Какую роль различные абиотические факторы играют в жизни высших растений?

3 ответов на вопрос “Какую роль различные абиотические факторы играют в жизни высших растений?”

  1. HusEER Ответить

    Все, что окружает растение, прямо или косвенно влияя на ее жизнедеятельность, создает ее среду обитания. Оно образовано совокупностью экологических факторов, которые представляют собой компоненты внешней среды, от которых зависит жизнедеятельность и существования живых организмов, включая растений. По своей природе экологические факторы делятся на абиотические, биотические и антропичного.
    Среди абиотических факторов значения одних из них является определяющим и жизненно, тогда как влияние других является незначительным. Среди абиотических факторов основными являются климатические – свет, тепло, влага, воздух, едафични или грунтовые (прежде всего, химический состав и значение рН), орографические (особенности рельефа местообитаний).
    Свет среди многих климатических факторов играет чрезвычайно важную роль в жизни растений, поскольку без него невозможно протекание процесса фотосинтеза. В спектральной структуре света для растений наиболее важны оранжево-красные (с длиной волны 650-680 нм) и сине-фиолетовые (с длиной волны 400-500 нм) лучи, другие лучи играют значительно меньшую роль. Кроме того, имеет значение и интенсивность освещения, зависит от месяца года и широты местности. Солнечная энергия, зеленые растения способны поглощать и использовать на процесс фотосинтеза, называется физиологически активной радиацией. Роль света не ограничивается его участием в процессе фотосинтеза. Свет осуществляет формирующую действие на растения, влияет на цветение и плодоношение, а также на прорастание семян. Для жизнедеятельности и воспроизводства растений имеет значение также соотношение световой и темной частей суток, реакция растений на которое называется фотопериодизмом. Особенно важную роль играет фотопериодизм в географическом распространении растений и регуляции их сезонного ритма. Существует четкая связь между географическим распространением видов растений и типу их фотопериодической реакции. Виды, сорта и формы растений, которые распространены в высоких широтах, а также в высокогорьях, в основном принадлежат к растениям длинного дня.
    Такие растения растут в условиях длительного ежесуточного освещения. Растения тропиков и субтропиков является преимущественно растениями короткого дня или нейтральными. К таким растениям также относятся ранневесенние и позднеосенние виды умеренных широт. В умеренных широтах растут индифферентны к продолжительности светового периода растения.
    Растения на нашей планете адаптировались к существованию в различных световых условиях: от чрезмерно освещенных местообитаний в горах, пустынях, степях к мкм пещер, морских глубин и травяного покрова густых лесов. Своеобразные условия освещения состоят в лесу, в частности разное затенения, создаваемого кронами деревьев или густым высоким травостоем. Под покровом высоких растений свет не только ослабевает, но и изменяет свой спектр (в лесу преобладают красные и зеленые лучи). В воде затенения имеет зелено-синий характер и водные растения также являются теневыми. Крайне низкая освещенность наблюдается в пещерах, в глубоких расщелинах, куда не проникают прямые солнечные лучи. Однако, здесь также можно встретить растения. Свет малой интенсивности попадает также в почву, благодаря чему здесь также возможна жизнь зеленых растений. Отношение растений к свету можно характеризовать таким показателем, как коэффициент светового удовольствие, равный отношению освещенности в мисцезростання растения к освещенности на открытом месте. Исходя из этого показателя, можно определить для каждого вида его световую амплитуду.
    В тинелюбивих или теневыносливые растений фотосинтез быстрее достигает максимума и дальнейшее повышение освещенности не отражается на его скорости. Светолюбивые растения с повышением освещенности продолжают, хотя и медленно, увеличивать интенсивность фотосинтеза. Во многих из них фиксация СО2 идет путем С-4-дикарбоновых кислот. Они побеги с укороченными междоузлие, часто представлены розеточными формами. При недостатке света эти растения развивают слабую механическую ткань, поэтому у них появляются мелкие листья и состоящие стебля. Растения вытягиваются за счет изменения длины междоузлие.
