحيمكن أن تكون النار أداة بيئية قيمة للغاية.

للوهلة الأولى، الحرائق عامل سلبي. ولكن في الواقع هذا ليس هو الحال. وبدون الحرائق، فإن السافانا، على سبيل المثال، ستختفي بسرعة وتصبح مغطاة بغابات كثيفة. ومع ذلك، فإن هذا لا يحدث، لأن براعم الأشجار الرقيقة تموت في النار. نظرًا لأن الأشجار تنمو ببطء، فإن القليل منها ينجو من الحرائق وينمو طويلًا بدرجة كافية. ينمو العشب بسرعة ويتعافى بنفس السرعة بعد الحرائق.

تجدر الإشارة إلى أنه، على عكس العوامل البيئية الأخرى، يمكن للناس السيطرة على الحرائق، وبالتالي يمكن أن تصبح عاملا محددا في انتشار النباتات والحيوانات. يسيطر عليها الناستساهم الحرائق في تكوين الرماد الغني بالمواد المفيدة. يختلط الرماد بالتربة ويحفز نمو النباتات التي تحدد كميتها حياة الحيوانات.

بالإضافة إلى ذلك، فإن العديد من سكان السافانا، مثل اللقلق الأفريقي والطائر السكرتير، يستخدمون النيران لأغراضهم الخاصة. يزورون حدود الحرائق الطبيعية أو الحرائق الخاضعة للسيطرة ويأكلون الحشرات والقوارض التي تهرب من النار.

يمكن أن يكون سبب الحرائق عوامل طبيعية (الصواعق) وأفعال بشرية عشوائية وغير عشوائية. هناك نوعان من الحرائق. حرائق الأسطح هي الأصعب في احتوائها وتنظيمها. غالبًا ما تكون شديدة جدًا وتدمر جميع النباتات والمواد العضوية في التربة. مثل هذه الحرائق لها تأثير محدود على العديد من الكائنات الحية.

حرائق ارضيةعلى العكس من ذلك، يكون لها تأثير انتقائي: بالنسبة لبعض الكائنات الحية، فهي أكثر تدميرا، والبعض الآخر - أقل، وبالتالي تساهم في تطوير الكائنات الحية ذات المقاومة العالية للحرائق. بالإضافة إلى ذلك، فإن الحرائق الأرضية الصغيرة تكمل عمل البكتيريا، وتحلل النباتات الميتة وتسرع تحويل العناصر الغذائية المعدنية إلى شكل مناسب للاستخدام من قبل الأجيال الجديدة من النباتات. في الموائل ذات التربة غير الخصبة، تساهم الحرائق في إثرائها بعناصر الرماد والمواد المغذية.

عندما تكون هناك رطوبة كافية (مروج أمريكا الشمالية)، تحفز الحرائق نمو الأعشاب على حساب الأشجار. تلعب الحرائق دورًا تنظيميًا مهمًا بشكل خاص في السهوب والسافانا. وهنا، تقلل الحرائق الدورية من احتمالية غزو الشجيرات الصحراوية.

غالبًا ما يكون البشر هم السبب في زيادة وتيرة حرائق الغابات، على الرغم من أنه ليس للفرد الحق في التسبب عمدًا (حتى عن طريق الخطأ) في نشوب حريق في الطبيعة. ومع ذلك، فإن استخدام النار من قبل المتخصصين هو جزء من الإدارة السليمة للأراضي.

تتكون البيئة المحيطة بالكائنات الحية من العديد من العناصر. أنها تؤثر على حياة الكائنات الحية بطرق مختلفة. هذا الأخير يتفاعل بشكل مختلف مع العوامل البيئية المختلفة. تسمى العناصر الفردية للبيئة التي تتفاعل مع الكائنات الحية بالعوامل البيئية. ظروف المعيشة هي مجموعة من العوامل البيئية الحيوية التي بدونها لا يمكن للكائنات الحية أن توجد. وفيما يتعلق بالكائنات الحية، فإنها تعمل كعوامل بيئية.

تصنيف العوامل البيئية.

قبول جميع العوامل البيئية تصنيف(توزع) على المجموعات الرئيسية التالية: غير حيوي، حيويو أنثروبي. الخامس لاأحيائي (لاأحيائي) العوامل هي عوامل فيزيائية وكيميائية ذات طبيعة غير حية. الحيوية،أو حيوية,العوامل هي التأثير المباشر أو غير المباشر للكائنات الحية على بعضها البعض وعلى البيئة. بشري المنشأ (بشري المنشأ) وفي السنوات الأخيرة تم تحديد العوامل على أنها مجموعة منفصلة من العوامل الحيوية نظرا لأهميتها الكبيرة. وهي عوامل التأثير المباشر أو غير المباشر للإنسان وأنشطته الاقتصادية على الكائنات الحية والبيئة.

العوامل غير الحيوية.

تشمل العوامل اللاأحيائية عناصر ذات طبيعة غير حية تعمل على كائن حي. يتم عرض أنواع العوامل اللاأحيائية في الجدول. 1.2.2.

الجدول 1.2.2. الأنواع الرئيسية للعوامل اللاأحيائية

العوامل المناخية.

جميع العوامل اللاأحيائية تعبر عن نفسها وتعمل ضمن الأصداف الجيولوجية الثلاثة للأرض: الغلاف الجوي، الغلاف المائيو الغلاف الصخري.تسمى العوامل التي تظهر (تتصرف) في الغلاف الجوي وأثناء تفاعل الأخير مع الغلاف المائي أو مع الغلاف الصخري مناخي.ويعتمد مظهرها على الخواص الفيزيائية والكيميائية للأصداف الجيولوجية للأرض، وعلى كمية وتوزيع الطاقة الشمسية التي تخترقها وتصل إليها.

اشعاع شمسي.

ومن بين العوامل البيئية المتنوعة، يعتبر الإشعاع الشمسي ذا أهمية قصوى. (اشعاع شمسي).وهو عبارة عن تيار مستمر من الجسيمات الأولية (سرعة 300-1500 كم/ث) والموجات الكهرومغناطيسية (سرعة 300 ألف كم/ث) التي تحمل نحو الأرض كمية كبيرةطاقة. الإشعاع الشمسي هو المصدر الرئيسي للحياة على كوكبنا. وفي ظل التدفق المستمر للإشعاع الشمسي، نشأت الحياة على الأرض، ومرت بمسار طويل من التطور ولا تزال موجودة وتعتمد على الطاقة الشمسية. يتم تحديد الخصائص الرئيسية للطاقة المشعة للشمس كعامل بيئي من خلال الطول الموجي. يتم قياس الموجات التي تمر عبر الغلاف الجوي وتصل إلى الأرض في حدود 0.3 إلى 10 ميكرون.

بناءً على طبيعة تأثيره على الكائنات الحية، ينقسم هذا الطيف من الإشعاع الشمسي إلى ثلاثة أجزاء: الأشعة فوق البنفسجية، الضوء المرئيو الأشعة تحت الحمراء.

الأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجةيتم امتصاصها بالكامل تقريبًا بواسطة الغلاف الجوي، أي شاشة الأوزون. تخترق كمية صغيرة من الأشعة فوق البنفسجية سطح الأرض. يتراوح طولها الموجي بين 0.3 و 0.4 ميكرون. أنها تمثل 7 ٪ من طاقة الإشعاع الشمسي. للأشعة قصيرة الموجة تأثير ضار على الكائنات الحية. يمكن أن تسبب تغيرات في المواد الوراثية - الطفرات. لذلك، في عملية التطور، طورت الكائنات الحية التي تعرضت للإشعاع الشمسي لفترة طويلة تكيفات للحماية من الأشعة فوق البنفسجية. ينتج الكثير منهم كميات إضافية من الصبغة السوداء في غلافهم - الميلانين، الذي يحمي من اختراق الأشعة غير المرغوب فيها. هذا هو السبب وراء حصول الناس على السمرة من خلال البقاء في الهواء الطلق لفترة طويلة. يوجد في العديد من المناطق الصناعية ما يسمى ب الميلانية الصناعية- سواد لون الحيوانات. لكن هذا لا يحدث تحت تأثير الأشعة فوق البنفسجية، بل بسبب التلوث بالسخام والغبار البيئي الذي تصبح عناصره عادة أكثر قتامة. على هذه الخلفية المظلمة، تعيش الأشكال الداكنة من الكائنات الحية (مموهة جيدًا).

ضوء مرئييظهر ضمن أطوال موجية من 0.4 إلى 0.7 ميكرومتر. يمثل 48٪ من طاقة الإشعاع الشمسي.

هو - هيكما يؤثر سلباً على الخلايا الحية ووظائفها بشكل عام: فهو يغير لزوجة البروتوبلازم، وحجم الشحنة الكهربائية للسيتوبلازم، ويعطل نفاذية الأغشية، ويغير حركة السيتوبلازم. يؤثر الضوء على حالة الغرويات البروتينية ومسار عمليات الطاقة في الخلايا. ولكن على الرغم من ذلك، كان الضوء المرئي، وسيظل، أحد أهم مصادر الطاقة لجميع الكائنات الحية. يتم استخدام طاقتها في هذه العملية البناء الضوئيوتتراكم على شكل روابط كيميائية في نواتج عملية البناء الضوئي، ومن ثم تنتقل كغذاء إلى سائر الكائنات الحية. بشكل عام، يمكننا القول أن جميع الكائنات الحية في المحيط الحيوي، وحتى الإنسان، تعتمد على الطاقة الشمسية، على عملية التمثيل الضوئي.

الضوء للحيوانات شرط ضروريإدراك المعلومات حول البيئة وعناصرها والرؤية والتوجه البصري في الفضاء. اعتمادا على ظروف معيشتهم، تتكيف الحيوانات مع درجات متفاوتهإضاءة بعض أنواع الحيوانات نهارية، بينما بعضها الآخر يكون أكثر نشاطًا عند الغسق أو في الليل. تعيش معظم الثدييات والطيور أسلوب حياة الشفق، وتواجه صعوبة في التمييز بين الألوان ورؤية كل شيء بالأبيض والأسود (الأنياب، والقطط، والهامستر، والبوم، والسبد، وما إلى ذلك). غالبًا ما يؤدي العيش في ظروف الشفق أو الإضاءة المنخفضة إلى تضخم العين. عيون ضخمة نسبيًا، قادرة على التقاط أجزاء صغيرة من الضوء، وهي سمة من سمات الحيوانات الليلية أو تلك التي تعيش في ظلام دامس، وتسترشد بالأعضاء المضيئة للكائنات الحية الأخرى (الليمور، والقرود، والبوم، وأسماك أعماق البحار، وما إلى ذلك). إذا لم تكن هناك مصادر أخرى للضوء في ظروف الظلام الدامس (في الكهوف وتحت الأرض في الجحور)، فإن الحيوانات التي تعيش هناك، كقاعدة عامة، تفقد أعضاء الرؤية (المتقلبة الأوروبية، فأر الخلد، وما إلى ذلك).

