Навігація
Посилання


Основи екології та охорони довкілля

2.3. Абіотичні фактори навколишнього середовища


Вивчення впливу абіотичних факторів довкілля на живі організми і реакцію організмів на їх зміни є основним завданням аутекології. Як було зазначено раніше, абіотичні фактори навколишнього середовища поділяють на кліматичні, едафічні і хімічні, але вони взаємозалежні один від одного. Здатність організмів пристосовуватись до змін абіотичних факторів середовища відіграє важливу роль в процесі еволюції. Адаптація організмів здійснюється різними шляхами, зокрема особливостями поведінки, наприклад, міграції, особливостями метаболізму організмів, наприклад, стадія анабіозу, тощо. Вивчення цих процесів є важливим, адже це дозволяє зрозуміти природне різноманіття тварин і рослин, визначати межі їх стійкості до дії абіотичних факторів середовища тощо. Розглянемо більш детально ці процеси.

2.3.1. Температура як екологічний фактор

Температура - один із найважливіших кліматичних факторів. Від неї залежать усі життєво важливі процеси, що відбуваються в організмі: обмін речовин або метаболізм, ріст, розвиток, розмноження тощо. На земній поверхні температура мінлива і залежить, перед усім, від географічної широти і висоти місцевості, пори року, часу доби. В той же час, температура може бути обмежувальним фактором.

Життя і розмноження кожного виду живих організмів можливе лише в певних межах температури: мінімальна - оптимальна - максимальна. Різка зміна критичних для організму значень температури може спричинити сповільнення або прискорення фізіологічних процесів і навіть його загибель. Згідно із правилом Вант-Гоффа, з кожним підвищенням температури на 10°С, швидкість більшості хімічних та біохімічних реакцій прискорюється у 2-3 рази. Виходячи із цього видно, що температура відіграє важливе значення у житті організмів. Для більшості видів температурний інтервал існування становить 0 - 50°С.

Організми, які пристосувались до значних коливань значень температури, називаються евритермними, а ті, що пристосувались до певних температур - стенотермними. Більшість рослин і тварин є евритермними.

Температура усіх мікроорганізмів, рослин і більшості тварин, окрім ссавців і птахів, залежить від температури довкілля. Тому їх називають пайкілотермними (від грец. “пойкілос” - змінний і “терма”

- теплота), або холоднокровними.

У всіх ссавців і птахів у процесі еволюції виробилась здатність підтримувати відносно сталу температуру тіла незалежно від температури довкілля. Через це їх називають гомойотермними (від грец. “гомойос” - однаковий), або теплокровними. У більшості ссавців температура тіла становить 37°С, у птахів - 40°С. Теплота у них продукується за рахунок біохімічних окислювальних реакцій в організмі, тому у холодний період року вони затрачають більше енергії на підтримання сталої температури тіла.

Як холоднокровні, так і теплокровні організми здатні регулювати температуру свого тіла. Така їх захисна реакція одержала назву терморегуляції. Холоднокровні організми пристосовуються до зміни температури довкілля шляхом синхронізації біоритмів і етапів розвитку. Метаболізм холоднокровних значно менш інтенсивний ніж метаболізм теплокровних, навіть за умов однакової температури тіла. Це зумовлює значну чутливість холоднокровних до змін температури, і во

ни особливо потерпають від її нестачі. У разі зниження температури довкілля, процеси життєдіяльності в них сповільнюються і вони впадають у стан глибокого спокою. У тварин він виявляється у зниженні фізіологічних процесів, газообміну, припиненні живлення і в нерухомості - заціпеніння.

У рослин і комах протягом осені і зими підвищується стійкість проти холоду і це явище одержало назву загартування. Особливо стійкими проти несприятливих температур є організми, що перебувають у стані анабіозу. В цьому стані фізіологічні процеси в організмах´ настільки сповільнюються, що вони здаються неживими. Анабіоз для багатьох організмів є елементом нормального життєвого циклу, наприклад, насіння у рослин, деякі ракоподібні впадають у анабіоз при висиханні боліт, дафнії можуть вмерзати в лід і, при відтаюванні, оживати тощо.

