Utjecaj živih organizama na reljef. Faktori okoline i njihova klasifikacija. Vazdušna sredina i njen gasni sastav

Vjetar je također jedan od faktora koji utiču na pojavu i širenje požara.[...]

Klimatski faktori: 1) primarni periodični faktori (svetlo, temperatura); 2) sekundarni periodični faktori (vlažnost); 3) neperiodični faktori (šljunak, značajna jonizacija atmosfere, požari).[...]

Vjetar, u interakciji sa drugim faktorima životne sredine, može uticati na razvoj vegetacije, prvenstveno drveća koje raste na otvorenim površinama. To obično dovodi do kašnjenja u njihovom rastu i zakrivljenosti na vjetrovitoj strani (slika 4.35).[...]

Vjetar je važan abiotički faktor koji značajno oblikuje uslove života organizama, kao i utiče na formiranje vremena i klime. Između ostalog, vjetar je jedan od vrlo perspektivnih alternativnih izvora energije.[...]

Faktori abiotičke grupe, poput biotičkih, također su u određenim interakcijama. Na primjer, u nedostatku vode, mineralni nutritivni elementi koji se nalaze u tlu postaju nedostupni biljkama; visoka koncentracija soli u otopini tla otežava i ograničava biljnu apsorpciju vode; vjetar povećava isparavanje i, posljedično, gubitak vode od strane biljke; povećan intenzitet svjetlosti povezan je s povećanjem temperature okoliša i same biljke. Poznate su mnoge veze ove vrste, a ponekad se pomnijem proučavanjem ispostavi da su veoma složene.[...]

Vjetar je najvažniji faktor u širenju vlage, sjemena, spora, hemijskih nečistoća i sl. na velike udaljenosti. On doprinosi i smanjenju prizemne koncentracije prašine i plinovitih tvari u blizini mjesta njihovog ulaska u atmosfere, i do povećanja pozadinskih koncentracija u zraku zbog emisija iz udaljenih izvora, uključujući prekogranični prijenos.[...]

Vjetar je snažan faktor u procesu regeneracije vrsta koje imaju svijetlo i sitno sjeme, počevši od breze, jasike (i drugih vrsta roda topola), brijesta, johe pa do lipe, bora i smrče čije sjeme nose se posebno daleko preko snježne kore.[ . . .]

Svi faktori egzogenog uticaja javljaju se ili na granici atmosfere i litosfere, ili hidrosfere i litosfere. U prvom slučaju, najrazornije su temperaturne fluktuacije, padavine, smrzavanje vode, vjetar, atmosferska pražnjenja itd., spojeni u grupu atmosferskih agenasa. Njihova kombinacija uzrokuje trošenje stijena i njihovu deflaciju. U drugom slučaju, uništavanje se vrši uglavnom pokretnim tokovima vode (vodena erozija).[...]

Kada vjetar duva po površini Zemlje, bez obzira da li je riječ o čvrstom kopnu ili površini mora, na njoj nastaje napetost (vidi Poglavlje 2). Zaista, glavni strujni sistemi Svjetskog okeana su pretežno vjetrovitog porijekla. Razmotrimo sada ovu vrstu sila prisiljavanja. Iako je to iznenađujuće, ispostavilo se da ima svojstva slična svojstvima silnica topografske prirode.[...]

Važan faktor u promjeni modula i smjera brzine vjetra sa udaljenosti od zemljine površine, uz promjene turbulentnog viskoziteta, je horizontalna termička heterogenost u slojevima koji se nalaze na različitim nivoima iznad tla, tj. 6a-roklinitet atmosfere. Kao rezultat, formira se termička komponenta brzine vjetra ili, kako se kaže, termalni vjetar.[...]

Jedan od faktora saliniteta je vjetar. Hvata slanu prašinu i prenosi je na velike udaljenosti u unutrašnjost kontinenata. Slična pojava se uočava i u regionu Aralskog mora, gde vetar pojačava uklanjanje soli i prašine sa isušenog morskog dna i njihovo prenošenje u region.[...]

Glavni faktori koji uzrokuju razaranja tokom prolaska TC su vjetrovi koji dostižu brzinu od 100 m/s ili više, valovi visine 20-30 m, olujni udari do 3-7 m visine i poplave koje su posljedica velikih (do 1300 mm/ dan) količine padavina. Osim toga, TC duž obale sa nagnutim dnom izazivaju takozvane rubne valove, koji se šire paralelno s obalom, u trajanju od 5-7 sati, dužine od nekoliko stotina kilometara i visine od oko metar. Kombinacija ovih pojava određuje destruktivni efekat ciklona.[...]

Fizički faktori spoljašnje sredine (klima, vremenske prilike, visoke i niske temperature, vetar itd.) prvenstveno izazivaju napetost u sistemu termoregulacije organizma.[...]

Fizički faktori su oni čiji je izvor fizičko stanje ili pojava (mehanički, talasni, itd.). Na primjer, temperatura će, ako je visoka, uzrokovati opekotine; ako je vrlo niska, to će uzrokovati promrzline. Na uticaj temperature mogu uticati i drugi faktori: u vodi - struja, na kopnu - vetar i vlaga, itd. [...]

Fizički faktori vazdušne sredine: kretanje vazdušnih masa i atmosferski pritisak. Kretanje zračnih masa može biti u obliku njihovog pasivnog kretanja konvektivne prirode ili u obliku vjetra - zbog ciklonalne aktivnosti Zemljine atmosfere. U prvom slučaju je osigurano širenje spora, polena, sjemena, mikroorganizama i malih životinja sa anemohorama, vrlo malih veličina, padobranskim privjescima itd. U drugom slučaju vjetar prenosi i ovo sjeme i organizme, ali na velike udaljenosti, u nove zone, itd. P. Atmosferski pritisak ima veoma značajan ekološki uticaj, posebno na kičmenjake, koji zbog toga ne mogu da žive iznad 6000 m nadmorske visine.[...]

Isti faktor životne sredine ima različit značaj u životu zajedničkih organizama različitih vrsta. Tako su jaki vjetrovi zimi vrlo nepovoljni za velike životinje, posebno one koje žive otvoreno (losovi), ali nemaju utjecaja na manje, najčešće se kriju u rupama ili pod snijegom.[...]

Isti faktor životne sredine ima različit značaj u životu zajedničkih organizama različitih vrsta. Na primjer, sastav soli tla igra važnu ulogu u životu biljaka, ali je indiferentan za većinu kopnenih životinja; jak hladan vjetar ne djeluje na životinje skrivene u rupama ili pod snijegom, a istovremeno je nepovoljan za životinje koje žive na otvorenom. Neka svojstva okoline ostaju relativno konstantna tokom dugih vremenskih perioda u evoluciji vrsta: sila gravitacije, solarna konstanta, sastav soli morske vode, itd.; fizički faktori - temperatura, vlažnost, brzina vjetra, padavine, itd. - značajno su varijabilni u prostoru i vremenu.[...]

Abiotički faktori su temperatura, svjetlost, vlaga, padavine, vjetar, atmosferski pritisak, pozadinsko zračenje, hemijski sastav atmosfere, vode, tla, itd.[...]

Abiotički faktori – temperatura, svjetlost, radioaktivno zračenje, pritisak, vlažnost zraka, slani sastav vode, vjetar, struje, teren – to su svojstva nežive prirode koja direktno ili indirektno utiču na žive organizme.[...]

Osim magle, vjetar je najvažniji faktor koji utiče na vožnju brodom. Sigurnost ribara ovisi i o veličini rezervoara. Veoma je važno znati skalu jačine vjetra i kakve promjene se dešavaju na datoj vodenoj površini u zavisnosti od jedne ili druge jačine i smjera vjetra.[...]

Abiotički faktori su faktori neorganske (nežive) prirode. To su svjetlost, temperatura, vlažnost, pritisak i drugi klimatski i geofizički faktori; priroda same sredine - vazduh, voda, tlo; hemijski sastav životne sredine, koncentracije supstanci u njoj. Abiotički faktori takođe uključuju fizička polja (gravitaciona, magnetna, elektromagnetna), jonizujuće i prodorno zračenje, kretanje okoline (akustične vibracije, talasi, vetar, struje, plime), dnevne i sezonske promene u prirodi. Mnogi abiotički faktori se mogu kvantitativno okarakterisati i podložni su objektivnom mjerenju.[...]

ABIOTIČKI FAKTORI SREDINE su komponente i pojave nežive, neorganske prirode koje direktno ili indirektno utiču na žive organizme. Među njima dominantnu ulogu ima klima (sunčevo zračenje, svjetlosni uslovi, temperatura, vlažnost, padavine, vjetar, pritisak itd.); zatim postoje edafski (zemljišni), važni za životinje koje žive u tlu; i, konačno, hidrografski ili faktori vodene sredine. Sunčevo zračenje je glavni izvor energije koji određuje toplotni bilans i termički režim biosfere. Dakle, ukupno sunčevo zračenje koje stiže na površinu zemlje u pravcu od ekvatora prema polovima smanjuje se za približno 2,5 puta (sa 180-220 na 60-80 kcal/cm2 godišnje). Na osnovu režima zračenja i prirode atmosferske cirkulacije razlikuju se klimatske zone na površini Zemlje. Međutim, sunčevo zračenje, zauzvrat, služi kao najvažniji okolišni faktor koji utječe na fiziologiju i morfologiju živih organizama. Postojanje na površini naše planete velikih zonskih tipova vegetacije (tundra, tajga, stepe, pustinje, savane, tropske prašume, itd.) uglavnom je posljedica klimatskih razloga; Štaviše, oni su usko povezani sa klimatskom zonalnošću.[...]

Abiotički faktori životne sredine su ukupnost uslova u neorganskoj sredini koji utiču na organizme. Abiotički faktori se dijele na hemijske (hemijski sastav atmosfere, mora i slatke vode, tlo ili donji sedimenti) i fizičke ili klimatske (temperatura i vlažnost, padavine, snježni pokrivač, barometarski pritisak, vjetar, radijantna i toplotna energija Sunca, itd.). [...]

Klasifikacija faktora sredine. Faktori okoline se klasifikuju prema nekoliko kriterijuma. Spoljni faktori utiču na organizam, populaciju, ekosistem, ali ne doživljavaju direktno obrnuto dejstvo: sunčevo zračenje, atmosferski pritisak, temperatura i vlažnost, vetar, brzina protoka vode, intenzitet unošenja hranljivih materija ili semena, rudimenti i jedinke drugih vrste iz drugih ekosistema. Nasuprot tome, unutrašnji faktori povezani su sa svojstvima samog ekosistema i formiraju njegov sastav: brojnost, gustina i struktura populacija, hrana i njena dostupnost, koncentracije supstanci koje učestvuju u ciklusu ekosistema, sastav i svojstva vazduha, vode, okoliš tla.[... ]

Druga grupa faktora koji utječu na proces razrjeđivanja uključuje prirodu vodotoka i struja, kao i razloge koji uzrokuju ova kretanja: otjecanje, vjetar, slojevitost temperatura i gustina, karakteristike korita akumulacije, svojstva i sastav vodene sredine. [...]

Od klimatskih faktora, temperatura, vlažnost i svjetlost su od primarnog značaja za životnu sredinu. Sekundarni klimatski faktori (vetar, atmosferski pritisak, itd.) igraju manju ulogu.[...]

Kretanje zraka - vjetar - najsloženije je u donjoj polovini troposfere. Ovdje se kretanje zraka snažno odražava termičkom heterogenošću zemljine površine, a vjetrove karakterizira ekstremna nestabilnost brzine i smjera. U gornjoj troposferi i donjoj stratosferi uklanja se faktor donje površine; pri niskom pritisku na polovima svuda se uspostavlja zapadni transport, koji se u blizini ekvatora, u zoni visokog pritiska, mijenja u istočni tok.[. ..]

Među abiotičkim faktorima često se izdvajaju klimatski (temperatura, vlažnost vazduha, vjetar itd.) i hidrografski faktori vodene sredine (voda, struja, salinitet itd.).[...]

Kako se sada saznalo, među abiotičkim faktorima, za insekte su od velikog značaja temperatura, vlažnost i padavine, svjetlost, vjetar – glavni elementi klime određenog područja ili mikroklime pojedinih staništa.

Dakle, za razliku od pretpostavke o određujućim faktorima usvojenoj na početku, uvjereni smo da je trajanje razvoja struje vjetra direktno proporcionalno osnovnom protoku vode, obrnuto proporcionalno kvadratu brzine vjetra i ne zavisi od o veličini akumulacije u planu (ako vjetar istovremeno djeluje na čitavu njegovu akvatoriju).[ ...]

Reljef ima snažan utjecaj na prirodu promjena vrijednosti meteoroloških veličina i, posljedično, na obim i intenzitet procesa erozije vjetrom. Istovremeno, sam vjetar često djeluje kao snažan faktor u formiranju reljefa. Dakle, reljef pješčanih pustinja se s pravom može smatrati eolskim, tj. nastalih u procesu razbuktavanja pijeska. Veličina eolskog reljefa može biti prilično značajna: postoje pješčane dine visoke do nekoliko stotina metara i duge nekoliko kilometara. Na poljoprivrednim zemljištima reljefotvorna uloga vjetra svodi se na stvaranje mikro- i nanoreljefnih elemenata. Tu spadaju: talasi na površini eolskih sedimenata, naslage sedimenta u obliku pljuvačka i gomila iza svih vrsta prepreka - stabljika krupnih zeljastih biljaka, stabala drveća, kao i eroziona okna nastala na mjestu zaklona djelomično ili potpuno prekriveno sitnom zemljom koju je vjetar raznio sa susjednih polja. Erozijski grebeni se nalaze u stepskim predelima Severnog Kavkaza.[...]

Sudbina nafte koja je završila u moru ne može se u potpunosti opisati. Prvo, ugljovodonična ulja imaju različite sastave i svojstva; drugo, na moru na njih utječu različiti faktori: vjetrovi različite jačine i smjera, valovi, temperatura zraka i vode; Takođe je važno koliko je ulja dospelo u vodu. Kao što je već spomenuto, kada se tanker sruši u blizini obale, morske ptice umiru, obalna flora i fauna pate, plaže i stijene se prekrivaju slojem viskoznog ulja koji se teško uklanja. Ako se nafta ispusti u otvoreno more, posljedice su potpuno drugačije, jer znatne mase nafte mogu nestati prije nego što stignu na obalu. Na primjer, tokom već spomenute nesreće tankera Torrey Canyon, od 120 hiljada tona sirove nafte, more je apsorbovalo 60-70 hiljada tona, a 50-70 hiljada tona je delimično uništeno (zahvaljujući brzo preduzetim merama) a samo dio je izbačen na obalu Engleske i Francuske.[...]

Ekstratropski monsuni su uzrokovani sezonskim kretanjem suptropskih anticiklona i ekstratropskih depresija, stvaranjem anticiklona nad kontinentima zimi i depresija ljeti. U područjima gdje ovaj posljednji faktor određuje pojavu monsuna, zimski monsun će biti pretežno usmjeren sa kontinenta na okean, naziva se kontinentalnim.Ljeti vjetar ima suprotan smjer - od okeana do kontinenta, tj. zapaža se okeanski monsun.[... ]

Dva jezera u Wisconsinu sa relativno bogatom vodom imaju tri puta više biljnih vrsta i dvostruko više životinjskih vrsta od dva druga slična jezera siromašna kalcijumom. U Bijelom moru ograničavajući faktor za mekušce je temperatura: o tome ovisi njihovo blagostanje i brojnost. Ali ograničavajući faktor se može promijeniti. Tako je 1966. vetar doneo led iz Karskog mora, koji se otopio u Belom moru. Kao rezultat toga, slanost vode u Bijelom moru je opala i postala novi ograničavajući faktor.[...]

