Влив екологічних факторів на довкілля

Екологія

 

Зміст

 

 

1. Екологічні фактори (у тому числі лімітуючі) та їх групи

Середовище, яке оточує живі істоти, складається з багатьох елементів. Вони по-різному впливають на життєдіяльність  організмів. Останні неоднаково реагують на різні фактори середовища. Окремі елементи середовища, що взаємодіють з організмами, називають екологічними факторами. Умови існування — це сукупність життєво необхідних факторів середовища, без яких живі організми не можуть існувати. Щодо організмів вони виступають як екологічні фактори (світло, тепло, волога, повітря, ґрунти, навколишні організми та багато інших).

Класифікація екологічних  факторів. Усі екологічні фактори прийнято класифікувати (розподіляти) на такі основні групи: абіотичні, біотичні та антропічні. Абіотичні (абіогенні) фактори — це фізико-хімічні фактори неживої природи. Біотичні, або біогенні, фактори — це прямий чи опосередкований вплив живих організмів як один на одного, так і на довкілля. Антропічні (антропогенні) фактори в останні роки виділяють у самостійну групу факторів серед біотичних, у зв'язку з їхнім великим значенням. Це фактори прямого або опосередкованого впливу людини та п господарської діяльності на живі організми та середовище.

Слід наголосити, що в природі  екологічний фактори діють комплексно. Особливо важливо пам’ятати це, оцінюючи вплив хімічних забруднювачів, коли “сумаційний” ефект (на негативну дію однієї речовини накладається негативна дія інших, до чого додається вплив стресової ситуації, шумів, різних фізичних полів – радіаційного, теплового, гравітаційного чи електромагнітного) дуже змінює умовні значення ГДК, наведені в довідниках. Це питання на сьогодні ще мало вивчене, але через актуальність і велике значення перебуває в стані активного дослідження в усіх розвинених країнах.

Важливим є також поняття  лімітуючи фактори, тобто такі, рівень (доза) яких наближається до межі витривалості організму, концентрація якого нижча або вища оптимальної. Це поняття започатковане законами мінімуму Лібіха (1840 р.) і толерантності Шелфорда (1913 р.). Найчастіше лімітуючи ми факторами є температура, світло, біогенні речовини, течії та тиск у середовищі, пожежі тощо.

Найбільше поширені організми з  широким діапазоном толерантності  щодо всіх екологічних факторів. Найвища  толерантність характерна для бактерій і синьо-зелених водоростей, які виживають у широкому діапазоні температур, радіації, солоності, рН.

Екологічні дослідження, пов’язані  з вивченням впливу екологічних  факторів на існування й розвиток окремих видів організмів. взаємозв’язків з довкіллям, е предметом науки  аутекології.

Розділ біоекології, що вивчає умови формування структури й динаміки популяцій якогось виду, називається демекологією, а розділ, який досліджує асоціації популяцій різних видів рослин, тварин, мікроорганізмів (біоценозів), шляхи їх формування й взаємодії з довкіллям, - синекологією. У межах синекології виділяють фітоценологію, або геоботаніку (об’єкт вивчення – угруповання рослин), біоценологію (угруповання тварин).

Наступним важливим поняттям є ланцюг живлення (трофічний ланцюг) – це взаємовідносини між організмами під час перенесення енергії їжі від її джерела (зеленої рослини) через ряд організмів (шляхом поїдання) на більш високі трофічні рівні. На цьому шляху перенесення діють автотрофи – представники рослинного світу та гетеротрофи різного ступеня. Спинимося на цьому понятті детальніше.

Ланцюги живлення – це живі канали, що подають енергію нагору, а смерть і тління повертають цю енергію у  грунт. Оскільки система незамкнена, частина енергії губиться в процесі  розкладання, частина додається  в повітря, частина накопичується в ґрунтах, торфі, довгоживучих лісах. Ця постійно діюча система є життєвим фондом, що постійно накопичується й перебуває в постійному обороті.

Швидкість і характер подачі енергії  нагору залежить від складної структури  спільноти рослин і тварин.

Родючість – це здатність ґрунтів  отримувати, накопичувати й вивільняти енергію.

Лінії залежності, які відображають передачу енергії, що вміщує в собі їжа, від її першоджерела (рослин, продуцентів) через низку організмів, кожен  з яких поїдає попереднього і поїдається наступним, називається ланцюгами живлення. Вони утворюють біотичну або екологічну піраміду. Людина – один із тисячі її щаблів, завдяки яким піраміда стає все вищою й складнішою. Найнижча сходинка – грунт, на неї спирається наступна – рослини. На сходинку, що представлена рослинами, спирається вища – комахи й інші безхребетні, далі – птахи й гризуни, ще вище – різні інші групи тварин. Найвищу й найвужчу сходинку становлять великі хижаки[5, c. 24-26].