Терморегуляція у ссавців набагато досконаліша, ніж у холоднокровних організмів. Крім того, що в них виробляється власна теплота, вони ще мають різні пристосувальні механізми проти перегрівання або охолодження, наприклад, охолодження тіла через виділення поту, накопичення підшкірного жиру проти холоду або заміна хутра, регуляція поведінкою. Регуляція поведінкою здійснюється шляхом міграції, влаштування нір, а деякі тварини за несприятливих умов впадають у сплячку, наприклад, кажани, їжаки,

ведмеді тощо. Тобто, є так звані гетеротермні тварини, які можуть поводити себе як теплокровні при активному способі життя, а коли вони впадають у сплячку, температура їх тіла стає змінною, як у холоднокровних.

Для рослин характерні свої адаптаційні механізми пристосування до зміни температури. Для уникнення перегрівання, у рослин проходить транспірація тобто випаровування вологи крізь продихи, а для запобігання переохолодження квіти багатьох рослин вночі закриваються. Як бачимо, засоби адаптації організмів є різними.

2.3.2. Світло як екологічний фактор

Світло є також важливим екологічним фактором, інтенсивність якого змінюється по сезонах року і протягом доби. Для одних організмів світло є необхідним і важливим екологічним фактором, наприклад, надлишок або нестача світла може бути обмежувальним фактором, а деякі організми байдужі до нього, наприклад, мешканці ґрунту. Основним джерелом світла є сонячне випромінювання. Із загального його потоку, яке досягає земної поверхні і від якого залежать умови існування організмів, видиме світло (X = 400-700 нм) становить ~ 43%, інфрачервоне (А. > 700 нм) випромінювання ~ 45% і ультрафіолетове (X < 400 нм) випромінювання - 8-10%.

Видиме світло є особливо важливим для зелених рослин - вони використовують його в процесі фотосинтезу, а межі X = 380-740 нм називають фотосинтетичною активною радіацією (ФАР). Світло необхідне і для тварин, які за допомогою органів зору можуть орієнтуватись у просторі. Для деяких тварин світло є необов’язковим екологічним фактором.

Інфрачервоне світло є важливим джерелом теплової енергії. Воно поглинається тканинами організмів і зумовлює їх нагрівання і від нього залежить інтенсивність фізіологічних процесів у рослин та холоднокровних тварин.

Ультрафіолетове випромінювання, яке досягає поверхні землі, за рахунок наявності озонового шару є довгохвильовим з А,=290-380 нм. В невеликих дозах довгохвильове ультрафіолетове випромінювання є необхідним для багатьох видів організмів. В діапазоні хвиль 250-300

З*

нм ультрафіолетове випромінювання виявляє бактерицидну дію, а довгохвильове - сприяє синтезу вітаміну Б в організмах тварин.

Значна кількість сонячного випромінювання розсіюється в атмосфері пилом, краплями і парами води. На освітленість території значного впливу надає висота місцевості над рівнем моря: із збільшенням висоти на 1 км освітленість зростає ~на 45%.

На розвиток рослин і тварин значного впливу надає добове чергування дня і ночі. Тривалість світлового дня називають фотоперіодом, а реакцію на неї організмів - фотоперіодизмом.

У рослин під впливом зміни тривалості світлового дня виробляються гормони, які впливають на їх цвітіння, утворення бульб і коренеплодів. Фотоперіодизм спостерігається також у тварин, наприклад, період парування, плодючість, зимова сплячка, міграції тощо. Фотоперіодизм, поряд з температурою і вологістю є причиною діапаузи - тимчасового фізіологічного спокою у розвитку тварин. Фотоперіодизм - це спадково закріплена, генетично зумовлена властивість. Проте, фотоперіодична реакція виявляється лише за певних дій інших екологічних факторів, наприклад, температури. Крім того, явище фотоперіодизму характерне не для всіх організмів.

2.3.3. Вологість як екологічний фактор. Вода як середовище життя організмів

Вологість є також одним із важливіших екологічних факторів. Будучи найпоширенішою речовиною на Землі, вода відіграє важливу роль для живих організмів, є необхідною умовою життя і її кількість може бути лімітуючим фактором довкілля. Вода є основним компонентом клітин, розчинником, транспортним засобом для перенесення поживних речовин, за її участю відбуваються біохімічні реакції в організмах.

Як фізичне тіло вода має ряд аномальних властивостей, що зумовлено її молекулярною будовою. Наприклад, під час замерзання вода не стискається, як більшість рідин, а розширюється. Через те густина льоду менша за густину води (максимальна густина води при + 4°С) попереджується промерзання водойм до дна. Крім того, вода має високу діелектричну проникливість, тобто є високополярним розчинником, і високу теплоємність, тому є важливим терморегулятором. Влітку водойми поглинають теплоту, в взимку віддають її в довкілля. Через це в місцевостях, в яких розташовані великі водойми, не буває різких коливань температури взимку і влітку, вдень і вночі.