    В тинелюбивих растений наблюдается горизонтальное размещение листков с часто выраженной листовой мозаикой. Весьма показательным является пориняння строения листьев световых и теневых растений. Световые листья толще и толще теневых. Такие листья преимущественно мелкие или с рассеченной листовой пластинкой. Они имеют более мощную кутикулу, более толстостенную кожуру, хорошо развитые механические и проводящие ткани, водозапасаючу паренхиму. Такие листья являются блестящими, чтобы отражать свет, с восковым налетом или густо опушенные. В них также больше устьиц на единицу площади поверхности, хорошо развит оптический аппарат. Листья теневых растений тонкие, без кутикулы, пошатнувшиеся, без выраженного опушения, они имеют темно-зеленый цвет. Хлоропластов в клетках таких листьев меньше, однако они больше, хлорофилла больше, зеленую окраску темнее. Устьиц у них меньше, сетка жилок сравнительно негустая. Интенсивность дыхания выше в световых растений и значительно ниже в теневыносливые.
    Отношение растений к освещению меняется с возрастом и потребность в свете изменяется в течение жизни растения. Молодые растения переносят сильнее затенения, чем взрослые. Для цветения необходимо более интенсивное освещение, чем для вегетативного роста. Для прорастания, наоборот, большинству видам свет не нужен, а отдельные виды вообще прорастают только в темноте.
    Тепло является одним из основных факторов, который определяет распределение растений на земной поверхности, поэтому границы географического распространения отдельных видов совпадают с изотермами. Выделение растительных зон значительной мере определяется именно теплом. Источником энергии для растений является энергия солнечного излучения, поглощаясь надземными частями растений, превращается в тепло. Часть этого тепла используется на процессы транспирации. Тепло поглощается также почвой и передается нижним грунтовым горизонтам, используется на прогрев приземных слоев воздуха и на испарение воды с поверхности почвы.
    Тепловая обстановка на суше определяется географическим положением, рельефом, сезоном, часами суток. Немаловажным элементом тепловых условий являются суточные и сезонные колебания температур. С изменением температурного режима в течение года связаны сезонные явления в жизни растений умеренных и высоких широт. Достаточно разнообразны, однако значительно мягче тепловые условия складываются в водоемах, особенно в морях и океанах. Тепло влияет на прохождение растениями фенологических фаз (например, у растений, которые растут в более северных районах, фазы цветения и плодоношения наступают позже, поскольку вегетационный период здесь укорачивается, растения не успевают сформировать плодов и семян что и является препятствием для их продвижения в северном направлении ). Тепло влияет и на топографическую приуроченность растений. Тепловые условия водоразделов, склонов разной экспозиции и крутизны будут отличаться. Так, например, в северных районах на склонах южной экспозиции могут расти виды, характерные для плакорных условиях более северных районов, и может быть причиной развития интразональные растительности.
    Для оценки количества тепла, которое растение получает за период вегетации, используют такой показатель, как сумма эффективных температур за определенный промежуток времени. Для его подсчета определяется сумма ежедневных превышений среднесуточных температур воздуха над определенной условной величиной. Общая сумма температур, которая необходима растению за весь период вегетации, может быть весьма значительной, особенно для более-менее теплолюбивых растений (например, для риса она составляет 35000 С).
    Для подавляющего большинства растений при температуре выше +400 С наблюдаются признаки подавленности. В клетках начинают распадаться белки и аминокислоты, возникают другие негативные явления. В процессе эволюции виды, постоянно растут в условиях высоких температур, получили определенных приспособлений. У них наблюдается уменьшение площади поверхности листьев, развитие волосков и эфирных желез. У некоторых видов происходит так называемое “тепловое закалки”, что повышает термостойкость растений. В экстремальных условиях растения или их генеративные органы переходят в состояние криптобиозу (например, семена могут переносить нагревание до +1200 С). Растения способны выдерживать и предельно низкие температуры – до -800 С. Высшие растения выдерживают температуру до -680 С (например, в Якутии, где распространении лиственничные леса). Вредное действие мороза нельзя рассматривать изолированно от природы самого растения и его физиологического состояния. Важной особенностью морозостойкости является свойство проходить “закалки” под влиянием комплекса условий внешней среды. Такое “закалки” проходит в два этапа. На первом этапе в надземных органах накапливается сахар и происходит одеревенение побегов, что обусловлено положительными дневными (около +150 С) и сниженным ночными (около 00 С) температурами. Второй этап проходит при температурах -2 … -50 С. При этом организм приобретает морозостойкости и часто переходит из состояния вынужденного покоя в органический, напоминающий анабиоз. “Закалка” растений в значительной мере зависит от накопления в надземной и подземной частях растений запасных органических веществ.