У 1958 p. O.C. Мончадський пропонує розділити усі фактори таким чином:

I. Стабільні  фактори   (не  змінюються  протягом   довгих періодів часу):

- сила земного тяжіння;

- сонячна стала (випромінювання Сонця);

- склад та властивості атмосфери, гідросфери та літосфери;

- рельєф та ін.

II. Фактори, що змінюються:

А.Змінюються  закономірно,  періодично  (внаслідок  руху сонячної системи):

- сонячна радіація; 

- фотоперіодизм (зміна дня і ночі);

- температура (добові та сезонні зміни середніх значень);

- припливи та відпливи та ін.

Б. Змінюються без чіткої періодичності:

- більшість абіотичних факторів (вітер, опади, стан погоди тощо);

- біотичні фактори;

- антропічні фактори.

Абіотичні фактори. До абіотичних факторів належать усі елементи неживої природи, що діють на живий організм. Види абіотичних факторів подано у табл. 1[8, c. 32-33].

Таблиця 1. Основні види абіотичних факторів

Кліматичні  або атмосферні	Едафічні (ґрунтові фактори)	Орографічні	Гідрологічні (фактори водного середовища)
сонячна радіація; температура; вологість повітря та опади; газовий    склад    повітря; атмосферний тиск та течії   повітря;   атмосферна електрика	структура ґрунту; механічний склад ґрунту; вологість;    солоність ґрунту; кислотність ґрунту (показник рН)	фактори рельєфу	освітленість; температура; солоність; газовий режим; тиск

 

Кліматичні фактори. Усі абіотичні фактори проявляються та діють у межах трьох геологічних оболонок Землі: атмосфери, гідросфери та літосфери. Фактори, що проявляються (діють) в атмосфері та при взаємодії останньої з гідросферою або ж з літосферою, називають кліматичними. їхній прояв залежить від фізико-хімічних властивостей геологічних оболонок Землі, від кількості та розподілу сонячної енергії, що проникає та надходить до них.

Сонячна радіація. Найбільше значення серед усього різноманіття екологічних факторів має сонячна радіація (сонячне випромінювання). Це безперервний потік елементарних частинок (швидкість 300-1500 км/с) та електромагнітних хвиль (швидкість 300 тис. км/с), що несе до Землі величезну кількість енергії. Сонячна радіація — це основне джерело життя на наглій планеті. Під безперервним потоком сонячного випромінювання на Землі зародилося життя, пройшло довгий шлях своєї еволюції та продовжує існувати і залежати від сонячної енергії. Основні властивості променистої енергії Сонця як екологічного фактора визначається довжиною хвиль. Хвилі, що проходять атмосферу і досягають Землі, вимірюються в межах від 0,3 до 10 мкм.

За характером дії на живі організми цей спектр сонячної радіації поділяють на три  частини: ультрафіолетове випромінювання, видиме світло та інфрачервоне випромінювання.

Температура. Джерелами створення фактора температури на Землі є сонячна радіація та геотермальні процеси. Хоча ядро нашої планети характеризується надзвичайно високою температурою, вплив його на поверхню планети незначний, крім зон вулканічної діяльності та виходу геотермальних вод (гейзери, фумароли). Отже, основним джерелом тепла в межах біосфери можна вважати сонячну радіацію, а саме, інфрачервоні   промені.

Вологість. Вологість — це важливий абіотичний фактор, що зумовлюється наявністю води або водяної пари в атмосфері чи літосфері. Сама ж вода є необхідною неорганічною сполукою для життєдіяльності живих організмів.

Вода в атмосфері завжди присутня у вигляді водяної пари. Фактичну масу води на одиницю об'єму повітря називають абсолютною вологістю, а процентний вміст пари відносно максимальної її кількості, яку повітря може утримувати, — відносною вологістю. Температура є основним чинником, що впливає на здатність повітря утримувати водяну пару. Наприклад, при температурі +27 °С повітря може утримувати в двічі більше вологи, ніж; при температурі +16 °С. Це означає, що абсолютна вологість при 27 °С у 2 рази більша, ніж при 16 °С, у той час коли відносна вологість в обох випадках буде дорівнювати 100%[3, c. 41-42].

