SONDERN biotische Faktoren. Zu abiotischen Faktoren Bodenumgebung vor allem klimatische Faktoren

Zu den abiotischen Faktoren der terrestrischen Umwelt zählen vor allem klimatische Faktoren. Betrachten wir die wichtigsten.

1. Hell oder Sonnenstrahlung. Biologische Beeinflussung Sonnenlicht hängt von seiner Intensität, Wirkungsdauer, spektrale Zusammensetzung, tägliche und saisonale Häufigkeit.

Die von der Sonne kommende Strahlungsenergie breitet sich im Raum in der Form aus Elektromagnetische Wellen: ultraviolette Strahlung(Wellenlänge l< 0,4 мкм), видимые лучи (l = 0,4 ¸ 0,75 мкм) и Infrarotstrahlen(l > 0,75 um).

Ultraviolette Strahlen zeichnen sich durch höchste Quantenenergie und hohe photochemische Aktivität aus. Bei Tieren tragen sie zur Bildung von Vitamin D und der Pigmentsynthese durch Hautzellen bei, bei Pflanzen wirken sie formgebend und tragen zur Synthese biologisch aktiver Verbindungen bei. UV-Strahlung mit einer Wellenlänge von weniger als 0,29 Mikrometer ist schädlich für alle Lebewesen. Allerdings dank Ozonschild nur ein kleiner Teil davon erreicht die Erdoberfläche.

Der sichtbare Teil des Spektrums ist besonders sehr wichtig für Organismen. Dank an sichtbares Licht Pflanzen haben einen Photosyntheseapparat entwickelt. Bei Tieren steht in erster Linie der Lichtfaktor im Vordergrund notwendige Bedingung Orientierung in Raum und Zeit und ist auch an der Regulation vieler Lebensvorgänge beteiligt.

Infrarotstrahlung erhöht die Temperatur natürlichen Umgebung und die Organismen selbst, was besonders für Kaltblüter wichtig ist. In Pflanzen spielen Infrarotstrahlen eine wichtige Rolle bei der Transpiration (die Verdunstung von Wasser von der Blattoberfläche entfernt überschüssige Wärme) und tragen zur Absorption von Energie bei Kohlendioxid.

2. Temperatur beeinflusst alles im Leben wichtige Prozesse. Erstens bestimmt es die Geschwindigkeit und Art des Ablaufs von Stoffwechselreaktionen in Organismen.

Der optimale Temperaturfaktor für die meisten Organismen liegt innerhalb von 15 ¸ 30 0 С, einige lebende Organismen halten jedoch seinen erheblichen Schwankungen stand. Zum Beispiel, bestimmte Typen Bakterien und Blaualgen können in heißen Quellen bei einer Temperatur von etwa 80 0 C existieren. Polargewässer mit Temperaturen von 0 bis -2 0 C werden von verschiedenen Vertretern der Flora und Fauna bewohnt.

3. Feuchtigkeit atmosphärische Luft bezogen auf die Sättigung mit Wasserdampf. Jahreszeitliche und tageszeitliche Feuchtigkeitsschwankungen sowie Licht und Temperatur regulieren die Aktivität von Organismen.

Neben klimatischen Faktoren Bedeutung für lebende Organismen Gaszusammensetzung Atmosphäre. Sie ist relativ konstant. Die Atmosphäre besteht hauptsächlich aus Stickstoff und Sauerstoff mit geringen Mengen an Kohlendioxid, Argon und anderen Gasen. Stickstoff ist an der Bildung von Proteinstrukturen von Organismen beteiligt, Sauerstoff sorgt für oxidative Prozesse.

Abiotischen Faktoren aquatische Umgebung- Das:

1 - Dichte, Viskosität, Mobilität von Wasser;

Test "Abiotische Umweltfaktoren"

1. Signal für den Beginn des Herbstzuges insektenfressender Vögel:

1) Senken der Temperatur Umfeld 2) Reduzierung Tageslichtstunden

3) Nahrungsmangel 4) erhöhte Feuchtigkeit und Druck

2. Die Anzahl der Eichhörnchen in der Waldzone wird NICHT beeinflusst durch:

1) Wechsel von Kälte und warme Winter 2) Ernte von Fichtenzapfen

3. Zu den abiotischen Faktoren gehören:

1) die Konkurrenz der Pflanzen um die Lichtabsorption 2) der Einfluss der Pflanzen auf das tierische Leben

3) Temperaturänderung während des Tages 4) menschliche Verschmutzung

4. Der Faktor, der das Wachstum von krautigen Pflanzen in einem Fichtenwald begrenzt, ist ein Nachteil:

1) Licht 2) Wärme 3) Wasser 4) Mineralien

5. Wie heißt ein Faktor, der deutlich vom optimalen Wert für die Art abweicht:

1) abiotisch 2) biotisch

3) anthropogen 4) limitierend

6. Das Signal für den Beginn des Laubfalls bei Pflanzen ist:

1) eine Zunahme der Feuchtigkeit der Umgebung 2) eine Verringerung der Länge der Tageslichtstunden