Оскільки вода є середовищем існування для багатьох організмів, важливими є такі її властивості як густина, вміст розчинених газів, прозорість, кислотність тощо. Вміст розчиненого у воді кисню може бути обмежувальним фактором і він залежить від ряду факторів, зокрема температури, тиску, течії тощо.

Особливо чутливими до зміни вологості і кількості води є рослини. За потребою у воді виділяють такі екологічні групи рослин:

  • гідратофіти, які живуть тільки у воді, вони цілком або майже повністю занурені у воду. Без води вони швидко гинуть;
  • гідрофіти тобто наземно-водні рослини, які можуть бути частково занурені у воду, наприклад, ростуть на берегах водойм, болотах, тощо;
  • гігрофіти тобто наземні рослини, які можуть існувати в умовах підвищеної вологості повітря і на вологих грунтах;
  • мезофіти, які витримують нетривалу і не дуже сильну посуху. Ці рослини є досить чисельні і поширені;
  • ксерофіти, які можуть переносити тривалу посуху, перебуваючи в активному стані завдяки здатності регулювати водний обмін, наприклад, рослини пустель, тощо.

Тварини також чутливі до кількості води, яка знаходиться в їх організмі. В організм тварин вода надходить під час пиття, з їжею і внаслідок обмінних процесів, зокрема внаслідок окислення жирів. У разі, коли води в організм тварин надходить менше, ніж витрачається, він відчуває водний дефіцит. Зневоднення організму може бути причиною його загибелі. Отже вода здійснює не тільки безпосередній вплив на фізіологію організмів, а й змінює інші екологічні фактори такі, як температура, аерація ґрунту, засвоєння рослинами елементів живлення тощо. Крім того, вода є середовищем життя значної кількості організмів.

Води в природі є величезна кількість. Сукупність всієї води називають водним середовищем або гідросферою Отже, гідросфера - це перервна водна оболонка Землі, яка є сукупністю океанів, морів, континентальних вод та льодових шарів. Гідросфера, яка є одним з найважливіших елементів довкілля, відіграє вирішальну роль в багатьох процесах, які проходять в природі. Воді належить важлива роль в історії розвитку нашої планети, так як з нею пов’язано зародження та розвиток живої речовини, і як наслідок, і всієї біосфери.

Якщо розглянути складові частини гідросфери (див. табл. 1.1.), то моря і океани (Світовий океан) займають біля 71% земної поверхні, в них міститься 1,37х 109 км3 води, що складає 94% всієї гідросфери. Сумарна площа всіх континентальних водойм складає ~ 3% площі всього суходолу. В континентальних льодовиках накопичено ~ 1,7% запасів гідросфери, а їх площа складає біля 10% площі континентів. Значні кількості води, близько (Ю-П)хЮ3 км3, є складовою частиною живих організмів, що населяють Землю.

Вода в природі знаходиться в кругообігу. Кругообіг води - це процес безперервного, взаємопов’язаного переміщення води на Землі, який проходить під впливом сонячної енергії, сили тяжіння, життєдіяльності живих організмів і господарської діяльності людини.

Під дією теплової енергії Сонця з поверхні океану та континентів щорічно випаровується ~ 525х103 км3 води, що відповідає 1030 мм атмосферних опадів на рік. Частина води повертається до Світового океану у вигляді атмосферних опадів, формуючи ланку малого кругообігу води в природі. Друга частина води у вигляді атмосферних опадів переноситься повітряними масами на континенти, утворюючи ланку великого кругообігу води в природі, де приймають участь випаровування з поверхні суходолу та атмосферні опади, а також річковий стік, який частково повертається в Світовий океан. Великий та малий кругообіги води в природі забезпечують єдність всієї води гідросфери.

Хоча різні частини гідросфери пов’язані одна з одною процесами кругообігу води в природі, проте швидкість їх природного поновлення неоднакова. Наявні дані про різні частини гідросфери, їх водного балансу дозволили вирахувати активність водообміну, який проходить в процесі кругообігу води. Під активністю водообміну розуміють швидкість поновлення окремих водних ресурсів гідросфери. Вона виражається кількістю років, які необхідні для їх повного поновлення. Активність водообміну різних частин гідросфери Землі наведено в табл. 1.1 (Вронський В.А., 1995).