    Вода является регулирующим фактором, который влияет на распределение растений как в широтном географическом масштабе, так и в пределах небольших территорий, которые имеют тождественные климатические условия, но разную топографическую приуроченность. Для процессов обмена веществ организма растений со средой необходимо участие воды как растворителя и метаболита. Фотосинтез, транспирация и другие процессы не могут происходить без воды. На создание 1 кг сухой массы вещества растение нуждается в среднем до 300 кг воды в умеренном и до 600 кг воды в засушливом климате. Основным источником воды для сухопутных растений являются атмосферные осадки. Наибольшее количество осадков наблюдается в тропической зоне, размещенной между 200 с. ш. и 200 ю. ш. (Здесь выпадает более 2000 мм осадков в год).
    В сухих зонах – тропических пустынях Африки и Южной Америки количество осадков не превышает 200 мм. Большое значение для растений имеет распределение осадков в течение вегетационного периода и характер этого распределения. Важным фактором, который влияет на распределение осадков, является температура, циркуляция атмосферы, присутствие крупных водных бассейнов, а также орографические особенности территории, особенно горные хребты, задерживающих движение воздушных масс. В тропических районах при равномерном распределении осадков хорошо развиты влажнотропических леса, а при той же температуре, но при неравномерном распределении осадков существуют засушливые периоды и формируются листопадные леса. Совпадение или неспивпададння осадков с вегетационным периодом часто определяет характер и интенсивность развития растительного покрова. Экологическая роль влажности значительной мере определяется водным балансом растения, то есть соотношением затрат и поступления (он определяется такими процессами, как поступление воды через корневую систему растения, движение воды по корнях и побегах, потеря воды в процессе транспирации). Зависимости от ситуации, складывающейся в течение суток или года, водный баланс растения может складываться по-разному и не всегда является благоприятным для жизнедеятельности растения. Особенно тяжелым периодом для растений является засуха. Она бывает атмосферной и почвенной. Последняя, в отличие от атмосферной, вызывает более длительное увядание и потерю тургора растениями, что часто приводит к их гибели. Превышение транспирации над поглощением часто наблюдается при пересадке растений и выращивании их в новых климатических условиях.
    У растений в процессе эволюции выработались соответствующие адаптации к существованию в различных условиях увлажнения. Водные растения, полностью или в значительной мере погружены в воду (такие растения называются гидатофитамы), имеют тонкие, без дифференцированного мезофилы листовые пластинки, часто они рассечены, нередко выражена гетерофилия, часто отсутствует механическая ткань, хорошо развита аеренхима. Их органы пронизаны воздухоносных паренхимой, предохраняющей их от кислородного голодания. В надземно-водных растений, которые частично погружены в воду растут вдоль берегов, на мелководье, на болотах (такие растения называются гидрофиты), лучше, чем в гидатофитив развитые проводные и механические ткани, хорошо выражена аеренхима, достаточно высокая интенсивность транспирации. Надземные растения, растущие в условиях повышенной влажности воздуха и, часто, на влажных почвах (такие растения называются гигрофитам), характеризуются развитием Гидатоды или водяных устьиц, которые выделяют капельно-жидкую воду. Их листья часто тонкие, со слабо развитой кутикулой, обводненность тканей достигает 80%. Растения, которые растут в условиях дефицита воды, лучше, чем другие группы, способны регулировать водный обмен и поэтому во время продолжительной засухи остаются в активном состоянии. Различные приспособления позволяют им добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на период засухи.
    Приспособления растений к условиям недостатка воды реализуются двумя путями. Так, суккуленты имеют мясистые ткани с сильно развитой водозапасаючою паренхимой в разных органах. Их корневая система неглубокая, но сильно распростертая. Напротив, склерофиты характеризуются узкими и мелкими листьями, покрытые волосками или восковым налетом. Это позволяет ограничивать испарение воды. Они также хорошо развитую склеренхиму, поэтому без значительных последствий могут терять до 25% воды, не увядая.