3) Abnahme der Umgebungsfeuchtigkeit 4) Anstieg der Umgebungstemperatur

7. Wind, Niederschlag, Staubstürme sind Faktoren:

1) anthropogen 2) biotisch

3) abiotisch 4) limitierend

8. Die Reaktion von Organismen auf eine Änderung der Länge der Tageslichtstunden heißt:

1) mikroevolutionäre Veränderungen 2) Photoperiodismus

3) Phototropismus 4) unbedingter Reflex

9. Zu den abiotischen Umweltfaktoren gehören:

1) Untergrabung der Wurzeln durch Wildschweine 2) eine Invasion von Heuschrecken

3) Bildung von Vogelkolonien 4) starker Schneefall

10. Von den aufgeführten Phänomenen gehören zu den täglichen Biorhythmen:

1) Migration von Meeresfischen zum Laichen

2) Blumen öffnen und schließen Angiospermen

3) Knospenbruch an Bäumen und Sträuchern

4) Öffnen und Schließen von Muscheln bei Mollusken

11. Welcher Faktor schränkt das Leben von Pflanzen in der Steppenzone ein?

1) hohe Temperatur 2) Feuchtigkeitsmangel

3) Humusmangel 4) Überschuss an UV-Strahlen

12. Die wichtigsten abiotischen Faktoren zur Mineralisierung organischer Reststoffe in der Biogeozänose des Waldes sind:

1) Frost 2) Brände

3) Winde 4) Regen

13. Zu den abiotischen Faktoren, die die Populationsgröße bestimmen, gehören:

3) Abnahme der Fruchtbarkeit 4) Feuchtigkeit

14. Der wichtigste limitierende Faktor für das Pflanzenleben in Indischer Ozean ist ein nachteil:

1) Licht 2) Wärme

3) Mineralsalze 4) organische Materie

15. Zu abiotisch Umweltfaktoren gilt für:

1) Bodenfruchtbarkeit 2) große Vielfalt Pflanzen

3) das Vorhandensein von Raubtieren 4) Lufttemperatur

16. Die Reaktion von Organismen auf die Länge des Tages heißt:

1) Phototropismus 2) Heliotropismus

3) Photoperiodismus 4) Phototaxis

17. Welcher der Faktoren reguliert saisonale Phänomene im Leben von Pflanzen und Tieren?

1) Temperaturänderung 2) Luftfeuchtigkeit

3) das Vorhandensein von Unterkünften 4) die Länge von Tag und Nacht

18. Welche der folgenden Faktoren unbelebte Natur am stärksten die Verbreitung von Amphibien beeinflusst?

1) Licht 2) Kohlendioxidgehalt

3) Luftdruck 4) Feuchtigkeit

19. kultivierte Pflanzen wachsen nicht gut auf sumpfigem Boden, wie darin:

1) unzureichender Sauerstoffgehalt

2) Methan entsteht

3) überschüssiger Gehalt an organischer Substanz

4) enthält viel Torf

20. Welche Anpassung trägt zur Abkühlung der Pflanzen bei steigender Lufttemperatur bei?

1) eine Abnahme der Stoffwechselrate 2) eine Zunahme der Intensität der Photosynthese

3) eine Abnahme der Atemintensität 4) eine Zunahme der Verdunstung von Wasser

21. Welche Anpassung bei schattentoleranten Pflanzen sorgt für eine effizientere und vollständigere Absorption des Sonnenlichts?

1) kleine Blätter 2) große Blätter

3) Dornen und Stacheln 4) Wachsbeschichtung auf den Blättern

Antworten: 1 – 2; 2 – 1; 3 – 3; 4 – 1; 5 – 4;

6 – 2; 7 – 3; 8 – 2; 9 – 4; 10 – 2; 11 – 2;

12 – 2; 13 – 4; 14 – 1; 15 – 4; 16 – 3;

17 – 4; 18 – 4; 19 – 1; 20 – 4; 21 – 2.

Abiotische Faktoren sind Faktoren Platz (Sonnenstrahlung) klimatisch (Licht, Temperatur, Feuchtigkeit, Luftdruck, Niederschlag, Luftbewegung), edaphisch oder Boden Faktoren (mechanische Zusammensetzung des Bodens, Feuchtigkeitskapazität, Luftdurchlässigkeit, Bodendichte), orographische Faktoren (Relief, Höhe über NN, Hangexposition), chemische Faktoren (Gaszusammensetzung der Luft, Salzzusammensetzung und Acidität von Wasser und Bodenlösungen). Abiotische Faktoren beeinflussen lebende Organismen (direkt oder indirekt) durch bestimmte Aspekte des Stoffwechsels. Ihre Besonderheit ist die Einseitigkeit der Wirkung: Der Körper kann sich an sie anpassen, hat aber keinen nennenswerten Einfluss auf sie.

ich. Raumfaktoren

Die Biosphäre als Lebensraum für Lebewesen ist nicht isoliert von den komplexen Prozessen im Weltall und nicht nur direkt mit der Sonne verbunden. Kosmischer Staub, meteoritische Materie fällt auf die Erde. Die Erde kollidiert regelmäßig mit Asteroiden und nähert sich Kometen. Substanzen und Wellen, die aus Fackeln resultieren, passieren die Galaxie Supernovae. Natürlich ist unser Planet am engsten mit den Vorgängen auf der Sonne verbunden, mit der sogenannten Sonnenaktivität. Die Essenz dieses Phänomens ist die Umwandlung der in den Magnetfeldern der Sonne angesammelten Energie in die Energie der Bewegung gasförmiger Massen, schneller Teilchen und kurzwelliger elektromagnetischer Strahlung.

Die intensivsten Prozesse werden in den Aktivitätszentren, sogenannten aktiven Regionen, beobachtet, in denen das Magnetfeld verstärkt wird, Regionen mit erhöhter Helligkeit auftreten, sowie die sogenannten Sonnenflecken. Explosionsartige Energiefreisetzungen können in aktiven Regionen auftreten, begleitet von Plasmaausstößen, dem plötzlichen Erscheinen der Sonne kosmische Strahlung, Verstärkung von Kurzwellen- und Radioemission. Es ist bekannt, dass Änderungen des Niveaus der Fackelaktivität zyklischer Natur mit einem normalen Zyklus von 22 Jahren sind, obwohl Schwankungen mit einer Häufigkeit von 4,3 bis 1850 Jahren bekannt sind. Die Sonnenaktivität beeinflusst eine Reihe von Lebensvorgängen auf der Erde – vom Auftreten von Epidemien über Geburtenausbrüche bis hin zu großen Klimaveränderungen. Dies wurde bereits 1915 vom russischen Wissenschaftler A. L. Chizhevsky, dem Begründer einer neuen Wissenschaft - der Heliobiologie (aus dem Griechischen helios - Sonne), gezeigt, die die Auswirkungen von Änderungen der Sonnenaktivität auf die Biosphäre der Erde berücksichtigt.

Somit zu den wichtigsten Raumfaktoren umfasst elektromagnetische Strahlung im Zusammenhang mit Sonnenaktivität mit große Auswahl Wellenlängen. Zur Entstehung führt die Absorption kurzwelliger Strahlung durch die Erdatmosphäre schützende Schalen, insbesondere die Ozonosphäre. Unter anderen kosmischen Faktoren ist die Korpuskularstrahlung der Sonne zu nennen.