Таблиця 1.1.

Розподіл води гід

оосфери і активність водообміну

її складових

Частина гідросфери

Об’єм води, х103 км3

Елемент балансу, х103 км3/рік

Активність водообміну, рік

Світовий океан

1 370 000

452

3000

Підземні води

60 000

12

5000

Льодовики

24 000

3

8000

Озера

280

40

7

Річки

1,2

40

0,030

Ґрунтова вода

80

80

1

Атмосферна волога

14

525

0,027

Вся гідросфера

1 454 000

525

2800

В руслах річок міститься всього 1200 км3 води, але з врахуванням активності водообміну ця величина в річному циклі зростає ~ в 35 разів. Річкові води поновлюються в середньому кожні 11 діб, що свідчить про швидку їх поновлюваність. От чому річкова вода в природних умовах завжди практично прісна і є основним джерелом водних ресурсів. Із величини активності водообміну можна робити висновки про вміст солей у складових гідросфери. Чим швидше проходить поновлення води у водному джерелі, тим більш прісною буде вода в даному водному джерелі.

Як видно з представленої таблиці, запаси води на Землі величезні, проте це переважно солона вода Світового океану. Запаси прісної води, потреба людей у якій є особливо великою, незначні і вичерпні. Прісні води слід розглядати як найбільш цінний компонент гідросфери, що зумовлено широким їх використанням в житті людини. Проблема глобальних та регіональних балансів прісних вод суходолу виступає як одна з актуальних проблем гідрології. В багатьох місцях планети відчувається нестача її для зрошення, потреб промисловості, пиття та інших побутових потреб.

Отже видно, що властивості компонентів водного середовища є різними. Це зумовлює різноманітність умов водного середовища як середовища життя організмів, що є однією із причин біорізноманіття і різних адаптаційних механізмів водних організмів.

2.3.4. Повітря як екологічний фактор. Будова і властивості атмосфери

Ми живемо на дні великого повітряного океану - атмосфери. Повітряне середовище є однією з найбільш важливих складових частин біосфери - “живої” оболонки Землі. Існування флори і фауни, а також всього живого на Землі, в тому числі і людини, неможливо без повітря. Хоча загальна потужність повітряної оболонки досягає половини радіусу Землі, за космічними масштабами вона виглядає тонкою плівкою. Загальна вага атмосфери ~ 5,15х 1015 т є надзвичайно мала - всього 1/1000000 ваги Землі, але захисні функції атмосфери переоцінити важко. Земне життя вразливе для космічних променів та потребує постійного і надійного захисту.

Характеризуючи атмосферу виділяють два основних аспекти:

- захисні функції атмосфери;

- повітря як середовище існування живих істот.

Повітряна оболонка Землі, як і будь-який зовнішній шар, здійснює захисні функції. Хоча за нашими міркуваннями атмосфера ніяк не вкладається в поняття засобу захисту, саме атмосфера - безвідмовна перешкода для згубного впливу космосу. Атмосфера надійно захищає планету від космічного та ультрафіолетового випромінювання, визначає загальний тепловий режим поверхні Землі, впливає на кліматичні умови, а через них - на режими річок, грунтово- рослинний’ шар та процеси рельєфоутворення. Пробити атмосферу можуть лише крупні метеорити з початковою вагою в сотні тонн - явище, як відомо, надзвичайне. Метеорити меншої ваги - явище не рідке, проте вони повністю згорають в атмосфері.

Від Сонця на Землю потрапляє енергія, а значить і сама можливість життя. Атмосфера “відміряє” життєву дозу сонячної енергії. Якщо б не було атмосфери, вдень Сонце розігрівало б земну поверхню до плюс 100°С, а вночі до мінус 100°С охолоджував би її космос. Такий перепад добових температур набагато перевищує адаптаційні можливості більшості, якщо не всіх, форм земного життя.

На зовнішню поверхню атмосфери щосекунди потрапляє потужний потік сонячних та інших космічних випромінювань широкого діапазону хвиль та енергій: у-випромінювання, жорсткі рентгенівські промені, ультрафіолетові промені, видиме світло, інфрачервоне випромінювання, тощо. Якщо б всі вони досягли земної поверхні, то миттєво вбивча їх енергія все живе перетворила б на попіл. Цього не трапляється, і на Землі існує життя завдяки атмосфері.

