Абиотические и биотические экологические факторы

Титульный лист

Содержание

Введение

Глава 1. Абиотические и биотические экологические факторы

1.1 Экологические факторы

1.2 Абиотические экологические факторы

1.3 Биотические экологические факторы

Заключение

Литература

Введение

С экологических позиций среда – это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях. Окружающая организм среда характеризуется огромным разнообразием, слагаясь из множества динамичных во времени и пространстве элементов, явлений, условий, которые рассматриваются в качестве факторов.

Экологический фактор – это любое условие среды, способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития. В свою очередь организм реагирует на экологический фактор специфичными приспособительными реакциями.

Экологические факторы среды многообразны, они имеют разную природу и специфику действия.

Традиционно выделяют три группы экологических факторов:

1. абиотические (неорганические условия – химические и физические);

2. биотические (формы взаимодействия между организмами);

3. антропогенные (формы деятельности человека).[1]

Целью данной контрольной работы является более подробное рассмотрение абиотических и биотических экологических факторов.

Задачами данной контрольной работы являются:

      анализ литературы, посвященной данному вопросу;

      рассмотрение экологических факторов, в частности, абиотических и биотических.

Глава 1. Абиотические и биотические экологические факторы

1.1 Экологические факторы

Экологический фактор – это воздействие любого элемента природной среды, оказывающего прямое или косвенное влияние на живые организмы хотя бы на протяжении одной из фаз их развития. Это все элементы естественной среды, которые влияют на существование и развитие организмов. На них живые существа реагируют реакциями приспособления, за пределами которых наступает смерть. Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия, каждый фактор неодинаково влияет на различные функции организма. Действие экологических факторов может приводить:

      к устранению некоторых видов с территории, что влечет за собой изменение их географического распространения;

      изменению плодовитости и смертности разных видов путем воздействия на развитие каждого из них и вызывая миграции;

      появлению количественных изменений обмена веществ и качественных изменений - зимняя и летняя спячки, фотопериодические реакции.

На каждый живой организм действуют факторы неживой природы и сами живые существа. Организмы испытывают на себе прямое или косвенное влияние других организмов и сами изменяют окружающую среду.

В зависимости от причины возникновения и направленности воздействия среди абиотических и биотических факторов можно выделить несколько групп.[2]

1.2 Абиотические экологические факторы

Абиотические факторы – это факторы неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на организм. Они подразделяются на подгруппы:

      климатические факторы – это все факторы, которые формируют климат и способны влиять на жизнь организмов (свет, температура, влажность, атмосферное давление, скорость ветра);

      эдафические (почвенные) факторы – это совокупность физических, химических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, живущие в них, т.е. те, для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений. Они в свою очередь подразделяются на:

-         физические – источником служит физическое состояние или явление (механическое, волновое). Например, механический состав, комковатость, капиллярность, скважность, воздухо- и влагопроницаемость, воздухо- и влагаемкость, плотность, цвет. Также есть физические факторы глобального воздействия – естественные геофизические поля Земли (экологическое воздействие магнитного, электромагнитного, радиоактивного полей);

-         химические – происходят от химического состава среды (соленость, кислотность, минеральный состав, содержание гумуса).

      орографические факторы (факторы рельефа) - это влияние характера и специфики рельефа на жизнь организмов (высота местности над уровнем моря, широта местности по отношению к экватору, крутизна местности - это угол наклона местности к горизонту, экспозиция местности - это положение местности по отношению к сторонам света);

      гидрофизические факторы - это влияние воды во всех состояниях (жидкое, твердое, газообразное) и физических факторов среды (шум, вибрация, гравитация, магнитное, электромагнитное и ионизирующее излучения) на жизнь организмов.[3]

Рассмотрим более подробно главнейшие абиотические факторы:

      Лучистая энергия Солнца. Распространяется в пространстве в виде электромагнитных свойств. Служит основным источником энергии для большинства процессов в экосистемах. С одной стороны, прямое воздействие света на протоплазму смертельно для организма, с другой – свет служит первичным источником энергии, без которого жизнь невозможна. Распределение этой энергии по поверхности Земли зависит от широты местности, состояния атмосферы, высоты Солнца над горизонтом. Различные участки спектра по-разному воздействуют на живые организмы. Видимый свет влияет на скорость роста и развития растений, на интенсивность фотосинтеза, на активность животных. Ультрафиолетовые лучи стимулируют у животных образование витамина D, но губительно действуют на микроорганизмы. Инфракрасные лучи принимают участие в теплообмене растений.

      Освещенность. Связана с лучистой энергией Земли. Вследствие вращения Земли происходит смена времени суток, изменяется продолжительность светового дня. Растения и животные в процессе эволюции выработали особые механизмы адаптации к смене освещенности. У них существуют суточные ритмы активности, каждый вид приспособлен к определенной продолжительности светлого и темного времени.

      Температура на поверхности земного шара. Определяется температурным режимом атмосферы и тесно связана с солнечным излучением. Зависит от географической широты, сезона, времени суток, экспозиции склона и от температуры приходящих воздушных масс. Температурные ритмы вместе со световыми, приливными и ритмами изменения влажности в значительной мере контролируют сезонную и суточную активность растений и животных. Температура часто создает зональность и стратификацию сред обитания.

      Влажность воздуха. Связана с насыщением его водяными парами. В нижних слоях атмосферы до высот 1,5—2,0 км содержится 50% всей влаги. Влажность воздуха является функцией температуры: при каждой конкретной температуре существует максимальное насыщение воздуха водяными парами. Дефицит влаги играет существенную роль в процессах развития и размножения растений, оказывает влияние на урожайность. Чем больше дефицит влаги, тем суше воздух, тем интенсивнее происходит в нем испарение и транспирация. Растительные организмы приспособились жить при различных колебаниях влажности, однако переувлажнение воздуха они переносят, легче, чем длительную засуху. Животные, в отличие от растений, имеют возможность выбирать оптимальные условия влажности и обладают более совершенными механизмами регуляции водного обмена.

      Осадки. Тесно связаны с влажностью воздуха и представляют собой результат конденсации водяных паров. Одним из условий конденсации водяных паров является наличие центров конденсации или кристаллизации (морской соли, минеральной пыли, твердых продуктов сгорания). Атмосферные осадки и влажность воздуха имеют определяющее значение для формирования водного режима экосистемы. Обеспеченность водой – главнейшее условие жизнедеятельности любого организма. Осадки могут быть в виде дождя, снега, града, мороси. Суточное и годовое распределение осадков, а также их форма зависят от климата в данном регионе.

      Движение воздушных масс (ветер). Причина возникновения ветра – перепад давления, вызванный неодинаковым нагревом земной поверхности. Ветровой поток направлен в сторону меньшего давления, где воздух более прогрет. Сила вращения Земли воздействует на циркуляцию воздушных масс. В приземном слое воздуха их движение оказывает влияние на все метеорологические элементы климата режим температуры, влажности, испарение с поверхности Земли и транспирацию растений. Ветер – важнейший фактор переноса и распределения примесей в атмосферном воздухе. Он выполняет функцию транспорта вещества и живых организмов между экосистемами, а также оказывает непосредственное механическое воздействие на растительность и почву, повреждая или уничтожая растения и разрушая почвенный покров. Подобная деятельность ветра наиболее характерна для открытых равнинных пространств суши, морей, побережий и горных районов.

      Давление атмосферы. Имеет прямое отношение к погоде и климату. Находящийся над Землей воздух оказывает давление на ее поверхность и на населяющие ее живые организмы, которые реагируют на его изменение. По мере увеличения высоты над поверхностью Земли давление уменьшается. На поверхности Земли существуют области постоянно повышенного или пониженного давления.