U vodenim staništima, količina kisika, ugljičnog dioksida i drugih atmosferskih plinova otopljenih u vodi i stoga dostupnih organizmima uvelike varira u vremenu i prostoru, što se ne događa u kopnenim staništima. U jezerima i akumulacijama s visokim sadržajem organske tvari kisik je ograničavajući faktor od najveće važnosti. Iako je kiseonik rastvorljiviji u vodi od azota, čak iu najpovoljnijem slučaju voda sadrži znatno manje kiseonika od atmosferskog vazduha. Dakle, ako je udio kisika u zraku 21% (po zapremini), tj. 1 litar zraka sadrži 210 cm3 kisika, tada sadržaj kisika u vodi ne prelazi 10 cm3 po 1 litru. Temperatura vode i količina rastvorenih soli u velikoj meri utiču na sposobnost vode da zadrži kiseonik: rastvorljivost kiseonika raste sa smanjenjem temperature i opada sa povećanjem saliniteta. Zalihe kisika u vodi nadopunjuju se uglavnom iz dva izvora: difuzijom iz zraka i fotosintezom vodenih biljaka. Kiseonik vrlo sporo difundira u vodu; difuzija je olakšana vjetrom i kretanjem vode; Najvažniji faktor koji osigurava fotosintetičku proizvodnju kisika je svjetlost koja prodire u vodeni stup. Dakle, sadržaj kisika u vodenoj sredini uvelike varira ovisno o dobu dana, godišnjem dobu i lokaciji.[...]

U poređenju sa rijekama, budući da je većina potencijalnih staništa štuke očigledna, stajaći rezervoari zahtijevaju proučavanje topografije dna pomoću dubinomjera. U jesen, sa drvećem bez lišća na obalama i trulom trskom, površina vode izgleda monotono. Tijela stajaće vode postaju smetnja zimi, čemu pomažu hladno vrijeme, kiša, jak vjetar ili svi ovi faktori. Potrebno je, međutim, nadati se da su ribe još tu, samo ih treba pronaći.[...]

Osim toga, jaka električna polja nastaju na tačkama, samo na mjestu gdje je pacijentova glava ili dio tijela. Većina doktora koji i dalje svakodnevno koriste franklinizaciju potpuno su nesvjesni sa kojim fizičkim faktorima imaju posla i koriste besmislene termine kao što su “električni vjetar”, “električni tuš” itd. [...]

Oluje su od velike važnosti, iako je njihovo dejstvo isključivo lokalno. Uragani, pa čak i obični vjetrovi, sposobni su prenijeti životinje i biljke na velike udaljenosti i na taj način mijenjati sastav šumskih zajednica za dugi niz godina. U nedavnom radu o šumama Nove Engleske (Oliver, Stephens, 1977) navodi se da je u strukturi lokalne vegetacije još uvijek primjetan efekat dva uragana koja su prohujala ovim mjestima prije 1803. godine. Zapaženo je da u tim područjima gdje su, čini se, mogućnost naseljavanja insekata jednaka u svim smjerovima; oni se brže raspršuju u smjerovima preovlađujućih vjetrova. U sušnim područjima vjetar je posebno važan ograničavajući faktor za biljke jer povećava brzinu gubitka vode kroz transpiraciju i, kao što je već napomenuto, pustinjske biljke imaju mnogo posebnih prilagodbi za ublažavanje ovog ograničavajućeg efekta.

To su faktori nežive prirode koji direktno ili indirektno utiču na telo - svetlost, temperatura, vlažnost, hemijski sastav vazduha, vode i zemljišne sredine i dr. (tj. svojstva životne sredine čija pojava i uticaj ne utiču na direktno zavise od aktivnosti živih organizama).

Light

(sunčevo zračenje) je okolišni faktor koji karakterizira intenzitet i kvalitet energije zračenja Sunca, koju koriste fotosintetske zelene biljke za stvaranje biljne biomase. Sunčeva svjetlost koja dopire do površine Zemlje glavni je izvor energije za održavanje toplinske ravnoteže planete, metabolizam vode organizama, stvaranje i transformaciju organske tvari autotrofnim elementom biosfere, što u konačnici omogućava formiranje okoliša sposobni da zadovolje vitalne potrebe organizama.

Biološki efekat sunčeve svetlosti određen je njenim spektralnim sastavom [prikaži] ,

Spektralni sastav sunčeve svjetlosti dijeli se na

• infracrvene zrake (talasne dužine veće od 0,75 mikrona)
• vidljive zrake (0,40-0,75 µm) i
• ultraljubičaste zrake (manje od 0,40 mikrona)

Različiti dijelovi sunčevog spektra imaju nejednake biološke efekte.

Infracrveni, ili toplotne, zrake nose najveći deo toplotne energije. Oni čine oko 49% energije zračenja koju percipiraju živi organizmi. Toplotno zračenje dobro apsorbira voda, čija je količina u organizmima prilično velika. To dovodi do zagrijavanja cijelog tijela, što je posebno važno za hladnokrvne životinje (insekte, gmizavce itd.). Kod biljaka je najvažnija funkcija infracrvenih zraka obavljanje transpiracije, preko koje se vodenom parom uklanja višak topline sa listova, kao i stvaranje optimalnih uvjeta za ulazak ugljičnog dioksida kroz stomate.

Vidljivi spektarčine oko 50% energije zračenja koja stiže do Zemlje. Ova energija je potrebna biljkama za fotosintezu. Međutim, samo 1% se koristi za to, ostatak se reflektira ili raspršuje u obliku topline. Ovaj dio spektra doveo je do pojave mnogih važnih adaptacija u biljnim i životinjskim organizmima. U zelenim biljkama, osim stvaranja pigmentnog kompleksa koji apsorbira svjetlost, uz pomoć kojeg se provodi proces fotosinteze, nastale su svijetle boje cvijeća, što pomaže privlačenju oprašivača.

Za životinje, svjetlost uglavnom igra informativnu ulogu i uključena je u regulaciju mnogih fizioloških i biohemijskih procesa. Već najjednostavniji imaju fotosenzitivne organele (ocelus osjetljiv na svjetlost zelene euglene), a reakcija na svjetlost se izražava u obliku fototaksije - kretanja prema najvećoj ili najnižoj osvjetljenosti. Počevši od koelenterata, gotovo sve životinje razvijaju organe različite strukture osjetljive na svjetlost. Postoje noćne i krepuskularne životinje (sove, šišmiši itd.), kao i životinje koje žive u stalnom mraku (krtice, crvi, krtice itd.).

Ultraljubičasti dio karakteriše najviša kvantna energija i visoka fotohemijska aktivnost. Uz pomoć ultraljubičastih zraka valne dužine 0,29-0,40 mikrona, u tijelu životinja vrši se biosinteza vitamina D, retinalnih pigmenata i kože. Ove zrake najbolje percipiraju vidni organi mnogih insekata, u biljkama imaju formativno djelovanje i doprinose sintezi nekih biološki aktivnih spojeva (vitamina, pigmenata). Zraci sa talasnom dužinom manjom od 0,29 mikrona imaju štetan uticaj na živa bića.

Intenzitet [prikaži] ,

Biljke, čija životna aktivnost u potpunosti ovisi o svjetlosti, razvijaju različite morfostrukturne i funkcionalne adaptacije na svjetlosni režim svojih staništa. Na osnovu zahteva za svetlosnim uslovima, biljke se dele u sledeće grupe životne sredine:

1. Biljke koje vole svjetlost (heliofite). otvorena staništa, uspešno rastu samo u uslovima pune sunčeve svetlosti. Odlikuje ih visok intenzitet fotosinteze. To su ranoproljetne biljke stepa i polupustinja (guski luk, tulipani), biljke bezdrvetnih padina (žadulja, menta, majčina dušica), žitarice, trputac, lokvanj, bagrem itd.
2. Biljke otporne na sjenu karakteriše široka ekološka amplituda na faktor svetlosti. Najbolje rastu u uslovima jakog osvetljenja, ali su u stanju da se prilagode različitim nivoima senke. To su drvenaste (breza, hrast, bor) i zeljaste (divlja jagoda, ljubičica, kantarion i dr.) biljke.
3. Biljke koje vole sjenu (sciofite) Ne podnose jako osvjetljenje, rastu samo u zasjenjenim područjima (ispod krošnje šume), a nikada ne rastu na otvorenim područjima. Na čistinama sa jakim osvjetljenjem njihov rast se usporava, a ponekad i uginu. U takve biljke spadaju šumske trave - paprati, mahovine, kiseljak itd. Prilagođavanje zasjenjenju obično se kombinira s potrebom za dobrom vodosnabdijevanjem.

Dnevna i sezonska učestalost [prikaži] .

Dnevna periodičnost određuje procese rasta i razvoja biljaka i životinja, koji zavise od dužine dnevnog vremena.

Faktor koji regulira i kontrolira ritam svakodnevnog života organizama naziva se fotoperiodizam. To je najvažniji signalni faktor koji omogućava biljkama i životinjama da “mjere vrijeme” – odnos između trajanja perioda osvjetljenja i mraka tokom dana, te određuju kvantitativne parametre osvjetljenja. Drugim riječima, fotoperiodizam je reakcija organizama na promjenu dana i noći, koja se očituje u fluktuacijama intenziteta fizioloških procesa – rasta i razvoja. To je dužina dana i noći koja se vrlo precizno i ​​prirodno mijenja tokom godine, bez obzira na slučajne faktore, koji se neprestano ponavljaju iz godine u godinu, stoga su organizmi u procesu evolucije sve faze svog razvoja uskladili sa ritmom ovih vremenskih intervala. .

U umjerenom pojasu, svojstvo fotoperiodizma služi kao funkcionalni klimatski faktor koji određuje životni ciklus većine vrsta. U biljkama se fotoperiodični efekat manifestuje u usklađivanju perioda cvatnje i zrenja plodova sa periodom najaktivnije fotosinteze, kod životinja - u podudaranju vremena razmnožavanja sa periodom obilja hrane, kod insekata - u početak dijapauze i izlazak iz nje.

Biološke pojave uzrokovane fotoperiodizmom uključuju i sezonske migracije (letove) ptica, ispoljavanje njihovog gniježđenja i razmnožavanje, promjenu krzna kod sisara itd.

Prema potrebnoj dužini fotoperioda, biljke se dijele na

• biljke dugog dana, kojima je potrebno više od 12 sati svjetlosnog vremena za normalan rast i razvoj (lan, luk, šargarepa, ovas, kokošinja, drena, mladi, krompir, beladona, itd.);
• biljke kratkog dana - potrebno im je najmanje 12 sati neprekidnog mraka da procvjetaju (dalije, kupus, krizanteme, amarant, duhan, kukuruz, paradajz, itd.);
• neutralne biljke kod kojih se razvoj generativnih organa odvija i sa dugim i kratkim danima (neven, grožđe, floks, jorgovan, heljda, grašak, dresnik itd.)

Biljke dugog dana potiču uglavnom iz sjevernih geografskih širina, dok biljke kratkog dana dolaze iz južnih geografskih širina. U tropskom pojasu, gdje se dužina dana i noći malo mijenja tokom godine, fotoperiod ne može poslužiti kao vodeći faktor za periodičnost bioloških procesa. Zamjenjuje se naizmjeničnim sušnim i vlažnim godišnjim dobima. Vrste dugog dana uspijevaju dati žetvu čak i tokom kratkog sjevernog ljeta. Formiranje velike mase organskih tvari događa se ljeti tokom prilično dugog dnevnog svjetla, koji na geografskoj širini Moskve može doseći 17 sati, a na geografskoj širini Arkhangelsk - više od 20 sati dnevno.

Dužina dana takođe značajno utiče na ponašanje životinja. S početkom proljetnih dana, čije se trajanje progresivno povećava, ptice razvijaju instinkte gniježđenja, vraćaju se iz toplih krajeva (iako temperatura zraka još uvijek može biti nepovoljna) i počinju polagati jaja; Toplokrvne životinje linjaju.

Smanjenje dužine dana u jesen uzrokuje suprotne sezonske pojave: ptice odlijeću, neke životinje hiberniraju, druge rastu gusto krzno, a formiraju se faze zimovanja insekata (uprkos još uvijek povoljnoj temperaturi i obilju hrane). U ovom slučaju, smanjenje dužine dana signalizira živim organizmima o skorom nastupu zimskog perioda i oni se mogu unaprijed pripremiti za to.

Kod životinja, posebno artropoda, rast i razvoj također zavise od dužine dnevnog svjetla. Na primjer, kupusnjača i brezov moljac normalno se razvijaju samo uz dugo svjetlo dana, dok se svilene bube, razne vrste skakavaca i moljci normalno razvijaju samo pri kratkom dnevnom vremenu. Fotoperiodizam također utiče na vrijeme početka i završetka sezone parenja kod ptica, sisara i drugih životinja; o reprodukciji, embrionalnom razvoju vodozemaca, gmizavaca, ptica i sisara;

Sezonske i dnevne promjene u osvjetljenju su najprecizniji satovi, čiji je tok jasno pravilan i ostao je gotovo nepromijenjen tokom posljednjeg perioda evolucije.

Zahvaljujući tome, postalo je moguće umjetno regulirati razvoj životinja i biljaka. Na primjer, obezbjeđivanje biljaka u staklenicima, plastenicima ili leglima sa 12-15 sati dnevnog svjetla omogućava im da uzgajaju povrće i ukrasno bilje čak i zimi, te da ubrzaju rast i razvoj presadnica. Suprotno tome, sjenčanje biljaka u ljeto ubrzava pojavu cvijeća ili sjemena na kasnocvjetajućim jesenjim biljkama.

Produženjem dana zbog umjetnog osvjetljenja zimi, možete povećati period polaganja jaja kokoši, gusaka i pataka, te regulirati reprodukciju krznarskih životinja na farmama krzna. Faktor svjetlosti također igra veliku ulogu u drugim životnim procesima životinja. Prije svega, to je neophodan uvjet za vid, njihovu vizualnu orijentaciju u prostoru kao rezultat percepcije organa vida direktnih, raspršenih ili reflektiranih svjetlosnih zraka od okolnih objekata. Polarizirano svjetlo, sposobnost razlikovanja boja, kretanje po astronomskim izvorima svjetlosti, jesenske i proljetne migracije ptica i navigacijske sposobnosti drugih životinja su vrlo informativni za većinu životinja.

Na osnovu fotoperiodizma, biljke i životinje su u procesu evolucije razvile specifične godišnje cikluse perioda rasta, razmnožavanja i pripreme za zimu, koji se nazivaju godišnjim ili sezonskim ritmovima. Ovi se ritmovi manifestiraju u promjenama intenziteta prirode bioloških procesa i ponavljaju se u godišnjim intervalima. Podudarnost perioda životnog ciklusa sa odgovarajućim doba godine je od velike važnosti za postojanje vrste. Sezonski ritmovi pružaju biljkama i životinjama najpovoljnije uslove za rast i razvoj.

Osim toga, fiziološki procesi biljaka i životinja strogo su ovisni o dnevnom ritmu, koji je izražen određenim biološkim ritmovima. Posljedično, biološki ritmovi su periodično ponavljajuće promjene u intenzitetu i prirodi bioloških procesa i pojava. Kod biljaka se biološki ritmovi očituju u dnevnom kretanju listova, latica, promjenama u fotosintezi, kod životinja - u temperaturnim kolebanjima, promjenama u lučenju hormona, brzini diobe ćelija itd. Kod ljudi dnevna kolebanja brzine disanja , puls, krvni pritisak, budnost i san itd. Biološki ritmovi su nasljedno fiksirane reakcije, pa je poznavanje njihovih mehanizama važno u organizaciji rada i odmora čovjeka.

Temperatura

Jedan od najvažnijih abiotičkih faktora od kojeg u velikoj mjeri ovisi postojanje, razvoj i rasprostranjenost organizama na Zemlji [prikaži] .