Sonnenkorona ( Oberer Teil Sonnenatmosphäre), die hauptsächlich aus ionisierten Wasserstoffatomen - Protonen - mit einer Beimischung von Helium besteht, dehnt sich ständig aus. Dieser Wasserstoffplasmastrom verlässt die Korona und breitet sich in radialer Richtung aus und erreicht die Erde. Sie nennen ihn Sonnenwind. Es füllt die ganze Fläche aus Sonnensystem; und fließt ständig um die Erde und interagiert mit ihrem Magnetfeld. Es ist klar, dass dies auf die Dynamik magnetischer Aktivität zurückzuführen ist (z. B. magnetische Stürme) und wirkt sich direkt auf das Leben auf der Erde aus.

Veränderungen in der Ionosphäre in den Polarregionen der Erde sind auch mit solarer kosmischer Strahlung verbunden, die eine Ionisation verursacht. Mit starken Blitzen Sonnenaktivität Die Auswirkungen der solaren kosmischen Strahlung können kurzzeitig den üblichen Hintergrund der galaktischen kosmischen Strahlung überschreiten. Gegenwärtig hat die Wissenschaft viele Tatsachenmaterialien angesammelt, die den Einfluss kosmischer Faktoren auf biosphärische Prozesse veranschaulichen. Insbesondere wurde die Empfindlichkeit von Wirbellosen gegenüber Änderungen der Sonnenaktivität nachgewiesen, eine Korrelation ihrer Variationen mit der Dynamik des menschlichen Nerven- und Herz-Kreislauf-Systems sowie mit der Dynamik von Krankheiten - erblich, onkologisch, infektiös usw. wurde eingerichtet.

Merkmale des Einflusses kosmischer Faktoren und Manifestationen der Sonnenaktivität auf die Biosphäre sind, dass die Oberfläche unseres Planeten durch eine mächtige Materieschicht vom Kosmos getrennt ist Gaszustand, also die Atmosphäre.

II. klimatische Faktoren

Die wichtigste klimabildende Funktion gehört der Atmosphäre als Umgebung, die kosmische und solare Faktoren wahrnimmt.

1. Licht. Energie Sonnenstrahlung breitet sich in Form von elektromagnetischen Wellen im Weltraum aus. Etwa 99% davon sind Strahlen mit einer Wellenlänge von 170-4000 nm, davon 48% im sichtbaren Teil des Spektrums mit einer Wellenlänge von 400-760 nm und 45% im Infraroten (Wellenlänge von 750 nm bis 10 "3 m) , etwa 7% - bis ultraviolett (Wellenlänge weniger als 400 nm).Bei den Prozessen der Photosynthese am meisten wichtige Rolle spielt photosynthetisch aktive Strahlung (380-710 nm).

Die Menge an Sonnenstrahlungsenergie, die auf die Erde (bis zur oberen Grenze der Atmosphäre) trifft, ist nahezu konstant und wird auf 1370 W/m2 geschätzt. Dieser Wert wird Solarkonstante genannt.

Beim Durchgang durch die Atmosphäre wird die Sonnenstrahlung von Gasmolekülen, suspendierten Verunreinigungen (fest und flüssig) gestreut, von Wasserdampf, Ozon, Kohlendioxid und Staubpartikeln absorbiert. Gestreute Sonnenstrahlung erreicht teilweise die Erdoberfläche. Seine sichtbarer Teil schafft Licht tagsüber ohne direkte Sonneneinstrahlung, zum Beispiel bei dichter Bewölkung.

Die Energie der Sonnenstrahlung wird von der Erdoberfläche nicht nur absorbiert, sondern auch in Form eines Stroms langwelliger Strahlung von ihr reflektiert. Hellere Oberflächen reflektieren das Licht stärker als dunklere. Reiner Schnee reflektiert also 80-95%, verschmutzt - 40-50, Schwarzerde - 5-14, heller Sand - 35-45, Walddach - 10-18%. Das Verhältnis der von der Oberfläche reflektierten zur einfallenden Sonnenstrahlung wird als Albedo bezeichnet.

Die Strahlungsenergie der Sonne ist mit der Beleuchtung der Erdoberfläche verbunden, die durch Dauer und Intensität bestimmt wird Lichtstrom. Pflanzen und Tiere haben im Laufe der Evolution tiefe physiologische, morphologische und verhaltensbezogene Anpassungen an die Dynamik der Beleuchtung entwickelt. Alle Tiere, auch der Mensch, haben sogenannte circadiane (Tages-)Aktivitätsrhythmen.

Das Bedürfnis der Organismen nach einer bestimmten Dauer von Dunkel- und Hellzeit nennt man Photoperiodismus, wobei jahreszeitliche Schwankungen der Beleuchtung besonders wichtig sind. Der fortschreitende Trend zur Verkürzung der Tageslichtstunden vom Sommer zum Herbst dient als Information zur Vorbereitung auf die Überwinterung bzw. den Winterschlaf. Da photoperiodische Bedingungen vom Breitengrad abhängen, können eine Reihe von Arten (hauptsächlich Insekten) geografische Rassen bilden, die sich in der Schwellentageslänge unterscheiden.

2. Temperatur

Temperaturschichtung ist eine Änderung der Wassertemperatur entlang der Tiefe eines Wasserobjekts. Kontinuierliche Temperaturänderungen sind charakteristisch für alle ökologischen Systeme. Oft wird das Wort "Gradient" verwendet, um eine solche Änderung zu bezeichnen. Die Temperaturschichtung von Wasser in einem Reservoir ist jedoch ein spezifisches Phänomen. Ja, im Sommer Oberflächenwasser erhitzen mehr als tiefe. Da wärmeres Wasser eine geringere Dichte und geringere Viskosität hat, findet seine Zirkulation in der oberflächlichen, erwärmten Schicht statt und es vermischt sich nicht mit dichterem und viskoserem kaltem Wasser. Zwischen warmer und kalter Schicht bildet sich eine Zwischenzone mit starkem Temperaturgefälle, die sogenannte Thermokline. Allgemein Temperaturregime, verbunden mit periodischen (jährlichen, saisonalen, täglichen) Temperaturänderungen, ist auch die wichtigste Bedingung für den Lebensraum von Lebewesen im Wasser.

