Биотические и абиотические факторы окружающей среды

Содержание

Введение                                                                                                                   3

Биотические факторы окружающей среды                                                     5

Абиотические  факторы окружающей среды                                                    13

Заключение                                                                                                             16

Список  использованной литературы                                                                   17

Введение

Среда —  это совокупность элементов, которые  способны оказывать прямое или косвенное  воздействие на организмы. Элементы окружающей среды, оказывающие влияние на живые организмы» называются экологическими факторами. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные.

К числу  абиотических факторов относятся элементы неживой природы: свет, температура, влажность, осадки, ветер, атмосферное  давление, радиационный фон, химический состав атмосферы, воды, почвы и т. п. Биотическими факторами являются живые организмы (бактерии, грибы, растения, животные), вступающие во взаимодействие с данным организмом. К антропогенным факторам относятся особенности среды, обусловленные трудовой деятельностью человека. По мере роста народонаселения и технической вооруженности человечества удельный вес антропогенных факторов постоянно возрастает.

Следует учитывать, что на отдельные организмы  и их популяции одновременно воздействуют многие факторы, создающие определенный комплекс условий, в котором могут обитать те или иные организмы. Одни факторы могут усиливать или ослаблять действие других факторов. Например, при оптимальной температуре повышается выносливость организмов к недостатку влаги и пищи; в свою очередь обилие пищи увеличивает устойчивость организмов к неблагоприятным климатическим условиям.

Степень влияния факторов окружающей природы зависит от силы их действия. При оптимальной силе воздействия данный вид нормально живет, размножается и развивается (экологический оптимум, создающий наилучшие условия жизни). При значительных отклонениях от оптимума, как в сторону повышения, так и в сторону понижения жизнедеятельность организмов угнетается. Максимальное и минимальное значения фактора, при которых еще возможна жизнедеятельность, называются пределами выносливости (границами терпимости).

Оптимальное значение фактора, как и пределы  выносливости, неодинаково для разных видов и даже для отдельных  особей одного и того же вида. Одни виды могут переносить значительные отклонения от оптимального значения фактора, т.е. обладают широким диапазоном выносливости, другие — узким. Например, сосна  растет и на песках, и на болотах, где стоит вода, а кувшинка сразу  гибнет без воды. Приспособительные  реакции организма на влияние  среды вырабатываются в процессе естественного отбора и обеспечивают выживание видов.

Значение  факторов внешней среды неравноценно. Например, зеленые растения не могут  существовать без света, диоксида углерода и минеральных солей. Животные не могут обходиться без пищи и кислорода. Жизненно важные факторы называются лимитирующими (при отсутствии их жизнь невозможна). Ограничивающее действие лимитирующего фактора проявляется и при оптимуме остальных факторов. Другие факторы могут оказывать менее выраженное влияние на живые существа, например содержание азота в атмосфере для растительных и животных организмов.

Сочетание условий среды, обеспечивающих усиленный  рост, развитие и размножение каждого  организма (популяции, вида), называют биологическим оптимумом. Создание условий биологического оптимума при выращивании сельскохозяйственных культур и животных позволяет значительно повысить их продуктивность.

1. Биотические факторы окружающей среды

Биотические факторы (в отличие от абиотических факторов, охватывающих всевозможные действия неживой природы), - это совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания. В последнем случае речь идёт о способности самих организмов в определённой степени влиять на условия обитания. Например, в лесу под влиянием растительного покрова создаётся особый микроклимат, или микросреда, где по сравнению с открытым местообитанием создаётся свой температурно-влажностной режим: зимой здесь на несколько градусов теплее, летом - прохладнее и влажнее. Особая микросреда создаётся также в деревьев, в норах, в пещерах и т.п. Следует отметить условия микросреды под снежным покровом, которая имеет уже чисто абиотическую природу. В результате отепляющего действия снега, которое наиболее эффективно при его толщине не менее 50-70 см, в его основании, примерно в 5-сантиметровом слое, живут зимой мелкие животные - грызуны, т.к. температурные условия для них здесь благоприятны (от 0° до - 2°С). Благодаря этому же эффекту сохраняются под снегом всходы озимых злаков - ржи, пшеницы. В снегу от сильных морозов прячутся и крупные животные - олени, лоси, волки, лисицы, зайцы - ложась в снег для отдыха.