Для нормальної життєдіяльності людини та всього живого на Землі необхідно не тільки присутність повітря, але і його певний склад. Від складу повітря залежить стан організму, його здоров’я. Порушення нормального хімічного складу повітряного середовища може надавати негативного впливу не тільки на здоров’я людини або тварин та рівень їх захворюваності, але і на їх розвиток, і як наслідок, призвести до генетичних змін в живих організмах.

Повітряне середовище - необхідна умова існування фауни та флори Землі - визначає процеси геологічного розвитку Землі, кругообіг речовин в природі, її режими вологості та температури. Без повітряного середовища на сучасному етапі розвитку людства неможливо здійснення життєво важливих технологічних процесів.

Атмосфера - газоподібна оболонка Землі, являє собою рівноважну систему, в якій безперервно проходять процеси обміну речовин, які протікають за певними законами. Характер цих процесів визначається багатьма факторами і, в першу чергу, складом самої атмосфери. Порушення цього складу, яке викликане як природними процесами, так і діяльністю людини, може призводити до зміни процесів в атмосфері. Завдяки компенсаційним можливостям атмосфери ці зміни до певного рівня впливу на атмосферу не будуть незворотними. Проте, із збільшенням масштабів такого впливу на атмосферу, як і на навколишнє середовище в цілому, ці компенсаційні можливості можуть бути вичерпані, що може мати катастрофічні наслідки не тільки для окремих районів Землі, але і глобальні.

Атмосфера складається із суміші газів. До 50% всієї ваги атмосфери зосереджено в шарі до висоти 5,5 км та 99% - в шарі до 40 км. Атмосфера має чітко виражену пошарову будову по розподілу густини та температури у вертикальному напрямку. Фізичні розбіжності цих шарів зумовлені, головним чином, взаємодією між частинками газу в шарі та потрапляючим в атмосферу випромінюваннями Сонця, Землі, Космосу, тощо. Ця взаємодія визначає, перед усім, температурний стан газової оболонки Землі. По розподілу температури у вертикальному напрямку атмосферу розділяють на тропосферу, висота якої досягає над екватором 16-18 км та 8-10 км над полюсами; стратосферу, яка охоплює шар атмосфери від тропосфери до висоти 45-50 км; мезосферу - шар від стратосфери до висоти 80 км; термосферу (іоносферу) - до висоти 800 км; екзосферу (магнітосферу) - вище 800 км. Густина атмосфери, яка безперервно зменшується з висотою, поступово наближається до густини міжпланетного простору.

В тропосфері зосереджено понад 79% всієї вати атмосфери та біля 75% її вологи, а також основна кількість твердих включень, які спричиняють утворення хмар. Тропосфера характеризується практично повною прозорістю по відношенню до потрапляючої в неї короткохвильової сонячної радіації та значним поглинанням довгохвильового випромінювання Землі. Тому, тропосфера нагрівається, переважно, від земної поверхні, наслідком чого є пониження температури з висотою ~ на 0,5-0,6°С на кожні 100 м підйому. Це, в свою чергу, призводить до виникнення конвективних потоків, переміщення повітряних мас, конденсації водяного пару, утворення хмар та випадання опадів. Фізичні процеси в тропосфері суттєво впливають на формування погодних та кліматичних умов на Землі. Температурна інверсія тропосфери, яка відіграє найважливішу роль в розсіюванні забруднювачів атмосфери, є небажаною, тому що перешкоджає вертикальному розсіюванню забруднення. Створюються зони з підвищеною забрудненістю в приземному шарі. Верхня межа тропосфери - тропопауза - область, температура в якій не змінюється із збільшенням висоти.

Для стратосфери характерні порівняна постійність температури, понижений вміст вологи, слабкі повітряні потоки (переважно горизонтального напрямку), мала кількість хмар. До висоти 25-30 км температура стратосфери є сталою і складає мінус 56°С. Починаючи з висоти 30-35 км температура починає різко підвищуватися і на висоті 40 км досягає плюс 30°С. Вище 50 км температура знову понижається до мінімуму - мінус 75°С.

Стратосфера характеризується наявністю в ній шару озону, який енергійно поглинає ультрафіолетове сонячне випромінювання. Саме це зумовлює підвищення температури в середній частині стратосфери. Озон, переважно, зосереджений в шарі атмосфери на висоті 25-40 км і походження його пов’язано з фотодисоціацією кисню під дією ультрафіолетового випромінювання Сонця. Якщо б зосередити весь озон біля поверхні Землі, то товщина його шару складала б 2-4 мм. Реально ця умовна плівка озону розподілена в шарі атмосфери товщиною до 10 км.