3. Feuchtigkeit. Luftfeuchtigkeit ist die Menge an Wasserdampf in der Luft. Die unteren Schichten der Atmosphäre sind am feuchtesten (bis zu einer Höhe von 1,5-2,0 km), wo ungefähr 50 % der gesamten Luftfeuchtigkeit konzentriert sind. Der Wasserdampfgehalt der Luft hängt von deren Temperatur ab.

4. Niederschlag ist Wasser in flüssigem (Tropfen) oder festem Zustand, das auf die Erde fällt. Fläche aus Wolken oder durch Kondensation von Wasserdampf direkt aus der Luft abgelagert. Regen, Schnee, Nieselregen, Eisregen, Schneekörner, Eispellets, Hagel können aus den Wolken fallen. Die Niederschlagsmenge wird durch die Dicke der gefallenen Wasserschicht in Millimetern gemessen.

Niederschlag hängt eng mit der Luftfeuchtigkeit zusammen und ist das Ergebnis der Wasserdampfkondensation. Aufgrund von Kondensation in der Oberflächenluftschicht bilden sich Tau und Nebel, und bei niedrigen Temperaturen wird eine Feuchtigkeitskristallisation beobachtet. Kondensation und Kristallisation von Wasserdampf in höheren Schichten der Atmosphäre bilden Wolken unterschiedliche Struktur und Niederschlag verursachen. Separate nasse (feuchte) und trockene (trockene) Zonen der Globus. Die maximale Niederschlagsmenge fällt in die Tropenwaldzone (bis zu 2000 mm / Jahr), in Trockenzonen (z. B. in Wüsten) - 0,18 mm / Jahr.

Niederschlag - der wichtigste Faktor, die die Prozesse der Verschmutzung der natürlichen Umwelt beeinflusst. Das Vorhandensein von Wasserdampf (Nebel) in der Luft bei gleichzeitigem Eintritt von beispielsweise Schwefeldioxid führt dazu, dass letzteres zu schwefeliger Säure wird, die zu Schwefelsäure oxidiert wird. Bei stehender Luft (Ruhe) bildet sich ein stabiler giftiger Nebel. Ähnliche Substanzen können aus der Atmosphäre ausgewaschen und auf Land- und Meeresoberflächen abgelagert werden. Eine typische Folge ist der sogenannte saure Regen. Feinstaub in der Atmosphäre kann als Keime für die Feuchtigkeitskondensation dienen und verursachen verschiedene Formen Niederschlag.

5. Atmosphärischer Druck. Als Normaldruck gelten 101,3 kPa (760 mm Hg). Innerhalb der Erdoberfläche gibt es Gebiete mit hohem und niedrigem Druck, und an denselben Stellen werden saisonale und tägliche Minima und Druckmaxima beobachtet. Marine und kontinentale Arten der atmosphärischen Druckdynamik unterscheiden sich ebenfalls. Periodisch auftretende Tiefdruckgebiete werden Zyklone genannt und zeichnen sich durch starke Luftströmungen aus, die sich spiralförmig bewegen und sich im Raum zum Zentrum hin bewegen. Zyklone sind mit instabilem Wetter verbunden und große Menge Niederschlag.

Im Gegensatz dazu sind Antizyklone durch stabiles Wetter, niedrige Windgeschwindigkeiten und in einigen Fällen durch Temperaturinversionen gekennzeichnet. Während Antizyklonen können ungünstige meteorologische Bedingungen im Hinblick auf die Übertragung und Verteilung von Verunreinigungen auftreten.

6. Luftbewegung. Der Grund für die Bildung von Windströmungen und Bewegung Luftmassen ist die ungleichmäßige Erwärmung verschiedener Teile der Erdoberfläche, verbunden mit Druckabfällen. Die Windströmung ist auf niedrigeren Druck gerichtet, aber die Rotation der Erde beeinflusst auch die Zirkulation von Luftmassen im globalen Maßstab. In der oberen Luftschicht beeinflusst die Bewegung der Luftmassen alle meteorologischen Faktoren der Umwelt, d.h. auf das Klima, einschließlich Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Land- und Meeresverdunstung und Pflanzentranspiration.

Es ist besonders wichtig zu wissen, dass Windströmungen der wichtigste Faktor bei der Übertragung, Ausbreitung und Abscheidung von Schadstoffen sind, die von Industrieunternehmen, Wärmekraftwerken und dem Verkehr in die Atmosphäre gelangen. Stärke und Richtung des Windes bestimmen die Art der Umweltverschmutzung. Zum Beispiel wird Windstille in Kombination mit Lufttemperaturinversion als widrige meteorologische Bedingungen (NMC) angesehen, die zu einer langfristigen schweren Luftverschmutzung in Gebieten von Industrieunternehmen und menschlichen Behausungen beitragen.

Allgemein Muster der Verteilung von Ebenen und regionalen Regimen von Umweltfaktoren

Die geographische Hülle der Erde (wie die Biosphäre) ist räumlich heterogen, sie ist in voneinander verschiedene Territorien differenziert. Es wird sukzessive in physisch-geografische Zonen, geografische Zonen, intrazonale Berg- und Tieflandregionen und Unterregionen, Unterzonen usw. unterteilt.

Der physikalisch-geographische Gürtel ist die größte taxonomische Einheit der geographischen Schale, die aus einer Reihe besteht geografische Gebiete, die in Bezug auf Wärmehaushalt und Befeuchtungsregime nahe beieinander liegen.

Es gibt insbesondere die arktischen und antarktischen, subarktischen und subantarktischen, nördlichen und südlichen gemäßigten und subtropischen, subäquatorialen und äquatorialen Gürtel.

geographisch (aka.–natürliche, Landschaft) Zone–dies ist ein wesentlicher Teil des physiographischen Gürtels mit Sonderzeichen geomorphologische Prozesse, mit besondere Typen Klima, Vegetation, Böden, Flora und Fauna.

Die Zonen haben überwiegend (aber keineswegs immer) breitgestreckte Umrisse und zeichnen sich durch ähnliche natürliche Bedingungen aus, eine bestimmte Abfolge je nach Breitengrad – dies ist geografische Breitenzonalität, hauptsächlich aufgrund der Art der Verteilung der Sonnenenergie über Breitengrade , d.h. mit einer Abnahme seiner Ankunft vom Äquator zu den Polen und einer ungleichmäßigen Befeuchtung.