درجة حرارة.

مصادر عامل درجة الحرارة على الأرض هي الإشعاع الشمسي والعمليات الحرارية الأرضية. على الرغم من أن جوهر كوكبنا يتميز بدرجات حرارة مرتفعة للغاية، إلا أن تأثيره على سطح الكوكب ضئيل، باستثناء مناطق النشاط البركاني وإطلاق المياه الحرارية الأرضية (السخانات، فومارول). وبالتالي، يمكن اعتبار المصدر الرئيسي للحرارة داخل المحيط الحيوي هو الإشعاع الشمسي، أي الأشعة تحت الحمراء. يتم امتصاص تلك الأشعة التي تصل إلى سطح الأرض بواسطة الغلاف الصخري والغلاف المائي. الغلاف الصخري، كجسم صلب، يسخن بشكل أسرع ويبرد بنفس السرعة. يتمتع الغلاف المائي بقدرة حرارية أعلى من الغلاف الصخري: فهو يسخن ببطء ويبرد ببطء، وبالتالي يحتفظ بالحرارة لفترة طويلة. يتم تسخين الطبقات السطحية من التروبوسفير بسبب إشعاع الحرارة من الغلاف المائي وسطح الغلاف الصخري. تمتص الأرض الإشعاع الشمسي وتشع الطاقة مرة أخرى إلى الفضاء الخالي من الهواء. ومع ذلك، يساعد الغلاف الجوي للأرض على الاحتفاظ بالحرارة في الطبقات السطحية من طبقة التروبوسفير. بفضل خصائصه، ينقل الغلاف الجوي الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة ويحجب الأشعة تحت الحمراء طويلة الموجة المنبعثة من سطح الأرض الساخن. هذه الظاهرة الجوية لها اسم الاحتباس الحراري.وبفضله أصبحت الحياة ممكنة على الأرض. يساعد تأثير الاحتباس الحراري على الاحتفاظ بالحرارة في الطبقات السطحية للغلاف الجوي (حيث تتركز معظم الكائنات الحية) ويخفف من تقلبات درجات الحرارة أثناء النهار والليل. على القمر، على سبيل المثال، الذي يقع في نفس الظروف الفضائية تقريبًا مثل الأرض، والذي ليس له غلاف جوي، تظهر تقلبات درجات الحرارة اليومية عند خط الاستواء في نطاق من 160 درجة مئوية إلى +120 درجة مئوية.

ويصل نطاق درجات الحرارة المتوفرة في البيئة إلى آلاف الدرجات (الصهارة الساخنة للبراكين وأدنى درجات الحرارة في القارة القطبية الجنوبية). إن الحدود التي يمكن أن توجد ضمنها الحياة المعروفة لدينا هي ضيقة للغاية وتساوي حوالي 300 درجة مئوية، من -200 درجة مئوية (التجمد في الغازات المسالة) إلى +100 درجة مئوية (نقطة غليان الماء). وفي الواقع، فإن معظم الأنواع ومعظم نشاطها يقتصر على نطاق أضيق من درجات الحرارة. يقتصر نطاق درجة الحرارة العامة للحياة النشطة على الأرض على قيم درجات الحرارة التالية (الجدول 1.2.3):

الجدول 1.2.3 نطاق درجة حرارة الحياة على الأرض

تتكيف النباتات مع درجات الحرارة المختلفة وحتى درجات الحرارة القصوى. تسمى تلك التي تتحمل درجات الحرارة المرتفعة نباتات محفزة للحرارة.إنهم قادرون على تحمل ارتفاع درجة الحرارة حتى 55-65 درجة مئوية (بعض الصبار). الأنواع التي تنمو في درجات حرارة عالية تتحملها بسهولة أكبر بسبب تقصير كبير في حجم الأوراق، أو تطور طبقة تومنتوز (مشعرة)، أو على العكس من ذلك، طلاء شمعي، وما إلى ذلك. يمكن للنباتات أن تتحمل التعرض لفترات طويلة لدرجات حرارة منخفضة (من 0 إلى -10 درجة مئوية) دون الإضرار بنموها C). مقاومة للبرد.

على الرغم من أن درجة الحرارة عامل بيئي مهم يؤثر على الكائنات الحية، إلا أن تأثيرها يعتمد بشكل كبير على اتحادها مع العوامل اللاأحيائية الأخرى.

رطوبة.

تعتبر الرطوبة عاملاً غير حيوي مهم، ويتم تحديده من خلال وجود الماء أو بخار الماء في الغلاف الجوي أو الغلاف الصخري. الماء نفسه ضروري مركب غير عضويلحياة الكائنات الحية .

الماء في الغلاف الجوي موجود دائما في الشكل ماءالأزواج. تسمى الكتلة الفعلية للماء لكل وحدة حجم من الهواء الرطوبة المطلقة،ونسبة البخار بالنسبة إلى الحد الأقصى للكمية التي يمكن أن يحتويها الهواء هي الرطوبة النسبية.درجة الحرارة هي العامل الرئيسي الذي يؤثر على قدرة الهواء على الاحتفاظ ببخار الماء. على سبيل المثال، عند درجة حرارة +27 درجة مئوية، يمكن أن يحتوي الهواء على ضعف كمية الرطوبة الموجودة في درجة حرارة +16 درجة مئوية. وهذا يعني أن الرطوبة المطلقة عند 27 درجة مئوية أعلى مرتين من 16 درجة مئوية، في حين أن الرطوبة النسبية في كلتا الحالتين ستكون 100%.

الماء كعامل بيئي ضروري للغاية للكائنات الحية، لأنه بدونه لا يمكن أن تتم عملية التمثيل الغذائي والعديد من العمليات الأخرى المرتبطة به. تتم العمليات الأيضية للكائنات الحية في وجود الماء (في المحاليل المائية). جميع الكائنات الحية هي أنظمة مفتوحة، لذلك فهي تعاني باستمرار من فقدان المياه وتحتاج دائمًا إلى تجديد احتياطياتها. من أجل الوجود الطبيعي، يجب أن تحافظ النباتات والحيوانات على توازن معين بين تدفق الماء إلى الجسم وفقدانه. فقدان كمية كبيرة من الماء من الجسم (تجفيف)يؤدي إلى انخفاض نشاطه الحيوي، ومن ثم الوفاة. تلبي النباتات احتياجاتها المائية من خلال هطول الأمطار ورطوبة الهواء، وتلبي الحيوانات أيضًا احتياجاتها من الغذاء. تختلف مقاومة الكائنات الحية لوجود أو عدم وجود الرطوبة في البيئة وتعتمد على قدرة الأنواع على التكيف. وفي هذا الصدد، تنقسم جميع الكائنات الأرضية إلى ثلاث مجموعات: محب للرطوبة(أو محبة للرطوبة)، محب للاعتدال(أو محبة للرطوبة بشكل معتدل) و محب للجفاف(أو محب للجفاف). وفيما يتعلق بالنباتات والحيوانات بشكل منفصل، سيكون هذا القسم على النحو التالي:

1) الكائنات المحبة للرطوبة:

- نباتات رطبة(النباتات)؛

- محبو الرطوبة(حيوان)؛

2) الكائنات المتوسطة:

- النباتات المتوسطة(النباتات)؛

- ميسوفيلي(حيوان)؛

3) الكائنات المحبة للجفاف:

- نباتات جفافية(النباتات)؛

- محبي الجفاف، أو رهاب الرطوبة(الحيوانات).

تحتاج إلى معظم الرطوبة الكائنات المحبة للرطوبة.من بين النباتات، ستكون تلك التي تعيش على التربة شديدة الرطوبة مع رطوبة الهواء العالية (النباتات الرطبة). في ظروف المنطقة الوسطى، فهي من بين النباتات العشبية التي تنمو في الغابات المظللة (الأكساليس، السرخس، البنفسج، عشب الفجوة، إلخ) وفي الأماكن المفتوحة (القطيفة، الندية، إلخ).

تشمل الحيوانات المحبة للرطوبة (hygrophiles) تلك المرتبطة بيئيًا بالبيئة المائية أو بالمناطق المشبعة بالمياه. إنهم بحاجة إلى وجود مستمر لكميات كبيرة من الرطوبة في البيئة. هذه حيوانات الغابات الاستوائية المطيرة والمستنقعات والمروج الرطبة.

الكائنات المتوسطةتتطلب كميات معتدلة من الرطوبة وعادة ما ترتبط بظروف دافئة إلى حد ما وتغذية معدنية جيدة. يمكن أن تكون هذه نباتات حرجية ونباتات في المناطق المفتوحة. من بينها الأشجار (الزيزفون، البتولا)، الشجيرات (البندق، النبق) وحتى المزيد من الأعشاب (البرسيم، تيموثي، العكرش، زنبق الوادي، العشب الحافر، وما إلى ذلك). بشكل عام، النباتات المتوسطة هي مجموعة بيئية واسعة من النباتات. للحيوانات المتوسطة (الميزوفيل)ينتمي إلى غالبية الكائنات الحية التي تعيش في الظروف المعتدلة وشبه القطبية أو في مناطق جبلية معينة من الأرض.

الكائنات المحبة للجفاف -هذه مجموعة بيئية متنوعة إلى حد ما من النباتات والحيوانات التي تكيفت مع الظروف المعيشية القاحلة من خلال الوسائل التالية: الحد من التبخر، وزيادة إنتاج المياه وإنشاء احتياطيات المياه ل فترة طويلةنقص إمدادات المياه.

النباتات التي تعيش في ظروف جافة تتعامل معها بطرق مختلفة. البعض لا يملك الترتيبات الهيكلية للتعامل مع نقص الرطوبة. وجودهم ممكن في الظروف القاحلة فقط بسبب حقيقة أنهم في لحظة حرجة يكونون في حالة من الراحة على شكل بذور (الزائلات الفلكية) أو المصابيح والجذور والدرنات (الزواحف) ويتحولون بسهولة وبسرعة إلى الحياة النشطة وتختفي تمامًا في فترة زمنية قصيرة من دورة التطوير السنوية. الزفيريتم توزيعها بشكل رئيسي في الصحاري وشبه الصحاري والسهوب (الذبابة الحجرية، نبات الربيع، اللفت، إلخ). الزواحف(من اليونانية سريع الزوالو ليشبه)- هذه نباتات عشبية معمرة ، وخاصة الربيعية ، (البردي ، الحبوب ، الخزامى ، إلخ).