Мезосфера, яка розташована на висоті 50-80 км від поверхні Землі, є найбільш холодним шаром атмосфери. Температура в мезосфері коливається в межах мінус 80°С - мінус 95°С. В мезосфері наявна значна кількість льодових хмар (амоніак, оксиди Нітрогену). Вони відіграють важливу роль в розсіюванні сонячного випромінювання і, завдяки цьому, в полярних районах спостерігається таке явище як полярне сяйво.

Термосфера умовно поділяється на три ділянки: D - на висоті до 100 км, Е - на висоті 100-150 км, F - на висоті 150-800 км. В термосфері наявна значна кількість іонізованих часток, які відбивають електромагнітні хвилі, в тому числі у- і рентгенівське випромінювання

і, за рахунок цього термосфера використовується для радіозв’язку. В області D температура переважно коливається від мінус 70°С до плюс 100°С. В області Е температура на окремих ділянках підвищується до плюс 600°С.

В магнітосфері, яка оточує Землю на висоті вище 800 км, спостерігається наявність атомарного Оксигену (до 1000 км), атомів Гелію (до 1500 км) та Гідрогену - на висоті понад 1500 км. Частина Гідрогену може віддалятись в космос. В свою чергу із космосу в атмосферу Землі потрапляють потоки плазми, які викидаються Сонцем, та космічний пил.

Одним із важливіших показників стану атмосфери, як середовища існування живих організмів, є хімічний склад її приземного шару. При всьому різноманітті протікаючих в атмосфері фізичних та хімічних процесів, приземний її шар залишається практично постійним за своїм складом. Дослідження показали, що до висоти 20 км тенденцій до зміни хімічного складу атмосфери не спостерігається, що зумовлено, очевидно, інтенсивним її перемішуванням конвективними потоками.

Атмосфера приземного шару являє собою суміш постійних та змінних газів. В групу постійних газів входять азот, кисень, аргон та інші інертні гази, а змінні - діоксиди Карбону, Сульфуру та Нітрогену, озон, водяна пара. Природний хімічний склад приземного шару атмосферного повітря наведено в табл. 1.2 (Вронський В.А., 1995).

Таблиця 1.2.

Хімічний склад приземного шару атмосфери_________

Газ

Вміст газів, %

За об’ємом

За вагою

Азот

78,09

75,52

Кисень

20,94

23,15

Аргон

0,93

1,28

Діоксид Карбону

0,033

0,046

Неон

1,8х 10“3

1,2x10´3

Гелій

5,2x10’4

7,2x10 5

Криптон

О

X

З.ЗхІО´4

Ксенон

1x10“5

3,9х10´5

Оксид Нітрогену

2,5x10´4

2,5х10"3

Водень

5x10’5

3,5х10´6

Метан

1,5хІ(Г*

0,8x10´4

Діоксид Нітрогену

1 х 10"7

8x10´5

Озон

2x10´6

1 х 10´5

Основна складова атмосфери, як за об’ємом, так і за ваговим вмістом - азот. У вільному стані на Землі азот знаходиться, переважно, в атмосфері. Він відіграє важливу роль, адже є природним розчинником кисню і регулює окислювальні процеси, що проходять в атмосфері. Крім того, азот може із повітря безпосередньо залучатись в кругообіг. Друге місце за вмістом в атмосфері займає кисень. Він відіграє важливіше значення в життєдіяльності живих організмів, яка супроводжується витратами енергії. Джерело цієї енергії - окисно- відновні реакції, протікання яких неможливе у відсутності кисню. Без нього неможливі процеси окиснення і, як наслідок, відсутня можливість компенсації енергетичних витрат організму. Кисень потрапляє в атмосферу, переважно, за рахунок виділення його рослинами в процесі фотосинтезу.

Не дивлячись на малий вміст діоксиду Карбону в атмосфері, його роль в підтриманні життя на Землі вельми суттєва. Саме наявність діоксиду Карбону в атмосфері сприяє накопиченню сонячної енергії в біосфері, в процесі фотосинтезу, при якому утворюються складні сполуки Карбону. Тобто, енергія сонячного випромінювання перетворюється в енергію хімічних зв’язків. В цілому, вміст діоксиду

Карбону в атмосфері зберігається практично постійним, хоча спостерігаються незначні сезонні коливання його вмісту.