Neben dem Breitengrad gibt es auch einen typischen bergige Landschaften vertikale (oder Höhen-)Zonalität, d.h. eine Veränderung der Vegetation, der Tierwelt, der Böden, der klimatischen Bedingungen, wenn Sie sich vom Meeresspiegel erheben, hauptsächlich verbunden mit einer Veränderung Wärmebilanz: Lufttemperaturunterschied beträgt 0,6-1,0 °C pro 100 m Höhe.

III. edaphischoder ErdeFaktoren

Nach der Definition von V. R. Williams ist der Boden ein lockerer Oberflächenhorizont des Landes, der eine Pflanzenernte hervorbringen kann. Die wichtigste Eigenschaft des Bodens ist seine Fruchtbarkeit, d.h. die Fähigkeit, Pflanzen mit organischen und mineralischen Nährstoffen zu versorgen. Die Fruchtbarkeit hängt von den physikalischen und chemischen Eigenschaften des Bodens ab, die zusammen edaphogen sind (aus dem Griechischen. edafos - Boden) oder edaphische Faktoren.

1. Mechanische Zusammensetzung des Bodens. Boden ist ein Produkt physikalischer, chemischer und biologischer Umwandlung (Verwitterung) Felsen, ist ein dreiphasiges Medium, das Feststoffe enthält; flüssige und gasförmige Bestandteile. Es entsteht durch komplexe Wechselwirkungen von Klima, Pflanzen, Tieren und Mikroorganismen und gilt als bioinerter Körper, der lebende und nicht lebende Bestandteile enthält.

Es gibt viele Arten von Böden auf der Welt, die mit unterschiedlichen klimatischen Bedingungen und den Besonderheiten ihrer Entstehungsprozesse verbunden sind. Böden zeichnen sich durch eine gewisse Zonalität aus, wobei die Gürtel keineswegs immer durchgehend sind. Unter Haupttypen Die Böden Russlands können als Tundra bezeichnet werden, podzolische Böden der Taiga-Waldzone (die häufigsten), Schwarzerde, graue Waldböden, Kastanienböden (südlich und östlich von Schwarzerde), braune Böden (charakteristisch für trockene Steppen und halb- Wüsten), rote Böden, Solonchaks usw. .

Durch die Bewegung und Umwandlung von Stoffen wird der Boden in der Regel in einzelne Schichten oder Horizonte unterteilt, deren Kombination auf dem Abschnitt ein Bodenprofil ergibt (Abb. 2), das im Allgemeinen so aussieht:

der oberste Horizont (SONDERN 1 ), Zerfallsprodukte organischer Substanz enthält, ist am fruchtbarsten. Es wird Humus oder Humus genannt, hat eine körnig-klumpige oder schichtige Struktur. Darin finden komplexe physikalisch-chemische Prozesse statt, durch die Elemente der Pflanzenernährung gebildet werden. Humus hat eine andere Farbe.

Oberhalb des Humushorizonts befindet sich eine Schicht aus Pflanzenstreu, die allgemein als Streu (A 0 ) bezeichnet wird. Es besteht aus unverrotteten Pflanzenresten.

Unterhalb des Humushorizonts befindet sich eine unfruchtbare weißliche Schicht von 10-12 cm Dicke (A 2). Nährstoffe mit Wasser oder Säuren ausgewaschen. Daher wird es als Auslaugungs- oder Auswaschungshorizont bezeichnet. Eigentlich ist es ein podsolischer Horizont. Quarz und Aluminiumoxid werden schwach gelöst und verbleiben in diesem Horizont.

Noch tiefer liegt das Muttergestein (C).

Zu den abiotischen Umweltfaktoren gehören das Substrat und seine Zusammensetzung, Feuchtigkeit, Licht und andere Strahlungsarten in der Natur und seine Zusammensetzung sowie das Mikroklima. Dabei ist zu beachten, dass Temperatur, Luftzusammensetzung, Luftfeuchtigkeit und Licht bedingt als „individuell“ bezeichnet werden können und Untergrund, Klima, Mikroklima etc. – als „komplexe“ Faktoren.

Das Substrat (buchstäblich) ist der Ort der Befestigung. Für holzige und krautige Pflanzenformen, für Bodenmikroorganismen ist dies beispielsweise der Boden. In einigen Fällen kann das Substrat als Synonym für Lebensraum angesehen werden (Boden ist beispielsweise ein edaphischer Lebensraum). Das Substrat zeichnet sich durch eine gewisse aus chemische Zusammensetzung die auf Organismen einwirkt. Wird das Substrat als Lebensraum verstanden, so handelt es sich in diesem Fall um einen für ihn charakteristischen Komplex aus biotischen und abiotischen Faktoren, an den sich der eine oder andere Organismus anpasst.

Eigenschaften der Temperatur als abiotischer Umweltfaktor

Die Temperatur ist ein Umweltfaktor, der mit dem Durchschnitt verbunden ist kinetische Energie Bewegung von Partikeln und ausgedrückt in Grad verschiedener Skalen. Am gebräuchlichsten ist die Skala in Grad Celsius (°C), die sich an der Ausdehnung des Wassers orientiert (der Siedepunkt von Wasser liegt bei 100°C). In SI wird eine absolute Temperaturskala verwendet, für die der Siedepunkt von Wasser T kip ist. Wasser = 373 K.

Sehr oft ist die Temperatur ein begrenzender Faktor, der die Möglichkeit (Unmöglichkeit) lebender Organismen in einem bestimmten Lebensraum bestimmt.

Je nach Art der Körpertemperatur a werden alle Organismen in zwei Gruppen eingeteilt: Poikilotherme (ihre Körpertemperatur hängt von der Umgebungstemperatur ab und ist fast gleich der Umgebungstemperatur) und homoiotherme (ihre Körpertemperatur hängt nicht von der Temperatur ab Außenumgebung und ist mehr oder weniger konstant: wenn es schwankt, dann in kleinen Grenzen - Bruchteilen eines Grades).