هناك فئات فريدة جدًا من النباتات التي تكيفت لتحمل ظروف الجفاف العصارةو الصلبة.العصارة (من اليونانية. كثير العصارة)قادرون على تجميع كميات كبيرة من الماء وإهداره تدريجياً. على سبيل المثال، يمكن أن تحتوي بعض أنواع الصبار في صحاري أمريكا الشمالية على ما بين 1000 إلى 3000 لتر من الماء. يتراكم الماء في الأوراق (الصبار، السيدوم، الصبار، الشباب) أو السيقان (الصبار والأعشاب الشبيهة بالصبار).

تحصل الحيوانات على الماء بثلاث طرق رئيسية: مباشرة عن طريق الشرب أو الامتصاص من خلال الغلاف، ومع الطعام، ونتيجة لعملية التمثيل الغذائي.

العديد من أنواع الحيوانات تشرب الماء وبكميات كبيرة إلى حد ما. على سبيل المثال، يمكن ليرقات دودة القز الصينية من خشب البلوط شرب ما يصل إلى 500 مل من الماء. تتطلب بعض أنواع الحيوانات والطيور استهلاكًا منتظمًا للمياه. ولذلك يختارون ينابيع معينة ويزورونها بانتظام كأماكن للشرب. وتطير أنواع الطيور الصحراوية يوميا إلى الواحات، وتشرب الماء هناك، وتحضر الماء إلى فراخها.

بعض الأنواع الحيوانية التي لا تستهلك الماء عن طريق الشرب المباشر يمكنها أن تستهلكه عن طريق امتصاصه عبر كامل سطح الجلد. الحشرات واليرقات التي تعيش في التربة المبللة بغبار الأشجار لها أغطية نفاذية للماء. تمتص سحلية المولوك الأسترالية الرطوبة الناتجة عن هطول الأمطار من خلال جلدها، وهو شديد الرطوبة. تحصل العديد من الحيوانات على الرطوبة من الأطعمة النضرة. يمكن أن يكون هذا الطعام النضر هو العشب والفواكه العصير والتوت والمصابيح والدرنات النباتية. سلحفاة السهوب، التي تعيش في سهوب آسيا الوسطى، تستهلك الماء فقط من الأطعمة النضرة. وفي هذه المناطق، في المناطق التي تزرع فيها الخضروات أو في حقول البطيخ، تتسبب السلاحف في أضرار كبيرة من خلال تغذيتها على البطيخ والبطيخ والخيار. كما تحصل بعض الحيوانات المفترسة على الماء عن طريق أكل فرائسها. وهذا أمر نموذجي، على سبيل المثال، للثعلب الأفريقي.

الأنواع التي تتغذى حصريًا على الطعام الجاف ولا تتاح لها الفرصة لاستهلاك الماء تحصل عليه من خلال عملية التمثيل الغذائي، أي كيميائيًا أثناء هضم الطعام. يمكن أن يتكون الماء الأيضي في الجسم بسبب أكسدة الدهون والنشا. هذا طريقة مهمةالحصول على الماء خاصة للحيوانات التي تسكن الصحاري الحارة. وبالتالي، فإن الجربوع ذو الذيل الأحمر يتغذى أحيانًا على البذور الجافة فقط. هناك تجارب معروفة حيث عاش فأر الغزلان في أمريكا الشمالية في الأسر لمدة ثلاث سنوات تقريبًا، وكان يأكل حبوب الشعير الجافة فقط.

العوامل الغذائية.

يشكل سطح الغلاف الصخري للأرض بيئة معيشية منفصلة، ​​تتميز بمجموعتها الخاصة من العوامل البيئية. تسمى هذه المجموعة من العوامل edaphic(من اليونانية edaphos- تربة). التربة لها هيكلها وتكوينها وخصائصها.

تتميز التربة بمحتوى رطوبة معين، وتركيب ميكانيكي، ومحتوى من المركبات العضوية وغير العضوية والمعدنية، ودرجة حموضة معينة. تعتمد العديد من خصائص التربة نفسها وتوزيع الكائنات الحية فيها على المؤشرات.

على سبيل المثال، تحب أنواع معينة من النباتات والحيوانات التربة ذات حموضة معينة، وهي: طحالب الإسفاغنوم، والكشمش البري، وألدر تنمو على التربة الحمضية، وتنمو طحالب الغابة الخضراء على التربة المحايدة.

تتفاعل يرقات الخنفساء والرخويات الأرضية والعديد من الكائنات الحية الأخرى أيضًا مع حموضة معينة في التربة.

التركيب الكيميائي للتربة مهم جدا لجميع الكائنات الحية. بالنسبة للنباتات، فإن الأهم ليس فقط تلك العناصر الكيميائية التي تستخدمها بكميات كبيرة (النيتروجين والفوسفور والبوتاسيوم والكالسيوم)، ولكن أيضًا العناصر النادرة (العناصر الدقيقة). تقوم بعض النباتات بتجميع بعض العناصر النادرة بشكل انتقائي. فالنباتات الصليبية والخيمية، على سبيل المثال، تتراكم الكبريت في أجسامها 5-10 مرات أكثر من النباتات الأخرى.

المحتوى المفرط للبعض العناصر الكيميائيةفي التربة يمكن أن يؤثر سلبا (مرضيا) على الحيوانات. على سبيل المثال، في أحد وديان توفا (روسيا)، لوحظ أن الأغنام كانت تعاني من نوع ما من المرض مرض معينوالتي تجلت في تساقط الشعر وتشوه الحافر وما إلى ذلك. وتبين لاحقًا أنه يوجد في هذا الوادي نسبة متزايدة من السيلينيوم في التربة والمياه وبعض النباتات. وعندما يدخل هذا العنصر إلى جسم الأغنام بكميات زائدة فإنه يسبب تسمم السيلينيوم المزمن.

التربة لها نظامها الحراري الخاص. جنبا إلى جنب مع الرطوبة، فإنه يؤثر على تكوين التربة والعمليات المختلفة التي تحدث في التربة (الفيزيائية والكيميائية والكيميائية الحيوية والبيولوجية).

بسبب الموصلية الحرارية المنخفضة، فإن التربة قادرة على تخفيف تقلبات درجات الحرارة مع العمق. على عمق يزيد قليلاً عن متر واحد، تكون التقلبات اليومية في درجات الحرارة غير محسوسة تقريبًا. على سبيل المثال، في صحراء كاراكوم، التي تتميز بمناخ قاري حاد، في الصيف، عندما تصل درجة حرارة سطح التربة إلى +59 درجة مئوية، في جحور القوارض الجربوع على مسافة 70 سم من المدخل كانت درجة الحرارة 31 درجة مئوية أقل وبلغت +28 درجة مئوية. في الشتاء، خلال ليلة شديدة البرودة، كانت درجة الحرارة في جحور الجربوع +19 درجة مئوية.

التربة عبارة عن مزيج فريد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية لسطح الغلاف الصخري والكائنات الحية التي تعيش فيه. من المستحيل تخيل التربة بدون كائنات حية. لا عجب أن عالم الجيوكيمياء الشهير ف. دعا فيرنادسكي التربة الجسم الحيوي.

العوامل الجبلية (الإغاثة).

لا تتعلق الإغاثة بالعوامل البيئية التي تعمل بشكل مباشر مثل الماء والضوء والحرارة والتربة. ومع ذلك، فإن طبيعة الراحة في حياة العديد من الكائنات الحية لها تأثير غير مباشر.

ج اعتمادًا على حجم الأشكال، يتم التمييز بشكل تقليدي تمامًا بين تضاريس عدة أوامر: الإغاثة الكبيرة (الجبال والأراضي المنخفضة والمنخفضات بين الجبال)، والإغاثة المتوسطة (التلال، والوديان، والتلال، وما إلى ذلك) والإغاثة الصغيرة (المنخفضات الصغيرة، والتفاوت، وما إلى ذلك). ). يلعب كل واحد منهم دورًا معينًا في تكوين مجموعة معقدة من العوامل البيئية للكائنات الحية. على وجه الخصوص، يؤثر الإغاثة على إعادة توزيع عوامل مثل الرطوبة والحرارة. وبالتالي، حتى قطرات طفيفة من عدة عشرات من السنتيمترات تخلق ظروفا من الرطوبة العالية. تتدفق المياه من المناطق المرتفعة إلى المناطق المنخفضة، حيث يتم تهيئة الظروف المواتية للكائنات الحية المحبة للرطوبة. تتميز المنحدرات الشمالية والجنوبية بظروف إضاءة وحرارة مختلفة. في الظروف الجبلية، يتم إنشاء اتساع ارتفاع كبير في مناطق صغيرة نسبيًا، مما يؤدي إلى تكوين مجمعات مناخية مختلفة. على وجه الخصوص، سماتها النموذجية هي درجات الحرارة المنخفضة، والرياح القوية، والتغيرات في الترطيب، وتكوين الغاز في الهواء، وما إلى ذلك.

على سبيل المثال، مع الارتفاع فوق مستوى سطح البحر، تنخفض درجة حرارة الهواء بمقدار 6 درجات مئوية لكل 1000 متر، على الرغم من أن هذه سمة من سمات التروبوسفير، بسبب التضاريس (التلال والجبال والهضاب الجبلية، وما إلى ذلك)، والكائنات الأرضية. وقد يجدون أنفسهم في ظروف لا تشبه تلك الموجودة في المناطق المجاورة. على سبيل المثال، تحيط بسلسلة جبال كليمنجارو البركانية في أفريقيا السافانا عند سفحها، وفي أعلى المنحدرات توجد مزارع البن والموز والغابات والمروج الألبية. قمم كليمنجارو مغطاة بالثلوج الأبدية والأنهار الجليدية. إذا كانت درجة حرارة الهواء عند مستوى سطح البحر +30 درجة مئوية، فسوف تظهر درجات الحرارة السلبية بالفعل على ارتفاع 5000 متر. وفي المناطق المعتدلة، فإن انخفاض درجة الحرارة لكل 6 درجات مئوية يتوافق مع حركة 800 كيلومتر نحو خطوط العرض العليا.

ضغط.

يتجلى الضغط في بيئات الهواء والماء. في الهواء الجوي، يتغير الضغط موسميًا، اعتمادًا على الظروف الجوية والارتفاع. ومما يثير الاهتمام بشكل خاص تكيفات الكائنات الحية التي تعيش في ظروف الضغط المنخفض والهواء المتخلخل في المرتفعات.

يتغير الضغط في البيئة المائية اعتمادًا على العمق: فهو يزيد بحوالي 1 ضغط جوي لكل 10 أمتار. بالنسبة للعديد من الكائنات الحية، هناك حدود للتغير في الضغط (العمق) الذي تكيفت معه. على سبيل المثال، الأسماك السحيقة (الأسماك من أعماق العالم) قادرة على تحمل ضغط كبير، لكنها لا ترتفع أبدا إلى سطح البحر، لأنها قاتلة بالنسبة لهم. وعلى العكس من ذلك، ليست كل الكائنات البحرية قادرة على الغوص إلى أعماق كبيرة. يمكن لحوت العنبر، على سبيل المثال، الغوص إلى عمق يصل إلى كيلومتر واحد، والطيور البحرية - حتى 15-20 مترًا، حيث تحصل على طعامها.