    Воздух как климатический фактор постоянно воздействует на растения. Это влияние вызван химическим составом и движением воздуха. Кроме того, воздух является одним из источников питания растений во время фотосинтеза (источник углерода, поступающего в виде СО2) и дыхания. Экологически важным для растений является наличие чистого воздуха без всяких примесей, часть из которых могут негативно влиять на растение. Загрязнения воздуха различными вредными примесями, особенно в городах и вокруг крупных промышленных объектов, может пагубно влиять на жизнедеятельность растений и продолжительность их жизни. Влияние движения воздуха, т.е. ветра, может быть прямым и косвенным. Прямое влияние многогранный и прежде всего определяется механическим воздействием: валежником, повреждения побегов. Формообразующих воздействие ветра особенно хорошо заметна на открытых участках и территориях – в тундре, степях, пустынях и полупустынях (здесь формируются прапороподибни, стелющиеся и карликовые формы растений). При косвенном воздействии изменяются условия роста растений – выдувание почвы, обнажение корней, засыпания растений песком, снежные заносы, высушивания надземной части, температурные перепады, изменение скорости фотосинтеза и транспирации. Ветры, преимущественно дуют в одном направлении, больше всего влияют на высокие деревянистые растения. Механическое воздействие ветра усиливается, когда он переносит мелкие частицы песка, пыли, снега. Различные виды и даже особи одного вида проявляют неодинаковую устойчивость к механическому воздействию ветра (достаточно устойчивыми есть виды с глубоким и хорошо разветвленной корневой системой). Положительная роль ветра для растений проявляется при перекрестного опыления анемофильних растений. Семена и плоды значительного числа видов растений также распространяются с помощью ветра. Создание полезащитных полос, зеленых зон вокруг городов и промышленных центров, искусственных лесных и мелиоративных насаждений значительно уменьшает негативное воздействие ветра, особенно на открытых пространствах.
    Почва является одним из компонентов надземных экосистем и естественной основой их функционирования, а растительность – важным фактором почвообразования. Почвенный субстрат является средой закрепления, водоснабжения и минерального питания растений. Важное экологическое значение для растений имеют физические, химические и биологические свойства почвы, прежде водный, воздушный и тепловой режимы, реакция и химический состав почвенного раствора. Особенно четко проявляется совместное влияние состава почвы, температурного режима и влажности на формирование структуры растительного организма в таких экологических группах растений, как галофиты, псамофиты и психрофиты (это растения, которые растут в условиях влажных, но холодных мисцеиснувань). Значительное влияние на жизнедеятельность растений имеет физиологическая сухость, которая проявляется в том, что ограничивается всасывающая сила растений (например, на сфагновых болотах из-за низкой температуры и недостатка кислорода в сочетании с избыточным застойным увлажнением, избытком органических коллоидов и повышенной кислотностью среды). Однако именно почва достаточно часто определяет тип растительности. Растения могут быть индикаторами наличия определенных веществ в почве. Прямыми растительными индикаторами реакции почвенного раствора могут выступать Белоус сжатый, разные виды щавеля, хвощ полевой, орляк обыкновенный, вереск, редька дикая (их заметно присутствие свидетельствует о кислой реакции среды), дуб, робиния белая, виды шиповника, ежевика сизая (они свидетельствуют о нейтральную реакцию почвенной среды).

  2. Голосуй_За_Меня Ответить

    Цель: раскрыть особенности  абиотических факторов среды и рассмотреть их влияние на живые   организмы.
    Задачи: познакомить учащихся с экологическими факторами среды; раскрыть особенности абиотических факторов,   рассмотреть  влияние температуры, света и увлажнения на живые организмы; выделить различные группы живых организмов в зависимости от влияния на них разных абиотического фактора; выполнить практическое задание по определению групп организмов, в зависимости от абиотического фактора.
    Оборудование: компьютерная презентация, задания по группам с картинками  растений и  животных, практическое задание.
    Презентация.
    ХОД УРОКА
    Все живые организмы, населяющие Землю,  испытывают влияние экологических факторов среды.
    Экологические факторы – это отдельные свойства или элементы среды, воздействующие прямо или косвенно на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из стадий индивидуального развития. Экологические факторы многообразны. Существует несколько квалификаций, в зависимости от подхода. Это по влиянию на жизнедеятельность организмов,  по степени изменчивости во времени, по длительности действия. Рассмотрим классификацию экологических факторов, основанную на их происхождении.