Poikilothermen sind pflanzliche Organismen, Bakterien, Viren, Pilze, Einzeller, sowie Tiere mit relativ niedriges Niveau Organisationen (Fische, Arthropoden usw.).

Zu den Homöothermen gehören Vögel und Säugetiere, einschließlich Menschen. Eine konstante Körpertemperatur verringert die Abhängigkeit von Organismen von der Temperatur der äußeren Umgebung und ermöglicht das Einleben mehr ökologische Nischen sowohl in Breiten- als auch in Vertikalverteilung auf dem Planeten. Zusätzlich zur Homoiothermie entwickeln Organismen jedoch Anpassungen, um die Auswirkungen niedriger Temperaturen zu überwinden.

Je nach Art der Übertragung niedriger Temperaturen werden Pflanzen in wärmeliebende und kältebeständige Pflanzen eingeteilt. Zu den wärmeliebenden Pflanzen gehören Pflanzen des Südens (Bananen, Palmen, südliche Apfelsorten, Birnen, Pfirsiche, Weintrauben usw.). Zu den kältebeständigen Pflanzen gehören mittlere und nördlichen Breiten, sowie Hochgebirgspflanzen (z. B. Moose, Flechten, Kiefer, Fichte, Tanne, Roggen usw.). BEIM mittlere Spur In Russland werden Sorten frostbeständiger Obstbäume angebaut, die von Züchtern speziell gezüchtet werden. Die ersten großen Erfolge in diesem Bereich wurden von I. V. Michurin und anderen Volkszüchtern erzielt.

Die Reaktionsgeschwindigkeit des Körpers auf den Temperaturfaktor (z einzelne Organismen) ist oft eng, d.h. ein bestimmter Organismus kann in einem ziemlich engen Temperaturbereich normal funktionieren. So sterben Meereswirbeltiere, wenn die Temperatur auf 30-32°C ansteigt. Aber für lebende Materie als Ganzes sind die Grenzen des Temperatureffekts, bei dem das Leben erhalten bleibt, sehr weit. In Kalifornien lebt also eine Fischart in heißen Quellen, die normalerweise bei einer Temperatur von 52 ° C funktionieren, und hitzebeständige Bakterien, die in Geysiren leben, können Temperaturen von bis zu 80 ° C standhalten (dies ist die „normale“ Temperatur für Sie). In Gletschern bei einer Temperatur von -44 ° C leben einige usw.

Die Rolle der Temperatur als Umweltfaktor besteht darin, dass sie den Stoffwechsel beeinflusst: wann niedrige Temperaturen Die Geschwindigkeit bioorganischer Reaktionen verlangsamt sich stark und steigt bei hohen Geschwindigkeiten erheblich an, was zu einem Ungleichgewicht im Verlauf führt biochemische Prozesse, und dies verursacht verschiedene Krankheiten und manchmal der Tod.

Die Wirkung der Temperatur auf Pflanzenorganismen

Die Temperatur ist nicht nur ein Faktor, der die Möglichkeit der Pflanzenbesiedlung in einem bestimmten Gebiet bestimmt, sondern beeinflusst bei einigen Pflanzen auch den Prozess ihrer Entwicklung. So produzieren Winterweizen- und Roggensorten, die während der Keimung nicht dem Prozess der „Vernalisation“ (niedrige Temperaturen) unterzogen wurden, keine Samen, wenn sie unter den günstigsten Bedingungen wachsen.

Pflanzen haben verschiedene Anpassungen, um niedrigen Temperaturen standzuhalten.

1 in Winterzeit das Zytoplasma verliert Wasser und sammelt Substanzen an, die als "Frostschutzmittel" wirken (dies sind Monosaccharide, Glycerin und andere Substanzen) - konzentrierte Lösungen solche Substanzen gefrieren nur bei niedrigen Temperaturen.

2. Der Übergang von Pflanzen in ein Stadium (Phase), das gegen niedrige Temperaturen resistent ist - das Stadium der Sporen, Samen, Knollen, Zwiebeln, Rhizome, Hackfrüchte usw. Holzige und strauchartige Pflanzenformen werfen ihre Blätter ab, die Stängel sind bedeckt Kork, der hohe Wärmedämmeigenschaften hat, und Frostschutzmittel reichern sich in lebenden Zellen an.

Die Wirkung der Temperatur auf tierische Organismen

Die Temperatur wirkt sich unterschiedlich auf poikilotherme und homöotherme Tiere aus.

Poikilothermische Tiere sind nur während der Zeit aktiv, in der die Temperaturen für ihre Vitalaktivität optimal sind. Bei niedrigen Temperaturen fallen sie in den Winterschlaf (Amphibien, Reptilien, Arthropoden etc.). Einige Insekten überwintern entweder als Eier oder als Puppe. Der Winterschlaf eines Organismus ist durch einen Zustand der Anabiose gekennzeichnet, in dem Stoffwechselvorgänge sehr stark gehemmt werden und der Körper kann lange Zeit ohne Essen gehen. Poikilothermische Tiere können unter dem Einfluss von überwintern hohe Temperaturen. Tiere in den unteren Breiten befinden sich also in der heißen Tageszeit in Löchern, und die Zeit ihres aktiven Lebens fällt auf den frühen Morgen oder den späten Abend (oder sie sind nachtaktiv).

Tierische Organismen verfallen nicht nur durch Temperatureinfluss, sondern auch durch andere Faktoren in den Winterschlaf. Ein Bär (ein homöothermes Tier) überwintert also im Winter aufgrund von Nahrungsmangel.

homöotherme Tiere in geringeren Grades In ihrer Lebenstätigkeit sind sie von der Temperatur abhängig, aber die Temperatur beeinflusst sie in Bezug auf das Vorhandensein (Fehlen) der Nahrungsversorgung. Diese Tiere haben die folgenden Anpassungen, um die Auswirkungen niedriger Temperaturen zu überwinden:

1) Tiere ziehen von kälteren in wärmere Regionen (Vogelzug, Säugetierzug);

2) die Beschaffenheit der Hülle verändern (Sommerfell oder -gefieder wird durch ein dickeres Winterfell ersetzt; Anhäufung). große Schicht Fett - Wildschweine, Robben usw.);

3) überwintern (zum Beispiel ein Bär).