Действие  биотических факторов выражается в  форме взаимовлияний одних организмов на жизнедеятельность других организмов и всех вместе на среду обитания. Различают взаимодействия организмов внутривидовые и межвидовые, а также прямые и косвенные взаимоотношения между организмами.

Внутривидовые взаимодействия между особями одного и того же вида складываются из группового и массового эффектов и внутривидовой  конкуренции. Групповой и массовый эффекты обозначают объединение животных вида в группы две или более особей, и эффект, вызванный перенаселением среды. В настоящее время чаще всего эти эффекты называются демографическими факторами. Они характеризуют динамику численности и плотность групп организмов на популяционном уровне, в основе которого 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. Таковы многие птицы и рыбы.

Межвидовые  взаимоотношения значительно более  разнообразны. Два живущие рядом  вида могут вообще никак не влиять друг на друга, могут влиять благоприятно или неблагоприятно.

Любая популяция  существует в окружении популяций  других видов организмов и взаимодействует  с ними. К межвидовым (межпопуляционным) взаимодействиям относятся трофические, топические и информационно-сигнальные связи.

1. Трофические - связанные с питанием и потоками энергии:

прямые: взаимодействия "хищник-жертва", "паразит-хозяин";

косвенные: конкуренция; трофический симбиоз.

2. Топические - связанные с изменением условий обитания:

прямые топические: одни организмы  изменяют среду обитания для других;

форические: перенос организмов одного вида организмами другого вида;

фабрические: организмы (или их части) одного вида используются организмами другого вида как строительный материал.

3. Информационно-сигнальные - связанные с передачей информации:

реципрокный альтруизм (взаимопомощь);

мимикрия (миметизм, или подражание).

Возможные типы комбинаций отражают различные  виды взаимоотношений:

нейтрализм - оба вида независимы и  не оказывают никакого действия друг на друга;

конкуренция - каждый из видов оказывает  на другой неблагоприятное воздействие;

мутуализм - виды не могут существовать друг без друга;

протокооперация (содружество) - оба вида образуют сообщество, но могут существовать и раздельно, хотя сообщество приносит им обоим пользу;

комменсализм - один вид, комменсал, извлекает  пользу из сожительства, а другой вид - хозяин не имеет никакой выгоды (взаимная терпимость);

аменсализм - один вид, аменсал, испытывает от другого угнетение роста и размножения;

паразитизм - паразитический вид тормозит рост и размножение своего хозяина  и даже может вызвать его гибель;

хищничество - хищный вид питается своей жертвой.

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

Биотические связи для разных групп организмов могут быть благоприятными (+), неблагоприятными (-) и нейтральными (0):

2. Абиотические факторы окружающей среды

К числу  абиотических факторов относят климатические  условия, которые в различных  частях земного шара тесно связаны  с деятельностью Солнца.

Солнечный свет является основным источником энергии, которая используется для всех жизненных  процессов на Земле. Благодаря энергии  солнечных лучей в зеленых  растениях происходит фотосинтез, в  результате которого обеспечивается питание  всех гетеротрофных организмов.

Солнечное излучение неоднородно по своему составу. В нем различают инфракрасные (длина волны более 0,75 мкм), видимые (0,40,— 0,75 мкм) и ультрафиолетовые (менее 0,40 мкм) лучи. Инфракрасные лучи составляют около 45 % лучистой энергии, достигающей  Земли, и являются главным источником тепла, поддерживающего температуру  окружающей среды. Видимые лучи составляют около 50 % лучистой энергии, которая  особенно необходима растениям для  процесса фотосинтеза, а также для  обеспечения видимости и ориентации в пространстве всех живых существ. Хлорофилл поглощает преимущественно  оранжево-красные (0,6—0,7 мкм) и сине-фиолетовые (0,5 мкм) лучи. Растения используют на фотосинтез менее 1 % солнечной энергии; остальная  ее часть рассеивается в виде тепла  или отражается.