Вода як екологічний фактор вкрай  необхідна живим організмам, бо без  неї не може здійснюватися метаболізм і багато інших пов'язаних з ним  процесів. Обмінні процеси організмів проходять при наявності води (у водних розчинах). Усі живі організми  є відкритими системами, тому в них постійно спостерігаються втрати води і завжди є потреба у поповненні її запасів. Для нормального існування рослини та тварини повинні підтримувати певний баланс між; надходженням води до організму та її втратою. Великі втрати води організмом (дегідратація) призводять до зниження його життєдіяльності, а в подальшому — й до загибелі. Рослини задовольняють свої потреби у воді за рахунок атмосферних опадів, вологості повітря, а тварини — ще й за рахунок їжі. Стійкість організмів до наявності чи відсутності вологи в навколишньому середовищі різна і залежить від пристосованості виду. У зв'язку з цим усі наземні організми поділяють на три групи: гігрофільні (або вологолюбні), мезофільні (або помірно вологолюбні) та ксеро-фільнг (або посухолюбні).

Орографічні фактори (рельєф). Рельєф не належить до таких безпосередньо діючих екологічних факторів, як вода, світло, тепло, ґрунти. Проте характер рельєфу в житті багатьох організмів виявляє непрямий вплив.

Залежно від  величини форм досить умовно розрізняють рельєф декількох порядків: макрорельєф (гори, низини, між-гірські впадини), мезорельєф (пагорби, яри, гряди тощо) та мікрорельєф (невеликі западини, нерівності та інше). Кожен з них відіграє певну роль у формуванні комплексу екологічних факторів    для    організмів.    Зокрема,    рельєф    впливає    на перерозподіл таких факторів, як волога і тепло. Так, навіть незначні пониження, в декілька десятків сантиметрів, створюють умови підвищеної вологості. З підвищених ділянок вода стікає в більш низькі, де створюються сприятливі умови для вологолюбних організмів. Північні та південні схили мають різне освітлення, тепловий режим. У гірських умовах на відносно невеликих площах створюються значні амплітуди висот, що приводить до формування різних кліматичних комплексів. Зокрема, типовими їхніми рисами є понижені температури, сильні вітри, зміни режиму зволоження, газового складу повітря тощо.

Тиск. Тиск проявляється як у повітряному, так і у водному середовищах. В атмосферному повітрі тиск змінюється посезонно, залежно від стану погоди та висоти над рівнем моря. Особливий інтерес становлять пристосування організмів, які живуть в умовах зниженого тиску, розрідженого повітря високогір’я[7, c. 51-54].

Гідрологічні фактори. Вода як складова частина атмосфери та літосфери (зокрема ґрунту) відіграє велику роль у житті організмів як один з екологічних факторів, який називають вологістю. Водночас, вода у рідкому стані може бути фактором, що утворює власне середовище, — водне. Завдяки своїм властивостям, що відрізняють воду від усіх інших хімічних сполук, вона у рідкому та вільному стані створює комплекс умов водного середовища, так звані гідрологічні фактори.

Такі характеристики води, як теплопровідність, текучість, прозорість, солоність, по-різному проявляються у водоймах і є екологічними чинниками, які в цьому випадку називають гідрологічними. Наприклад, водяні організми по-різному пристосувалися до різного ступеня солоності води. Розрізняють прісноводні та морські організми. Прісноводні організми не вражають своїм видовим різноманіттям. По-перше, життя на Землі зародилося у морських водах, а по-друге, прісні водойми займають мізерну частину земної поверхні.

Біотичні фактори. Організми, які живуть на нашій планеті, потребують не тільки абіотичних умов для свого життя, вони взаємодіють між собою і часто дуже залежать один від одного. Сукупність факторів органічного світу, що впливають на організми прямо або опосередковано, називають біотичними факторами.

Біотичні  фактори досить різноманітні, але, незважаючи на Це, вони також мають свою класифікацію. Відповідно до найпростішої класифікації біотичні фактори поділяють на три групи, які спричинюються: рослинами, тваринами та мікроорганізмами.

Клементе  та Шелфорд (1939) запропонували свою класифікацію, в якій враховано найбільш типові форми взаємодії двох організмів — коакції. Усі коакції поділяють на дві великі групи, залежно від того, чи взаємодіють організми одного виду, чи двох різних. Типи взаємодій організмів, що належать до одного і того самого виду, є гомотипові реакції. Гетеротиповими реакціями називають форми взаємодії двох організмів різних видів.

Гомотипові реакції. Серед взаємодії організмів одного виду можна виділити такі коакції: груповий ефект, масовий ефект та внутрішньовидова конкуренція[4, c.34-36].

 

 

 

2. «Парниковий ефект», озонові діри у атмосфері

Сонце є джерелом тепла та енергії.

Температура землі підтримується завдяки  балансу між нагріванням землі  сонячним промінням та охолодженням після повернення енергії в космос. Такий баланс між енергією, що надходить і випромінюється, потрібен для підтримання життя на землі. В сонячний день основна частина енергії, що потрапляє на поверхню землі, є короткохвильовим випромінюванням, яке проникає крізь атмосферні шари, нагріваючи землю.