Homöothermische Tiere haben Anpassungen, um die Exposition gegenüber Temperaturen (sowohl hohen als auch niedrigen) zu reduzieren. Eine Person hat also Schweißdrüsen, die die Art der Sekretion ändern, wenn erhöhte Temperatur(die Sekretmenge nimmt zu), das Lumen verändert sich Blutgefäße in der Haut (bei niedrigen Temperaturen nimmt sie ab, bei hohen Temperaturen nimmt sie zu) usw.

Strahlung als abiotischer Faktor

Sowohl in der Pflanzenwelt als auch in der Tierwelt große Rolle verschiedene Strahlungen spielen, die entweder von außen in den Planeten eindringen (Sonnenstrahlen) oder aus dem Erdinneren herausragen. Hier betrachten wir hauptsächlich die Sonneneinstrahlung.

Sonnenstrahlung ist heterogen und besteht aus elektromagnetischen Wellen unterschiedliche Längen und haben daher unterschiedliche Energien. Die Erdoberfläche wird sowohl von sichtbaren als auch von nicht sichtbaren Strahlen erreicht. sichtbares Spektrum. Das unsichtbare Spektrum umfasst Infrarot- und Ultraviolettstrahlen, während das sichtbare Spektrum sieben der am besten unterscheidbaren Strahlen (von Rot bis Violett) umfasst. Strahlungsquanten nehmen vom Infraroten zum Ultravioletten zu (d.h. ultraviolette Strahlen enthalten Quanten mit den kürzesten Wellen und der höchsten Energie).

Die Sonnenstrahlen haben mehrere ökologisch wichtige Funktionen:

1) danke Sonnenstrahlen auf der Erdoberfläche stellt sich ein bestimmtes Temperaturregime ein, das einen lateralen und vertikalen zonalen Charakter hat;

Ohne menschlichen Einfluss kann die Zusammensetzung der Luft jedoch je nach Höhe über dem Meeresspiegel unterschiedlich sein (mit der Höhe nimmt der Gehalt an Sauerstoff und Kohlendioxid ab, da diese Gase schwerer als Stickstoff sind). Die Luft der Küstengebiete ist mit Wasserdampf angereichert, der enthält Meersalz in aufgelöstem Zustand. Die Luft des Waldes unterscheidet sich von der Luft der Felder durch Verunreinigungen von Verbindungen, die von verschiedenen Pflanzen (z. B. der Luft) abgesondert werden Kiefernwald enthält große Menge harzige Substanzen und Äther, die Krankheitserreger abtöten, daher ist diese Luft heilsam für Tuberkulose-Patienten).

Das Klima ist der wichtigste komplexe abiotische Faktor.

Das Klima ist ein kumulativer abiotischer Faktor, der eine bestimmte Zusammensetzung und ein bestimmtes Niveau umfasst Sonnenstrahlung, die Höhe der damit verbundenen Temperatur- und Feuchtigkeitseffekte und ein bestimmtes Windregime. Das Klima hängt auch von der Art der Vegetation ab, die in einem bestimmten Gebiet wächst, und vom Gelände.

Auf der Erde gibt es eine bestimmte Breite und Vertikale klimatische Zonalität. Es gibt feuchtes tropisches, subtropisches, scharf kontinentales und andere Klimatypen.

Informationen über wiederholen verschiedene Arten Klima nach Lehrbuch Physische Geographie. Berücksichtigen Sie das Klima der Gegend, in der Sie leben.

Das Klima bildet als kumulativer Faktor die eine oder andere Art von Vegetation (Flora) und eine eng verwandte Art von Fauna. Großer Einfluss menschliche Siedlungen beeinflussen das Klima. Klima große Städte anders als das Klima in Vorstädten.

Vergleichen Sie das Temperaturregime der Stadt, in der Sie leben, und das Temperaturregime des Gebiets, in dem sich die Stadt befindet.

In der Regel ist die Temperatur in der Stadt (insbesondere im Zentrum) immer höher als in der Region.

Das Mikroklima ist eng mit dem Klima verbunden. Der Grund für die Entstehung des Mikroklimas sind die Unterschiede im Relief in einem bestimmten Gebiet, das Vorhandensein von Gewässern, die zu einer Änderung der Bedingungen in verschiedenen Gebieten eines bestimmten Gebiets führen. Klimazone. Sogar in einem relativ kleinen Bereich eines Sommerhauses, in einigen Teilen davon, kann es sein verschiedene Bedingungen für das Pflanzenwachstum aufgrund unterschiedliche Bedingungen Beleuchtung.

abiotischen Faktoren. Temperatur

Abiotischen Faktoren- alle Bestandteile und Phänomene der unbelebten Natur.

Temperatur bezieht sich auf klimatische abiotische Umweltfaktoren. Die meisten Organismen sind an einen eher engen Temperaturbereich angepasst, da die Aktivität zellulärer Enzyme im Bereich von 10 bis 40 °C liegt, bei niedrigen Temperaturen sind die Reaktionen langsam.

Es gibt tierische Organismen:

• bei konstanter Körpertemperatur warmblütig, oder homoiotherm);
• bei schwankender Körpertemperatur kaltblütig, oder poikilothermisch).

Pflanzen und Tiere haben besondere AnpassungenPolsterung zur Anpassung an Temperaturschwankungen.

Organismen, deren Körpertemperatur sich in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur ändert (Pflanzen, Wirbellose, Fische, Amphibien und Reptilien), haben verschiedene Anpassungen, um das Leben zu erhalten. Solche Tiere werden genannt kaltblütig, oder poikilothermisch. Das Fehlen eines thermoregulatorischen Mechanismus ist darauf zurückzuführen schlechte Entwicklung nervöses System, niedrige Stoffwechselrate und Mangel an geschlossenes System Verkehr.

Die Körpertemperatur wechselwarmer Tiere ist nur 1–2 °C höher oder gleich der Umgebungstemperatur, kann aber durch Aufnahme von Sonnenwärme (Schlangen, Eidechsen) oder Muskelarbeit (fliegende Insekten, schnelles Schwimmen) ansteigen Fisch). Starke Schwankungen der Umgebungstemperatur können zum Tod führen.