      Газовый состав атмосферы. Состав относительно постоянен и включает преимущественно азот (важнейший биогенный элемент, участвующий в образовании белковых структур организма) и кислород (обеспечивает окислительные процессы) с примесью углекислого газа (демпфер солнечного и ответного земного излучения) и аргона. В верхних слоях содержится озон (выполняет экранирующую роль к ультрафиолетовой части солнечного спектра). В атмосферном воздухе присутствуют твердые и жидкие частицы воды, оксидов различных веществ, пыли и дыма, которые влияют на прозрачность и препятствуют прохождению солнечных лучей к поверхности Земли.

      Почва. Это фундамент, на котором строится почти любая экосистема. Почва – итоговый результат действия климата и организмов, особенно растений, на материнскую породу. Она состоит из исходного материала – подстилающего минерального субстрата и органического компонента, в котором организмы и продукты их жизнедеятельности перемешаны с тонко измельченным и измененным исходным материалом. Промежутки между частичками заполнены газами и водой. Текстура и пористость почвы – важнейшие характеристики, во многом определяющие доступность биогенных элементов растениям и почвенным животным. В почве осуществляются процессы синтеза, биосинтеза, протекают разнообразные химические реакции преобразования веществ, связанные с жизнедеятельностью бактерий. Состав и структура определяют воздухо- и водопроницаемость почв, теплоемкость, влажность и условия жизни в почве животных, распределение корней растений.

      Рельеф местности. Оказывает влияние на процессы почвообразования, степень увлажнения почвы и воздуха, температуру поверхности, развитие корневых систем растений. Большое значение имеет ориентировка склонов по отношению к сторонам света, от чего зависит освещенность местности и характер биоценозов. Рельеф существенно влияет на процессы переноса и рассеивания вредных примесей в воздухе и воде.

      Температурная стратификация. Оказывает влияние на размещение организмов в воде, на перенос и рассеивание примесей. Этот фактор зависит от времени года, географического расположения водоема, прозрачности воды. В летнее время наиболее теплые воды располагаются у поверхности, а холодные — у дна. Зимой наблюдается обратная картина. Это приводит к временному прекращению вертикальной циркуляции воды и позволяет водным организмам выжить в зимнее время.

      Прозрачность воды. Определяет количество солнечного света, поступающего в воду и интенсивность процесса фотосинтеза в водных растениях. В мутных водоемах фотосинтезируюшие растения обитают только у поверхности, а в прозрачной воде проникают и на глубину. Прозрачность воды зависит от количества взвешенных в ней минеральных частиц (глины, ила, торфа), наличия мелких животных и растительных организмов.

      Соленость воды. Связана с содержанием в ней растворенных карбонатов, сульфатов и хлоридов. В пресных водах их содержание невелико, до 80% составляют карбонаты. Океанические воды имеют большую соленость с преобладанием хлоридов калия, натрия, кальция и магния. Количество и состав солей в водоеме определяют видовой состав живых организмов, поскольку большинство организмов приспособлено к тому или иному значению солености воды и погибает при перемещении из морской воды в пресную и наоборот.

      Газы, растворенные в воде. Первоочередное значение имеют кислород и углекислый газ, от которых зависят фотосинтез и дыхание растений. Накопление кислорода в воде происходит вследствие деятельности фотосинтезирующих растений и поступления из атмосферы. Чем выше температура воды, тем ниже растворимость в ней кислорода. Недостаток кислорода ведет к избытку мертвой органики, заиливанию водоема. Углекислый газ в воде, обеспечивает процессы фотосинтеза. Из-за высокой растворимости его количество в воде больше, чем в атмосфере.

      Кислотность среды (показатель рН). Каждый вид организма, обитающий в воде, приспособлен к определенной кислотности. При изменении кислотности и выходе за пределы этого диапазона наблюдается массовая гибель живых организмов.[4]

      Космос. Наша планета не изолирована от процессов, протекающих в космическом пространстве. Земля периодически сталкивается с астероидами, сближается с кометами, на нее попадают космическая пыль, метеоритные вещества, разнообразны виды излучений Солнца и звезд. Циклически солнечная активность меняется.