    Мы рассмотрим влияние первых трех абиотических факторов среды, так как их влияние более значительно – это температура, свет и влажность.
    Например, у майского жука личиночная стадия проходит в почве. На него влияют абиотические факторы среды: почва, воздух, косвенно влажность, химический состав почвы – совсем не влияет свет.
    Например, бактерии способны выжить в самых экстремальных условиях – их находят в гейзерах, сероводородных источниках, очень соленой воде, на глубине Мирового океана, очень глубоко в почве, во льдах Антарктиды, на самых высоких вершинах (даже Эвересте 8848 м), в телах живых организмов.
    ТЕМПЕРАТУРА
    Большинство видов растений и животных приспособлены к довольно узкому диапазону температур. Некоторые организмы, особенно в состоянии покоя или анабиоза способны выдерживать довольно низкие температуры. Колебание температуры в воде обычно меньше, чем на суше, поэтому пределы устойчивости к температуре у водных организмов хуже, чем у наземных. От температуры зависит интенсивность обмена веществ. В основном организмы живут при температуре от 0 до +50 на поверхности песка в пустыни и до – 70 в некоторых областях Восточной Сибири. Средний диапазон температур находится в пределах от  +50 до –50 в наземных местообитаниях и от +2 до +27 – в Мировом океане. Например, микроорганизмы выдерживают охлаждение до –200, отдельные виды бактерий и водорослей могут жить и размножаться в горячих источниках при температуре + 80, +88.
    Различают животные организмы:
    с постоянной температурой тела (теплокровные);
    с непостоянной температурой тела (хладнокровные).
    Организмы с непостоянной температурой тела (рыбы, земноводные, пресмыкающиеся)
    В природе температура не постоянна. Организмы, которые живут в умеренных широтах и подвергаются колебанию температур, хуже переносят постоянную температуру. Резкие колебания – зной, морозы – неблагоприятны для организмов. Животные выработали приспособления для борьбы с  охлаждением и перегревом. Например, с наступлением зимы растения и животные с непостоянной температурой тела впадают в состояние зимнего покоя. Интенсивность обмена веществ  у них резко снижается. При подготовке к зиме в тканях животных запасается много жира, углеводов, количество воды в клетчатке уменьшается, накапливаются сахара, глицерин, препятствующий замерзанию. Так морозостойкость зимующих организмов увеличивается.
    В жаркое время года наоборот, включаются физиологические механизмы, защищающие от перегрева.  У растений усиливается испарение влаги через устьица, что приводит к снижению температуры  листьев. У животных усиливается испарение воды через дыхательную систему и кожу.
    Организмы с постоянной температурой тела. (птицы, млекопитающие)
    У этих организмов произошли изменения во внутреннем строении органов, что способствовало их приспособленности к постоянной температуре тела. Это, например –
    4-х камерное сердце и наличие одной дуги аорты, обеспечивающие полное разделение артериального и венозного кровотока, интенсивный обмен веществ благодаря снабжению тканей артериальной кровью, насыщенной кислородом, перьевой или волосяной покров тела, способствующий сохранению тепла, хорошо развитая нервная деятельность). Все это позволило представителям птиц и млекопитающим сохранять активность при резких перепадах температур и освоить все места обитания.
    В природных условиях температура очень редко держится на уровне благоприятности для жизни. Поэтому у растений и животных возникает специальные приспособления, которые ослабляют резкие колебания температуры. У животных, например слонов большая ушная раковина, по сравнению с его предком  мамонтом,  живущем в холодном климате. Ушная раковина кроме органа слуха выполняет функцию  терморегулятора. У растений для защиты от перегрева появляется восковой налет, плотная кутикула.
    СВЕТ
    Свет обеспечивает все жизненные процессы, протекающие на Земле. Для организмов важна длина волны воспринимаемого излучения, его продолжительность и интенсивность воздействия. Например, у растений уменьшение длины светового дня и интенсивность освещения приводит к осеннему листопаду.

    По отношению к свету растения делят на :
    светолюбивые – имеют мелкие листья, сильно ветвящиеся побеги, много пигмента – хлебные злаки. Но увеличение интенсивности освещения сверх оптимального подавляет фотосинтез, поэтому в тропиках трудно получать хорошие урожаи.
