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

Континенти Океани

Рис. 2.2. Біогідрологічний цикл води (Злобін, 1998)

Слід відзначити, що на планеті Земля існує певна рівновага між кількісними параметрами води в повітрі, Світовому океані та на суші. Разом з тим не вся вода, яка є на нашій планеті, доступна живим організмам. Усі живі організми використовують насамперед прісну воду, хоча значна їх кількість використовує води Світового океану як середовище Існування. Якщо проаналізувати відсоткове співвідношення води, то ми наглядно побачимо, чому питання прісної води є найактуальнішим на сьогоднішній день.

Вся вода: 100% 97% Світовий океан 3% прісна вода

75% льодовики 24% ґрунтова вода

0, 06% ґрунтова вологість 0,03% ріки 0,3 % озера

0, 035% водяна пара в атмосфері. Як бачимо, відсоткове співвідношення води на планеті Земля нерівномірне. З усіх запасів прісної води тільки близько одного відсотка може використовуватись живими організмами. Таким чином, цілком зрозумілою є проблема збереження якості прісних вод.

Волога настільки важлива для живих організмів, що в переважній більшості екосистем нашої планети влітку після кожного дощу вся природа "оживає". Дощ є механізмом, що забезпечує початок весняного проростання насіння ряду рослин. Таке насіння містить інгібітори, що гальмують їх проростання в несприятливий час. Весняні дощі вимивають ці інгібітори з насіння, і тоді воно починає проростати. Але не всі опади корелюють з біомасою і, зокрема, з врожаєм культурних рослин. Опади у вигляді злив погано утримуються ґрунтом і мало використовуються рослинами. Незначним буває ефект від опадів на легких піщаних ґрунтах. Водний режим екосистем визначається не тільки кількістю опадів як таких, а й співвідношенням його до режиму випаровування води. Оцінюючи цей параметр, слід враховувати температуру, оскільки вона в першу чергу впливає на інтенсивність випаровування. Сумарним показником режиму зволоженості в екосистемі може бути гігрометричний індекс:

Повітря має сильну осушувальну дію, тому у рослин і тварин спостерігається велика кількість цікавих пристосувань до зниження випаровування. У наземних тварин це поява рогових покривів, у рослин — воскових. Одночасно живим організмам доводиться підтримувати певний оптимальний режим втрати пароподібної вологи, оскільки випаровування — це найефективніший спосіб самоохолодження організму в умовах високої температури повітря. У теплокровних тварин для такого охолодження за допомогою випаровування слугують потові залози (у собак їх на тілі немає, тому в спекотливий час вони висовують язика), а в рослин вода випаровується через численні продихи на листках.

Джерелами поступлення води на поверхню суші є — дощ, сніг, град, роса, що в сукупності формують поверхневі води. Значний відсоток "ґрунтової води" недоступний живим організмам, за винятком людини. З огляду на певну потребу організмів у воді прийнято ділити їх на групи. Так, залежно від здатності утримувати вологу або витримувати без води, рослини поділяють на:

• ксерофіти — які здатні довший час витримувати без води;

• мезофіти — із середньою витривалістю;

• гідрофіти — які не можуть витримувати без води, вода для них є основним лімітуючим фактором.

Пристосування живих організмів до нестачі чи надлишку води надзвичайно різноманітні.

Пристосування до зменшення втрати води. Рослини: листя, перетворені у голки, листя, згорнуті в циліндр, на 2/4 товста воскова кутикула, опущені листки, скидання листя при засушливих періодах, збільшена коренева система або глибоко проникаюче коріння (кактуси, альпійська флора). Тварини: виділення азоту у вигляді сечовини (птахи, комахи, деякі рептилії), дихальні органи прикриті клапанами (комахи), тварини ховаються в норах і активні переважно вночі (пустельні види), тканини витривалі до високих температур (верблюд). Запас води — у вигляді жиру, в цьому випадку вода — продукт окислення (верблюд, пустельний пацюк).

Фізіологічні пристосування до нестачі води: при несприятливому періоді видимі ознаки обезводнення не призводять до загибелі (мохи, лишайник, деякі папороті), зменшення маси тіла при наступному різкому її збільшенні при наявності води (верблюд може втратити до 30% маси тіла). Проблеми з водою можуть бути і в організмів, які населяють водні системи. Тут значний вплив на водний режим мають насамперед її хімічний склад, фізичні умови, які можуть спричинити зміни гідрорежиму водойми та організму. У цьому випадку слід звернути увагу на такий, на перший погляд простий і нешкідливий, забруднювач, як тепла вода. Тривалий час вважалося, що тепла вода не є забруднювачем. Пізніше з'ясували: зокрема для закритих водойм даний вид забруднення має надзвичайно концентрований вплив, оскільки під впливом теплої води змінюється інверсія води з верхніх шарів у нижні і навпаки, через що змінюється кисневий режим водойми. У цьому випадку слід враховувати, що найбільша питома вага води при 4°С і збільшення температурних параметрів води ведуть до перебудови обміну киснем.

Газовий склад атмосфери і тиск

Атмосфера є важливою частиною екосфери, з якою вона пов'язана біогеохімічними циклами, які включають газоподібні компоненти. Це, насамперед, кругообіг азоту, кисню, води. Велике значення мають також фізичні властивості атмосфери, повітря утворює незначний опір руху і не в змозі бути опорою для наземних тварин. Але разом з тим існують групи тварин, які використовують політ як спосіб пересування, добування їжі (клас птахи, тип комахи, деякі ссавці). В атмосфері відбувається постійна циркуляція повітряних мас, енергією для якої є Сонце. Результатом циркуляції є перерозподіл водяної пари. Захоплюючи її в одному місці та переносячи в інше, вітер здіймає різні елементи і переносить їх разом з парою. Важливою атмосферною змінною є тиск, який зменшується з висотою. Дія тиску має відносно невелике значення для сухопутних організмів, оскільки під час підйому на висоту 5000 метрів над рівнем моря тиск становить 50% від норми. Високогірні організми відчувають нестачу кисню, і, як наслідок, у них підвищений вміст еритроцитів та гемоглобіну у крові. Цим, зокрема, пояснюється необхідність довготривалих "адаптаційних" таборів для альпіністів при сходженні на вершини Паміру та Гімалаїв.

Значення тиску як лімітуючого фактора більше виявляється у глибоководних організмів, де високий тиск поряд із низькою температурою та недостатністю світла є необхідністю. При цьому у живих організмів, що населяють глибоководні ділянки, є цілий ряд пристосувань, що дозволяють їм витримувати підвищений тиск. Це, насамперед, окостеніння покривів тіла і утворення панцирів. Яскравим прикладом таких пристосувань є риби химери. Пристосування також торкаються фізіології функціонування цих істот.

Едафічні (ґрунтові) фактори