Большая часть ультрафиолетового излучения  с длиной волны менее 0,29 мкм задерживается  своеобразным «экраном» — озоновым слоем атмосферы, который образуется под воздействием этих же лучей. Это  излучение является губительным  для живого. Ультрафиолетовые лучи с большей длиной волны (0,3—0,4 мкм) достигают поверхности Земли  и в умеренных дозах оказывают  благоприятное воздействие на животных — стимулируют синтез витамина В, пигментов кожи (загар) и др.

Большинство животных способны воспринимать световые раздражения. Уже у простейших начинают появляться светочувствительные органоиды («глазок» у эвглены зеленой), с  помощью которых они способны реагировать на световое воздействие (фототаксисы). Почти все многоклеточные имеют разнообразные светочувствительные органы.

По требовательности к интенсивности освещения различают  светолюбивые, теневыносливые и тенелюбивые  растения.

Светолюбивые растения могут нормально развиваться только при интенсивном освещении. Они широко распространены в сухих степях и полупустынях, где растительный покров редкий и растения не затеняют друг друга (тюльпан, гусиный лук). К светолюбивым растениям относятся и хлебные злаки, растения безлесных склонов (чабрец, шалфей) и др.

Теневыносливые растения лучше растут при прямом освещении солнечными лучами, однако способны выносить и затенение. Это в основном лесообразующие породы (береза, осина, сосна, дуб, ель) и травянистые растения (зверобой, земляника) и др.

Тенелюбивые растения не выносят прямого солнечного излучения и нормально развиваются в условиях затенения. К таким растениям относятся лесные травы — кислица, мхи и др. При вырубке леса некоторые из них могут погибать.

Ритмические изменения активности светового  потока, связанные с вращением  Земли вокруг своей оси и вокруг Солнца, заметно отражаются на живой  природе. Продолжительность светового  дня неодинакова в различных  частях земного шара. На экваторе она  постоянна на протяжении всего года и равна 12 ч. По мере передвижения от экватора к полюсам длительность светового дня изменяется. В начале лета световой день достигает максимальной длины, затем постепенно уменьшается, в конце декабря становится самым коротким и снова начинает увеличиваться.

Реакция организмов на продолжительность светового  дня, выражающаяся в изменении интенсивности  физиологические процессов, называется фотопериодизмом. С фотопериодизмом связаны основные приспособительные реакции и сезонные изменения у всех живых организмов. Совпадение периодов жизненного цикла с соответствующим временем года (сезонный ритм) имеет огромное значение для существования видов. Роль пускового механизма сезонных изменений (от весейнего пробуждения до зимнего покоя) играет длина светового дня, как наиболее постоянное изменение, предвещающее смену температур и других экологических условий. Так, увеличение длины светового дня стимулирует деятельность половых желез у многих животных и определяет начало брачного периода. Укорочение светового дня ведет к затуханию функции половых желез, накоплению жира, развитию пышного меха у животных, перелетам птиц. Аналогично у растений с удлинением светового дня связано образование гормонов, влияющих на цветение, оплодотворение, плодоношение, образование клубней и т. д. Осенью эти процессы затухают.

В зависимости  от реакции на длину светового  дня растения делят на длиннодневные, цветение которых наступает при продолжительности светлого периода суток 12 и более часов (рожь, овес, ячмень, картофель и др.), короткодневные, у которых цветение наступает, когда день становится коротким (менее 12 ч) (это растения преимущественно тропического происхождения — кукуруза, соя, ифосо, георгины и др.) и нейтральные, цветение которых не зависит от длины светового дня (горох, гречиха и др.).

