Основные абиотические факторы и их влияние на организмы

Человек издавна  оказывал влияние на природу, воздействуя  как на отдельные виды растений и  животных, так и на сообщества в  целом. Но лишь в текущем столетии рост населения, а главным образом  качественный скачок в развитии науки  и техники привели к тому, что  антропогенные воздействия по своему значению для биосферы вышли на один уровень с естественными факторами  планетарного масштаба. Преобразования ландшафтов в города и иные поселения  человека, в сельскохозяйственные угодья и промышленные комплексы охватило уже более 20% территории суши. 

Количество перемещаемого  в процессе производственной деятельности вещества в наше время на порядок  выше величин естественных рельефообразующих  процессов. Расход кислорода в промышленности и транспорте составляет в масштабе всей биосферы порядка 10% планетарной  продукции фотосинтеза; в некоторых  странах техногенное потребление  кислорода превышает его производство растениями. В наши дни воздействие  человека на природные системы становится направляющей силой дальнейшей эволюции экосистем. 

Век научно-технической  революции означает переход биосферы в новую фазу, которую акад. В.И. Вернадский назвал сферой ведущего значения человеческого разума. «Биосфера  XX столетия, - писал он еще в 1944г., - превращается в ноосферу, создаваемую, прежде всего ростом науки, научного понимания и основанного на ней социального труда человека». 

Широко бытует представление  о том, что ноосфера характеризуется  в первую очередь разумным ведением хозяйственной деятельности. Видимо, из этого исходил и В.И. Вернадский. Однако принципиальным нужно считать  то обстоятельство, что сила человеческого  разума через достижения науки и  техники становится ведущим фактором перестройки природных систем и  их дальнейшей эволюции. «Разумный» образ  сочетания различных форм деятельности - одна из составляющих научно-технического прогресса; как показывает опыт, это  качество формируется позднее, чем  реальная возможность эффективного влияния на природу, и стимулируется  негативными результатами стихийного развития хозяйства. В основе отрицательных  форм влияния человека на биосферу. Лежит именно расхождение технологических  возможностей такого влияния и осознания  отдаленных экологических последствий  вмешательства в биосферные процессы. 

Эксплуатация природных  ресурсов может иметь разные экологические  последствия. Принято делить ресурсы  на: 

- неисчерпаемые, 

- исчерпаемые. 

К первым относятся  ресурсы космического масштаба, такие, как солнечная радиация, энергия  морских приливов и т. п., источник которых не подвержен влиянию  со стороны человека. Можно лишь говорить о количественных изменениях, вносимых его деятельностью, например снижение притока солнечной радиации к поверхности Земли, связанное  с загрязнением атмосферы. Масштабы такого загрязнения подчас могут  быть сопоставимы с результатами интенсивной вулканической деятельности в прошлые эпохи. 

К неисчерпаемым  относятся и водные ресурсы планеты: в масштабе всей гидросферы запасы воды остаются неизменными. Но в конкретных регионах обмеление рек и озер, связанное с гидростроительством, созданием оросительных сетей и  другими формами хозяйственной  деятельности, ставит проблему пресной  воды на одно из первых мест. Практически  неисчерпаемые ресурсы вод Мирового океана подвергаются крупномасштабному  изменению в результате загрязнения  нефтью и другими веществами, что  вносит подчас существенные изменения  в состав и структуру водных экосистем. 

Нередко говорят  о климатических ресурсах, также  относя их к неисчерпаемым. По-видимому, трактовка климата как ресурса  не точна; правильнее говорить о комплексе  климатических факторов, также подверженном определенным влияниям промышленной и  иной деятельности человека. 

Исчерпаемые ресурсы  включают запасы каменного угля, торфа, нефти и других полезных ископаемых, темпы, использования которых несравненно  выше, чем скорость естественного  накопления, если в инфракрасной (длинноволновой) части спектра. Инфракрасное излучение  Земли экранируется парами воды, СО2 и озоном. Это предохраняет поверхность  Земли от чрезмерной потери тепла  излучением и способствует повышению  температуры на поверхности планеты. Подсчитано, что без этого «парникового эффекта» температура в околоземном  слое была бы примерно на 40°С ниже, чем  регистрируемая сейчас. Естественно, такая  температурная ситуация не способствовала бы развитию жизни - по крайней мере в тех формах, в каких она  известна на Земле. 