    тенелюбивые – имеют тонкие листья, крупные, расположены горизонтально, с меньшим количеством устьиц.
    теневыносливые – растения способные обитать в условиях хорошего освещения, так и в условиях затенения
    Важную роль в регуляции активности живых организмов и их развитии играет продолжительность и интенсивность воздействие света – фотопериод.  В умеренных широтах цикл развития животных и растений приурочен к сезонам года, и сигналом для подготовки к изменению температуры служит продолжительность светового дня, которая в отличии от других факторов всегда остается постоянной в определенном месте и в определенное время. Фотопериодизм – это пусковой механизм, включающий физиологические процессы, приводящие к росту и цветению растений весной, плодоношению летом, сбрасыванию листьев осенью у растений. У животных к накоплению жира к осени, размножению животных, их миграции, перелету птиц и наступлению стадии покоя у насекомых. (Сообщение учащихся).
    Кроме сезонных, есть еще и суточные изменения режима освещенности, смена дня и ночи определяет суточный ритм физиологической активности организмов. Важное приспособление,  которое обеспечивает выживание особи – это своего рода «биологические часы», способность ощущать время.
    Животные, активность которых зависит от времени суток, бывают с дневным, ночным и сумеречным образом жизни.
    ВЛАЖНОСТЬ
    Вода – это необходимый компонент клетки, поэтому ее количество в тех или иных местах обитания является ограничивающим фактором для растений и животных и определяет характер флоры и фауны данной местности.
    Избыток влаги в почве приводит к заболачиванию почвы и появлению болотной растительности. В зависимости от влажности почвы (количество осадков) видовой состав растительности меняется. Широколиственные леса сменяются мелколиственными, затем лесостепной растительностью. Далее низкотравье,  и при 250 мл в год – пустыня. Осадки в течении года могут выпадать не равномерно, живым организмам приходится переносить длительные засухи. Например, растения и животные саванн, где интенсивность растительного покрова, а так же и интенсивное питание копытных животных зависит от сезона дождей.
    В природе происходят и суточные колебания влажности воздуха, которые влияют на активность организмов. Между влажностью и температурой есть тесная связь. Температура сильнее влияет на организм при влажность высокая или низкая. У растений и животных появились приспособления к разной влажности. Например, у растений – развита мощная корневая система, утолщена кутикула листа, листовая пластинка уменьшена или превращена в иголки и колючки. У саксаула фотосинтез идет зеленой частью стебля. Рост в период засухи у растений прекращается. Кактусы запасают влагу в расширенной части стебля, иголки вместо листьев уменьшают испарение.
    У животных тоже появились приспособленности, позволяющих переносить недостаток влаги. Мелкие животные – грызуны, змеи, черепахи, членистоногие – добывают влагу из пищи. Источником воды может стать жироподобное вещество например у верблюда. В жаркое время некоторые животные – грызуны, черепахи впадают в спячку, продолжавшуюся несколько месяцев. Растения – эфемеры к началу лета, после кратковременного цветения,  могут сбрасывать листья, отмирать наземные части и так переживать период засухи. При этом до следующего сезона сохраняются луковицы, корневища.
    По отношению к воде растения делят:
    водные растения повышенной влажности;
    околоводные растения,  наземно-водные;
    наземные растения;
    растения сухих и очень сухих мест, обитают в местах с недостаточным увлажнениям, могут переносить непродолжительную засуху;
    суккуленты – сочные, накапливают воду в тканях своего тел.
    По отношению к воде животных делят:
    влаголюбивые животные;
    промежуточная группа;
    сухолюбивые животные.
    Виды приспособленностей организмов к колебаниям температуры, влажности и света:
    теплокровность – поддержание организмом постоянной температуры тела;
    зимняя спячка – продолжительный сон животных в зимнее время года;
    анабиоз – временное состояние организма, при котором жизненные процессы замедленны до минимума и отсутствуют все видимые признаки жизни (наблюдается у холоднокровных и у животных зимой и в жаркий период времени);
    морозостойкость – способность организмов переносить отрицательные температуры;
    состояние покоя – приспособительное свойство многолетнего  растения, для которого характерно прекращение видимого роста и жизнедеятельности, отмирание наземных побегов у травянистых форм растений и опадение листьев у древесных форм;
    летний покой – приспособительное свойство раннецветущих растений (тюльпан, шафран) тропических районов, пустынь, полупустынь.