На  основе фотопериодизма у растений и  животных в процессе эволюции выработались специфические изменения интенсивности физиологических процессов, периодов роста и размножения, повторяющиеся с годичной периодичностью, которые называются сезонными ритмами. Изучив закономерности суточных ритмов, связанных со сменой дня и ночи, и сезонных ритмов, человек использует эти знания для круглогодичного выращивания в искусственных условиях овощей, цветов, птиц, повышения яйценоскости кур и т. п.

Суточная  ритмичность у растений проявляется  в периодическом открытии и закрытии цветков (хлопчатник, лен, душистый табак), усилении или ослаблении физиологических  и биохимических процессов фотосинтеза, скорости деления клеток и др. Суточные ритмы, проявляющиеся в периодическом чередовании активности и отдыха, характерны для животных и человека. Всех животных можно подразделить на дневных и ночных. Большинство из них проявляют наибольшую активность днем и лишь немногие (летучие мыши, совы, крыланы и др.) приспособились к жизни только в ночных условиях. Ряд животных постоянно обитают в полной темноте (аскарида, крот и др.).

У человека обнаружены суточные колебания свыше  трехсот показателей. Так, температура  тела выше в дневные часы, достигает  максимального значения к 18 часам, а  ночью снижается. Самый низкий уровень  температуры наблюдается между 1 часом ночи и 5 часами утра. Артериальное давление днем выше, а ночью ниже. В дневное время свертываемость крови выше, в периферической крови  увеличено содержание кровяных пластинок, эритроцитов, лейкоцитов, адреналина и  др. У большинства людей наивысшая  биоэлектрическая активность мозга наблюдается утром (с 8 до 12 часов) и вечером (между 17 и 19 часами). Людей, способных к наиболее активной работе утром, называют «жаворонками». Однако встречаются лица, наиболее высокая работоспособность которых приходится на вечерние и даже ночные часы (их называют «совами»). Большинство людей может работать производительнее в дневное время суток, поэтому в ночные смены снижаются производительность труда и внимание, что приводит к повышению травматизма.

К нарушению  привычных суточных ритмов приводит и преодоление на воздушном транспорте больших расстояний. При этом происходит перемещение пассажиров на несколько  часовых поясов. Для сохранения высокой  работоспособности в таких условиях необходимо заблаговременно вырабатывать новый суточный биоритм.

Важным  абиотическим фактором среды является температура, от которой в значительной степени зависит существование, развитие и распространение живых  существ. Колебания температуры  на земном шаре достигают широких пределов: от + 50—60 °С в пустынях до —70—80 °С в Антарктиде, однако жизнь существует и в таких экстремальных условиях (водоросли в горячих источниках, пингвины в Антарктиде). Многие низшие организмы способны выдерживать очень низкие температуры благодаря высокой концентрации в цитоплазме их клеток солей, глицерина, сахара и сниженного количества воды. У большинства же организмов процессы жизнедеятельности протекают при температурах от —4°С до + 40... + 45 °С.

Всех  животных подразделяют на холоднокровных (пойкилотермных) и теплокровных (гомойотермных). У холоднокровных (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся и беспозвоночные) температура тела непостоянна и зависит от температуры окружающей среды. У некоторых холоднокровных (например, у насекомых) при интенсивном сокращении мышц во время полета температура тела может повышаться на 10 и более градусов. Теплокровные животные (птицы и млекопитающие) и человек способны поддерживать постоянную температуру тела благодаря интенсивному обмену веществ, появлению теплоизолирующих покровов (перья, мех, подкожная жировая клетчатка, одежда) и выработке в процессе эволюции особых механизмов ее регуляции (потовые железы, нервные механизмы регуляции). Важную роль в интенсификации обменных процессов у гомойотермных организмов сыграли такие ароморфозы, как четырехкамерное сердце и совершенные органы дыхания. Надо помнить, что эта способность носит ограниченный характер, так как при значительных колебаниях температуры внешней среды возможен перегрев или переохлаждение организма, что чревато серьезными последствиями. Одним из приспособлений животных к колебаниям температуры является миграция — переселение в более благоприятные условия (перелеты птиц, миграции рыб, насекомых и др.