Mit dem Wintereinbruch verfallen Pflanzen und Tiere in eine Winterruhe. Ihr Stoffwechsel sinkt stark. In Vorbereitung auf den Winter werden im Gewebe der Tiere viel Fett und Kohlenhydrate gespeichert, die Wassermenge in den Ballaststoffen nimmt ab, Zucker und Glycerin sammeln sich an, was ein Einfrieren verhindert.

Arten mit instabiler Körpertemperatur können in einen inaktiven Zustand übergehen, wenn die Temperatur sinkt. Die Verlangsamung des Stoffwechsels in den Zellen erhöht die Widerstandsfähigkeit von Organismen gegenüber schädlichen Einflüssen erheblich Wetterverhältnisse. Der Übergang von Tieren in einen Zustand der Betäubung, wie der Übergang von Pflanzen in einen Ruhezustand, ermöglicht es ihnen, auszuharren Winter kalt mit dem geringsten Verlust, ohne viel Energie aufzuwenden.

Zum Schutz der Organismen vor Überhitzung während der heißen Jahreszeit, speziell physiologische Mechanismen: bei Pflanzen nimmt die Verdunstung von Feuchtigkeit durch die Spaltöffnungen zu, bei Tieren die Verdunstung von Wasser durch Atmungssystem und Haut.

Bei poikilothermischen Organismen folgt die Körperkerntemperatur Änderungen der Umgebungstemperatur. Ihre Stoffwechselrate geht auf und ab. Solche Arten sind die Mehrheit auf der Erde.

Organismen mit einer konstanten Körpertemperatur werden genannt warmblütig, oder homöothermisch. Dazu gehören Vögel und Säugetiere.

Die Körpertemperatur solcher Tiere ist stabil und hängt aufgrund des Vorhandenseins von Thermoregulationsmechanismen nicht von der Umgebungstemperatur ab. Die Konstanz der Körpertemperatur wird durch die Regulierung der Wärmeerzeugung und Wärmeübertragung gewährleistet.

Bei drohender Überhitzung des Körpers kommt es zur Ausdehnung der Hautgefäße, Schwitzen und Wärmeübertragung nehmen zu. Bei drohender Abkühlung verengen sich Hautgefäße, Wolle oder Federn stellen sich auf – die Wärmeübertragung wird eingeschränkt.

Bei erheblichen Änderungen der Außentemperatur und abrupte Änderungen Wärmeerzeugungstemperatur innere Organe bei Warmblütern kann davon abweichen übliche Werte von 0,2–0,3 bis 1–3 °C.

Schwitzen ist nur Menschen, Affen und Equiden eigen. Bei anderen homoiothermen Tieren ist die Wärmedyspnoe der effizienteste Mechanismus für die Wärmeübertragung. Die Fähigkeit, die Wärmeproduktion zu steigern, ist bei Vögeln, Nagetieren und einigen anderen Tieren am ausgeprägtesten.

Homöothermen sind in der Lage, unter allen Umgebungsbedingungen eine konstante Körpertemperatur aufrechtzuerhalten. Ihr Stoffwechsel läuft immer auf Hochtouren, auch wenn Außentemperatur ständig ändernd. Zum Beispiel können Eisbären in der Arktis oder Pinguine in der Antarktis 50 Grad Frost aushalten, was einem Unterschied von 87 bis 90 Grad im Vergleich zu ihrer eigenen Temperatur entspricht.

Anpassungen von Organismen an verschiedene Temperaturregime. Sowohl warmblütige als auch kaltblütige Tiere haben im Laufe der Evolution verschiedene Anpassungen an sich ändernde Umgebungstemperaturbedingungen entwickelt.Die Hauptquelle thermischer Energie in Organismen mit instabiler Körpertemperatur ist externe Wärme.

Überwinterte Schlangen brauchen zwei bis drei Wochen, um ihren Stoffwechsel auf eine ausreichende Intensität zu bringen. Normalerweise kriechen Schlangen heraus und sonnen sich den ganzen Tag über wiederholt in der Sonne und kehren nachts in ihre Höhlen zurück.

Mit dem Wintereinbruch fallen Pflanzen und Tiere mit instabiler Körpertemperatur in eine Winterruhe. Ihre Stoffwechselrate ist stark reduziert. Zur Vorbereitung auf den Winter werden viele Fette und Kohlenhydrate im Gewebe eingelagert.

Im Herbst reduzieren Pflanzen den Stoffverbrauch und speichern Zucker und Stärke. Ihr Wachstum hört auf, die Intensität aller physiologische Prozesse, fallende Blätter. Bei den ersten Frösten verlieren Pflanzen eine erhebliche Menge Wasser, werden frostresistent und gehen in einen tiefen Ruhezustand.

In der heißen Jahreszeit werden Überhitzungsschutzmechanismen aktiviert. Bei Pflanzen nimmt die Verdunstung von Wasser durch die Stomata zu und bei Tieren - durch das Atmungssystem und die Haut.

Sind die Pflanzen ausreichend mit Wasser versorgt, sind die Stomata Tag und Nacht geöffnet. Bei vielen Pflanzen sind die Spaltöffnungen jedoch nur tagsüber im Licht geöffnet und schließen sich nachts. Bei trockenem, heißem Wetter schließen sich die Stomata der Pflanzen auch tagsüber und die Abgabe von Wasserdampf aus den Blättern an die Luft hört auf. Wenn sie kommen Bevorzugte Umständeöffnen sich die Spaltöffnungen und die normale Vitalaktivität der Pflanzen wird wiederhergestellt.

Die perfekteste Thermoregulation wird bei Tieren mit konstanter Körpertemperatur beobachtet. Regulierung der Wärmeübertragung durch Hautgefäße, gut entwickelt höher nervöse Aktivität erlaubten es Vögeln und Säugetieren, bei plötzlichen Temperaturschwankungen aktiv zu bleiben und nahezu alle Lebensräume zu meistern.

Vollständige Aufteilung des Blutes in venöse und arterielle, intensive Stoffwechsel-, Feder- oder Haaransatz des Körpers, die zur Erhaltung der Wärme beitragen.

Von großer Bedeutung für Warmblüter ist nicht nur die Fähigkeit zur Thermoregulation, sondern auch Adaptives Verhalten, Bau von speziellen Unterständen und Nestern.