من الواضح أن الكائنات الحية على الأرض وفي البيئة المائية تستجيب للتغيرات في الضغط. في وقت من الأوقات لوحظ أن الأسماك يمكن أن تلاحظ حتى تغيرات طفيفة في الضغط. يتغير سلوكهم عندما يتغيرون الضغط الجوي(على سبيل المثال قبل عاصفة رعدية). في اليابان، يتم الاحتفاظ ببعض الأسماك بشكل خاص في أحواض السمك ويتم استخدام التغييرات في سلوكها للحكم على التغيرات المحتملة في الطقس.

يمكن للحيوانات الأرضية، التي تدرك تغيرات طفيفة في الضغط، التنبؤ بالتغيرات في الظروف الجوية من خلال سلوكها.

الضغط غير المتساوي، الناتج عن التسخين غير المتكافئ بواسطة الشمس وتوزيع الحرارة في الماء وفي الهواء الجوي، يخلق ظروفًا لخلط كتل الماء والهواء، أي. تشكيل التيارات. في ظل ظروف معينة، يعد التدفق عاملاً بيئيًا قويًا.

العوامل الهيدرولوجية.

يلعب الماء، باعتباره أحد مكونات الغلاف الجوي والغلاف الصخري (بما في ذلك التربة)، دورًا مهمًا في حياة الكائنات الحية كأحد العوامل البيئية التي تسمى الرطوبة. وفي الوقت نفسه، يمكن أن يكون الماء في الحالة السائلة عاملا يشكل بيئته الخاصة - المائية. نظراً لخصائصه التي تميز الماء عن غيره مركبات كيميائيةفهو في حالته السائلة والحرة يخلق مجموعة معقدة من الظروف في البيئة المائية، ما يسمى بالعوامل الهيدرولوجية.

تتجلى خصائص الماء مثل الموصلية الحرارية والسيولة والشفافية والملوحة بشكل مختلف في الخزانات وهي عوامل بيئية تسمى في هذه الحالة الهيدرولوجية. على سبيل المثال، تكيفت الكائنات المائية بشكل مختلف مع درجات متفاوتة من ملوحة المياه. هناك كائنات المياه العذبة والكائنات البحرية. كائنات المياه العذبة لا تدهش بتنوع أنواعها. أولا، نشأت الحياة على الأرض في مياه البحروثانيًا، تحتل المسطحات المائية العذبة جزءًا صغيرًا من سطح الأرض.

الكائنات البحرية أكثر تنوعا وأكثر عددا. وقد تكيف البعض منهم مع انخفاض الملوحة ويعيشون في مناطق البحر المحلاة وغيرها من المسطحات المائية قليلة الملوحة. في العديد من أنواع هذه الخزانات، لوحظ انخفاض في حجم الجسم. على سبيل المثال، صمامات الرخويات وبلح البحر الصالح للأكل (Mytilus edulis) وبلح البحر لامارك (Cerastoderma lamarcki)، التي تعيش في خلجان بحر البلطيق عند درجة ملوحة تتراوح بين 2-6%، هي أصغر بمقدار 2-4 مرات من الأفراد الذين يعيشون في نفس البحر، فقط بنسبة ملوحة 15%. يعتبر سرطان البحر Carcinus moenas الموجود في بحر البلطيق صغير الحجم، بينما يكون أكبر بكثير في البحيرات ومصبات الأنهار المحلاة. قنافذ البحرفي البحيرات تنمو أصغر مما كانت عليه في البحر. الجمبري المالح (أرتيميا سالينا) عند ملوحة 122% يصل حجمه إلى 10 ملم، ولكن عند 20% ينمو إلى 24-32 ملم. يمكن أن تؤثر الملوحة أيضًا على متوسط ​​العمر المتوقع. تعيش نفس سمكة قلب لامارك لمدة تصل إلى 9 سنوات في مياه شمال المحيط الأطلسي، و5 سنوات في المياه الأقل ملوحة في بحر آزوف.

تعتبر درجة حرارة المسطحات المائية مؤشرًا أكثر ثباتًا من درجة حرارة الأرض. ويرجع ذلك إلى الخصائص الفيزيائية للمياه (السعة الحرارية، والتوصيل الحراري). لا يتجاوز اتساع التقلبات في درجات الحرارة السنوية في الطبقات العليا من المحيط 10-15 درجة مئوية، وفي الخزانات القارية - 30-35 درجة مئوية. ماذا يمكن أن نقول عن الطبقات العميقة من الماء، والتي تتميز بثبات النظام الحراري.

العوامل الحيوية.

لا تتطلب الكائنات الحية التي تعيش على كوكبنا ظروفًا غير حيوية لحياتها فحسب، بل إنها تتفاعل مع بعضها البعض وغالبًا ما تعتمد بشكل كبير على بعضها البعض. تسمى مجموعة العوامل في العالم العضوي التي تؤثر على الكائنات الحية بشكل مباشر أو غير مباشر بالعوامل الحيوية.

العوامل الحيوية متنوعة للغاية، ولكن على الرغم من ذلك، لديهم أيضًا تصنيفهم الخاص. وفق أبسط تصنيفوتنقسم العوامل الحيوية إلى ثلاث مجموعات، والتي تسببها: النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة.

اقترح كليمنتس وشيلفورد (1939) تصنيفهما، الذي يأخذ في الاعتبار الأشكال الأكثر شيوعًا للتفاعل بين كائنين حيين - الإجراءات المشتركة.وتنقسم جميع الائتلافات إلى قسمين مجموعات كبيرةاعتمادًا على ما إذا كانت الكائنات الحية من نفس النوع أو من نوعين مختلفين تتفاعل. أنواع التفاعلات بين الكائنات الحية التي تنتمي إلى نفس النوع هي ردود الفعل المثلية. ردود الفعل غير المتجانسةتسمية أشكال التفاعل بين كائنين حيين من نوعين مختلفين.

ردود الفعل المتماثلة.

من بين تفاعلات الكائنات الحية من نفس النوع يمكن تمييز التفاعلات (التفاعلات) التالية: تأثير جماعي، تأثير جماعيو المنافسة بين الأنواع.

تأثير المجموعة.

تشكل العديد من الكائنات الحية التي يمكنها العيش بمفردها مجموعات. في كثير من الأحيان في الطبيعة يمكنك ملاحظة كيف تنمو بعض الأنواع في مجموعات النباتات.وهذا يمنحهم الفرصة لتسريع نموهم. تشكل الحيوانات أيضًا مجموعات. في مثل هذه الظروف يعيشون بشكل أفضل. عندما تعيش الحيوانات معًا، يكون من الأسهل على الحيوانات الدفاع عن نفسها، والحصول على الغذاء، وحماية نسلها، والبقاء على قيد الحياة بسبب العوامل البيئية المعاكسة. وبالتالي فإن تأثير المجموعة له تأثير إيجابي على جميع أفراد المجموعة.

يمكن أن تختلف المجموعات التي تتحد فيها الحيوانات في الحجم. على سبيل المثال، لا يمكن أن توجد طيور الغاق، التي تشكل مستعمرات ضخمة على سواحل بيرو، إلا إذا كان هناك ما لا يقل عن 10 آلاف طائر في المستعمرة، وهناك ثلاثة أعشاش لكل متر مربع من الأراضي. من المعروف أنه من أجل بقاء الأفيال الأفريقية، يجب أن يتكون القطيع من 25 فردًا على الأقل، وقطيع من الرنة - من 300 إلى 400 حيوان. يمكن لمجموعة الذئاب أن يصل عددها إلى اثني عشر فردًا.

يمكن للتجمعات البسيطة (المؤقتة أو الدائمة) أن تتطور إلى مجموعات معقدة تتكون من أفراد متخصصين يقومون بوظيفتهم المتأصلة في تلك المجموعة (عائلات النحل أو النمل أو النمل الأبيض).

تأثير الشامل.

التأثير الشامل هو ظاهرة تحدث عندما تكون مساحة المعيشة مكتظة بالسكان. وبطبيعة الحال، عند الاندماج في مجموعات، خاصة الكبيرة منها، يحدث أيضًا بعض الاكتظاظ السكاني، ولكن هناك فرق كبير بين التأثيرات الجماعية والكتلة. الأول يعطي مزايا لكل عضو في الجمعية، والآخر، على العكس من ذلك، يقمع النشاط الحياتي للجميع، أي أن له عواقب سلبية. على سبيل المثال، يحدث تأثير الكتلة عندما تتجمع الحيوانات الفقارية معًا. إذا تم الاحتفاظ بعدد كبير من فئران التجارب في قفص واحد، فإن سلوكهم سوف يظهر أعمالاً عدوانية. عندما يتم الاحتفاظ بالحيوانات في مثل هذه الظروف لفترة طويلة، تتحلل أجنة الإناث الحوامل، وتزداد العدوانية لدرجة أن الفئران تقضم ذيول بعضها البعض وآذانها وأطرافها.

يؤدي التأثير الجماعي للكائنات عالية التنظيم إلى حالة من التوتر. في البشر، وهذا يمكن أن يسبب اضطرابات عقلية وانهيارات عصبية.

المنافسة بين الأنواع.

هناك دائمًا نوع من المنافسة بين الأفراد من نفس النوع للحصول على أفضل الظروف المعيشية. كلما زادت الكثافة السكانية لمجموعة معينة من الكائنات الحية، زادت حدة المنافسة. يسمى هذا التنافس بين الكائنات الحية من نفس النوع لظروف معينة من الوجود المنافسة بين الأنواع.

التأثير الشامل والمنافسة بين الأنواع ليسا مفاهيم متطابقة. إذا حدثت الظاهرة الأولى لفترة قصيرة نسبيًا وتنتهي لاحقًا بنخلة المجموعة (الوفيات، وأكل لحوم البشر، وانخفاض الخصوبة، وما إلى ذلك)، فإن المنافسة بين الأنواع موجودة باستمرار وتؤدي في النهاية إلى تكيف أوسع للأنواع مع الظروف البيئية. تصبح الأنواع أكثر تكيفًا من الناحية البيئية. نتيجة للمنافسة بين الأنواع، يتم الحفاظ على النوع نفسه ولا يدمر نفسه نتيجة لهذا الصراع.

