Розділ «2.2. Екологічний фактор. Класифікація екологічних факторів, їх вплив на живі організми»

Екологічний фактор — будь-який фактор середовища, що здатен тою чи іншою мірою, прямим або непрямим способом впливати на живі організми, в період хоча б однієї фази індивідуального розвитку.

Саме у визначенні екологічного фактора і знаходимо системний, комплексний підхід до вивчення закономірності функціонування як організму, так і їх сукупності. Так, відсутність якогось фактора у визначений період існування може гальмувати процес відтворення (відомо, що відсутність належних умов може призупинити розвиток понад і, отже, організм не розмножується) або ріст (рослини проростають тільки при визначеній сукупності факторів). Опосередкованість впливу екологічного фактора визначається залежністю одного організму від іншого. На перший погляд, важко уявити залежність хижака від екологічного фактора Сонця, але вивчення трофічних взаємовідносин засвідчило, що хижак непрямим чином залежить від даного екологічного фактора, позаяк кількість їжі, яку він споживає, залежить від кількості та якості організмів, що споживає його жертва.

Екологічні фактори середовища, що ними зв'язаний будь-який живий організм, поділяють на дві категорії: абіотичні (фактори неживої природи) та біотичні (фактори живої природи). Існує певна умовність поділу і взаємовпливу абіотичних та біотичних факторів, оскільки живі організми здатні призвести до змін, які ведуть за собою і зміни абіотичних факторів (ліс знищений шкідниками, активна риюча діяльність норників на схилах може призвести до початку процесу ерозії). Отже, сучасна екологічна наука розглядає наступні фактори навколишнього середовища, які впливають на функціонування як живих організмів, так і систем в цілому.

Абіотичні фактори — сукупність кліматичних, ґрунтових (едафічних), а також топографічних факторів. Сюди також відносять потоки, хвилі і т.д.

Біотичні фактори — сукупність взаємовпливу життєдіяльності одних організмів на інші. Біотичний компонент можемо поділити на автотрофні та гетеротрофні організми. Перші з них самі автономно під впливом складних біохімічних процесів здатні продукувати органічну речовину, другі — тільки споживають накопичене.

В останні десятиліття деякі вчені відокремлюють ще одну групу екологічних факторів, які можуть і змінюють умови існування та функціонування екосистем, — антропогенні фактори. З огляду на сучасний вплив людини на процеси, що відбуваються в навколишньому середовищі, таке відокремлення є виправданим, хоча, з точки зору біоекології, людина є таким самим організмом, як і всі інші. Фізіологічно, фізично, хімічно, біологічно людина не відрізняється від інших живих організмів, тому виділення даної групи є скоріше визначенням ролі людини як екологічного фактора стосовно до інших живих організмів та середовища існування.

Існує декілька класифікацій екологічних факторів, де до уваги беруться або умови існування (класифікація Ніколсона — Швертфегера), або реакції живих організмів, що були під впливом різних екофакторів (класифікація Мочадського), або

розподіл екофакторів до простих фізичних, кліматичних, трофічних та біотичних умов існування живого (класифікація Р. Дажо).

Усі класифікації екологічних факторів, поряд з певними відмінностями між собою, мають і певну єдність, зокрема в тому, що сукупність фізичних та хімічних параметрів середовища творять кліматичні умови існування живих організмів. Для спрощення розуміння факторів неживої природи їх поділяють на кліматичні, або кліматоутворюючі, едафічні, орографічні, гідрологічні, геологічні (рис. 2.1).

Рис. 2.1. Складові абіотичних факторів

Серед кліматичних факторів особливе місце займають екофактори, що мають концентрований вплив і серед інших виділяються екологами як головні кліматоутворюючі екофактори.

До таких належать: енергія сонця; освітленість; температура; вологість; газовий склад атмосфери; тиск.

Розглянемо ці екофактори більш докладно, а також проаналізуємо пристосувальні реакції організму на дію того чи іншого кліматичного фактора.

Енергія сонця

Сонце — єдине джерело енергії на нашій планеті. Енергія у вигляді світла, у всіх його проявах, необхідна для життя. Нам відомо, що світло є невід'ємною умовою процесу фотосинтезу, але поряд з цим є й інші аспекти його впливу на живі істоти. Розглядаючи ці аспекти, слід відзначити, що вони залежні від інтенсивності світла, довжини хвилі, кольору та фотоперіоду, тобто чисто фізичних параметрів. Усі ці властивості світла залежать від кута падіння сонячних променів на земну поверхню. Якщо на екваторі довжина світлового дня (фотоперіод) більш-менш постійна (близько 12 годин), то у вищих широтах вона залежить від пори року і змінюється циклічно. Зрозуміло, що в таких умовах життєві цикли живих організмів синхронізовані відповідно до конкретної пори року (фотоперіоду). Ця синхронізація проявляється у різних формах пристосування, таких як сплячка, діапауза комах, приліт/відліт птахів тощо. Людина навчилась використовувати інші джерела світла, і тому для неї енергія Сонця має непрямий вплив через інші компоненти системи. Кількість променистої енергії, яка проходить через атмосферу, є постійною величиною: 1,98 до 2 кал/см2хв., або 5х1020Ккал в рік на всю поверхню земної кулі. Цю величину називають сонячною сталою.

Освітленість земної поверхні, як фактор, що випливає з попереднього, має більш концентрований вираз впливу на живий організм. Освітленість земної поверхні виражена у тих системах, де ярусність рослинного покриву, а також топографія земної поверхні зумовлюють адаптацію живих організмів (тіньовитривалість, світлолюбність). Яскравим прикладом пристосування до різних параметрів освітленості є ярусність лісу, коли залежно від кількості сонячного випромінювання організми (зокрема рослинні) закономірно займають певний ярус в системі. З огляду на потребу організмів у освітленості їх можна поділити на світлолюбні та тіньовитривалі. Знання вимог організму до освітленості та енергії сонячного випромінювання має неабияке практичне значення. Аналіз параметрів освітленості є основою до впровадження нових сільськогосподарських культур, виведення нових сортів. Завдяки дослідженням освітленості як екологічного фактора вдалось розширити географію вирощування окремих культур, отримати вищі врожаї тих, які вже введені в культуру. Дія освітленості поширюється як на сушу, так і на водні екосистеми. У цьому випадку слід враховувати, що водне середовище значно відрізняється від повітряного — насамперед за своїми фізичними властивостями. Світло набагато важче проникає через товщу води, чим зумовлене зосередження живих організмів переважно у верхніх шарах води. У глибоководних організмів спостерігаються зміни навіть у будові світлосприймаючого апарату. В одних випадках превалює орган зору — очі набувають великих розмірів, в інших — помітна їх цілковита втрата.

Температура

Вологість

Вода необхідна для життя і нерідко виступає лімітуючим фактором у наземних екосистемах. Слід відзначити, що вода є єдиним розчинником на нашій планеті, завдяки воді відбувається переміщення речовин із навколишньої, неживої природи до живих організмів. На планеті Земля вода одночасно перебуває в трьох агрегатних станах — рідкому, твердому і пароподібному. В природі діє безперервний кругообіг води, так званий гідрологічний цикл (рис. 2.2).