Происходящее в  наши дни постепенное увеличение СО2 в атмосфере, связанное с промышленными  выбросами, может быть причиной нарастания «парникового эффекта» и потепления климата. В то же время наблюдающееся  сейчас частичное разрушение озонового  экрана может в известной мере скомпенсировать этот эффект за счет увеличения потерь тепла с поверхности Земли. Одновременно увеличится поток коротковолнового ультрафиолетового излучения, что опасно для многих живых организмов. Как видим, антропогенное «вмешательство» в структуру атмосферы чревато непредсказуемыми и нежелательными последствиями. 

На уровне конкретных экосистем формируются важные детали климата. Известна роль растительности в создании режима температуры и  влажности. Транспирация помимо этого  прямо связана с образованием осадков: подсчитано, что в Германии количество осадков увеличивается  за счет транспирации на 6%, а в Конго - даже на 30%. Растительность влияет также  на ветровой режим, условия залегания  снежного покрова и другие важные климатические параметры. В общем, на фоне фундаментальных географических особенностей климата, определяемых астрономическими факторами, рельеф и тип растительности образуют особенности мезо- и микроклимата, имеющие большое значение в формировании сложных многовидовых сообществ  живых организмов. В континентальных  водоемах аналогичный эффект достигается  влиянием растительности на скорость течения, температурный режим и  химизм водоема. 

Таким образом, совокупная деятельность всех форм жизни активно  преобразует свойства основных сред жизни, соответствующих газовой, каменной и жидкой геологическим оболочкам  земного шара. Равным образом и  общие свойства биосферы в целом  оказываются в значительной степени  созданными живым веществом и  благоприятствующими его развитию и функционированию. 

Высокая химическая активность живых организмов придает  процессу средообразования темпы, несравнимые  с процессами, происходящими в  неживой природе. Известно, что геологические  преобразования Земли заняли миллиарды  лет. 

Биогеохимические  циклы укладываются в тысячи лет  и даже меньше. За время существования  жизни элементы, вовлеченные в  биологический круговорот, проходили  через экосистемы многократно. Подсчитано, что обновление живого вещества в  биосфере происходит всего за 8 лет. Это средняя цифра; на суше этот процесс  идет медленнее: вся фитомасса обновляется  за 14 лет. Зато в океане вся биомасса проходит круговорот всего за 33 дня, а фитомасса - даже за 1 сутки Быстрыми темпами происходит и вовлечение в биологический круговорот неорганических веществ: вся вода гидросферы полностью  обновляется за 2800 лет, весь кислород атмосферы - за несколько тысяч лет, а атмосферный диоксид углерода - за 300 лет. 

Антропогенные факторы  среды, внесённые в природу человеческой деятельностью изменения, воздействующие на органический мир. Переделывая природу  и приспосабливая её к своим потребностям, человек изменяет среду обитания животных и растений, влияя тем  самым на их жизнь. Воздействие может  быть косвенным и прямым. Косвенное  воздействие осуществляется путём изменения ландшафтов - климата, физического состояния и химизма атмосферы и водоёмов, строения поверхности земли, почв, растительности и животного населения. Большое значение приобретает увеличение радиоактивности в результате развития атомной промышленности и особенно испытаний атомного оружия. 

Человек сознательно  и бессознательно истребляет или  вытесняет одни виды растений и животных, распространяет другие или создаёт  для них благоприятные условия. 

Для культурных растений и домашних животных человек создал в значительной степени новую  среду, многократно увеличив продуктивность освоенных земель. Но это исключило  возможность существования многих диких видов. Увеличение народонаселения  Земли и развитие науки и техники  привели к тому, что в современных  условиях очень трудно найти участки, не затронутые деятельностью человека (девственные леса, луга, степи и  т. д.). 

Неправильная распашка земель и неумеренный выпас скота  не только привели к гибели естественных сообществ, но и усилили водную и  ветровую эрозию почв и обмеление  рек. Вместе с тем возникновение  селений и городов создало  благоприятные условия для существования  многих видов животных и растений. 

Развитие промышленности не обязательно приводило к обеднению  живой природы, но часто способствовало появлению новых форм животных и  растений. Развитие транспорта и других средств сообщения способствовало распространению как полезных, так  и многих вредных видов растений и животных. 

Прямое воздействие  направлено непосредственно на живые  организмы. Например, нерациональные рыболовство и охота резко сократили численность ряда видов. Нарастающая сила и убыстряющиеся темпы изменения природы человеком вызывают необходимость её охраны. Целенаправленное, сознательное преобразование природы человеком с проникновением в микромир и космос знаменует собой.