يمكن أن تتجلى المنافسة بين الأنواع في أي شيء يمكن للكائنات الحية من نفس النوع أن تطالب به. في النباتات التي تنمو بكثافة، قد تحدث منافسة على الضوء والتغذية المعدنية وما إلى ذلك. على سبيل المثال، عندما تنمو شجرة البلوط بشكل منفصل، يكون لها تاج كروي، فهي منتشرة تمامًا، حيث تتلقى الفروع الجانبية السفلية كمية كافية من الضوء. في مزارع البلوط في الغابة، يتم تظليل الفروع السفلية بالأعلى. الفروع التي لا تتلقى ما يكفي من الضوء تموت. مع نمو شجرة البلوط في الارتفاع، تسقط الفروع السفلية بسرعة، وتأخذ الشجرة شكل الغابة - جذع أسطواني طويل وتاج من الفروع في أعلى الشجرة.

في الحيوانات، تنشأ المنافسة على منطقة معينة، والغذاء، ومواقع التعشيش، وما إلى ذلك. من الأسهل على الحيوانات النشطة تجنب المنافسة الشديدة، لكنها لا تزال تؤثر عليها. كقاعدة عامة، أولئك الذين يتجنبون المنافسة غالبًا ما يجدون أنفسهم في ظروف غير مواتية، فهم أيضًا، مثل النباتات (أو الأنواع المرتبطة بها من الحيوانات)، مجبرون على التكيف مع الظروف التي يجب أن يكونوا راضين عنها.

ردود الفعل غير المتجانسة.

الجدول 1.2.4. أشكال التفاعلات بين الأنواع

	تحتل الأنواع		تحتل الأنواع
شكل التفاعل (coactions)	منطقة واحدة (العيش معًا)		مناطق مختلفة (تعيش بشكل منفصل)
	عرض أ	عرض ب	عرض أ	عرض ب
الحياد
التعايش (النوع أ - التعايش)
التعاون الأولي
التبادلية
Amensalism (النوع A - amensal، النوع B - المانع)
الافتراس (النوع أ - المفترس، النوع ب - الفريسة)
مسابقة

0- التفاعل بين الأنواع لا ينتج عنه مكاسب ولا يسبب ضرراً لأي من الطرفين؛

التفاعلات بين الأنواع تنتج نتائج إيجابية؛ - التفاعل بين الأنواع يؤدي إلى نتائج سلبية.

الحياد.

يحدث الشكل الأكثر شيوعًا للتفاعل عندما لا تؤثر الكائنات الحية من الأنواع المختلفة التي تشغل نفس المنطقة على بعضها البعض بأي شكل من الأشكال. تعد الغابة موطنًا لعدد كبير من الأنواع ويحافظ الكثير منها على علاقات محايدة. على سبيل المثال، يسكن السنجاب والقنفذ في نفس الغابة، لكن بينهما علاقة محايدة، مثل العديد من الكائنات الحية الأخرى. ومع ذلك، فإن هذه الكائنات الحية هي جزء من نفس النظام البيئي. إنها عناصر من كل واحد، وبالتالي، مع دراسة مفصلة، ​​لا يزال من الممكن العثور على اتصالات غير مباشرة، ولكن غير مباشرة، خفية إلى حد ما وغير مرئية للوهلة الأولى.

يأكل. يقدم دوم، في كتابه «البيئة الشعبية»، مثالًا فكاهيًا ولكنه مناسب جدًا لمثل هذه الروابط. يكتب أنه في إنجلترا، تدعم النساء العازبات المسنات قوة حراس الملك. والعلاقة بين الحراس والنساء بسيطة للغاية. تميل النساء العازبات إلى تربية القطط والقطط تصطاد الفئران. كلما زاد عدد القطط، قل عدد الفئران في الحقول. الفئران هي أعداء النحل الطنان لأنها تدمر جحورها التي تعيش فيها. كلما قل عدد الفئران، زاد عدد النحل الطنان. كما تعلمون، فإن النحل الطنان ليس هو الملقح الوحيد للبرسيم. المزيد من النحل الطنان في الحقول يعني حصادًا أكبر للبرسيم. ترعى الخيول على البرسيم، ويحب الحراس أكل لحم الخيل. خلف هذا المثال في الطبيعة يمكنك أن تجد العديد من الروابط الخفية بين الكائنات الحية المختلفة. على الرغم من أنه في الطبيعة، كما يتبين من المثال، فإن القطط لها علاقة محايدة مع الخيول أو الجمل، فهي مرتبطة بها بشكل غير مباشر.

التعايش.

أنواع كثيرة من الكائنات تدخل في علاقات لا يستفيد منها إلا طرف واحد، بينما الآخر لا يعاني من ذلك ولا شيء مفيد. ويسمى هذا الشكل من التفاعل بين الكائنات الحية معايشة.غالبًا ما تظهر التعايشية على أنها تعايش بين كائنات مختلفة. وهكذا، تعيش الحشرات غالبًا في جحور الثدييات أو أعشاش الطيور.

يمكنك غالبًا ملاحظة مثل هذه التسوية المشتركة عندما تبني العصافير أعشاشًا في أعشاش الطيور الجارحة أو طيور اللقلق الكبيرة. بالنسبة للطيور الجارحة، فإن قرب العصافير لا يتداخل، ولكن بالنسبة للعصافير نفسها فهي حماية موثوقة لأعشاشها.

في الطبيعة، هناك حتى نوع يسمى السلطعون المتعايش. يستقر هذا السلطعون الصغير والرشيق عن طيب خاطر في تجويف المحار. ومن خلال القيام بذلك، فإنه لا يزعج الرخويات، لكنه يحصل هو نفسه على مأوى وأجزاء جديدة من الماء وجزيئات مغذية تصل إليه بالماء.

التعاون الأولي.

الخطوة التالية في التفاعل الإيجابي المشترك بين كائنين من نوعين مختلفين هي التعاون الأولي,حيث يستفيد كلا النوعين من التفاعل. وبطبيعة الحال، يمكن لهذه الأنواع أن توجد بشكل منفصل دون أي خسائر. ويسمى هذا النوع من التفاعل أيضًا التعاون الأساسيأو تعاون.

في البحر، ينشأ هذا النوع من التفاعل المتبادل المنفعة، ولكن ليس الإلزامي، عندما تجتمع السرطانات والمزاريب معًا. على سبيل المثال، غالبًا ما تستقر شقائق النعمان على الجانب الظهري من السرطانات، وتمويهها وتحميها بمخالبها اللاذعة. وبدورها، تتلقى شقائق النعمان البحرية قطع الطعام من السرطانات التي تبقى من وجبتها، وتستخدم السرطانات كوسيلة نقل. كل من السرطانات وشقائق النعمان البحرية قادرة على العيش بحرية وبشكل مستقل في الخزان، ولكن عندما تكون قريبة، يستخدم السلطعون مخلبه لزرع شقائق النعمان البحرية على نفسه.

يعد التعشيش المشترك لطيور من أنواع مختلفة في نفس المستعمرة (مالك الحزين وطائر الغاق والخواض وخطاف البحر من أنواع مختلفة، وما إلى ذلك) أيضًا مثالاً للتعاون الذي يستفيد فيه الطرفان، على سبيل المثال، في الحماية من الحيوانات المفترسة.

التبادلية.

المتبادلة (أو التعايش الإلزامي)هي المرحلة التالية من التكيف المتبادل المنفعة للأنواع المختلفة مع بعضها البعض. وهو يختلف عن التعاون الأولي في اعتماده. إذا كانت الكائنات الحية التي تدخل في التواصل في التعاون البدائي يمكن أن توجد بشكل منفصل ومستقل عن بعضها البعض، فإن وجود هذه الكائنات بشكل منفصل أمر مستحيل في التبادلية.

يحدث هذا النوع من التفاعل غالبًا في كائنات حية مختلفة تمامًا، ومتباعدة بشكل منهجي، ولها احتياجات مختلفة. مثال على ذلك العلاقة بين البكتيريا المثبتة للنيتروجين (بكتيريا الحويصلة) والنباتات البقولية. المواد التي يفرزها نظام جذر البقوليات تحفز نمو البكتيريا الحويصلية، وتؤدي فضلات البكتيريا إلى تشوه الشعيرات الجذرية، مما يبدأ في تكوين الحويصلات. تتمتع البكتيريا بالقدرة على استيعاب النيتروجين الجوي، وهو نقص في التربة، ولكنه عنصر غذائي كبير أساسي للنباتات، والذي يعطي في هذه الحالة فائدة عظيمةنباتات البقوليات.

في الطبيعة، العلاقة بين الفطريات وجذور النباتات شائعة جدًا، وتسمى الميكوريزا.تشكل الميسليوم، التي تتفاعل مع أنسجة الجذر، نوعًا من الأعضاء التي تساعد النبات على امتصاص المعادن من التربة بشكل أكثر كفاءة. ومن هذا التفاعل تحصل الفطريات على منتجات عملية التمثيل الضوئي للنبات. لا يمكن للعديد من أنواع الأشجار أن تنمو بدون الجذور الفطرية، وتشكل أنواع معينة من الفطريات الجذور الفطرية مع جذور أنواع معينة من الأشجار (فطر البلوط والفطر الأبيض، والبتولا والبوليتوس، وما إلى ذلك).

ومن الأمثلة الكلاسيكية على التبادلية الأشنات، التي تجمع بين العلاقة التكافلية بين الفطريات والطحالب. الروابط الوظيفية والفسيولوجية بينهما قريبة جدًا بحيث تعتبر منفصلة مجموعةالكائنات الحية. ويقوم الفطر في هذا النظام بتزويد الطحالب بالمياه والأملاح المعدنية، وتقوم الطحالب بدورها بتزويد الفطر بالمواد العضوية التي يقوم بتركيبها بنفسه.

المذهبية.

في بيئة طبيعيةليس كل الكائنات الحية لها تأثير إيجابي على بعضها البعض. هناك العديد من الحالات التي يقوم فيها أحد الأنواع بإيذاء نوع آخر من أجل ضمان سبل عيشه. يسمى هذا الشكل من العمل المشترك، حيث يقوم أحد أنواع الكائنات الحية بقمع نمو وتكاثر كائن حي من نوع آخر دون خسارة أي شيء، التضاد (التضاد).تسمى النظرة المكتئبة في الزوجين المتفاعلين أمنسالوم,ومن يقمع - المانع.

من الأفضل دراسة Amensalism في النباتات. خلال حياتهم، تنطلق النباتات في البيئة المواد الكيميائيةوهي العوامل المؤثرة على الكائنات الحية الأخرى. فيما يتعلق بالنباتات، فإن amensalism لها اسمها الخاص - التضاد.من المعروف أنه بسبب إطلاق المواد السامة من جذورها، فإن Nechuyviter volokhatenki يزيح النباتات السنوية الأخرى ويشكل غابة مستمرة من نوع واحد على مساحات واسعة. في الحقول، تزاحم عشبة القمح والأعشاب الضارة الأخرى النباتات المزروعة أو تمنعها. الجوز والبلوط قمع النباتات العشبية تحت تيجانهم.