Многие  виды холоднокровных животных приобрели  способность переживать неблагоприятные  условия (высокую или низкую температуру, отсутствие воды, пищи и др.) в состоянии  оцепенения. Это состояние характеризуется неподвижностью животного, прекращением питания, резким снижением всех физиологических функций. Некоторые насекомые, рыбы и земноводные впадают в оцепенение при температурах ниже +10 °С, другие — только при температуре, близкой к нулю. Вмерзшие в лед лягушки после оттаивания возвращаются к активной жизнедеятельности. Даже ряд млекопитающих (ежи, барсуки) впадают в зимнюю спячку. Пониженный уровень обмена веществ поддерживается у них за счет запасов энергии (жира), накопленных ранее. Пустынные грызуны, черепахи и др. впадают в спячку на несколько летних месяцев, что обусловлено преимущественно нехваткой воды.

Наиболее  глубокое оцепенение наблюдается при  анабиозе. Анабиоз — такое состояние живых организмов, при котором все жизненные процессы почти прекращены или настолько снижены, что видимые проявления жизни отсутствуют. В состоянии анабиоза повышается устойчивость организмов ко многим неблагоприятным факторам: недостатку кислорода и влаги, действию ядовитых веществ и ионизирующих излучений и др. Чаще всего анабиоз вызывают изменения температуры и влажности среды. Так, при пересыхании луж впадают в анабиоз многие бактерии, простейшие и низшие ракообразные. Многие паразитические бактерии и простейшие при этом покрываются плотными оболочками и образуют споры (бактерии) или цисты (простейшие). В таком состоянии они могут сохранять жизнеспособность в течение нескольких лет.

Важным  лимитирующим абиотическим фактором внешней  среды является влажность, так как  без воды не может существовать ни один организм» Вода является в первую очередь универсальным растворителем, а все обменные процессы в клетках  протекают в растворах; вода непосредственно  участвует в биохимических реакциях. Ее содержание в клетках достигает 70—90 %.

Источником  воды для растений и животных служат атмосферные осадки, водоемы, подземные  воды, роса и туман. Влажность воздуха  определяется содержанием в нем водяного пара. Наибольшая влажность отмечается на побережьях морей и океанов (до 100%), а наименьшая—в пустынях (2—4%).

Недостаток  влаги служит ограничивающим фактором, определяющим границы жизни и  ее зональное распределение. При  недостатке воды у животных и растений вырабатываются приспособления для ее добывания и сохранения. Растения засушливых мест обычно имеют глубокие корни (у верблюжьей колючки до 16 м длиной) и мелкие листья, покрытые толстой кутикулой, содержащие относительно мало устьиц (иногда они видоизменены в колючки). У полупустынных растений (кактусы, молочаи) имеются сочные мясистые стебли с сильно развитой водозапасающей тканью. Одним из приспособлений для снижения потерь воды является листопад.

У животных также выработался ряд приспособлений к недостатку влаги. Мелкие животные (грызуны, пресмыкающиеся, членистоногие) довольствуются водой, поступающей  вместе с пищей. Резервуаром воды для ряда животных засушливых районов  служат отложения жира (горб у верблюда, курдюк у овец, жировое тело у  насекомых), при окислении которого образуется необходимое количество воды. Ряд животных пустынных районов  обладают способностью к длительному  быстрому бегу (антилопы, куланы, сайгаки), позволяющему им совершать дальние  миграции на водопой. Некоторые виды (преимущественно грызуны) перешли  к ночному образу жизни, тем самым  избегая перегрева и большого, испарения воды.

Соленость среды обитания является важным экологическим  фактором и зависит от концентрации растворимых солей. Минеральные  соли почвы служат источником питания  растений, однако их избыток, наблюдающийся  на засоленных почвах, действует на растения губительно (солончаки). В природе преобладают животные, приспособленные к обитанию только в пресной воде (карповые рыбы) или только в соленой (сельдеобразные рыбы). Однако отдельные виды животных в разные периоды развития нуждаются в разных условиях солености (взрослые угри обитают в пресных водоемах, а их личинки — в морях, лососевые рыбы — наоборот).