Gornja temperaturna granica života na Zemlji je vjerovatno 50-60°C. Na takvim temperaturama dolazi do gubitka enzimske aktivnosti i koagulacije proteina. Međutim, opći temperaturni raspon aktivnog života na planeti je mnogo širi i ograničen je na sljedeće granice (Tabela 1)

Tabela 1. Temperaturni raspon aktivnog života na planeti, °C

Među organizmima koji mogu postojati na vrlo visokim temperaturama poznate su termofilne alge, koje mogu živjeti u toplim izvorima na 70-80°C. Kruciformni lišajevi, sjemenke i vegetativni organi pustinjskih biljaka (saksaul, kamilji trn, tulipani) smješteni u gornjem sloju vrućeg tla uspješno podnose vrlo visoke temperature (65-80°C).

Postoje mnoge vrste životinja i biljaka koje mogu izdržati visoke temperature ispod nule. Drveće i grmlje u Jakutiji ne smrzavaju se na minus 68°C. Pingvini žive na Antarktiku na minus 70°C, a polarni medvjedi, arktičke lisice i polarne sove žive na Arktiku. Polarne vode sa temperaturama od 0 do -2°C nastanjene su raznovrsnom florom i faunom - mikroalgama, beskičmenjacima, ribama, čiji se životni ciklus stalno odvija u takvim temperaturnim uslovima.

Važnost temperature je prvenstveno u njenom direktnom uticaju na brzinu i prirodu metaboličkih reakcija u organizmima. Budući da se dnevne i sezonske temperaturne fluktuacije povećavaju s udaljavanjem od ekvatora, biljke i životinje, prilagođavajući se njima, ispoljavaju različite potrebe za toplinom.

Metode adaptacije

• Migracija je preseljenje u povoljnije uslove. Kitovi, mnoge vrste ptica, riba, insekata i drugih životinja redovno migriraju tijekom cijele godine.
• Utrnulost je stanje potpune nepokretnosti, naglog smanjenja vitalne aktivnosti i prestanka prehrane. Uočava se kod insekata, riba, vodozemaca i sisara kada se temperatura okoline smanji u jesen, zimi (hibernacija) ili kada se poveća ljeti u pustinjama (ljetna hibernacija).
• Anabioza je stanje oštre inhibicije životnih procesa, kada vidljive manifestacije života privremeno prestaju. Ovaj fenomen je reverzibilan. Primjećuje se kod mikroba, biljaka i nižih životinja. Sjeme nekih biljaka može ostati u suspendiranoj animaciji i do 50 godina. Mikrobi u stanju suspendirane animacije formiraju spore, protozoe formiraju ciste.

Mnoge biljke i životinje, uz odgovarajuću pripremu, uspješno podnose ekstremno niske temperature u stanju dubokog mirovanja ili suspendirane animacije. U laboratorijskim eksperimentima sjeme, polen, biljne spore, nematode, rotiferi, ciste protozoa i drugih organizama, spermatozoidi nakon dehidracije ili stavljanja u otopine posebnih zaštitnih supstanci - krioprotektori - tolerišu temperature blizu apsolutne nule.

Trenutno je postignut napredak u praktičnoj upotrebi supstanci sa krioprotektivnim svojstvima (glicerin, polietilen oksid, dimetil sulfoksid, saharoza, manitol itd.) u biologiji, poljoprivredi i medicini. Krioprotektantne otopine omogućavaju dugotrajno skladištenje konzervirane krvi, sperme za umjetnu oplodnju domaćih životinja, te nekih organa i tkiva za transplantaciju; zaštita biljaka od zimskih mrazeva, ranih prolećnih mrazeva i dr. Ovi problemi spadaju u nadležnost kriobiologije i kriomedicine i rešavaju ih mnoge naučne institucije.

• Termoregulacija. U procesu evolucije, biljke i životinje su razvile različite mehanizme termoregulacije:

1. u biljkama
   • fiziološki - nakupljanje šećera u stanicama, zbog čega se povećava koncentracija ćelijskog soka i smanjuje sadržaj vode u stanicama, što doprinosi otpornosti biljaka na mraz. Na primjer, kod patuljaste breze i kleke gornje grane umiru na pretjerano niskim temperaturama, dok puzave prezimljuju pod snijegom i ne umiru.
   • fizički
     1. stomatalna transpiracija - uklanjanje viška toplote i sprečavanje opekotina uklanjanjem vode (isparavanjem) iz biljnog tela
     2. morfološki - usmjeren na sprječavanje pregrijavanja: gusta pubescencija listova za raspršivanje sunčeve svjetlosti, sjajna površina za njihovo reflektiranje, smanjenje površine koja apsorbira zrake - umotavanje listova u cijev (perjanica, vlasulja), postavljanje ruba lista na sunčeve zrake (eukaliptus), reducirajuće lišće (saksaul, kaktus); usmjerena na sprječavanje smrzavanja: posebni oblici rasta - patuljastost, stvaranje puzajućih oblika (zimovanje pod snijegom), tamna boja (pomaže boljem apsorpciji toplinskih zraka i zagrijavanju pod snijegom)
2. kod životinja
   • hladnokrvni (poikilotermni, ektotermni) [beskičmenjaci, ribe, vodozemci i gmizavci] - regulacija tjelesne temperature se odvija pasivno povećanjem mišićnog rada, strukture i boje integumenta, pronalaženjem mjesta na kojima je moguća intenzivna apsorpcija sunčeve svjetlosti itd. ., itd. .To. ne mogu održavati temperaturni režim metaboličkih procesa i njihova aktivnost ovisi uglavnom o toplini koja dolazi izvana, a tjelesna temperatura - o vrijednostima temperature okoline i energetskog bilansa (omjer apsorpcije i oslobađanja energije zračenja).
   • toplokrvni (homeotermni, endotermni) [ptice i sisari] - sposobni da održavaju konstantnu tjelesnu temperaturu bez obzira na temperaturu okoline. Ovo svojstvo omogućava mnogim vrstama životinja da žive i razmnožavaju se na temperaturama ispod nule (sob, polarni medvjed, peronošci, pingvini). U procesu evolucije razvili su dva mehanizma termoregulacije, uz pomoć kojih održavaju stalnu tjelesnu temperaturu: kemijski i fizički. [prikaži] .
     • Hemijski mehanizam termoregulacije je obezbeđen brzinom i intenzitetom redoks reakcija i refleksno ga kontroliše centralni nervni sistem. Važnu ulogu u povećanju efikasnosti hemijskog mehanizma termoregulacije odigrale su takve aromorfoze kao što su pojava četvorokomornog srca i poboljšanje respiratornog sistema kod ptica i sisara.
     • Fizički mehanizam termoregulacije osigurava se pojavom toplotnoizolacionih omotača (perje, krzno, potkožna mast), znojnih žlezda, respiratornih organa, kao i razvojem nervnih mehanizama za regulaciju cirkulacije krvi.

     Poseban slučaj homeotermije je heterotermija - različiti nivoi tjelesne temperature u zavisnosti od funkcionalne aktivnosti tijela. Heterotermnost je karakteristična za životinje koje padaju u hibernaciju ili privremenu tromost u nepovoljnim periodima godine. Istovremeno, njihova visoka tjelesna temperatura je osjetno smanjena zbog usporenog metabolizma (gofovi, ježevi, slepi miševi, brzi pilići itd.).

Granice izdržljivosti velike vrijednosti temperaturnog faktora su različite i kod poikilotermnih i kod homeotermnih organizama.

Euritermne vrste sposobne su tolerirati temperaturne fluktuacije u širokom rasponu.

Stenotermni organizmi žive u uslovima uskih temperaturnih granica, dijeleći se na stenotermne vrste koje vole toplinu (orhideje, žbun čaja, kafa, koralji, meduze, itd.) i hladnoljubive (vilenjački kedar, vegetacija predglacijala i tundre, ribe polarnih basena, ambisalnih životinja - područja najvećih okeanskih dubina, itd.).

Za svaki organizam ili grupu jedinki postoji optimalna temperaturna zona unutar koje je aktivnost posebno izražena. Iznad ove zone je zona privremene termičke tromosti, a još više je zona produžene neaktivnosti ili ljetne hibernacije, koja se graniči sa zonom visoke smrtonosne temperature. Kada se potonji smanji ispod optimalnog, nastaje zona hladnog tromosti, hibernacije i smrtonosne niske temperature.

Raspodjela jedinki u populaciji, ovisno o promjenama temperaturnog faktora na cijeloj teritoriji, uglavnom se pridržava istog obrasca. Optimalna temperaturna zona odgovara najvećoj gustoći naseljenosti, a sa obje strane dolazi do smanjenja gustine do granice raspona, gdje je najmanja.

Faktor temperature na velikom području Zemlje podložan je izraženim dnevnim i sezonskim fluktuacijama, što zauzvrat određuje odgovarajući ritam bioloških pojava u prirodi. Ovisno o osiguranju toplinske energije u simetričnim područjima obje hemisfere globusa, počevši od ekvatora, razlikuju se sljedeće klimatske zone:

1. tropska zona. Minimalna srednja godišnja temperatura prelazi 16°C, u najhladnijim danima ne pada ispod 0°C. Temperaturne fluktuacije tokom vremena su neznatne, amplituda ne prelazi 5°C. Vegetacija je tokom cele godine.
2. Subtropska zona. Prosječna temperatura najhladnijeg mjeseca nije niža od 4°C, a najtoplijeg iznad 20°C. Temperature ispod nule su rijetke. Zimi nema stabilnog snježnog pokrivača. Vegetacija traje 9-11 mjeseci.
3. Umjerena zona. Ljetna vegetacija i zimski period mirovanja biljaka su dobro definisani. U većem dijelu zone je stabilan snježni pokrivač. Mrazevi su tipični u proljeće i jesen. Ponekad se ova zona dijeli na dvije: umjereno toplo i umjereno hladno, koje karakteriziraju četiri godišnja doba.
4. Hladna zona. Prosječna godišnja temperatura je ispod 0°C, mrazevi su mogući i tokom kratke (2-3 mjeseca) vegetacije. Godišnje temperaturne fluktuacije su veoma velike.

Obrazac vertikalne distribucije vegetacije, tla i faune u planinskim područjima također je uglavnom određen temperaturnim faktorom. U planinama Kavkaza, Indije i Afrike mogu se razlikovati četiri ili pet biljnih pojaseva, čiji slijed odozdo prema gore odgovara slijedu geografskih širina od ekvatora do pola na istoj nadmorskoj visini.

Vlažnost

Faktor životne sredine koji karakteriše sadržaj vode u vazduhu, tlu i živim organizmima. U prirodi postoji dnevni ritam vlažnosti: noću se povećava, a danju smanjuje. Zajedno sa temperaturom i svjetlošću, vlaga igra važnu ulogu u regulaciji aktivnosti živih organizama. Izvor vode za biljke i životinje su uglavnom padavine i podzemne vode, kao i rosa i magla.

Vlaga je neophodan uslov za postojanje svih živih organizama na Zemlji. Život je nastao u vodenoj sredini. Stanovnici zemljišta i dalje ovise o vodi. Za mnoge vrste životinja i biljaka voda je i dalje stanište. Značaj vode u životnim procesima određen je činjenicom da je ona glavna sredina u ćeliji u kojoj se odvijaju metabolički procesi i najvažniji je početni, međuproizvod i konačni proizvod biohemijskih transformacija. Važnost vode je određena i njenim kvantitativnim sadržajem. Živi organizmi se sastoje od najmanje 3/4 vode.

U odnosu na vodu, više biljke se dijele na

• hidrofiti - vodene biljke (lokvanj, vrh strijele, leća);
• higrofiti - stanovnici prekomjerno vlažnih mjesta (calamus, sat);
• mezofiti - biljke sa normalnim uslovima vlažnosti (đurđevak, valerijana, lupina);
• kserofiti - biljke koje žive u uvjetima stalnog ili sezonskog nedostatka vlage (saksaul, kamilji trn, efedra) i njihove sorte - sukulenti (kaktusi, euforbija).