      Огонь. Выделяют пожары верховые (интенсивные и разрушают всю растительность и органику почвы) и низовые (для одних организмов губительные, а для других способствуют развитию; дополняют действия бактерий, разлагая умершие растения и ускоряя превращение минеральных элементов питания в форму, пригодную для использования новыми поколениями растений). Основной причиной возгораний в естественных условиях являются молнии. В местностях с явно выраженным сухим климатическим сезоном растительность в процессе эволюции приспособилась к воздействию пожаров, сформировалась специфическая флора с твердой и прочной кожурой семян, быстрым ростом и ранним плодоношением, огнестойкостью коры. Косвенное экологически значимое воздействие огня проявляется в устранении конкуренции для видов, переживших пожар. После сгорания растительного покрова резко изменяются условия среды: освещенность, разница между дневной и ночной температурами, влажность. Облегчаются ветровая и дождевая эрозия почвы, ускоряется минерализация гумуса. Почва после пожаров обогащается питательными элементами: фосфором, калием, кальцием, магнием. Животные, пасущиеся на участках, подвергающихся периодическим пожарам, получают более полноценное питание. Искусственное предотвращение пожаров вызывает изменения факторов среды обитания, для поддержания которых в естественных пределах необходимы периодические выгорания растительности.[5]

1.3 Биотические экологические факторы

Биотические факторы - это факторы живой природы, влияние живых организмов друг на друга, а так же на неживую среду обитания. Они носят самый разнообразный характер и действуют не только непосредственно, но и косвенно через окружающую неорганическую природу.

В зависимости от вида воздействующего организма разделяют:

      внутривидовые факторы - это взаимодействие между особями одного и того же вида, складываются из группового и массового эффектов внутривидовой конкуренции. Групповой и массовый эффекты – термины, обозначающие объединение животных одного вида в группы по две или более особей и эффект, вызванный перенаселением среды. Эти эффекты часто называют демографическими факторами. Они характеризуют динамику численности и плотность групп организмов на популяционном уровне в основе которой лежит внутривидовая конкуренция, которая в корне отличается от межвидовой. Она проявляется в основном в территориальном поведении животных, которые защищают места своих гнездовий и известную площадь в округе;

      межвидовые факторы - это влияние особей других видов на организм. Два живущие рядом вида могут вообще никак не влиять друг на друга, могут влиять и благоприятно, и неблагоприятно. Возможные типы комбинаций отражают различные виды взаимоотношений: [6]

-         нейтрализм — характеризует такую форму связей, при которых совместно обитающие на одной территории виды разных популяций не влияют друг на друга. Иными словами, особи разных видов не связаны между собой непосредственно;

-         конкуренция — взаимоотношения между организмами одного вида (внутривидовая) или разного вида (межвидовая), при которых они используют одни и те же ресурсы окружающей среды. Внутривидовая конкуренция является важной формой борьбы за существование, она повышает интенсивность естественного отбора. Межвидовая конкуренция чаще всего наблюдается у экологически сходных популяций, имеющих одни и те же источники пищи или места обитания. Она может быть пассивной (использование ресурсов окружающей среды, необходимых обоим видам) и активной (подавление одного вида другим). Конкуренция сурова между видами со сходными экологическими потребностями. Это приводит к тому, что два вида, имеющие одинаковые источники питания и сходный образ жизни, редко сожительствуют в одном сообществе. Формы конкурентного взаимодействия могут быть самыми разными — от прямой физической борьбы до мирного совместного существования. Часто конкуренты активно воздействуют друг на друга. Растения и животные могут подавлять конкурентов и с помощью химических веществ;

-         мутуализм — проявляется тогда, когда не только оба вида извлекают пользу из совместного существования, но даже жить друг без друга не могут. Отношения при мутуализме бывают настолько сильными, что в некоторых случаях гибель одного из видов может привести к гибели партнера;