يمكن للنباتات أن تفرز مواد أليباثية ليس فقط من جذورها، ولكن أيضًا من الجزء الموجود فوق سطح الأرض من جسمها. تسمى المواد الأليباثية المتطايرة التي تطلقها النباتات في الهواء المبيدات النباتية.في الأساس، لديهم تأثير مدمر على الكائنات الحية الدقيقة. يدرك الجميع جيدًا التأثير الوقائي المضاد للميكروبات للثوم والبصل والفجل. تنتج الأشجار الصنوبرية الكثير من المبيدات النباتية. ينتج هكتار واحد من مزارع العرعر أكثر من 30 كجم من المبيدات النباتية سنويًا. غالبا ما تستخدم الأنواع الصنوبرية المناطق المأهولة بالسكانلإنشاء شرائح صحية وقائية حول الصناعات المختلفة، مما يساعد على تنقية الهواء.

لا تؤثر المبيدات النباتية سلبًا على الكائنات الحية الدقيقة فحسب ، بل تؤثر أيضًا على الحيوانات. منذ فترة طويلة تستخدم النباتات المختلفة في الحياة اليومية للسيطرة على الحشرات. لذلك، Baglitsa والخزامى علاج جيدلمحاربة العث.

ومن المعروف أيضًا أن التضاد الحيوي موجود في الكائنات الحية الدقيقة. تم اكتشافه لأول مرة. بابيش (1885) وأعاد اكتشافه أ. فليمنج (1929). وقد تبين أن فطر البنسلين يفرز مادة (البنسلين) تمنع نمو البكتيريا. ومن المعروف على نطاق واسع أن بعض بكتيريا حمض اللاكتيك تعمل على تحميض بيئتها بحيث لا يمكن للبكتيريا المتعفنة، التي تتطلب بيئة قلوية أو محايدة، أن تتواجد فيها. تُعرف المواد الكيميائية الألوباثيكية المشتقة من الكائنات الحية الدقيقة باسم مضادات حيوية.تم بالفعل وصف أكثر من 4 آلاف مضاد حيوي، لكن حوالي 60 نوعًا فقط من أصنافها تستخدم على نطاق واسع في الممارسة الطبية.

يمكن أيضًا حماية الحيوانات من الأعداء عن طريق إفراز مواد لها تأثير رائحة كريهة(على سبيل المثال، بين الزواحف - السلاحف النسر، الثعابين؛ الطيور - فراخ الهدهد؛ الثدييات - الظربان، القوارض).

افتراس.

تعتبر السرقة بالمعنى الواسع للكلمة وسيلة للحصول على الغذاء وإطعام الحيوانات (أحيانًا النباتات)، حيث يصطادون ويقتلون ويأكلون الحيوانات الأخرى. في بعض الأحيان يفهم هذا المصطلح على أنه أي استهلاك لبعض الكائنات الحية من قبل الآخرين، أي. مثل هذه العلاقات بين الكائنات الحية التي يستخدم بعضها البعض الآخر كغذاء. بهذا الفهم، يعتبر الأرنب حيوانًا مفترسًا بالنسبة للعشب الذي يستهلكه. لكننا سنستخدم فهمًا أضيق للافتراس، حيث يتغذى كائن حي على كائن حي آخر، وهو قريب من الأول من الناحية المنهجية (على سبيل المثال، الحشرات التي تتغذى على الحشرات؛ الأسماك التي تتغذى على الأسماك؛ الطيور التي تتغذى على الزواحف، الطيور والثدييات التي تتغذى على الطيور والثدييات). تسمى الحالة القصوى للافتراس، حيث يتغذى نوع ما على كائنات حية من نوعه أكل لحوم البشر.

في بعض الأحيان يختار المفترس فريسة بأعداد لا تؤثر سلبًا على حجم سكانه. من خلال القيام بذلك، يساهم المفترس في تحسين حالة مجموعة الفرائس، والتي تكيفت أيضًا بالفعل مع ضغط المفترس. معدل المواليد في مجموعات الفرائس أعلى من المعدل المطلوب للحفاظ على أعدادها بشكل طبيعي. من الناحية المجازية، يأخذ سكان الفريسة في الاعتبار ما يجب أن يختاره المفترس.

المنافسة بين الأنواع.

بين الكائنات الحية من أنواع مختلفة، وكذلك بين الكائنات الحية من نفس النوع، تنشأ تفاعلات يحاولون من خلالها الحصول على نفس المورد. مثل هذا التعاون بين أنواع مختلفةتسمى المنافسة بين الأنواع. بمعنى آخر، يمكننا القول أن المنافسة بين الأنواع هي أي تفاعل بين مجموعات من الأنواع المختلفة يؤثر سلبًا على نموها وبقائها.

قد تكون عواقب هذه المنافسة هي إزاحة كائن حي لآخر من نظام بيئي معين (مبدأ الاستبعاد التنافسي). وفي الوقت نفسه، تعزز المنافسة ظهور العديد من التكيفات من خلال عملية الاختيار، مما يؤدي إلى تنوع الأنواع التي تتواجد في مجتمع أو منطقة معينة.

قد يتعلق التفاعل التنافسي بالمساحة أو الطعام أو العناصر الغذائية أو الضوء والعديد من العوامل الأخرى. يمكن أن تؤدي المنافسة بين الأنواع، اعتمادًا على ما تقوم عليه، إما إلى تحقيق التوازن بين نوعين، أو، في حالة المنافسة الأكثر حدة، إلى استبدال مجموعة من نوع ما بسكان من نوع آخر. كما قد تكون نتيجة المنافسة أن يقوم أحد الأنواع بإزاحة نوع آخر إلى مكان آخر أو إجباره على التحول إلى موارد أخرى.

3.1. العوامل غير الحيوية

العوامل اللاأحيائية (من اليونانية - عديمة الحياة) هي مكونات وظواهر ذات طبيعة غير عضوية وغير حية تؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على الكائنات الحية. وفقًا للتصنيف الحالي، يتم تمييز العوامل اللاأحيائية التالية: المناخية، والتربة (التربة)، والجبلية أو الطبوغرافية، والهيدروغرافية (البيئة المائية)، والكيميائية (الجدول 1). بعض أهم العوامل اللاأحيائية هي الضوء ودرجة الحرارة والرطوبة.

الجدول 1 - تصنيف العوامل البيئية البيئية

العوامل غير الحيوية	الحيوية	من صنع الإنسان
المناخية: الإشعاع الشمسي، ظروف الإضاءة والضوء، درجة الحرارة، الرطوبة، هطول الأمطار، الرياح، الضغط، إلخ. إيدافيك: التركيب الميكانيكي والكيميائي للتربة، وسعة الرطوبة، والمياه، والهواء، والظروف الحرارية للتربة، ومستوى المياه الجوفية، وما إلى ذلك. أوروغرافية (طوبوغرافية): الإغاثة (تشير إلى العوامل البيئية المؤثرة بشكل غير مباشر، لأنها لا تؤثر بشكل مباشر على حياة الكائنات الحية)؛ التعرض (موقع عناصر الإغاثة بالنسبة للنقاط الأساسية والرياح السائدة التي تجلب الرطوبة)؛ الإرتفاع فوق مستوى سطح البحر. الهيدروغرافية: عوامل البيئة المائية. المواد الكيميائية: تكوين الغاز في الغلاف الجوي، تكوين الملح في الماء.	نباتي (تأثير النباتات) الحيوان (التأثير الحيوانات) وتنقسم العوامل الحيوية إلى: مسابقة، افتراس,	مع النشاط البشري

ضوء.يعد الإشعاع الشمسي المصدر الرئيسي للطاقة لجميع العمليات التي تحدث على الأرض. وتتميز في طيف الإشعاع الشمسي مناطق تختلف في تأثيراتها البيولوجية: الأشعة فوق البنفسجية، والمرئية، والأشعة تحت الحمراء. الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي أقل من 0.290 ميكرون مدمرة لجميع الكائنات الحية. تتأخر طبقة الأوزون في الغلاف الجوي هذا الإشعاع، ولا يصل إلى سطح الأرض سوى جزء من الأشعة فوق البنفسجية (0.300-0.400 ميكرون)، وهو ما يكون له تأثير مفيد على الكائنات الحية بجرعات صغيرة.

يبلغ الطول الموجي للأشعة المرئية 0.400-0.750 ميكرون، وتمثل معظم طاقة الإشعاع الشمسي التي تصل إلى سطح الأرض. هذه الأشعة خاصة مهمللحياة على الأرض. تقوم النباتات الخضراء بتصنيع المواد العضوية باستخدام طاقة هذا الجزء المعين من الطيف الشمسي. الأشعة تحت الحمراء ذات الطول الموجي الأكبر من 0.750 ميكرون لا تراها العين البشرية، ولكنها تعتبر حرارة وهي مصدر مهم للطاقة الداخلية. وبالتالي فإن الضوء له تأثير غامض على الكائنات الحية. فمن ناحية، فهو المصدر الأساسي للطاقة، وبدونه تكون الحياة على الأرض مستحيلة، ومن ناحية أخرى، يمكن أن يكون له تأثير سلبي على الكائنات الحية.

وضع الضوء . عند المرور عبر الهواء الجوي ضوء الشمس(الشكل 3.1) ينعكس وينتشر ويمتص. يتميز كل موطن بنظام إضاءة معين. يتم تحديده من خلال نسبة شدة (قوة) وكمية وجودة الضوء. مؤشرات نظام الضوء متغيرة للغاية وتعتمد على الموقع الجغرافي والتضاريس والارتفاع والظروف الجوية والوقت من السنة واليوم ونوع الغطاء النباتي وعوامل أخرى. يتم قياس الشدة أو قوة الإضاءة بعدد الجول لكل 1 سم 2 من السطح الأفقي في الدقيقة. يتأثر هذا المؤشر بشكل كبير بميزات التضاريس: على المنحدرات الجنوبية تكون شدة الضوء أكبر منها في المنحدرات الشمالية. الضوء المباشر هو الأكثر كثافة، لكن النباتات تستخدم الضوء المنتشر بشكل كامل. كمية الضوء هي مؤشر يتم تحديده بواسطة الإشعاع الكلي. لتحديد نظام الضوء، يتم أخذ كمية الضوء المنعكس في الاعتبار أيضًا، ما يسمى بالبياض. يتم التعبير عنها كنسبة مئوية من إجمالي الإشعاع. على سبيل المثال، بياض أوراق القيقب الخضراء 10%، وبياض أوراق الخريف الصفراء 28%. يجب التأكيد على أن النباتات تعكس بشكل أساسي الأشعة غير النشطة من الناحية الفسيولوجية.