Prilagođavanje životu u dehidriranim sredinama i okruženjima s periodičnim nedostatkom vlage Važna karakteristika glavnih klimatskih faktora (svjetlo, temperatura, vlažnost) je njihova prirodna varijabilnost tokom godišnjeg ciklusa, pa čak i dnevnog, kao i ovisno o geografskoj zonalnosti. U tom smislu, adaptacije živih organizama također imaju redovitu i sezonsku prirodu. Adaptacija organizama na uslove sredine može biti brza i reverzibilna ili prilično spora, u zavisnosti od dubine izloženosti faktoru. Kao rezultat svoje vitalne aktivnosti, organizmi su u stanju da mijenjaju abiotske uslove života. Na primjer, biljke nižeg sloja nalaze se u uvjetima manje svjetlosti; procesi razgradnje organskih materija koji se javljaju u vodnim tijelima često uzrokuju manjak kisika za druge organizme. Usljed aktivnosti vodenih organizama mijenjaju se temperaturni i vodeni režimi, količina kisika, ugljičnog dioksida, pH okoline, spektralni sastav svjetlosti itd. Vazdušna sredina i njen gasni sastav Razvoj vazdušnog okruženja organizmima je počeo nakon što su stigli na kopno. Život u zraku zahtijevao je specifične adaptacije i visok nivo organizacije biljaka i životinja. Niska gustina i sadržaj vode, visok sadržaj kiseonika, lakoća kretanja vazdušnih masa, nagle promene temperature i dr. značajno su uticali na proces disanja, razmenu vode i kretanje živih bića. Velika većina kopnenih životinja stekla je sposobnost letenja tokom evolucije (75% svih vrsta kopnenih životinja). Mnoge vrste karakterizira anmohorija - širenje uz pomoć strujanja zraka (spore, sjemenke, plodovi, ciste protozoa, insekti, pauci itd.). Neke biljke su se oprašile vjetrom. Za uspješno postojanje organizama važna su ne samo fizička već i hemijska svojstva zraka i sadržaj plinovitih komponenti neophodnih za život. Kiseonik. Za ogromnu većinu živih organizama kiseonik je od vitalnog značaja. U okruženju bez kisika mogu rasti samo anaerobne bakterije. Kiseonik obezbeđuje sprovođenje egzotermnih reakcija, tokom kojih se oslobađa energija neophodna za život organizama. To je konačni akceptor elektrona, koji se odvaja od atoma vodika u procesu izmjene energije. U hemijski vezanom stanju kiseonik je deo mnogih veoma važnih organskih i mineralnih jedinjenja živih organizama. Njegova uloga kao oksidacionog sredstva u ciklusu pojedinih elemenata biosfere je ogromna. Jedini proizvođači slobodnog kiseonika na Zemlji su zelene biljke koje ga formiraju tokom fotosinteze. Određena količina kisika nastaje kao rezultat fotolize vodene pare ultraljubičastim zrakama izvan ozonskog omotača. Apsorpcija kisika organizmima iz vanjskog okruženja odvija se po cijeloj površini tijela (protozoe, crvi) ili kroz posebne respiratorne organe: dušnik (insekti), škrge (ribe), pluća (kičmenjaci). Kiseonik je hemijski vezan i transportovan kroz telo posebnim pigmentima krvi: hemoglobinom (kičmenjaci), hemocijapinom (mekušci, rakovi). Organizmi koji žive u uslovima stalnog nedostatka kiseonika razvili su odgovarajuće adaptacije: povećan kapacitet kiseonika u krvi, češći i dublji respiratorni pokreti, veliki volumen pluća (kod planinskih stanovnika, ptica) ili smanjenje upotrebe kiseonika u tkivima zbog povećanje količine mioglobina - akumulatora kiseonika u tkivima (kod stanovnika vodenog okruženja). Zbog velike rastvorljivosti CO 2 i O 2 u vodi, njihov relativni sadržaj je ovde veći (2-3 puta) nego u vazduhu (Sl. 1). Ova je okolnost vrlo važna za hidrobioniku, koji koristi ili otopljeni kisik za disanje ili CO 2 za fotosintezu (vodeni fototrofi). Ugljen-dioksid. Normalna količina ovog gasa u vazduhu je mala - 0,03% (po zapremini) ili 0,57 mg/l. Kao rezultat toga, čak i male fluktuacije u sadržaju CO 2 značajno se odražavaju na proces fotosinteze, koji direktno ovisi o tome. Glavni izvori CO 2 koji ulazi u atmosferu su disanje životinja i biljaka, procesi sagorevanja, vulkanske erupcije, aktivnost mikroorganizama i gljivica u tlu, industrijska preduzeća i transport. Posjedujući svojstvo apsorpcije u infracrvenom području spektra, ugljični dioksid utječe na optičke parametre i temperaturni režim atmosfere, uzrokujući dobro poznati „efekat staklenika“. Važan ekološki aspekt je povećanje rastvorljivosti kiseonika i ugljen-dioksida u vodi kako se njena temperatura smanjuje. Zbog toga je fauna vodenih bazena polarnih i subpolarnih širina veoma bogata i raznolika, uglavnom zbog povećane koncentracije kiseonika u hladnoj vodi. Otapanje kiseonika u vodi, kao i svaki drugi gas, poštuje Henrijev zakon: obrnuto je proporcionalno temperaturi i prestaje kada se dostigne tačka ključanja. U toplim vodama tropskih bazena smanjena koncentracija otopljenog kisika ograničava disanje, a time i vitalnu aktivnost i broj vodenih životinja. U posljednje vrijeme primjetno je pogoršanje kisikovog režima mnogih vodnih tijela, uzrokovano povećanjem količine organskih zagađivača, za čije uništavanje su potrebne velike količine kisika. Zoniranje distribucije živih organizama Geografsko (latitudinalno) zoniranje U smjeru širine od sjevera prema jugu, na teritoriji Ruske Federacije sukcesivno se nalaze sljedeće prirodne zone: tundra, tajga, listopadne šume, stepe, pustinja. Među klimatskim elementima koji određuju zonalnost distribucije i distribucije organizama, vodeću ulogu imaju abiotički faktori - temperatura, vlažnost, svjetlosni uvjeti. Najuočljivije zonske promjene očituju se u prirodi vegetacije - vodećoj komponenti biocenoze. To je pak praćeno promjenama u sastavu životinja – potrošača i destruktora organskih ostataka u lancima ishrane. Tundra- hladna ravnica bez drveća na severnoj hemisferi. Njegovi klimatski uslovi nisu pogodni za rast biljaka i razgradnju organskih ostataka (permafrost, relativno niske temperature čak i ljeti, kratki periodi temperatura iznad nule). Ovdje su formirane jedinstvene biocenoze, male po sastavu (mahovine, lišajevi). U tom smislu, produktivnost biocenoze tundre je niska: 5-15 c/ha organske tvari godišnje. Zona tajga karakterišu relativno povoljni zemljišno-klimatski uslovi, posebno za četinarske vrste. Ovdje su se formirale bogate i visokoproduktivne biocenoze. Godišnje stvaranje organske materije je 15-50 c/ha. Uslovi umjerenog pojasa doveli su do formiranja složenih biocenoza listopadne šume sa najvećom biološkom produktivnošću u Ruskoj Federaciji (do 60 c/ha godišnje). Sorte listopadnih šuma su hrastove, bukovo-javorove, mješovite šume i dr. Takve šume karakterizira dobro razvijena žbunasta i zeljasta podrast, što olakšava smještaj faune različitih tipova i brojnosti. Steppe- prirodna zona umjerenog pojasa Zemljinih hemisfera, koju karakteriše nedovoljno vodosnabdijevanje, pa ovdje prevladava zeljasta, uglavnom žitna vegetacija (perjanica, vlasulje i dr.). Fauna je raznolika i bogata (lisica, zec, hrčak, miševi, mnoge ptice, posebno selice). Stepska zona sadrži najznačajnija područja za proizvodnju žitarica, industrijskih usjeva, povrtarskih kultura i stočarstva. Biološka produktivnost ove prirodne zone je relativno visoka (do 50 c/ha godišnje). Pustinje prevladavaju u centralnoj Aziji. Zbog niskih padavina i visokih temperatura ljeti, vegetacija zauzima manje od polovine teritorije ove zone i ima specifične adaptacije na sušne uslove. Fauna je raznolika, o njenim biološkim karakteristikama već je bilo riječi. Godišnje stvaranje organske materije u pustinjskoj zoni ne prelazi 5 c/ha (Sl. 107). Salinitet životne sredine Salinitet vodene sredine karakteriše sadržaj rastvorljivih soli u njemu. Slatka voda sadrži 0,5-1,0 g/l, a morska voda 10-50 g/l soli. Salinitet vodene sredine je važan za njene stanovnike. Postoje životinje prilagođene da žive samo u slatkoj vodi (ciprinidi) ili samo u morskoj (haringe). Kod nekih riba pojedinačne faze individualnog razvoja odvijaju se na različitim salinitetima vode, na primjer, obična jegulja živi u slatkovodnim tijelima i migrira u Sargaško more radi mrijesta. Takvi vodeni stanovnici zahtijevaju odgovarajuću regulaciju ravnoteže soli u tijelu. Mehanizmi regulacije jonskog sastava organizama. Kopnene životinje su prisiljene regulirati sastav soli u svojim tekućim tkivima kako bi održale unutarnju sredinu u konstantnom ili gotovo konstantnom kemijski nepromijenjenom ionskom stanju. Glavni način održavanja ravnoteže soli u vodenim organizmima i kopnenim biljkama je izbjegavanje staništa s neodgovarajućim salinitetom. Takvi mehanizmi moraju posebno intenzivno i precizno raditi kod migratornih riba (losos, klet, ružičasti losos, jegulja, jesetra), koje povremeno prelaze iz morske vode u slatku vodu ili obrnuto. Osmotska regulacija se najjednostavnije odvija u slatkoj vodi. Poznato je da je u potonjem koncentracija iona mnogo niža nego u tekućim tkivima. Prema zakonima osmoze, vanjska sredina ulazi u ćelije duž gradijenta koncentracije kroz polupropusne membrane i dolazi do svojevrsnog „razrjeđivanja“ unutrašnjeg sadržaja. Ako se takav proces ne kontroliše, tijelo bi moglo nabubriti i umrijeti. Međutim, slatkovodni organizmi imaju organe koji uklanjaju višak vode. Očuvanje jona neophodnih za život olakšava činjenica da je urin takvih organizama prilično razrijeđen (slika 2, a). Odvajanje ovako razrijeđene otopine iz unutrašnjih tekućina vjerovatno zahtijeva aktivan hemijski rad specijalizovanih ćelija ili organa (bubrezi) i njihovu potrošnju značajnog udjela ukupne bazalne metaboličke energije. Naprotiv, morske životinje i ribe piju i upijaju samo morsku vodu i na taj način nadopunjuju njeno stalno oslobađanje iz tijela u vanjsko okruženje koje karakterizira visok osmotski potencijal. U ovom slučaju, monovalentne jone slane vode aktivno uklanjaju škrge, a dvovalentne jone bubrezi (slika 2, b). Ćelije troše dosta energije na ispumpavanje viška vode, pa kada se salinitet poveća, a voda u tijelu smanji, organizmi obično prelaze u neaktivno stanje - anabiozu soli. Ovo je tipično za vrste koje žive u bazenima morske vode koji se periodično presušuju, estuarijima i priobalnim zonama (rotiferi, amfipodi, flagelati, itd.) Salinitet gornje kore određen je sadržajem jona kalija i natrijuma u njemu, te je, kao i salinitet vodenog okoliša, važan za njegove stanovnike i prije svega biljke koje se na njega adekvatno prilagođavaju. Ovaj faktor nije slučajan za biljke, on ih prati tokom evolucionog procesa. Takozvana slana vegetacija (solyanka, sladić itd.) ograničena je na tla sa visokim sadržajem kalijuma i natrijuma. Gornji sloj zemljine kore je zemlja. Osim slanosti tla, razlikuju se i drugi pokazatelji: kiselost, hidrotermalni režim, aeracija tla itd. Zajedno sa reljefom, ova svojstva zemljine površine, koja se nazivaju edafski faktori sredine, imaju ekološki uticaj na njene stanovnike. Edafski faktori okoline Svojstva zemljine površine koja utiču na životnu sredinu na njene stanovnike. pozajmljeno Profil tla Vrsta tla određena je njegovim sastavom i bojom. A - Tlo tundre ima tamnu, tresetnu površinu. B - Pustinjsko tlo je lagano, krupnozrno i siromašno organskom materijom Kestenovo tlo (C) i černozem (D) su humusna livadska tla tipična za evroazijske stepe i sjevernoameričke prerije. Crvenkasto izluženi latosol (E) tropske savane ima vrlo tanak, ali humusom bogat sloj. Podzolična tla su tipična za sjeverne geografske širine, gdje ima velike količine padavina i vrlo malo isparavanja. Oni uključuju smeđi šumski podzol (F), sivo-smeđi podzol (H) i sivo-kameniti podzol (I), koji podržava i crnogorično i listopadno drveće. Svi su relativno kiseli, a za razliku od njih, crveno-žuti podzol (G) borovih šuma je prilično jako izlužen. Ovisno o edafskim faktorima, mogu se razlikovati brojne ekološke grupe biljaka. Na osnovu reakcije na kiselost otopine tla razlikuju se: acidofilne vrste koje rastu na pH ispod 6,5 (biljke tresetišta, preslica, bor, jela, paprat); neutrofili, preferiraju tlo s neutralnom reakcijom (pH 7) (većina kultiviranih biljaka); basophila - biljke koje najbolje rastu na supstratu koji ima alkalnu reakciju (pH veći od 7) (smreka, grab, tuja) i indiferentan - može rasti na tlima s različitim pH vrijednostima. U odnosu na hemijski sastav zemljišta, biljke se dele na oligotrofne, nezahtjevne za količinu hranjivih tvari; mezotrofni, koji zahtijevaju umjerenu količinu minerala u tlu (zeljaste trajnice, smreka), mezotrofne, zahtijevaju veliku količinu dostupnih elemenata jasena (hrast, voće). U odnosu na pojedinačne baterije vrste koje su posebno zahtjevne za visokim sadržajem dušika u tlu nazivaju se nitrofili (kopriva, dvorište); oni koji zahtevaju mnogo kalcijuma - kalcifili (bukva, ariš, drvena trava, pamuk, maslina); biljke zaslanjenog tla nazivaju se halofiti (solyanka, sarsazan); neki od halofita su u stanju da luče višak soli napolje, gde te soli nakon sušenja stvaraju čvrste filmove ili kristalne akumulacije U odnosu na mehanički sastav rastresite pješčane biljke - psamofiti (saksaul, pješčani bagrem) biljke kamenjara, pukotina i udubljenja stijena i drugih sličnih staništa - litofiti [petrofiti] (kleka, hrast kitnjak) Teren i priroda tla značajno utiču na specifično kretanje životinja i rasprostranjenost vrsta čije su životne aktivnosti privremeno ili trajno povezane sa tlom. Priroda korijenskog sistema (dubinski, površinski) i način života zemljišne faune zavise od hidrotermalnog režima tla, njihove aeracije, mehaničkog i hemijskog sastava. Hemijski sastav tla i raznolikost njegovih stanovnika utiču na njegovu plodnost. Najplodnija su černozemna tla bogata humusom. Kao abiotički faktor, reljef utiče na distribuciju klimatskih faktora, a samim tim i na formiranje odgovarajuće flore i faune. Na primjer, na južnim padinama brda ili planina uvijek postoji viša temperatura, bolja osvijetljenost i, shodno tome, manja vlažnost.

Reljef u životu biljaka djeluje kao indirektno djelujući faktor. Pod uticajem reljefa različito se razvija kompleks klimatskih i zemljišnih faktora. Ovisno o veličini oblika, razlikuju se makroreljef(planine, nizije), mesoreljef(brda, jaruge, grebeni) i mikroreljef(male nepravilnosti, udubljenja, izbočine).

Makroreljef

Prilikom penjanja na planine mijenjaju se klimatski, tlo i drugi faktori okoline. Dakle, u planinama postoji pojasna rasprostranjenost vegetacije. U blizini granice vječnog snijega razvijaju se posebno osebujni uvjeti koji se odražavaju na strukturu, fiziologiju i sezonski razvoj biljaka. Visokoplaninske biljke odlikuju se zdepastim rastom, malim listovima, velikim i jarkim cvjetovima. Mnoge biljke pokazuju znakove kserofitizma. Uz nadmorsku visinu, strmina i izloženost padina uvelike utiču na rasprostranjenost biljaka. Na južnoj padini rastu biljke koje najviše vole toplinu i svjetlost. Materijal sa sajta

Mesoreljef

Manji oblici reljefa (brda, jaruge, jaruge) takođe utiču na raspored vegetacije. Tako su u šumskoj zoni primjese hrasta i jasena u šumama ograničene na uzvišenja, a sjevernije vrste naseljavaju se na ravnicama. Glavni značaj elemenata mezoreljefa je preraspodjela zonskih faktora sredine.

Mikroreljef

Mikroreljef također doprinosi pojavi razlika u staništu biljaka, s tim u vezi, uočava se izmjena vrsta s različitim ekološkim karakteristikama na malom prostoru.

Uticaj okoline na organizam.

Svaki organizam je otvoren sistem, što znači da prima materiju, energiju, informacije izvana i samim tim potpuno zavisi od okoline. To se ogleda u zakonu koji je otkrio ruski naučnik K.F. Roulier: „rezultati razvoja (promjena) bilo kojeg objekta (organizma) određuju se odnosom njegovih unutrašnjih karakteristika i karakteristika sredine u kojoj se nalazi. Ovaj zakon se ponekad naziva prvim ekološkim zakonom jer je univerzalan.

Organizmi utiču na životnu sredinu menjajući gasni sastav atmosfere (H: kao rezultat fotosinteze), učestvuju u formiranju zemljišta, reljefa, klime itd.

Granicu uticaja organizama na stanište opisuje drugi ekološki zakon (Kurazhkovsky Yu.N.): svaka vrsta organizma, konzumirajući supstance koje su mu potrebne iz okoline i ispuštajući u nju proizvode svoje vitalne aktivnosti, mijenja je u na taj način da stanište postaje nepodesno za njegovo postojanje .

1.2.2. Ekološki faktori životne sredine i njihova klasifikacija.

Skup pojedinačnih elemenata životne sredine koji utiču na organizme u najmanje jednoj fazi individualnog razvoja nazivaju se faktori životne sredine.

Prema prirodi nastanka razlikuju se abiotički, biotički i antropogeni faktori. (Slajd 1)

Abiotski faktori- to su svojstva nežive prirode (temperatura, svjetlost, vlažnost, sastav zraka, vode, tla, prirodna radijaciona pozadina Zemlje, teren) itd., koja direktno ili indirektno utiču na žive organizme.

Biotički faktori- sve su to oblici uticaja živih organizama jedni na druge. Utjecaj biotičkih faktora može biti direktan i indirektan, izražen u promjenama okolišnih uvjeta, na primjer, promjenama sastava tla pod utjecajem bakterija ili promjenama mikroklime u šumi.

Međusobne veze između pojedinih vrsta organizama su osnova postojanja populacija, biocenoza i biosfere u cjelini.

Ranije je utjecaj čovjeka na žive organizme također bio klasifikovan kao biotički faktor, ali sada se izdvaja posebna kategorija faktora koje stvaraju ljudi.