К важным абиотическим факторам внешней среды  следует отнести барометрическое  давление и состав атмосферного воздуха.

Большинство живых существ на нашей планете  приспособлено к существованию  при барометрическом давлении 720—740 мм рт. ст. (на уровне Мирового океана). При подъеме на высоту давление воздуха  падает, что, неблагоприятно сказывается  на снабжении организмов кислородом.

Главной составной частью воздуха является кислород (21 %), который необходим  для нормального протекания окислительных  процессов в клетках большинства  живых существ (аэробов). Некоторые  организмы (в основном бактерии) могут  существовать в бескислородной среде (анаэробы). Даже один и тот же организм на разных этапах своего развития может  менять отношение к кислороду. Так, яйца аскариды для своего развития нуждаются в кислороде, а взрослые паразиты приспособились к существованию  в бескислородной среде (кишечнике  человека). Содержание диоксида углерода составляет всего 0,03— 0,04 %, но он имеет  существенное значение для жизни  на Земле, так как непосредственно  используется в процессе фотосинтеза. Больше всего в атмосфере содержится азота (70,09 %), однако он не имеет особого  биологического значения, так как  непосредственно не усваивается  растениями. В атмосфере содержится также небольшое количество инертных газов, газообразных и пылевидных примесей, микроорганизмов.

Заключение

Условия жизни (условия существования) – это совокупность необходимых для организма элементов, с которыми он находится в неразрывной связи и без которых существовать не может.

Отдельные элементы среды обитания, на которые организмы  реагируют приспособительными реакциями (адаптациями), называются экологическими факторами или факторами среды. Среди факторов среды выделяют обычно три группы факторов: абиотические, биотические и антропогенные.

В данной контрольной работе рассмотрены  абиотические и биотические факторы  окружающей среды.

Абиотические  факторы – это комплекс условий  неорганической среды, влияющих на живые организмы прямо или косвенно: температура, свет, радиоактивное излучение, давление, влажность воздуха, солевой состав воды и т.д.

К числу абиотических факторов относят климатические  условия, которые в различных  частях земного шара тесно связаны с деятельностью Солнца.

Биотические факторы – это все формы воздействия живых организмов друг на друга. Каждый организм постоянно испытывает на себе прямое или косвенное влияние других, вступая в связь с представителями своего и других видов.

Действие  биотических факторов может быть не только непосредственным, но и косвенным, выражаясь в корректировке абиотических факторов, например, изменение состава  почвы, микроклимата под пологом  леса и т.п.

Существование любого организма зависит от целого комплекса факторов. При этом удается  выделить ряд закономерностей, общих  для самых различных частных  случаев.

Список использованной литературы

1. Голов В.П. Естествознание и основы экологии / В.П. Голов, Р.А. Петросова, В.И. Сивоглазов, Е.К. Страут. - М.: Дрофа, 2007. - 304 с.

2. Денисов В.В. Экология: Учебное пособие для вузов. МарТ, Ростов-на-Дону, 2011. - 768 с.

3. Жибинова К.В. Экономические основы экологии / К.В. Жибинова. - Красноярск: КрасГАУ, 2005. - 214 с.

4. Панин В.Ф. Экология. Часть 1: Учебное пособие / В.Ф. Панин, А.И. Сечин, В.Д. Федосова. - Томск: изд. ТПУ, 2006. - 132 с.

5. Рекус И.Г. Основы экологии и рационального природопользования: Учебное пособие /И.Г. Рекус, О.С. Шорина. - М.: Изд-во МГУП, 2001. - 146 с.

6. Семьянова А.Ю. Экологическое право. Курс лекций / А.Ю. Семьянова. - М.: ЗАО Юстицинформ, 2005. - 272 с.