    (Сообщения учащихся.)
    Сделаем вывод, на все живые организмы, т.е. на растения и животные действуют абиотические факторы среды (факторы неживой природы), особенно температура, свет и увлажненность. В зависимости от  влияния  факторов неживой природы,  растения и животных делят на различные группы и у них появляются приспособленности к влиянию этих абиотических факторов.
    Практические задания по группам: (Приложение 1)
    1. ЗАДАНИЕ:  Из перечисленных животных назовите хладнокровных (т.е. с непостоянной температурой  тела).
    2. ЗАДАНИЕ:  Из перечисленных животных назовите теплокровных (т.е. с постоянной температурой  тела).
    3. ЗАДАНИЕ: выберите из предложенных растений те, которые являются светолюбивыми, тенелюбивыми и теневыносливыми и запишите в таблицу.
    4. ЗАДАНИЕ: выберите животных, ведущих дневной, ночной и сумеречный образ жизни.
    5. ЗАДАНИЕ: выберите растения, относящиеся к разным группам по отношению к воде.
    6. ЗАДАНИЕ: выберите животных, относящихся к разным группам по отношению к воде.
    Задания по теме «абиотические факторы среды», ответы (Приложение 2)
    Приложение 3.

  3. Dagdalv Ответить

    5. Зрение (одна из главных анализирующих функций животных);
    6. Прочие процессы (синтез витамина Д у человека на свету, пигментация и т.п.).
    Основу биоценозов средней полосы России, как и большинства наземных экосистем, составляют продуценты. Использование ими солнечного света ограничивается рядом естественных факторов и, в первую очередь, температурными условиями. В связи с этим выработались особые приспособительные реакции в виде ярусности, мозаичности листьев, фенологических различий и т.п. По требовательности к условиям освещения растения делятся на световые или светолюбивые (подсолнечник, подорожник, томат, акация, дыня), теневые или несветолюбивые (лесные травы, мхи) и теневыносливые (щавель, вереск, ревень, малина, ежевика).
    Растения формируют условия существования других видов живых существ. Именно поэтому так важна их реакция на условия освещения. Загрязнение окружающей среды приводит к изменению освещенности: снижению уровня солнечной инсоляции, уменьшению количества фотосинтетически активной радиации (ФАР-часть солнечной радиации с длиной волны от 380 до 710 нм), изменению спектрального состава света. В итоге это разрушает ценозы, основанные на приходе солнечного излучения в определенных параметрах.
    Температура.Для естественных экосистем нашей зоны температурный фактор наряду со светообеспечением является определяющим для всех жизненных процессов. Активность популяций зависит от времени года и времени суток, т.к. в каждый из этих периодов свои температурные условия.
    Температура главным образом связана с солнечным излучением, но в ряде случаев определяется энергией геотермальных источников.
    При температуре ниже точки замерзания живая клетка физически повреждается образующимися кристаллами льда и гибнет, а при высоких температурах происходит денатурация ферментов. Абсолютное большинство растений и животных не выдерживает отрицательных температур тела. Верхний температурный предел жизни редко поднимается выше 40–45 °С.
    В диапазоне между крайними границами скорость ферментативных реакций (следовательно, и интенсивность обмена веществ) удваивается с повышением температуры на каждые 10°С.
    Значительная часть организмов способна контролировать (поддерживать) температуру тела, причем в первую очередь наиболее жизненно важных органов. Такие организмы называют гомойотермными — теплокровными (от греч. homoios — подобный, therme — теплота), в отличие от пойкилотермных — холоднокровных (от греч. poikilos — различный, переменчивый, разнообразный), имеющих непостоянную температуру, зависящую от температуры окружающей среды.
    Пойкилотермные организмы в холодное время года или суток снижают уровень жизненных процессов вплоть до анабиоза. В первую очередь это касается растений, микроорганизмов, грибов и пойкилотермных (холоднокровных) животных. Активность сохраняют только гомойотермные (теплокровные) виды. Гетеротермные организмы, находясь в неактивном состоянии, имеют температуру тела не на много выше температуры внешней среды; в активном состоянии – достаточно высокую (медведи, ежи, летучие мыши, суслики).