Antropogeni faktori- sve su to oblici djelovanja ljudskog društva koji dovode do promjena u prirodi kao staništu i drugim vrstama i direktno utiču na njihov život.

Ljudsku aktivnost na planeti treba identificirati kao posebnu silu koja ima i direktne i indirektne učinke na prirodu. Direktni uticaji uključuju ishranu ljudi, razmnožavanje i naseljavanje pojedinih vrsta životinja i biljaka, kao i stvaranje čitavih biocenoza. Indirektni uticaj se vrši promjenom staništa organizama: klime, riječnog režima, stanja zemljišta itd. Kako populacija raste i tehnološki nivo čovječanstva raste, udio antropogenih faktora životne sredine se stalno povećava.

Faktori okoline variraju u vremenu i prostoru. Smatra se da su neki faktori životne sredine relativno konstantni tokom dugih vremenskih perioda u evoluciji vrsta. Na primjer, gravitacija, sunčevo zračenje, sastav soli okeana. Većina faktora okoline – temperatura vazduha, vlažnost, brzina vazduha – veoma su varijabilni u prostoru i vremenu.

U skladu s tim, u zavisnosti od redovnosti izlaganja, faktori životne sredine se dele na (Slajd 2):

· redovno periodično , mijenjajući jačinu udara zbog doba dana, godišnjeg doba ili ritma plime i oseke u okeanu. Na primjer: smanjenje temperature u umjerenoj klimatskoj zoni sjeverne geografske širine s početkom zime itd.

· neredovno periodično , katastrofalne pojave: oluje, padavine, poplave itd.

· neperiodični, nastaje spontano, bez jasnog obrasca, jednokratno. Na primjer, pojava novog vulkana, požari, ljudska aktivnost.

Dakle, svaki živi organizam je pod utjecajem nežive prirode, organizama drugih vrsta, uključujući ljude, i, zauzvrat, utječe na svaku od ovih komponenti.

Po redoslijedu faktori su podijeljeni na primarni I sekundarno .

Primarni faktori životne sredine su postojali na planeti oduvek, čak i pre pojave živih bića, i sva živa bića su se prilagodila tim faktorima (temperatura, pritisak, plima, sezonska i dnevna frekvencija).

Sekundarni faktori životne sredine nastaju i menjaju se usled varijabilnosti primarnih faktora sredine (mutnoća vode, vlažnost vazduha itd.).

Na osnovu njihovog dejstva na organizam, svi faktori se dele na faktori direktnog delovanja I indirektno .

Prema stepenu uticaja dele se na smrtonosne (dovode do smrti), ekstremne, ograničavajuće, uznemirujuće, mutagene, teratogene, koje dovode do deformiteta tokom individualnog razvoja).

Svaki faktor sredine karakterišu određeni kvantitativni pokazatelji: sila, pritisak, učestalost, intenzitet itd.

1.2.3. Obrasci djelovanja okolišnih faktora na organizme. Ograničavajući faktor. Liebigov zakon minimuma. Shelfordov zakon tolerancije. Doktrina ekoloških optimuma vrsta. Interakcija faktora sredine.

Uprkos raznovrsnosti faktora životne sredine i različitoj prirodi njihovog porekla, postoje neka opšta pravila i obrasci njihovog uticaja na žive organizme. Bilo koji faktor životne sredine može uticati na telo na sledeći način (Slajd):

· promijeniti geografsku rasprostranjenost vrsta;

· promijeniti plodnost i mortalitet vrsta;

· izazvati migraciju;

· promicati pojavu adaptivnih kvaliteta i adaptacija u vrstama.

Djelovanje faktora je najefikasnije pri određenoj vrijednosti faktora koja je optimalna za organizam, a ne pri njegovim kritičnim vrijednostima. Razmotrimo obrasce djelovanja faktora na organizme. (Slajd).

Ovisnost rezultata djelovanja okolišnog faktora od njegovog intenziteta; povoljan raspon djelovanja faktora sredine naziva se optimalna zona (normalne životne aktivnosti). Što je značajnije odstupanje djelovanja faktora od optimalnog, to ovaj faktor više inhibira vitalnu aktivnost stanovništva. Ovaj raspon se zove zona ugnjetavanja (pessimum) . Maksimalne i minimalne prenosive vrijednosti faktora su kritične tačke iza kojih više nije moguće postojanje organizma ili populacije. Raspon djelovanja faktora između kritičnih tačaka se naziva zona tolerancije (izdržljivost) organizma u odnosu na ovaj faktor. Tačka na x-osi, koja odgovara najboljem pokazatelju vitalne aktivnosti tijela, označava optimalnu vrijednost faktora i naziva se optimalna tačka. Pošto je teško odrediti optimalnu tačku, obično se priča o tome optimalna zona ili zona udobnosti. Dakle, tačke minimuma, maksimuma i optimala su tri kardinalne tačke , koji određuju moguće reakcije tijela na dati faktor. Uvjeti okoline u kojima bilo koji faktor (ili skup faktora) prevazilazi zonu udobnosti i djeluje depresivno u ekologiji se nazivaju ekstremno .

Razmatrani obrasci se nazivaju "optimalno pravilo" .

Da bi organizmi živeli, neophodna je određena kombinacija uslova. Ako su svi uslovi sredine povoljni, osim jednog, onda ovo stanje postaje odlučujuće za život dotičnog organizma. Ograničava (ograničava) razvoj organizma, stoga se i zove ograničavajući faktor . To. ograničavajući faktor - faktor sredine čiji značaj prevazilazi granice opstanka vrste.

Na primjer, uginuće ribe u vodenim tijelima zimi uzrokovano je nedostatkom kisika, šaran ne živi u oceanu (slana voda), a migracija zemljanih crva uzrokovana je viškom vlage i nedostatkom kisika.

U početku je utvrđeno da je razvoj živih organizama ograničen nedostatkom bilo koje komponente, na primjer, mineralnih soli, vlage, svjetlosti itd. Sredinom 19. stoljeća, njemački organski hemičar Eustace Liebig prvi je eksperimentalno dokazao da rast biljaka zavisi od nutrijenata koji je prisutan u relativno minimalnim količinama. On je ovu pojavu nazvao zakonom minimuma; naziva se i po autoru Liebigov zakon . (Liebig bure).

U modernoj formulaciji zakon minimuma zvuči ovako: Izdržljivost organizma određuje najslabija karika u lancu njegovih ekoloških potreba. Međutim, kako se kasnije pokazalo, ne samo nedostatak, već i višak faktora može biti ograničavajući, na primjer, gubitak usjeva zbog kiše, prezasićenost tla gnojivima itd. Koncept da, uz minimum, maksimum može biti i ograničavajući faktor uveo je 70 godina nakon Liebiga američki zoolog W. Shelford, koji je formulisao zakon tolerancije . Prema Prema zakonu tolerancije, ograničavajući faktor prosperiteta populacije (organizma) može biti ili minimalni ili maksimalni uticaj na životnu sredinu, a raspon između njih određuje količinu izdržljivosti (granicu tolerancije) ili ekološku valenciju organizma. ovom faktoru

Princip ograničavajućih faktora važi za sve vrste živih organizama – biljke, životinje, mikroorganizme i odnosi se i na abiotičke i na biotičke faktore.

Na primjer, konkurencija druge vrste može postati ograničavajući faktor za razvoj organizama date vrste. U poljoprivredi često ograničavajući faktor postaju štetočine i korovi, a kod nekih biljaka ograničavajući faktor razvoja je nedostatak (ili odsustvo) predstavnika druge vrste. Na primjer, nova vrsta smokve je u Kaliforniju donesena sa Mediterana, ali nije urodila plodom sve dok odatle nije donesena jedina vrsta pčela oprašivača za nju.

U skladu sa zakonom tolerancije, svaki višak materije ili energije ispostavlja se kao zagađivač.

Dakle, višak vode čak i u sušnim područjima je štetan i voda se može smatrati uobičajenim zagađivačem, iako je apsolutno neophodna u optimalnim količinama. Konkretno, višak vode sprečava normalno formiranje tla u zoni černozema.

Široka ekološka valenca vrste u odnosu na abiotske faktore životne sredine ukazuje se dodavanjem prefiksa “evry” i uskog “steno” imenu faktora. Zovu se vrste za čije postojanje su potrebni strogo definisani uslovi životne sredine stenobiont i vrste koje se prilagođavaju ekološkoj situaciji sa širokim spektrom promjena parametara - eurybiont .

Na primjer, životinje koje mogu tolerirati velike temperaturne fluktuacije nazivaju se euritermni, uski temperaturni raspon je tipičan za stenotermni organizmi. (Slajd). Male promjene temperature imaju mali učinak na euritermalne organizme i mogu biti pogubne za stenotermne organizme (slika 4). Eurihidroidi I stenohidroid Organizmi se razlikuju po svom odgovoru na fluktuacije vlažnosti. Euryhaline I stenohaline – imaju različite reakcije na stepen slanosti životne sredine. Euryoic organizmi su sposobni da žive na različitim mestima, i zidni – imaju stroge zahtjeve za izbor staništa.

U odnosu na pritisak, svi se organizmi dijele na euribati I stenobat ili stopobats (dubokomorska riba).

U odnosu na kiseonik oslobađaju eurioksibiontima (karaš) i stenooksibiont s (lipljan).

U odnosu na teritorij (biotop) – eurytopic (odlična sisa) i stenotopski (osprey).

U vezi sa hranom - eurifagi (corvids) i stenofagi , među kojima možemo izdvojiti ihtiofage (osprey), entomofag (zujac, brzalica, lastavica), herpetofag (Ptica je sekretar).

Ekološke valencije vrste u odnosu na različite faktore mogu biti vrlo raznolike, što stvara različite adaptacije u prirodi. Ukupnost valencija sredine u odnosu na različite faktore sredine je ekološki spektar vrste .

Granica tolerancije tijela se mijenja tokom prelaska iz jedne faze razvoja u drugu. Često se ispostavi da su mladi organizmi ranjiviji i zahtjevniji prema uvjetima okoline od odraslih jedinki.

Najkritičniji period sa stanovišta uticaja različitih faktora je period razmnožavanja: tokom tog perioda mnogi faktori postaju ograničavajući. Ekološka valencija za reprodukciju jedinki, sjemena, embrija, ličinki, jaja obično je uža nego za odrasle biljke ili životinje iste vrste koje se ne razmnožavaju.

Na primjer, mnoge morske životinje mogu tolerirati bočatu ili slatku vodu s visokim sadržajem klorida, pa često ulaze u uzvodne rijeke. Ali njihove ličinke ne mogu živjeti u takvim vodama, pa se vrsta ne može razmnožavati u rijeci i ovdje ne uspostavlja stalno stanište. Mnoge ptice lete da odgajaju svoje piliće na mjestima sa toplijom klimom itd.

Do sada smo govorili o granici tolerancije živog organizma u odnosu na jedan faktor, ali u prirodi svi faktori životne sredine deluju zajedno.

Optimalna zona i granice izdržljivosti tijela u odnosu na bilo koji okolišni faktor mogu se mijenjati ovisno o kombinaciji u kojoj drugi faktori djeluju istovremeno. Ovaj obrazac se zove interakcije faktora sredine (sazviježđe ).

Na primjer, poznato je da se toplina lakše podnosi u suhom, a ne vlažnom zraku; Rizik od smrzavanja je znatno veći pri niskim temperaturama sa jakim vjetrom nego u mirnom vremenu. Za rast biljaka, posebno je neophodan element kao što je cink; on je često ograničavajući faktor. Ali za biljke koje rastu u sjeni, potreba za tim je manja nego za one na suncu. Javlja se takozvana kompenzacija faktora.

Međutim, međusobna kompenzacija ima određena ograničenja i nemoguće je u potpunosti zamijeniti jedan od faktora drugim. Potpuni nedostatak vode ili barem jednog od neophodnih elemenata mineralne ishrane onemogućava život biljaka, uprkos najpovoljnijim kombinacijama drugih uslova. Iz toga slijedi svi uslovi okoline neophodni za održavanje života igraju jednaku ulogu i bilo koji faktor može ograničiti mogućnosti postojanja organizama - to je zakon ekvivalencije svih životnih uslova.

Poznato je da svaki faktor ima različite efekte na različite tjelesne funkcije. Uvjeti koji su optimalni za neke procese, na primjer, za rast organizma, mogu se pokazati kao zona ugnjetavanja za druge, na primjer, za reprodukciju, i prevazići granice tolerancije, odnosno dovesti do smrti , za druge. Stoga je životni ciklus, prema kojem organizam u određenim periodima prvenstveno obavlja određene funkcije - ishranu, rast, razmnožavanje, naseljavanje - uvijek u skladu sa sezonskim promjenama faktora okoline, kao što je sezonalnost u biljnom svijetu, zbog promjene godišnja doba.

Među zakonima koji određuju interakciju pojedinca ili pojedinca sa njegovom okolinom izdvajamo pravilo usklađenosti uslova životne sredine sa genetskom predodređenošću organizma . To tvrdi da vrsta organizama može postojati sve dok prirodno okruženje koje je okružuje odgovara genetskim mogućnostima prilagođavanja ove vrste njenim fluktuacijama i promjenama. Svaka živa vrsta nastala je u određenom okruženju, prilagođena mu u ovoj ili drugoj mjeri, a daljnje postojanje vrste moguće je samo u ovoj ili sličnoj sredini. Oštra i brza promjena životnog okruženja može dovesti do činjenice da će genetske sposobnosti vrste biti nedovoljne da se prilagode novim uvjetima. To je, posebno, osnova za jednu od hipoteza za izumiranje velikih gmizavaca s oštrom promjenom abiotskih uvjeta na planeti: veliki organizmi su manje varijabilni od malih, pa im je potrebno mnogo više vremena da se prilagode. U tom smislu, radikalne transformacije prirode opasne su za postojeće vrste, uključujući i samog čovjeka.

1.2.4. Adaptacija organizama na nepovoljne uslove sredine

Faktori okoline mogu djelovati kao:

· iritansi i izazivaju adaptivne promjene u fiziološkim i biohemijskim funkcijama;

· limiteri , uzrokujući nemogućnost postojanja u ovim uslovima;

· modifikatori , uzrokujući anatomske i morfološke promjene u organizmima;

· signale , što ukazuje na promjene u drugim faktorima okoline.

U procesu adaptacije na nepovoljne uslove životne sredine, organizmi su uspeli da razviju tri glavna načina da izbegnu ovo drugo.

Aktivni put– pomaže u jačanju otpornosti, razvoju regulatornih procesa koji omogućavaju da se sve vitalne funkcije organizma provode, uprkos nepovoljnim faktorima.

Na primjer, toplokrvnost kod sisara i ptica.

Pasivan način povezana s podređivanjem vitalnih funkcija tijela promjenama faktora okoline. Na primjer, fenomen skriveni život , praćeno obustavom vitalne aktivnosti kada se akumulacija presuši, hladno vrijeme itd., do stanja imaginarne smrti ili suspendovana animacija .

Na primjer, osušeno sjeme biljaka, njihove spore, kao i male životinje (rotifere, nematode) mogu izdržati temperature ispod 200 o C. Primjeri anabioze? Zimsko mirovanje biljaka, hibernacija kičmenjaka, očuvanje sjemena i spora u tlu.

Pojava u kojoj dolazi do privremenog fiziološkog mirovanja u individualnom razvoju nekih živih organizama, uzrokovanog nepovoljnim faktorima sredine, naziva se dijapauza .

Izbjegavanje štetnih efekata– razvoj od strane tijela takvih životnih ciklusa u kojima se najranjivije faze njegovog razvoja završavaju u najpovoljnijim periodima godine u pogledu temperaturnih i drugih uslova.

Uobičajeni put za takve adaptacije je migracija.

Nazivaju se evolucijske adaptacije organizama na uslove okoline, izražene u promjenama njihovih vanjskih i unutrašnjih karakteristika adaptacija . Postoje različite vrste adaptacija.