-         протокооперация (содружество) — как форма связей возникает тогда, когда совместное существование выгодно каждому виду разных популяций, но совсем не обязательно для них. Другая форма протокооперации — образование микоризы — симбиотических отношений грибов с корнями высших растений;

-         комменсализм — характерен для взаимоотношений, при которых один из двух различных, но обитающих совместно видов извлекает пользу из такого сосуществования, не причиняя вреда другому виду. К комменсализму можно отнести такие отношения межу видами как нахлебничество и квартиранство;

-         аменсализм — один вид угнетает рост и размножение другого — аменсала;

-         паразитизм — межвидовые отношения, при которых один вид (паразит) использует другой (хозяина) как среду обитания или источник пищи. Паразитизм встречается на всех уровнях организации живого вещества, начиная с вирусов и бактерий и кончая высшими растениями и животными, но наиболее распространен среди мелких животных и растений — вирусов, бактерий, червей, простейших. Как правило, хозяин бывает заражен несколькими видами паразитов, которые обитают в разных его органах и тканях либо поселяются на теле животного-хозяина. При тесном контакте паразита с хозяином преимущество получают организмы, способные длительное время использовать хозяина, не приводя его к слишком ранней гибели и обеспечивая тем самым наилучшее существование. Паразиты могут поселяться в крови, в тканях и полостях тела. Поскольку при постоянном паразитизме организм хозяина является единственным местом обитания для паразита, то с гибелью хозяина погибает и паразит. Паразитические отношения часто встречаются и у растений, грибов, бактерий. Как приспособление к новым условиям существования у многих паразитов происходят глубокие изменения в строении и жизнедеятельности: утрачиваются отдельные органы и целые системы органов. Взамен утраченных органов интенсивно развивается половая система. Высокая плодовитость паразитов увеличивает вероятность встречи с хозяином. На человеке могут паразитировать около 500 видов, практически во всех частях тела;

-         хищничество — межвидовые взаимоотношения, при которых одни живые организмы (в основном животные-хищники) используют в пищу другие живые организмы (жертвы). В основе этих взаимоотношений лежат пищевые связи. Исторически у тех и у других видов вырабатываются особые приспособления к взаимному существованию: у хищников — поймать жертву (способность быстро бегать, особая бесшумная походка, острые когти), а у жертв — защититься (шипы, колючки, панцири, защитная окраска, способность строить недоступные убежища). Кроме того, в любом сообществе сформированы механизмы регуляции численности обеих популяций. Обычно имеет место оптимальная плотность численности как для популяции хищников, так и для популяции жертв. Чрезмерное истребление хищников часто приводит к нежелательным последствиям, нанося ущерб дикой природе и хозяйству человека, поскольку жертвами хищника обычно бывают больные и ослабленные особи, уничтожением которых сдерживается распространение болезней. Таким образом, хищничество — важный фактор естественного отбора, способствующий улучшению состава популяций тех или иных организмов и обусловливающий их прогрессивное развитие. С другой стороны, жертвы оказывают активное воздействие на хищника, влияя на их совершенствование. Следовательно, хищничество является движущей силой эволюции как хищника, так и жертвы. Частным случаем хищничества является каннибализм.[7]

Межвидовые отношения лежат в основе существования биотических сообществ (биоценозов).

В зависимости от принадлежности к определенному царству биотические факторы подразделяют на четыре основные группы:

      фитогенные факторы – факторы воздействия (влияния) растений друг на друга и окружающую среду. Среди них можно выделить следующие гуппы:

-         прямые (контактные) механические – охлестывание ветвями, эпифитизм, давление и сцепление стволов и корней;

-         физиологические – симбиоз, паразитизм и полупаразитизм, срастание корней;

-         косвенные трансбиотические – через животных и микроорганизмы;

-         косвенные трансабиотические – средообразующие влияния, конкуренции, аллелопатия (химические взаимовлияния между растениями).