فيما يتعلق بالضوء، تتميز المجموعات البيئية التالية من النباتات: محبة للضوء(ضوء)، محبة للظل(ظل)، متسامح الظل. تعيش الأنواع المحبة للضوء في منطقة الغابات في الأماكن المفتوحة وهي نادرة. أنها تشكل غطاء نباتي متناثر ومنخفض حتى لا تظليل بعضها البعض. النباتات المحبة للظل لا تتحمل الضوء القوي وتعيش تحت مظلة الغابة في ظل ثابت. هذه هي في الأساس أعشاب الغابات. يمكن للنباتات التي تتحمل الظل أن تعيش في ضوء جيد، ولكن يمكنها بسهولة تحمل بعض التظليل. وتشمل هذه معظم نباتات الغابات. وبسبب هذا الموطن المحدد، تتميز هذه المجموعات من النباتات بميزات تكيفية معينة. في الغابة، تشكل النباتات التي تتحمل الظل مواقف مغلقة بكثافة. يمكن أن تنمو الأشجار والشجيرات التي تتحمل الظل تحت مظلاتها، كما يمكن للشجيرات والأعشاب الأكثر تحملاً للظل والمحبة للظل أن تنمو تحتها.

الشكل 3.1 - توازن الإشعاع الشمسي على السطح

الأرض في النهار (بحسب N. I. نيكولايكين، 2004)

الضوء هو شرط لتوجيه الحيوانات. تنقسم الحيوانات إلى أنواع نهارية وليلية وشفقية. يؤثر نظام الضوء أيضًا على التوزيع الجغرافي للحيوانات. وهكذا فإن أنواعًا معينة من الطيور والثدييات تستقر في مناطق خطوط العرض العليا ذات الأيام القطبية الطويلة في الصيف، وفي الخريف، عندما يقصر النهار، تهاجر أو تهاجر جنوبًا.

إن أحد أهم العوامل البيئية، وهو عامل عالمي لا يمكن الاستغناء عنه، هو درجة حرارة . إنه يحدد مستوى نشاط الكائنات الحية، ويؤثر العمليات الأيضيةوالتكاثر والتطور وجوانب أخرى من حياتهم. توزيع الكائنات الحية يعتمد على ذلك. تجدر الإشارة إلى أنه اعتمادًا على درجة حرارة الجسم ، يتم التمييز بين الكائنات الحية ذات الحرارة العالية والكائنات الحرارية المتجانسة. الكائنات الحية المتغيرة الحرارة (من اليونانية - المتنوعة والحرارة) هي حيوانات من ذوات الدم البارد ذات درجة حرارة الجسم الداخلية غير المستقرة، والتي تختلف باختلاف درجة الحرارة المحيطة. وتشمل هذه جميع اللافقاريات، وتشمل الفقاريات الأسماك والبرمائيات والزواحف. عادة ما تكون درجة حرارة الجسم أعلى بمقدار 1-2 درجة مئوية من درجة الحرارة الخارجية أو تساويها. عندما ترتفع أو تنخفض درجة الحرارة البيئية إلى ما هو أبعد من القيم المثالية، تدخل هذه الكائنات في حالة سبات أو تموت. يرجع غياب آليات التنظيم الحراري المثالية في الحيوانات ذات الدم المتغير إلى التطور الضعيف نسبيًا الجهاز العصبيوانخفاض مستوى التمثيل الغذائي مقارنة بالكائنات الحرارية. الكائنات الحية الحرارية هي حيوانات من ذوات الدم الحار تكون درجة حرارتها ثابتة إلى حد ما، وكقاعدة عامة، لا تعتمد على درجة الحرارة المحيطة. وتشمل هذه الثدييات والطيور، حيث يرتبط ثبات درجة الحرارة بمستوى أعلى من التمثيل الغذائي مقارنة بالكائنات الحية المتغيرة الحرارة. بالإضافة إلى ذلك، لديهم طبقة عازلة للحرارة (طبقة الريش، الفراء، الدهون). درجة حرارتها مرتفعة نسبيًا: في الثدييات تصل إلى 36-37 درجة مئوية، وفي الطيور أثناء الراحة - تصل إلى 40-41 درجة مئوية.

الوضع الحراري . كما ذكرنا، تعتبر درجة الحرارة عاملاً بيئياً مهماً يؤثر على وجود الكائنات الحية وتطورها وتوزيعها. في الوقت نفسه، ليس فقط الكمية المطلقة للحرارة مهمة، ولكن أيضًا توزيعها بمرور الوقت، أي النظام الحراري. يتكون النظام الحراري للنباتات من ظروف درجة الحرارة التي تتميز بمدة أو بأخرى وتغير في تسلسل معين مع عوامل أخرى. وفي الحيوانات، فإنه أيضًا، بالإضافة إلى عدد من العوامل الأخرى، يحدد نشاطهم اليومي والموسمي. يكون النظام الحراري ثابتًا نسبيًا على مدار العام فقط في المناطق الاستوائية. وفي الشمال والجنوب، تزداد التغيرات في درجات الحرارة اليومية والموسمية مع البعد عن خط الاستواء. تظهر النباتات والحيوانات، التي تتكيف معها، احتياجات مختلفة للحرارة في فترات مختلفة. على سبيل المثال، يحدث إنبات البذور عند درجات حرارة أقل من فترة نموها اللاحقة؛ في الكائنات الحية المختلفة، تخضع العمليات البيولوجية في درجات الحرارة المثلى قاعدة فانت هوف، والتي بموجبها يزيد معدل التفاعلات الكيميائية 2-3 مرات مع كل زيادة بمقدار 10 درجات مئوية في درجة الحرارة بالنسبة للنباتات، مثل الحيوانات، فإن إجمالي كمية الحرارة التي يمكن أن تتلقاها من البيئة أمر مهم. تسمى درجات الحرارة التي تقع فوق العتبة الدنيا للتطور ولا تتجاوز العتبة العليا درجات الحرارة الفعالة. يتم تحديد كمية الحرارة اللازمة للتنمية من خلال مجموع درجات الحرارة الفعالة، أو مجموع الحرارة. يمكن تحديد درجة الحرارة الفعالة بسهولة من خلال معرفة عتبة التطوير المنخفضة ودرجة الحرارة المرصودة. على سبيل المثال، إذا كانت العتبة الدنيا لتطور الكائن الحي هي 10 درجات مئوية، وكانت درجة الحرارة كذلك هذه اللحظة 25 درجة مئوية، ثم درجة حرارة فعالةستكون مساوية لـ 15 درجة مئوية (25-10 درجة مئوية). إن مجموع درجات الحرارة الفعالة لكل نوع من النباتات والحيوانات المتغيرة الحرارة هو قيمة ثابتة نسبيًا.

تتمتع النباتات بتكيفات تشريحية ومورفولوجية وفسيولوجية مختلفة تعمل على تخفيف الآثار الضارة لدرجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة: شدة النتح (مع انخفاض درجة الحرارة، يحدث تبخر الماء عبر الثغور بشكل أقل كثافة، ونتيجة لذلك، ينخفض ​​نقل الحرارة والعكس)؛ تراكم الأملاح في الخلايا مما يغير درجة حرارة تخثر البلازما، خاصية الكلوروفيل تمنع تغلغل أشعة الشمس الحارة. إن تراكم السكر والمواد الأخرى في خلايا النباتات المقاومة للصقيع والذي يزيد من تركيز عصارة الخلية يجعل النبات أكثر مرونة وله أهمية كبيرة في التنظيم الحراري. ويمكن أيضًا رؤية تأثير الظروف الحرارية على الحيوانات. مع انتقالنا من القطبين إلى خط الاستواء، تزداد أحجام الحيوانات المتشابهة بشكل منهجي ذات درجات حرارة الجسم غير المستقرة، وتنخفض مع درجات حرارة ثابتة. ويعكس هذا الحكم حكم بيرجمان. ومن أسباب هذه الظاهرة ارتفاع درجات الحرارة في المناطق الاستوائية وشبه الاستوائية. وفي الأشكال الصغيرة، تزداد المساحة السطحية النسبية للجسم ويزداد انتقال الحرارة، مما يكون له تأثير سلبي في مناطق خطوط العرض المعتدلة والعالية، وبشكل أساسي على الحيوانات ذات درجة حرارة الجسم غير المستقرة. درجة حرارة الجسم للكائنات الحية لها تأثير كبير في تشكيل الشكل. تحت تأثير العامل الحراري يشكلون مثل هذا الخصائص المورفولوجيةكسطح عاكس. رواسب الدهون والزغب والريش والفراء في الطيور والثدييات. وفي القطب الشمالي، وفي أعالي الجبال، تكون معظم الحشرات داكنة اللون، مما يعزز امتصاص أشعة الشمس. في الحيوانات ذات درجة حرارة الجسم الثابتة في المناطق المناخية الباردة، هناك ميل لتقليل مساحة الأجزاء البارزة من الجسم - حكم ألينلأنها تطلق أكبر قدر من الحرارة في البيئة (الشكل 3.2). في الثدييات، عند درجات الحرارة المنخفضة، يقل حجم الذيل والأطراف والأذنين نسبيًا، ويتطور الشعر بشكل أفضل. وبالتالي، فإن حجم آذان الثعلب القطبي الشمالي (أحد سكان التندرا) صغير؛ فهي تنمو في الثعلب، وهي نموذجية لخطوط العرض المعتدلة، وتصبح كبيرة جدًا في الثعلب الفنك (أحد سكان صحاري أفريقيا). بشكل عام، فيما يتعلق بدرجة الحرارة، تهدف التغيرات التشريحية والمورفولوجية في كل من النباتات والحيوانات في المقام الأول إلى تنظيم مستوى فقدان الحرارة. في سياق التطور التاريخي الطويل، والتكيف مع التغيرات الدورية في ظروف درجة الحرارة، طورت الكائنات الحية، بما في ذلك تلك التي تعيش في الغابات، احتياجات مختلفة للحرارة في فترات مختلفة من الحياة.

الشكل 3.2 - الاختلافات في طول الأذن بين ثلاثة أنواع من الثعالب،

الذين يعيشون في مناطق جغرافية مختلفة

(بحسب أ.س. ستيبانوفسكيخ، 2003)

تؤثر الظروف الحرارية أيضًا على توزيع النباتات والحيوانات حول العالم. لقد تم تكييفها تاريخياً مع ظروف حرارية معينة. ولذلك فإن عامل درجة الحرارة يرتبط مباشرة بتوزيع النباتات والحيوانات. إلى حد ما، فإنه يحدد عدد سكان المناطق الطبيعية المختلفة من قبل الكائنات الحية. في عام 1918، صاغ أ. هولكينز القانون المناخي الحيوي. لقد أثبت أن هناك علاقة طبيعية وثيقة إلى حد ما بين تطور الظواهر الفينولوجية وخطوط العرض والطول والارتفاع. جوهر هذا القانون هو أنه عندما تتحرك شمالًا وشرقًا وداخل الجبال، فإن وقت ظهور الظواهر الدورية (مثل الإزهار والإثمار وتساقط الأوراق) في النشاط الحيوي للكائنات الحية يتأخر بمقدار 4 أيام لكل درجة. خط عرض، وخط طول 5 درجات، وارتفاع حوالي 100 متر. هناك علاقة بين حدود توزيع النباتات والحيوانات مع عدد الأيام في السنة مع متوسط ​​درجة حرارة معينة. على سبيل المثال، تتطابق العزلات التي يبلغ متوسط ​​درجات الحرارة اليومية فيها أكثر من 7 درجات مئوية لأكثر من 225 يومًا في السنة مع الحد الأقصى لتوزيع خشب الزان في أوروبا. ومع ذلك، فإن متوسط ​​\u200b\u200bدرجات الحرارة اليومية ليس له أهمية كبيرة، ولكن تقلباتها مع العوامل البيئية الأخرى والظروف المناخية البيئية والمناخية الدقيقة.