Morfološke adaptacije. Organizmi razvijaju takve osobine svoje vanjske strukture koje doprinose opstanku i uspješnom funkcioniranju organizama u njihovim uobičajenim uvjetima.

Na primjer, aerodinamičan oblik tijela vodenih životinja, struktura sukulenata i adaptacije halofita.

Morfološki tip adaptacije životinje ili biljke, u kojem imaju vanjski oblik koji odražava način na koji komuniciraju sa svojom okolinom, naziva se životni oblik vrste . U procesu adaptacije na iste uslove životne sredine, različite vrste mogu imati sličan oblik života.

Na primjer, kit, delfin, morski pas, pingvin.

Fiziološke adaptacije manifestiraju se u posebnostima enzimskog skupa u probavnom traktu životinja koje su određene sastavom hrane.

Na primjer, obezbjeđivanje vlage kroz oksidaciju masti u devama.

Adaptacije ponašanja– manifestuju se u stvaranju skloništa, kretanju u cilju odabira najpovoljnijih uslova, odvraćanju predatora, skrivanju, ponašanju u školi itd.

Adaptacije svakog organizma su određene njegovom genetskom predispozicijom. Pravilo usklađenosti uslova okoline sa genetskom predodređenošću navodi: sve dok okruženje koje okružuje određenu vrstu organizama odgovara genetskim mogućnostima adaptacije ove vrste na njene fluktuacije i promjene, ova vrsta može postojati. Oštra i brza promjena uvjeta okoliša može dovesti do činjenice da će brzina adaptivnih reakcija zaostajati za promjenom uvjeta okoline, što će dovesti do eliminacije vrste. Gore navedeno u potpunosti se odnosi na ljude.

1.2.5. Glavni abiotički faktori.

Podsjetimo još jednom da su abiotički faktori svojstva nežive prirode koja direktno ili indirektno utiču na žive organizme. Slajd 3 prikazuje klasifikaciju abiotskih faktora.

Temperatura je najvažniji klimatski faktor. Zavisi od nje brzina metabolizma organizme i njihove geografska distribucija. Svaki organizam je sposoban živjeti u određenom temperaturnom rasponu. I iako za različite vrste organizama ( euritermne i stenotermne) ti intervali su različiti, za većinu njih je zona optimalnih temperatura na kojoj se vitalne funkcije najaktivnije i najefikasnije odvijaju relativno mala. Raspon temperatura u kojima život može postojati je otprilike 300 C: od -200 do +100 C. Ali većina vrsta i većina njihove aktivnosti ograničeni su na još uži temperaturni raspon. Neki organizmi, posebno oni u fazi mirovanja, mogu preživjeti barem neko vrijeme na vrlo niskim temperaturama. Određene vrste mikroorganizama, uglavnom bakterije i alge, mogu živjeti i razmnožavati se na temperaturama blizu točke ključanja. Gornja granica za bakterije toplih izvora je 88 C, za plavo-zelene alge - 80 C, a za najotpornije ribe i insekte - oko 50 C. Po pravilu, gornje granične vrijednosti faktora su kritičnije od donji, iako mnogi organizmi blizu gornjih granica raspona tolerancije funkcionišu efikasnije.

Vodene životinje imaju tendenciju da imaju uži raspon temperaturne tolerancije od kopnenih životinja jer je raspon temperature u vodi manji nego na kopnu.

Sa stanovišta uticaja na žive organizme, temperaturna varijabilnost je izuzetno važna. Temperature u rasponu od 10 do 20 C (prosječno 15 C) ne utječu nužno na organizam na isti način kao stalna temperatura od 15 C. Vitalna aktivnost organizama koji su u prirodi obično izloženi promjenljivim temperaturama je potpuno ili djelomično potisnuta ili usporen uticajem konstantne temperature. Koristeći varijabilnu temperaturu, bilo je moguće ubrzati razvoj jaja skakavaca u prosjeku za 38,6% u odnosu na njihov razvoj na konstantnoj temperaturi. Još nije jasno da li je učinak ubrzanja posljedica samih temperaturnih fluktuacija ili pojačanog rasta uzrokovanog kratkotrajnim povećanjem temperature, a nije kompenzirano usporavanjem rasta kada se smanjuje.

Stoga je temperatura važan i vrlo često ograničavajući faktor. Temperaturni ritmovi u velikoj mjeri kontroliraju sezonsku i dnevnu aktivnost biljaka i životinja. Temperatura često stvara zonalnost i stratifikaciju u vodenim i kopnenim staništima.

Voda fiziološki neophodan za bilo koju protoplazmu. Sa ekološke tačke gledišta, služi kao ograničavajući faktor kako u kopnenim staništima tako i u vodenim staništima, gdje je njegova količina podložna jakim fluktuacijama, ili gdje visok salinitet doprinosi gubitku vode od strane tijela osmozom. Svi živi organizmi, ovisno o njihovoj potrebi za vodom, a samim tim i po razlikama u staništu, dijele se na više ekoloških grupa: vodene ili hidrofilna- stalno žive u vodi; higrofilan- žive u veoma vlažnim staništima; mezofilni- karakterizira umjerena potreba za vodom i kserofilna- žive na suvim staništima.

Padavine i vlažnost su glavne veličine koje se mjere prilikom proučavanja ovog faktora. Količina padavina zavisi uglavnom od putanja i prirode velikih kretanja vazdušnih masa. Na primjer, vjetrovi koji duvaju s okeana ostavljaju većinu vlage na padinama okrenutim prema okeanu, što rezultira „sjenom kiše“ iza planina, što doprinosi formiranju pustinje. Krećući se u unutrašnjost, zrak akumulira određenu količinu vlage, a količina padavina se ponovo povećava. Pustinje se obično nalaze iza visokih planinskih lanaca ili duž obala gdje vjetrovi pušu iz velikih unutrašnjih suhih područja, a ne iz okeana, kao što je pustinja Nami u jugozapadnoj Africi. Raspodjela padavina po godišnjim dobima je izuzetno važan ograničavajući faktor za organizme. Uslovi koje stvaraju ravnomjerno raspoređene padavine potpuno su drugačiji od onih koje stvaraju padavine tokom jedne sezone. U tom slučaju životinje i biljke moraju izdržati periode dugotrajne suše. Po pravilu, neravnomjerna raspodjela padavina po godišnjim dobima nalazi se u tropima i suptropima, gdje su vlažne i suhe sezone često dobro definirane. U tropskom pojasu sezonski ritam vlažnosti regulira sezonsku aktivnost organizama, slično sezonskom ritmu topline i svjetlosti u umjerenom pojasu. Rosa može biti značajan i, na mjestima sa malo padavina, vrlo važan doprinos ukupnim padavinama.

Vlažnost- parametar koji karakteriše sadržaj vodene pare u vazduhu. Apsolutna vlažnost je količina vodene pare po jedinici zapremine vazduha. Zbog zavisnosti količine pare koju zadržava vazduh o temperaturi i pritisku, koncept relativna vlažnost je odnos pare sadržane u vazduhu i zasićene pare na datoj temperaturi i pritisku. Budući da u prirodi postoji dnevni ritam vlažnosti - noću se povećava, a danju smanjuje, te njene fluktuacije okomito i horizontalno, ovaj faktor, uz svjetlost i temperaturu, igra važnu ulogu u regulaciji aktivnosti organizama. Vlažnost mijenja efekte temperaturne visine. Na primjer, u uvjetima vlažnosti blizu kritične, temperatura ima važniji ograničavajući učinak. Slično tome, vlažnost igra važniju ulogu ako je temperatura blizu ekstremnih vrijednosti. Velike vodene površine značajno omekšavaju klimu kopna, jer vodu karakterizira velika latentna toplina isparavanja i topljenja. Zapravo postoje dvije glavne vrste klime: kontinentalni sa ekstremnim temperaturama i vlagom i nautički, koju karakteriziraju manje oštre fluktuacije, što se objašnjava umjerenim utjecajem velikih vodenih tijela.

Opskrba površinskom vodom koja je dostupna živim organizmima ovisi o količini padavina na određenom području, ali se te vrijednosti ne poklapaju uvijek. Dakle, koristeći podzemne izvore, gdje voda dolazi iz drugih područja, životinje i biljke mogu dobiti više vode nego što je primaju sa padavinama. S druge strane, kišnica ponekad odmah postaje nedostupna organizmima.

Radijacija od Sunca predstavlja elektromagnetne talase različitih dužina. Apsolutno je neophodan za živu prirodu, jer je glavni vanjski izvor energije. Spektar distribucije energije sunčevog zračenja izvan Zemljine atmosfere (slika 6) pokazuje da se oko polovina sunčeve energije emituje u infracrvenom području, 40% u vidljivom i 10% u ultraljubičastom i rendgenskom području.

Mora se imati na umu da je spektar elektromagnetnog zračenja Sunca veoma širok (slika 7) i da njegovi frekventni opsezi utiču na živu materiju na različite načine. Zemljina atmosfera, uključujući i ozonski omotač, selektivno, odnosno selektivno u frekvencijskim opsezima, apsorbira energiju elektromagnetnog zračenja Sunca i uglavnom zračenje talasne dužine od 0,3 do 3 mikrona dopire do površine Zemlje. Atmosfera apsorbuje zračenje dužih i kraćih talasnih dužina.

Sa povećanjem zenitne udaljenosti Sunca, relativni sadržaj infracrvenog zračenja raste (sa 50 na 72%).

Kvalitativni znakovi svjetlosti važni su za živu materiju - talasnu dužinu, intenzitet i trajanje izlaganja.

Poznato je da životinje i biljke reaguju na promjene talasne dužine svjetlosti. Vid u boji je uobičajen kod različitih grupa životinja i pjegav je: dobro je razvijen kod nekih vrsta artropoda, riba, ptica i sisara, ali kod drugih vrsta iz istih grupa može izostati.

Brzina fotosinteze varira s promjenama u talasnoj dužini svjetlosti. Na primjer, kada svjetlost prođe kroz vodu, crveni i plavi dijelovi spektra se filtriraju i rezultirajuća zelenkasta svjetlost slabo apsorbira hlorofil. Međutim, crvene alge imaju dodatne pigmente (fikoeritrine) koji im omogućavaju da iskoriste ovu energiju i žive na većim dubinama od zelenih algi.

I kod kopnenih i kod vodenih biljaka, fotosinteza je povezana sa intenzitetom svjetlosti u linearnom odnosu do optimalnog nivoa zasićenosti svjetlosti, što je u mnogim slučajevima praćeno smanjenjem intenziteta fotosinteze pri visokim intenzitetima direktne sunčeve svjetlosti. Kod nekih biljaka, kao što je eukaliptus, direktna sunčeva svjetlost ne inhibira fotosintezu. U ovom slučaju dolazi do kompenzacije faktora, jer se pojedine biljke i cijele zajednice prilagođavaju različitim intenzitetima svjetlosti, prilagođavajući se sjeni (dijatomeje, fitoplankton) ili direktnoj sunčevoj svjetlosti.

Dužina dnevnog svjetla ili fotoperiod je „vremenski prekidač“ ili okidač koji uključuje niz fizioloških procesa koji dovode do rasta, cvjetanja mnogih biljaka, linjanja i nakupljanja masti, migracije i razmnožavanja kod ptica i sisara te dijapauze kod insekata. Neke više biljke cvjetaju kako se dužina dana povećava (biljke dugog dana), druge cvjetaju kako se dan skraćuje (biljke kratkog dana). U mnogim organizmima koji su osjetljivi na fotoperiodu, postavka biološkog sata može se promijeniti eksperimentalnim mijenjanjem fotoperioda.

Jonizujuće zračenje izbija elektrone iz atoma i vezuje ih za druge atome kako bi formirao parove pozitivnih i negativnih jona. Njegov izvor su radioaktivne tvari sadržane u stijenama, osim toga dolazi iz svemira.

Različiti tipovi živih organizama uvelike se razlikuju po svojoj sposobnosti da izdrže velike doze izlaganja radijaciji. Na primjer, doza od 2 Sv (siver) uzrokuje smrt embrija nekih insekata u fazi gnječenja, doza od 5 Sv dovodi do steriliteta nekih vrsta insekata, doza od 10 Sv je apsolutno smrtonosna za sisare. Većina studija pokazuje da su ćelije koje se brzo dijele najosjetljivije na zračenje.

Učinke niskih doza zračenja teže je procijeniti jer mogu uzrokovati dugotrajne genetske i somatske efekte. Na primjer, zračenje bora dozom od 0,01 Sv dnevno tijekom 10 godina izazvalo je usporavanje brzine rasta slično jednoj dozi od 0,6 Sv. Povećanje nivoa zračenja u okolini iznad pozadinskog nivoa dovodi do povećanja učestalosti štetnih mutacija.

Kod viših biljaka, osjetljivost na jonizujuće zračenje je direktno proporcionalna veličini ćelijskog jezgra, tačnije zapremini hromozoma ili sadržaju DNK.

Kod viših životinja nije pronađen tako jednostavan odnos između osjetljivosti i ćelijske strukture; Za njih je važnija osjetljivost pojedinih organskih sistema. Dakle, sisari su vrlo osjetljivi čak i na male doze zračenja zbog činjenice da se zračenjem lako oštećuje hematopoetsko tkivo koštane srži koje se brzo dijeli. Čak i vrlo niske razine kronično djelujućeg jonizujućeg zračenja mogu uzrokovati rast tumorskih stanica u kostima i drugim osjetljivim tkivima, koji se mogu pojaviti tek mnogo godina nakon izlaganja.

Sastav gasa atmosfera je takođe važan klimatski faktor (slika 8). Prije otprilike 3-3,5 milijardi godina, atmosfera je sadržavala dušik, amonijak, vodonik, metan i vodenu paru, au njoj nije bilo slobodnog kisika. Sastav atmosfere u velikoj mjeri određivali su vulkanski plinovi. Zbog nedostatka kiseonika nije postojao ozonski ekran koji bi blokirao ultraljubičasto zračenje Sunca. S vremenom, zbog abiotskih procesa, kisik se počeo akumulirati u atmosferi planete i počelo je formiranje ozonskog omotača. Sredinom paleozoika, potrošnja kiseonika bila je jednaka njegovoj proizvodnji; tokom ovog perioda sadržaj O2 u atmosferi bio je blizu savremenih nivoa - oko 20%. Nadalje, od sredine devona, uočavaju se fluktuacije u sadržaju kisika. Krajem paleozoika došlo je do primjetnog smanjenja sadržaja kisika i povećanja sadržaja ugljičnog dioksida, do oko 5% od suvremenih nivoa, što je dovelo do klimatskih promjena i, po svemu sudeći, dovelo do obilnog “autotrofnog” cvjetanja koje stvorene rezerve fosilnih ugljovodoničnih goriva. Nakon toga je uslijedio postupni povratak u atmosferu s niskim udjelom ugljičnog dioksida i visokim udjelom kisika, nakon čega je omjer O2/CO2 ostao u stanju takozvane oscilatorne stabilne ravnoteže.

Trenutno Zemljina atmosfera ima sljedeći sastav: kisik ~21%, dušik ~78%, ugljični dioksid ~0,03%, inertni plinovi i nečistoće ~0,97%. Zanimljivo je da su koncentracije kisika i ugljičnog dioksida ograničavajuće za mnoge više biljke. U mnogim biljkama moguće je povećati efikasnost fotosinteze povećanjem koncentracije ugljičnog dioksida, ali je malo poznato da smanjenje koncentracije kisika može dovesti i do povećanja fotosinteze. U eksperimentima na mahunarkama i mnogim drugim biljkama pokazalo se da smanjenje sadržaja kisika u zraku na 5% povećava intenzitet fotosinteze za 50%. Azot takođe igra izuzetno važnu ulogu. Ovo je najvažniji biogeni element uključen u formiranje proteinskih struktura organizama. Vjetar ima ograničavajući učinak na aktivnost i distribuciju organizama.