Отже, повітря як середовище існування живих організмів є відносно сталим за хімічним складом. В той же час, в залежності від географічного положення і висоти місцевості над рівнем моря, температурний і вологовий режими можуть значно коливатись. Це також є однією з причин біорізноманіття та різних пристосувальних механізмів живих організмів.

2.3.5. Едафічні фактори довкілля. Ґрунти як природне утворення

Ґрунт - це самостійне природне органічно-мінеральне тіло, яке виникло на поверхні Землі внаслідок тривалого впливу біотичних, абіотичних і антропогенних факторів. Ґрунтом називаються видозмінені під впливом живих організмів, перед усім рослин, поверхневі шари суходолу, які відрізняються від гірських порід складом мінеральної маси, значним вмістом специфічних органічних речовин (гумусу) і мають важливу відмінність - родючість.

Родючість - це здатність грунтів постачати рослинам для їх життєдіяльності необхідні поживні речовини, воду і повітря. Ґрунти складається з твердих мінеральних і органічних частинок. Залежно від кліматичних, геологічних та географічних умов ґрунти мають товщину від 15-25 см до 2-3 м.

Ґрунти утворюються під впливом ґрунтоутворюючих факторів, до яких належать: ґрунтоутворюючі породи, рослинні та тваринні організми, вода, клімат, рельєф місцевості, господарська діяльність людини. Суттєвим фактором ґрунтоутворення є час: один сантиметр ґрунту формується протягом від сотні до кількох тисяч років.

Ґрунти є гігантською екологічною системою, яка надає, поряд із Світовим океаном, визначного впливу на всю біосферу. Обмін речовин між живими організмами і ґрунтом викликаються дією біохімічних факторів. Засновником наукового ґрунтознавства є російський вчений В.В.Докучаєв, який вперше дав визначення “ґрунту”, виявив головну його відмінність і розкрив сутність ґрунтоутворюючого процесу. Завдяки ґрунтам - найважливішого компоненту біогеоценозів, здійснюється екологічний зв’язок живих організмів з літосферою, гідросферою та атмосферою.

В грунтах виділяють верхній шар - найбільш цінний, який містить гумус (продукти розкладу живих організмів та органічно- мінеральні речовини), середній шар, який включає переважно мінеральні компоненти та нижній шар, який складається із малозмінених продуктів руйнування гірської породи.

Ґрунти є першоджерелом всіх матеріальних благ: харчових продуктів, лісоматеріалів, тощо. Тому ґрунти являють собою незамінний природний ресурс і головним завданням охорони природи та довкілля людини є підтримка здатності ґрунтів до самовідновлення в процесі ґрунтоутворення. На використанні ґрунтів базується сільськогосподарська діяльність людини. Орні землі дають до 88% харчової енергії для сучасного людства, до 10% харчової енергії людство одержує з природних пасовищ та лісових угідь і тільки біля 2% - із ресурсів Світового океану.

Все це говорить про необхідність захисту ґрунтів та обережного ставлення до них. На сьогодні виділяють п’ять головних факторів втрати ґрунтів:

1) ерозія - механічне руйнування ґрунтів, яке виникає внаслідок дії води та повітря;

2) опустелювання - висушування ґрунтів, внаслідок чого вони втрачають природну екосистемну рослинну цілісність;

3) токсикація - накопичення в ґрунтах шкідливих речовин;

4) вторинне засолювання - накопичення солей в ґрунтах;

5) прямі втрати ґрунтів в результаті перетворення їх в міста, промислові підприємства, дороги, тощо.

Все це говорить про те, що ґрунти є вразливими до зовнішніх впливів і тому слід вживати заходи по їх захисту. Важливість цього випливає з того, що всі компоненти навколишнього природного середовища взаємопов’язані і стан ґрунтів буде позначатись на стані повітря та водного середовища.

Вплив едафічних факторів, в першу чергу, проявляється на життєдіяльності рослин, ріст і розвиток яких напряму залежить від властивостей ґрунту. В той же час, не слід забувати, що ґрунти є місцем проживання тварин, в тому числі і мешканців ґрунтів (різноманітних безхребетних, гризунів, тощо). Тому важливу роль відіграє механічний склад ґрунтів, який визначає їх повітря- та водопроникливість, механічну міцність тощо.


загрузка...