ويرتبط توزيع الحرارة عوامل مختلفة: وجود المسطحات المائية (نطاق التقلبات في درجات الحرارة بالقرب منها أصغر)؛ ميزات التضاريس وتضاريس المنطقة. وهكذا، على المنحدرات الشمالية والجنوبية من التلال والوديان، لوحظت اختلافات كبيرة في درجات الحرارة. تؤثر التضاريس التي تحدد تعرض المنحدرات على درجة تسخينها. وهذا يؤدي إلى تكوين جمعيات نباتية ومجموعات حيوانية مختلفة قليلاً على المنحدرات الجنوبية والشمالية. في جنوب التندرا، توجد نباتات الغابات على المنحدرات في وديان الأنهار، في السهول الفيضية أو على التلال في وسط السهل، لأن هذه هي الأماكن الأكثر دفئا.

مع تغير درجة حرارة الهواء، تتغير درجة حرارة التربة أيضًا. تختلف درجة حرارة التربة المختلفة اعتمادًا على اللون والبنية والرطوبة والتعرض. يتم منع تسخين وتبريد سطح التربة عن طريق الغطاء النباتي. خلال النهار، تكون درجة حرارة الهواء تحت مظلة الغابة أقل دائمًا مما هي عليه في الأماكن المفتوحة، وفي الليل تكون أكثر دفئًا في الغابة منها في الحقل. يؤثر هذا على تكوين أنواع الحيوانات: حتى في نفس المنطقة غالبًا ما تكون مختلفة.

وتشمل العوامل البيئية الهامة الرطوبة (الماء) . الماء ضروري لأي بروتوبلازم. تحدث جميع العمليات الفسيولوجية بمشاركة الماء. تستخدم الكائنات الحية المحاليل المائية (مثل الدم والعصارات الهضمية) للحفاظ على عملياتها الفسيولوجية. إنه يحد من نمو وتطور النباتات في كثير من الأحيان أكثر من العوامل البيئية الأخرى. من وجهة نظر بيئية، تعمل المياه كعامل مقيد سواء في الموائل الأرضية أو في المياه، حيث تخضع كميتها لتقلبات قوية. تجدر الإشارة إلى أن الكائنات الأرضية تفقد الماء باستمرار وتحتاج إلى تجديد منتظم. في عملية التطور، قاموا بتطوير العديد من التعديلات التي تنظم استقلاب الماء. احتياجات النبات من الماء فترات مختلفةويختلف التطور، خاصة بين الأنواع المختلفة. ويختلف حسب المناخ ونوع التربة. لكل مرحلة من مراحل النمو ومرحلة تطور أي نوع من النباتات، هناك فترة حرجة يكون فيها لنقص المياه تأثير سلبي بشكل خاص على حياته. في كل مكان تقريبا، باستثناء المناطق الاستوائية الرطبة، تعاني النباتات الأرضية من الجفاف، ونقص مؤقت في المياه. نقص الرطوبة يقلل من نمو النبات ويسبب قصر القامة والعقم بسبب تخلف الأعضاء التوليدية. يتجلى الجفاف الجوي بقوة في درجات حرارة الصيف المرتفعة وجفاف التربة - مع انخفاض رطوبة التربة. وفي الوقت نفسه، هناك نباتات حساسة لنقص واحد أو آخر. يمكن أن يعيش خشب الزان في تربة جافة نسبيًا، لكنه حساس جدًا لرطوبة الهواء. تتطلب نباتات الغابات نسبة عالية من بخار الماء في الهواء. تحدد رطوبة الهواء وتيرة الحياة النشطة للكائنات الحية، والديناميكيات الموسمية لدورات الحياة، وتؤثر على مدة تطورها، وخصوبتها، ووفياتها.

وكما ترون، يلعب كل من هذه العوامل دورًا رئيسيًا في حياة الكائنات الحية. لكن التأثير المشترك للضوء ودرجة الحرارة والرطوبة مهم أيضًا بالنسبة لهم. الغازات الجوية (الأكسجين، ثاني أكسيد الكربون، الهيدروجين)، العناصر الغذائية (الفوسفور، النيتروجين)، الكالسيوم، الكبريت، المغنيسيوم، النحاس، الكوبالت، الحديد، الزنك، البورون، السيليكون؛ تؤثر التيارات والضغط والملوحة والعوامل البيئية غير الحيوية الأخرى على الكائنات الحية. يتم عرض البيانات الموجزة عن العوامل البيئية اللاأحيائية الرئيسية وإيقاع ونطاق عملها في الجدول 2.

سابق

مقدمة

كل يوم، في عجلة من أمرك، تمشي في الشارع، ترتجف من البرد أو التعرق من الحرارة. وبعد يوم عمل تذهب إلى المتجر وتشتري الطعام. عند مغادرة المتجر، تقوم بإيقاف حافلة صغيرة عابرة على عجل وتجلس بلا حول ولا قوة على أقرب مكان مجاني. بالنسبة للكثيرين، هذه طريقة حياة مألوفة، أليس كذلك؟ هل فكرت يومًا كيف تسير الحياة من وجهة نظر بيئية؟ إن وجود البشر والنباتات والحيوانات لا يمكن تحقيقه إلا من خلال تفاعلهم. لا يمكنها الاستغناء عن تأثير الطبيعة غير الحية. كل من هذه الأنواع من التأثير له تسمية خاصة به. لذلك، هناك ثلاثة أنواع فقط من التأثير على البيئة. هذه هي العوامل البشرية والحيوية وغير الحيوية. دعونا ننظر إلى كل واحد منهم وتأثيره على الطبيعة.

1. العوامل البشرية - التأثير على طبيعة جميع أشكال النشاط البشري

عند ذكر هذا المصطلح، لا تتبادر إلى ذهني أي فكرة إيجابية. حتى عندما يفعل الناس شيئًا جيدًا للحيوانات والنباتات، فإن ذلك يحدث بسبب عواقب أفعال سيئة ارتكبوها سابقًا (على سبيل المثال، الصيد غير المشروع).

العوامل البشرية (أمثلة):

• تجفيف المستنقعات.
• تسميد الحقول بالمبيدات الحشرية.
• الصيد الجائر.
• النفايات الصناعية (الصورة).

خاتمة

كما ترون، فإن الناس في الأساس لا يتسببون إلا في الإضرار بالبيئة. وبسبب زيادة الإنتاج الاقتصادي والصناعي، حتى التدابير البيئية التي وضعها متطوعين نادرين (إنشاء محميات طبيعية، وتجمعات بيئية) لم تعد تساعد.

2. العوامل الحيوية – تأثير الطبيعة الحية على الكائنات الحية المختلفة

ببساطة، إنه تفاعل النباتات والحيوانات مع بعضها البعض. يمكن أن تكون إيجابية وسلبية. هناك عدة أنواع من هذا التفاعل:

1. المنافسة - مثل هذه العلاقات بين الأفراد من نفس النوع أو الأنواع المختلفة التي يؤدي فيها استخدام مورد معين من قبل أحدهم إلى تقليل توفره للآخرين. بشكل عام، في المنافسة، تتقاتل الحيوانات أو النباتات فيما بينها من أجل الحصول على قطعة الخبز الخاصة بها

2. التبادلية هي العلاقة التي يحصل فيها كل نوع على منفعة معينة. ببساطة، عندما تكمل النباتات و/أو الحيوانات بعضها البعض بشكل متناغم.

3. التعايش هو شكل من أشكال التعايش بين الكائنات الحية من مختلف الأنواع، حيث يستخدم أحدها منزل المضيف أو الكائن الحي كمكان للاستقرار ويمكن أن يتغذى على بقايا الطعام أو منتجات نشاطه الحيوي. وفي نفس الوقت لا يضر ولا ينفع صاحبه. على العموم، إضافة صغيرة وغير ملحوظة.

العوامل الحيوية (أمثلة):

التعايش بين الأسماك والأورام الحميدة المرجانية، والأوليات الجلدية والحشرات، والأشجار والطيور (مثل نقار الخشب)، وزرزور المينا، ووحيد القرن.

خاتمة

على الرغم من أن العوامل الحيوية يمكن أن تكون ضارة بالحيوانات والنباتات والإنسان، إلا أن لها فوائد كبيرة أيضًا.

3. العوامل اللاأحيائية – تأثير الطبيعة غير الحية على مجموعة متنوعة من الكائنات الحية

نعم، وتلعب الطبيعة غير الحية أيضًا دورًا مهمًا في العمليات الحياتية للحيوانات والنباتات والبشر. ولعل العامل اللاأحيائي الأكثر أهمية هو الطقس.

العوامل اللاأحيائية: أمثلة

العوامل اللاأحيائية هي درجة الحرارة والرطوبة والضوء وملوحة الماء والتربة، وكذلك الهواء وتركيبته الغازية.

خاتمة

يمكن أن تكون العوامل اللاأحيائية ضارة بالحيوانات والنباتات والبشر، لكنها لا تزال مفيدة لهم بشكل عام

الحد الأدنى

العامل الوحيد الذي لا يفيد أحدا هو العامل البشري. نعم، كما أنه لا يجلب أي خير للإنسان، على الرغم من أنه متأكد من أنه يغير الطبيعة لمصلحته، ولا يفكر في ما سيتحول إليه هذا "الخير" له ولنسله بعد عشر سنوات. لقد دمر البشر بالفعل العديد من أنواع الحيوانات والنباتات التي كان لها مكانها في النظام البيئي العالمي. إن المحيط الحيوي للأرض يشبه الفيلم الذي لا توجد فيه أدوار ثانوية، بل جميعها هي الأدوار الرئيسية. تخيل الآن أنه تمت إزالة بعضها. ماذا سيحدث في الفيلم؟ هكذا هو الحال في الطبيعة: إذا اختفت أصغر حبة رمل، فسوف ينهار بناء الحياة العظيم.