Vjetar Može čak promijeniti izgled biljaka, posebno u onim staništima, na primjer u alpskim zonama, gdje drugi faktori imaju ograničavajuće djelovanje. Eksperimentalno je pokazano da na otvorenim planinskim staništima vjetar ograničava rast biljaka: kada je izgrađen zid za zaštitu biljaka od vjetra, visina biljaka se povećava. Oluje su od velike važnosti, iako je njihovo dejstvo isključivo lokalno. Uragani i obični vjetrovi mogu prenijeti životinje i biljke na velike udaljenosti i time promijeniti sastav zajednica.

Atmosferski pritisak, po svemu sudeći, nije direktan ograničavajući faktor, ali je direktno povezan sa vremenom i klimom, koji imaju direktan ograničavajući efekat.

Vodeni uslovi stvaraju jedinstveno stanište za organizme, koje se od kopnenih razlikuje prvenstveno po gustini i viskoznosti. Gustina vode otprilike 800 puta, i viskozitet približno 55 puta veći od vazduha. Zajedno sa gustina I viskozitet Najvažnija fizičko-hemijska svojstva vodenog okoliša su: temperaturna stratifikacija, odnosno promjene temperature po dubini vodenog tijela i periodične promjene temperature tokom vremena, i transparentnost voda, koja određuje svjetlosni režim ispod njene površine: fotosinteza zelenih i ljubičastih algi, fitoplanktona i viših biljaka ovisi o prozirnosti.

Kao iu atmosferi, igra važnu ulogu sastav gasa vodena sredina. U vodenim staništima, količina kisika, ugljičnog dioksida i drugih plinova otopljenih u vodi i stoga dostupnih organizmima uvelike varira s vremenom. U rezervoarima sa visokim sadržajem organske materije kiseonik je ograničavajući faktor od najveće važnosti. Uprkos boljoj rastvorljivosti kiseonika u vodi u odnosu na azot, čak i u najpovoljnijem slučaju, voda sadrži manje kiseonika od vazduha, otprilike 1% zapremine. Na topljivost utječu temperatura vode i količina otopljenih soli: kako se temperatura smanjuje, rastvorljivost kisika se povećava, a kako se salinitet povećava, ona se smanjuje. Zalihe kisika u vodi obnavljaju se difuzijom iz zraka i fotosintezom vodenih biljaka. Kiseonik difunduje u vodu vrlo sporo, difuziju olakšavaju vjetar i kretanje vode. Kao što je već spomenuto, najvažniji faktor koji osigurava fotosintetičku proizvodnju kisika je svjetlost koja prodire u vodeni stupac. Dakle, sadržaj kisika u vodi varira ovisno o dobu dana, godišnjem dobu i lokaciji.

Sadržaj ugljičnog dioksida u vodi također može značajno varirati, ali se ugljični dioksid ponaša drugačije od kisika, a njegova ekološka uloga je slabo shvaćena. Ugljični dioksid je vrlo topljiv u vodi; osim toga, CO2, koji nastaje tijekom disanja i razgradnje, kao i iz tla ili podzemnih izvora, ulazi u vodu. Za razliku od kisika, ugljični dioksid reagira s vodom:

da nastane ugljena kiselina, koja reaguje sa vapnom i formira karbonate CO22- i bikarbonate HCO3-. Ova jedinjenja održavaju koncentraciju vodikovih jona na nivou blizu neutralnog. Mala količina ugljičnog dioksida u vodi povećava intenzitet fotosinteze i potiče razvojne procese mnogih organizama. Visoka koncentracija ugljičnog dioksida je ograničavajući faktor za životinje, jer je praćena niskim sadržajem kisika. Na primjer, ako je sadržaj slobodnog ugljičnog dioksida u vodi previsok, mnoge ribe uginu.

Kiselost- koncentracija vodonikovih jona (pH) je usko povezana sa karbonatnim sistemom. pH vrijednost se mijenja u opsegu 0? pH? 14: pri pH=7 medijum je neutralan, pri pH<7 - кислая, при рН>7 - alkalna. Ako se kiselost ne približi ekstremnim vrijednostima, onda zajednice mogu kompenzirati promjene u ovom faktoru - tolerancija zajednice na pH raspon je vrlo značajna. Kiselost može poslužiti kao pokazatelj ukupne stope metabolizma u zajednici. Vode sa niskim pH sadrže malo nutrijenata, pa je produktivnost izuzetno niska.

Salinitet- sadržaj karbonata, sulfata, hlorida itd. - je još jedan značajan abiotički faktor u vodnim tijelima. U slatkim vodama ima malo soli, od kojih su oko 80% karbonati. Sadržaj minerala u svjetskim okeanima u prosjeku iznosi 35 g/l. Organizmi u otvorenom okeanu su uglavnom stenohalini, dok su organizmi u obalnim bočatim vodama općenito eurihalini. Koncentracija soli u tjelesnim tekućinama i tkivima većine morskih organizama je izotonična s koncentracijom soli u morskoj vodi, tako da nema problema s osmoregulacijom.

Protok ne samo da u velikoj mjeri utječe na koncentraciju plinova i hranjivih tvari, već i direktno djeluje kao ograničavajući faktor. Mnoge riječne biljke i životinje su morfološki i fiziološki posebno prilagođene za održavanje svoje pozicije u toku: imaju dobro definirane granice tolerancije na faktor protoka.

Hidrostatički pritisak u okeanu je od velike važnosti. Sa uranjanjem u vodu od 10 m, pritisak se povećava za 1 atm (105 Pa). U najdubljem dijelu okeana tlak dostiže 1000 atm (108 Pa). Mnoge životinje mogu tolerirati nagle fluktuacije tlaka, posebno ako nemaju slobodan zrak u svojim tijelima. U suprotnom može doći do razvoja plinske embolije. Visoki pritisci, karakteristični za velike dubine, po pravilu inhibiraju vitalne procese.

Tlo je sloj tvari koji leži na vrhu stijena zemljine kore. Ruski naučnik i prirodnjak Vasilij Vasiljevič Dokučajev je 1870. godine prvi razmatrao tlo kao dinamičan, a ne inertan medij. On je dokazao da se tlo stalno mijenja i razvija, a da se u njegovoj aktivnoj zoni odvijaju hemijski, fizički i biološki procesi. Tlo nastaje složenom interakcijom klime, biljaka, životinja i mikroorganizama. Sovjetski akademik tlaolog Vasilij Robertovič Vilijams dao je drugu definiciju tla - to je labav površinski horizont zemlje sposoban za proizvodnju biljnih kultura. Rast biljaka zavisi od sadržaja esencijalnih nutrijenata u tlu i njegove strukture.

Sastav tla uključuje četiri glavne strukturne komponente: mineralnu bazu (obično 50-60% ukupnog sastava tla), organsku tvar (do 10%), zrak (15-25%) i vodu (25-30%). .

Mineralni skelet tla- Ovo je neorganska komponenta koja je nastala od matične stijene kao rezultat njenog trošenja.

Preko 50% mineralnog sastava zemljišta zauzima silicijum SiO2, od 1 do 25% glinica Al2O3, od 1 do 10% oksidi gvožđa Fe2O3, od 0,1 do 5% oksidi magnezijuma, kalijuma, fosfora i kalcijum. Mineralni elementi koji čine tvar skeleta tla variraju u veličini: od gromada i kamenja do zrna pijeska - čestica prečnika 0,02-2 mm, mulja - čestica prečnika 0,002-0,02 mm i najmanjih čestica gline manje od 0,002 mm u prečniku. Njihov odnos određuje mehanička struktura tla . Od velikog je značaja za poljoprivredu. Gline i ilovača, koje sadrže približno jednake količine gline i pijeska, obično su pogodne za rast biljaka, jer sadrže dovoljno hranjivih tvari i mogu zadržati vlagu. Pjeskovita tla se brže dreniraju i gube hranjive tvari zbog ispiranja, ali su korisnija za ranu žetvu jer se njihova površina u proljeće brže suši od glinenih tla, što rezultira boljim zagrijavanjem. Kako tlo postaje kamenitije, njegova sposobnost zadržavanja vode se smanjuje.

organska materija tlo nastaje razgradnjom mrtvih organizama, njihovih dijelova i izmeta. Organski ostaci koji se nisu u potpunosti razgradili nazivaju se stelja, a konačni produkt razgradnje - amorfna tvar u kojoj više nije moguće prepoznati izvorni materijal - naziva se humus. Zahvaljujući svojim fizičkim i hemijskim svojstvima, humus poboljšava strukturu tla i aeraciju, te povećava sposobnost zadržavanja vode i hranjivih tvari.

Istovremeno sa procesom humifikacije, vitalni elementi se prenose iz organskih jedinjenja u anorganske, na primer: azot - u amonijum ione NH4+, fosfor - u ortofosfatione H2PO4-, sumpor - u sulfatione SO42-. Ovaj proces se naziva mineralizacija.

Zrak u tlu, kao i voda u tlu, nalazi se u porama između čestica tla. Poroznost se povećava od gline do ilovače i pijeska. Između tla i atmosfere dolazi do slobodne razmjene plina, zbog čega je plinski sastav obje sredine sličan. Obično, zbog disanja organizama koji ga nastanjuju, zemljišni zrak sadrži nešto manje kisika i više ugljičnog dioksida nego atmosferski zrak. Kiseonik je neophodan za korijenje biljaka, životinje u tlu i organizme razlagače koji razlažu organsku materiju u anorganske komponente. Ako dođe do procesa zalijevanja, tada se zrak tla zamjenjuje vodom i uvjeti postaju anaerobni. Tlo postepeno postaje kiselo jer anaerobni organizmi nastavljaju da proizvode ugljični dioksid. Tlo, ako nije bogato bazama, može postati izrazito kiselo, a to, uz iscrpljivanje rezervi kisika, nepovoljno djeluje na zemljišne mikroorganizme. Produženi anaerobni uslovi dovode do smrti biljaka.

Čestice tla drže određenu količinu vode oko sebe, što određuje vlažnost tla. Njegov dio, nazvan gravitaciona voda, može slobodno prodrijeti duboko u tlo. To dovodi do ispiranja različitih minerala iz tla, uključujući i dušik. Voda se također može zadržati oko pojedinačnih koloidnih čestica u obliku tankog, snažnog, kohezivnog filma. Ova voda se naziva higroskopna. Adsorbira se na površini čestica zbog vodikovih veza. Ova voda je najmanje dostupna korijenju biljaka i posljednja se zadržava na vrlo suvim tlima. Količina higroskopne vode zavisi od sadržaja koloidnih čestica u tlu, pa je u glinovitim zemljištima ima mnogo više - oko 15% mase tla - nego u peskovitim zemljištima - oko 0,5%. Kako se slojevi vode nakupljaju oko čestica tla, ona počinje prvo ispunjavati uske pore između ovih čestica, a zatim se širi u sve šire pore. Higroskopna voda postepeno se pretvara u kapilarnu vodu, koja se oko čestica tla drži silama površinske napetosti. Kapilarna voda može da se diže kroz uske pore i kanale od nivoa podzemne vode. Biljke lako apsorbuju kapilarnu vodu, koja igra najveću ulogu u njihovom redovnom snabdevanju vodom. Za razliku od higroskopne vlage, ova voda lako isparava. Tla fine teksture, poput gline, zadržavaju više kapilarne vode od tla grube teksture, kao što je pijesak.

Voda je neophodna za sve organizme u zemljištu. Osmozom ulazi u žive ćelije.

Voda je takođe važna kao rastvarač za hranljive materije i gasove koje koren biljke apsorbuje iz vodenog rastvora. Učestvuje u razaranju matične stijene koja leži ispod tla i u procesu formiranja tla.

Hemijska svojstva tla zavise od sadržaja minerala koji su u njemu prisutni u obliku otopljenih jona. Neki ioni su otrovni za biljke, drugi su vitalni. Koncentracija vodikovih jona u tlu (kiselost) pH>7, odnosno u prosjeku blizu neutralne vrijednosti. Flora takvih tla je posebno bogata vrstama. Vapnena i slana tla imaju pH = 8...9, a tresetna tla - do 4. Na ovim zemljištima razvija se specifična vegetacija.

Zemljište je dom mnogim vrstama biljnih i životinjskih organizama koji utiču na njegove fizičko-hemijske karakteristike: bakterije, alge, gljive ili protozoe, crvi i člankonošci. Njihova biomasa u različitim zemljištima je jednaka (kg/ha): bakterije 1000-7000, mikroskopske gljive - 100-1000, alge 100-300, člankonožaci - 1000, crvi 350-1000.

U tlu se odvijaju procesi sinteze i biosinteze, te se javljaju različite kemijske reakcije transformacije tvari koje su povezane sa životom bakterija. U nedostatku specijaliziranih skupina bakterija u tlu, njihovu ulogu imaju zemljišne životinje, koje velike biljne ostatke pretvaraju u mikroskopske čestice i tako organske tvari čine dostupnim mikroorganizmima.

Organske tvari proizvode biljke koristeći mineralne soli, sunčevu energiju i vodu. Tako tlo gubi minerale koje su biljke uzele iz njega. U šumama se neki nutrijenti vraćaju u tlo kroz opadanje listova. Tokom određenog vremenskog perioda, kultivisane biljke uklanjaju znatno više hranljivih materija iz tla nego što se vraćaju u njega. Gubici hranljivih materija se obično nadoknađuju primenom mineralnih đubriva, koje biljke uglavnom ne mogu direktno koristiti i mikroorganizmi ih moraju transformisati u biološki pristupačan oblik. U nedostatku takvih mikroorganizama, tlo gubi plodnost.

Glavni biohemijski procesi odvijaju se u gornjem sloju tla debljine do 40 cm, jer je dom najvećeg broja mikroorganizama. Neke bakterije učestvuju u ciklusu transformacije samo jednog elementa, dok druge učestvuju u ciklusima transformacije mnogih elemenata. Ako bakterije mineraliziraju organsku tvar - razlažu organsku tvar u anorganske spojeve, tada protozoe uništavaju višak bakterija. Gliste, larve buba i grinje rahle tlo i na taj način doprinose njegovoj aeraciji. Osim toga, oni prerađuju organske tvari koje je teško razgraditi.

Abiotički faktori u staništu živih organizama također uključuju faktori reljefa (topografija) . Utjecaj topografije usko je povezan s drugim abiotičkim faktorima, jer može snažno utjecati na lokalnu klimu i razvoj tla.

Glavni topografski faktor je nadmorska visina. Sa nadmorskom visinom se smanjuju prosječne temperature, povećavaju dnevne temperaturne razlike, povećavaju se padavine, brzina vjetra i intenzitet zračenja, smanjuju se atmosferski tlak i koncentracija plinova. Svi ovi faktori utiču na biljke i životinje, uzrokujući vertikalnu zonalnost.

Planinski lanci mogu poslužiti kao klimatske barijere. Planine također služe kao prepreke širenju i migraciji organizama i mogu igrati ulogu ograničavajućeg faktora u procesima specijacije.

Drugi topografski faktor je izloženost nagibima . Na sjevernoj hemisferi, padine okrenute prema jugu primaju više sunčeve svjetlosti, tako da su intenzitet svjetlosti i temperatura ovdje veći nego na podovima dolina i sjevernim padinama. Na južnoj hemisferi dešava se suprotna situacija.

Takođe je važan faktor olakšanja strmina padina . Strme padine odlikuju se brzim odvodnjavanjem i ispiranjem tla, pa su tla ovdje tanka i suva. Ako nagib prelazi 35b, tlo i vegetacija se obično ne formiraju, već se stvara škripac od rastresitog materijala.