      зоогенные факторы – это воздействие животных друг на друга и на окружающую среду. К зоогенным факторам относят:

-         потребление животными растительной пищи (фитофагия);

-         воздействие насекомых на листовую поверхность древесных пород и травянистых растений;

      микробогенные факторы - это влияние микроорганизмов (вирусы, бактерии, простейшие, риккетсии) на организм;

      микогенные факторы - это влияние грибов на организм.[8]

Заключение

Среда обитания – это та часть природы, которая окружает живой организм и с которой он непосредственно взаимодействует. Составные части и свойства среды многообразны и изменчивы. Любое живое существо живет в сложном, меняющемся мире, постоянно приспосабливаясь к нему и регулируя свою жизнедеятельность в соответствии с его изменениями.

Отдельные свойства или элементы среды, воздействующие на организмы, называются экологическими факторами. Факторы среды многообразны. Они могут быть необходимы или, наоборот, вредны для живых существ, способствовать или препятствовать выживанию и размножению. Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия. Среди них принято выделять две группы - абиотические и биотические.

Абиотические факторы – температура, свет, радиоактивное излучение, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, ветер, течения, рельеф местности – это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.

Биотические факторы – это формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм постоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние других существ, вступает в связь с представителями своего вида и других видов – растениями, животными, микроорганизмами, зависит от них и сам оказывает на них воздействие. Окружающий органический мир – составная часть среды каждого живого существа.[9]

Таким образом, цель контрольной работы достигнута, а задачи выполнены.

Литература

1.      Андреев М.В. Конспект лекций по курсу «Основы экологии». - г. Днепропетровск: ДНУ, 2002. – 128 с.

2.      Коробкин В.И., Передельский Д.В. Экология. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. – 602 с.

3.      Маврищев В.В. Основы экологии. – Минск: Выш. шк., 2007. – 447 с.

4.      Маглыш С.С. Общая экология. – Гродно: ГрГУ, 2001. – 111 с.

5.      Николайкин Н.И. Экология. – М.: Дрофа, 2004. – 624 с.

6.      Тягунов Г.В., Ярошенко Ю.Г. Экология – М.: Логос, 2005. – 504 с.

7.      Чернова Н.М., Былова А.Н. Общая экология – М.: Дрофа, 2004. – 416 с.

[1] Андреев М.В. Конспект лекций по курсу «Основы экологии». - г. Днепропетровск: ДНУ, 2002. – с. 45-46

[2] Маврищев В.В. Основы экологии. – Минск: Выш. шк., 2007. – с. 89, 110

[3] Коробкин В.И., Передельский Д.В. Экология. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. – с. 43-45

  Маглыш С.С. Общая экология. – Гродно: ГрГУ, 2001. – с. 11-12

[4] Тягунов Г.В., Ярошенко Ю.Г. Экология – М.: Логос, 2005. – с. 81-85

   Андреев М.В. Конспект лекций по курсу «Основы экологии». - г. Днепропетровск: ДНУ, 2002. – с. 52-54

[5] Маврищев В.В. Основы экологии. – Минск: Выш. шк., 2007. – с. 108-110

  Николайкин Н.И. Экология. – М.: Дрофа, 2004. – с. 68-69

[6] Коробкин В.И., Передельский Д.В. Экология. – Ростов н/Д: Феникс, 2007. – с. 45-47

  Маглыш С.С. Общая экология. – Гродно: ГрГУ, 2001. – с. 12

[7] Тягунов Г.В., Ярошенко Ю.Г. Экология – М.: Логос, 2005. – с. 85-89

[8] Маврищев В.В. Основы экологии. – Минск: Выш. шк., 2007. – с. 110-115

  Маглыш С.С. Общая экология. – Гродно: ГрГУ, 2001. – с. 12

[9] Чернова Н.М., Былова А.Н. Общая экология – М.: Дрофа, 2004. – с. 18