Među abiotičkim faktorima posebnu pažnju zaslužuje vatre ili vatre . Trenutno su ekolozi došli do nedvosmislenog zaključka da vatru treba posmatrati kao jedan od prirodnih abiotičkih faktora uz klimatske, edafske i druge faktore.

Požari kao ekološki faktor dolaze u različitim oblicima i za sobom ostavljaju različite posljedice. Krunski ili divlji požari, odnosno veoma intenzivni i nekontrolisani, uništavaju svu vegetaciju i svu organsku materiju tla, dok su posledice prizemnih požara potpuno različite. Krunski požari imaju ograničavajući učinak na većinu organizama - biotička zajednica mora početi ispočetka s onim malo što je preostalo, a mora proći mnogo godina prije nego što lokacija ponovo postane produktivna. Prizemni požari, naprotiv, imaju selektivno djelovanje: za neke organizme oni su više ograničavajući faktor, za druge manje ograničavajući faktor i tako doprinose razvoju organizama sa visokom tolerancijom na požar. Osim toga, mali prizemni požari dopunjuju djelovanje bakterija, razgrađujući mrtve biljke i ubrzavajući pretvaranje mineralnih hranjivih tvari u oblik pogodan za korištenje novim generacijama biljaka.

Ako se požari na zemlji javljaju redovno svakih nekoliko godina, malo mrtvog drveta ostaje na tlu, što smanjuje vjerovatnoću izbijanja požara u kruni. U šumama koje nisu gorjele više od 60 godina nakuplja se toliko zapaljive stelje i mrtvog drva da kada se zapali, krunski požar je gotovo neizbježan.

Biljke su razvile specijalizovane adaptacije na vatru, baš kao što su to učinile i na druge abiotske faktore. Konkretno, pupoljci žitarica i borova skriveni su od vatre u dubinama čuperaka lišća ili iglica. U periodično spaljenim staništima, ove biljne vrste imaju koristi jer vatra promiče njihovo očuvanje tako što selektivno promiče njihov procvat. Širokolisne vrste nemaju zaštitne uređaje od požara, to je za njih destruktivno.

Dakle, požari održavaju stabilnost samo nekih ekosistema. Za listopadne i vlažne tropske šume, čija je ravnoteža nastala bez utjecaja vatre, čak i prizemni požar može uzrokovati veliku štetu, uništavajući humusom bogat gornji horizont tla, što dovodi do erozije i ispiranja hranjivih tvari iz njega.

Pitanje “goriti ili ne gorjeti” je za nas neobično. Efekti gorenja mogu biti veoma različiti u zavisnosti od vremena i intenziteta. Nepažnjom ljudi često uzrokuju povećanje učestalosti divljih požara, pa je potrebno aktivno boriti se za sigurnost od požara u šumama i rekreacijskim područjima. Ni u kom slučaju privatno lice nema pravo namjerno ili slučajno izazvati požar u prirodi. Međutim, potrebno je znati da je korištenje vatre od strane posebno obučenih ljudi dio pravilnog upravljanja zemljištem.

Za abiotičke uslove važe svi razmatrani zakoni uticaja faktora sredine na žive organizme. Poznavanje ovih zakona nam omogućava da odgovorimo na pitanje: zašto su se u različitim regijama planete formirali različiti ekosistemi? Glavni razlog su jedinstveni abiotički uslovi svake regije.

Populacije su koncentrisane na određenom području i ne mogu se svuda distribuirati istom gustinom jer imaju ograničen raspon tolerancije na faktore okoline. Posljedično, svaku kombinaciju abiotskih faktora karakteriziraju vlastiti tipovi živih organizama. Mnoge varijante kombinacija abiotskih faktora i njima prilagođenih vrsta živih organizama određuju raznolikost ekosistema na planeti.

1.2.6. Glavni biotički faktori.

Područja distribucije i brojnost organizama svake vrste ograničeni su ne samo uvjetima vanjske nežive okoline, već i njihovim odnosima s organizmima drugih vrsta. Neposredna životna sredina organizma čini njegovu biotičko okruženje , a faktori ovog okruženja se nazivaju biotic . Predstavnici svake vrste mogu postojati u okruženju u kojem im veze s drugim organizmima pružaju normalne životne uvjete.

Razlikuju se sljedeći oblici biotičkih odnosa. Ako pozitivne rezultate odnosa za organizam označimo znakom “+”, negativne rezultate predznakom “-”, a izostanak rezultata predznakom “0”, tada se vrste odnosa koje se nalaze u prirodi između živih organizama mogu predstaviti u obliku tabele. 1.

Ova shematska klasifikacija daje opću ideju o raznolikosti biotičkih odnosa. Razmotrimo karakteristične karakteristike odnosa različitih tipova.

Konkurencija je najsveobuhvatniji tip odnosa u prirodi, u kojem dvije populacije ili dvije jedinke utiču jedna na drugu u borbi za uslove neophodne za život negativan .

Konkurencija može biti intraspecifičan I interspecific . Intraspecifično nadmetanje se javlja između jedinki iste vrste, međuvrsno nadmetanje se javlja između jedinki različitih vrsta. Konkurentska interakcija može se odnositi na:

· životni prostor,

· hranu ili hranljive materije,

· mjesta skloništa i mnogi drugi vitalni faktori.

Konkurentske prednosti vrste postižu na različite načine. S obzirom na jednak pristup zajedničkom resursu, jedna vrsta može imati prednost u odnosu na drugu zbog:

intenzivnija reprodukcija

konzumiranje više hrane ili sunčeve energije,

· sposobnost da se bolje zaštitite,

· prilagođavaju se širem rasponu temperatura, nivoa svjetlosti ili koncentracija određenih štetnih tvari.

Međuvrsna konkurencija, bez obzira na čemu se nalazi, može dovesti ili do uspostavljanja ravnoteže između dvije vrste, ili do zamjene populacije jedne vrste populacijom druge, ili do činjenice da će jedna vrsta drugu vrstu premjestiti na drugo mjesto. ili ga prisiliti da se preseli na drugo mjesto korištenje drugih resursa. Odlučio to dvije vrste identične u ekološkom smislu i potrebama ne mogu koegzistirati na jednom mjestu i prije ili kasnije jedan konkurent istisne drugog. Ovo je takozvani princip isključenja ili Gauseov princip.

Populacije nekih vrsta živih organizama izbjegavaju ili smanjuju konkurenciju preseljenjem u drugu regiju sa prihvatljivim uvjetima, ili prelaskom na nepristupačniju ili teže svarljivu hranu, ili promjenom vremena ili mjesta proizvodnje hrane. Na primjer, jastrebovi se hrane danju, sove noću; lavovi love veće životinje, a leopardi manje; Tropske šume karakterizira uspostavljena stratifikacija životinja i ptica u slojeve.

Iz Gauseovog principa slijedi da svaka vrsta u prirodi zauzima određeno jedinstveno mjesto. Određuje ga položaj vrste u prostoru, funkcije koje obavlja u zajednici i njen odnos prema abiotičkim uslovima postojanja. Mjesto koje vrsta ili organizam zauzima u ekosistemu naziva se ekološka niša. Slikovito rečeno, ako je stanište kao adresa organizama određene vrste, onda je ekološka niša profesija, uloga organizma u svom staništu.

Vrsta zauzima svoju ekološku nišu kako bi na svoj jedinstven način obavljala funkciju koju je osvojila od drugih vrsta, ovladavajući tako svojim staništem i ujedno ga oblikujući. Priroda je vrlo ekonomična: čak i dvije vrste koje zauzimaju istu ekološku nišu ne mogu postojati održivo. U konkurenciji, jedna vrsta će zamijeniti drugu.

Ekološka niša kao funkcionalno mjesto vrste u sistemu života ne može dugo ostati prazna - o tome svjedoči pravilo obaveznog popunjavanja ekoloških niša: prazna ekološka niša je uvijek prirodno ispunjena. Ekološka niša kao funkcionalno mjesto vrste u ekosistemu omogućava formu sposobnu da razvije nove adaptacije kako bi ispunila ovu nišu, ali ponekad to zahtijeva dosta vremena. Često su prazne ekološke niše koje se stručnjaku čine prazne samo obmana. Stoga osoba treba biti izuzetno oprezna sa zaključcima o mogućnosti popunjavanja ovih niša aklimatizacijom (uvođenjem). Aklimatizacija je skup mjera za uvođenje vrste u nova staništa, koje se provode u cilju obogaćivanja prirodnih ili vještačkih zajednica organizmima korisnim za čovjeka.

Vrhunac aklimatizacije dogodio se dvadesetih i četrdesetih godina dvadesetog vijeka. Međutim, kako je vrijeme prolazilo, postalo je očito da su ili eksperimenti aklimatizacije vrsta bili neuspješni, ili su, još gore, donijeli vrlo negativne rezultate - vrste su postale štetočine ili širile opasne bolesti. Na primjer, sa dalekoistočnom pčelom aklimatiziranom u europskom dijelu, unesene su grinje koje su bile uzročnici bolesti varoatoze, koja je ubila veliki broj pčelinjih društava. Nije moglo biti drugačije: nove vrste smještene u strani ekosistem sa stvarno zauzetom ekološkom nišom istisnule su one koje su već radile sličan posao. Nove vrste nisu zadovoljavale potrebe ekosistema, ponekad nisu imale neprijatelje i stoga su se mogle brzo razmnožavati.

Klasičan primjer za to je uvođenje zečeva u Australiju. 1859. godine zečevi su dovedeni u Australiju iz Engleske radi sportskog lova. Ispostavilo se da su im prirodni uslovi bili povoljni, a lokalni grabežljivci - dingosi - nisu bili opasni, jer nisu trčali dovoljno brzo. Kao rezultat toga, zečevi su se toliko namnožili da su uništili vegetaciju pašnjaka na ogromnim područjima. U nekim slučajevima, uvođenje prirodnog neprijatelja vanzemaljske štetočine u ekosistem je donijelo uspjeh u borbi protiv potonjeg, ali nije sve tako jednostavno kao što se na prvi pogled čini. Uvedeni neprijatelj se neće nužno fokusirati na istrebljenje svog uobičajenog plijena. Na primjer, lisice, uvedene u Australiju da ubijaju zečeve, pronašle su lakši plijen - lokalne tobolčare - u izobilju, a da pritom ne zadaju mnogo problema željenoj žrtvi.

Konkurentski odnosi se jasno uočavaju ne samo na interspecifičnom, već i na intraspecifičnom (populacijskom) nivou. Kako populacija raste, kada se broj njenih jedinki približava zasićenju, u igru ​​stupaju unutrašnji fiziološki regulatorni mehanizmi: mortalitet se povećava, plodnost se smanjuje, javljaju se stresne situacije i svađe. Populaciona ekologija proučava ova pitanja.

Konkurentski odnosi su jedan od najvažnijih mehanizama za formiranje vrstnog sastava zajednica, prostornog rasporeda populacijskih vrsta i regulisanja njihove brojnosti.

Budući da strukturom ekosistema dominiraju interakcije hrane, najkarakterističniji oblik interakcije između vrsta u trofičkim lancima je grabežljivac , u kojoj se jedinka jedne vrste, nazvana grabežljivac, hrani organizmima (ili dijelovima organizama) druge vrste, koja se naziva plijen, a grabežljivac živi odvojeno od plijena. U takvim slučajevima se kaže da su dvije vrste uključene u odnos grabežljivac-plijen.

Vrste plijena razvile su brojne odbrambene mehanizme kako bi izbjegle da postanu lak plijen za grabežljivce: sposobnost brzog trčanja ili letenja, oslobađanje kemikalija s mirisom koji odbija ili čak truje grabežljivca, posjedovanje debele kože ili školjke, zaštitnu obojenost ili mogućnost promjene boje.

Grabežljivci također imaju nekoliko načina za plijen. Mesojedi, za razliku od biljojeda, obično su prisiljeni da progone i prestignu svoj plijen (uporedite, na primjer, slonove biljoždere, nilske konje, krave sa mesožderskim gepardima, pantere, itd.). Neki grabežljivci su prisiljeni da brzo trče, drugi postižu svoj cilj lovom u čoporima, dok drugi hvataju uglavnom bolesne, ranjene i inferiorne jedinke. Drugi način da se snađete životinjskom hranom je put kojim je išao čovjek – pronalazak ribolovne opreme i pripitomljavanje životinja.

Prema najnovijim podacima, planinska područja sa različitim morfometrijskim karakteristikama i specifičnom klimom zauzimaju oko 36% oblasti Zemlje. Planinski teren zauzima značajna područja u našoj zemlji.

Utjecaj reljefa na klimu je velik i izuzetno raznolik. Ima dvije karakteristične karakteristike:

1) pod uticajem reljefa stvaraju se specifične klimatske karakteristike unutar planinskih zemalja;

2) planinski sistemi, remeteći procese advekcije vazdušnih masa i atmosferske cirkulacije, imaju značajan uticaj na klimu i vremenske prilike okolnih područja.

Ovo u velikoj meri zavisi od oblika i kompozicione strukture pojedinih dolina i grebena unutar planina, kao i od položaja (meridionalnog ili geografskog) i razmera planinskog sistema u celini.

M.A. Petrosyants dijeli orografske utjecaje na atmosferske procese u tri klase:

1) veliki uticaji orografije na formiranje opšte klimatske distribucije vazdušnih strujanja i planetarnih cirkulacionih sistema;

2) uticaj orografije na mezoskalne procese, odnosno na nastanak, razvoj, kretanje ciklona i anticiklona, ​​pogoršanje i eroziju atmosferskih frontova u blizini planina (tzv. orografska ciklogeneza i frontogeneza);

3) lokalni orografski uticaji koji određuju pojavu različitih obeležja u toku meteoroloških vrednosti povezanih sa specifičnim oblicima reljefa kratkog obima (dolina, padina, prevoj i sl.).

Kao rezultat ovih uticaja, u planinskim predjelima stvaraju se velike neravnomjernosti (pjegavosti) u prostornom rasporedu oblaka, vjetra, posebno padavina i opasnih vremenskih pojava. Različiti su razmjeri utjecaja reljefa na atmosferske vremenske procese. Dakle, horizontalni utjecaj planina, ovisno o njihovoj visini i obimu, može se manifestirati na udaljenosti do 500 km ili više. Na primjer, srednjoplaninski sistem ukrajinskih Karpata ima primjetan utjecaj na raspodjelu padavina u susjednim područjima (od 100 do 300 km u zavisnosti od smjera toka koji nosi vlagu). Vertikalni uticaj velikih planinskih sistema (Kavkaz, Pamir, Himalaja, itd.) na vazdušne tokove i termički režim troposfere može da se proteže do visine od 10-12 km. Kao što pokazuju teorijske studije akademika A.A. Dorodnitsyn, čak i relativno male nadmorske visine (Donetskaya, Srednerusskaya, itd., 200–400 m nadmorske visine), koje se nalaze među ravnicom i imaju značajan horizontalni opseg, mogu uticati na vremenske procese, koji se mogu pratiti do visine 4 km.

U planinama Glavni klimatski faktori, pored geografske širine i atmosferske cirkulacije, su i sljedeće karakteristike reljefa:

• nadmorska visina;
• oblik (vrsta) reljefa;
• ekspozicija;
• strmine padina.

Iako je apsolutna visina glavna, različiti utjecaji reljefnih oblika, ekspozicije padina i stepena zaštićenosti mjesta ponekad se pokažu toliko značajnim da potpuno neutraliziraju njegovu ulogu. Zbog različitog uticaja ovih reljefnih faktora na atmosferske i radijacijske procese formira se poseban tip klime tzv. planinska klima. Čak iu prilično bliskim područjima mogu se stvoriti lokalne klimatske varijacije (mikroklime), koje se očituju u njenoj izuzetnoj raznolikosti, kao i vertikalnom zoniranju.