    Терморегуляция гомойотермных животных обеспечивается особым типом обмена веществ, идущим с выделением в организме животных тепла, наличием теплоизолирующих покровов, размерами, физиологией и т.д.
    Что же касается растений, то они выработали в процессе эволюции ряд свойств:
    • холодостойкость – способность переносить длительное время низкие положительные температуры (от О°С до +5°С);
    • зимостойкость – способность многолетних видов переносить комплекс зимних неблагоприятных условий;
    • морозостойкость – способность переносить длительное время отрицательные температуры;
    • анабиоз – способность переносить период длительного недостатка экологических факторов в состоянии резкого снижения обмена веществ;
    • жаростойкость – способность переносить высокие (св. +38°…+40°С) температуры без существенных нарушений обмена веществ;
    • эфемерность – сокращение онтогенеза (до 2-6 мес.) у видов, произрастающих в условиях короткого периода благоприятных температурных условий.
    В водной среде благодаря высокой теплоемкости воды изменения температуры менее резкие и условия более стабильные, чем на суше. Известно, что в регионах, где температура в течение суток, а также в разные сезоны сильно меняется, разнообразие видов меньше, чем в регионах с более постоянными суточными и годовыми температурами.
    Температура, как и интенсивность света, зависит от географической широты, сезона, времени суток и экспозиции склона. Действие экстремальных температур (низких и высо­ких) усиливается сильными ветрами.
    Изменение температуры по мере подъема в воздушной среде или погружения в водную среду называют температурной стратификацией. Обычно и в том и в другом случае наблюдает­ся непрерывное снижение температуры с определенным гради­ентом. Тем не менее, существуют и иные варианты. Так, в лет­ний период поверхностные воды нагреваются сильнее глубин­ных. В связи со значительным уменьшением плотности воды по мере нагрева начинается ее циркуляция в поверхностном нагретом слое без смешения с более плотной, холодной водой нижерасположенных слоев. В результате между теплым и хо­лодным слоями образуется промежуточная зона с резким градиентом температуры. Все это влияет на размещение в воде живых организмов, а также на перенос и рассеивание поступающих примесей.
    Подобное явление встречается и в атмосфере, когда охлажденные слои воздуха смещаются вниз и располагаются под теплыми слоями, т. е. имеет место температурная инверсия, способствующая накоплению загрязняющих веществ в приземном слое воздуха.
    Инверсии способствуют некоторые особенности рельефа, например, котлованы и долины. Она возникает при наличии на определенной высоте веществ, например аэрозолей, нагре­ваемых непосредственно за счет прямого солнечного излуче­ния, что вызывает более интенсивное прогревание верхних воздушных слоев.
    В почвенной среде суточная и сезонная стабильность (колебания) температуры зависят от глубины. Значитель­ный градиент температур (а также влажности) позволяет обитателям почвы обеспечивать себе благоприятную среду путем незначительных перемещений. Наличие и численность живых организмов могут влиять на температуру. Например, под пологом леса или под листья­ми отдельного растения имеет место иная температура.
    Осадки, влажность. Вода обязательна для жизни на Земле, в экологическом плане она уникальна. При практически одинаковых географических условиях на Земле существуют и жаркая пустыня, и тропический лес. Различие состоит только в годовом количестве осадков: в пер­вом случае 0,2–200 мм, а во втором 900–2000 мм.
    Осадки, тесно связанные с влажностью воздуха, представляют собой результат конденсации и кристаллизации водяных паров в высоких слоях атмосферы. В приземном слое воздуха образуются росы, туманы, а при низких температурах наблю­дается кристаллизация влаги – выпадает иней.
    Одна из основных физиологических функций любого организма – поддержание на достаточном уровне количества воды в теле. В процессе эволюции у организмов сформировались разнообразные приспособления к добыванию и экономному расходованию воды, а также к переживанию засушливого периода. Одни животные пустыни получают воду из пищи, другие за счет окисления своевременно запасенных жиров (например, верблюд, способный путем биологического окисления из 100 г жира получить 107 г метаболической воды); при этом у них минимальна водопроницаемость наружных покровов те­ла, ческой засушливости характерно впадение в состояние покоя с минимальной интенсивностью обмена веществ.
    Наземные растения получают воду главным образом из почвы. Малое количество осадков, быстрый дренаж, интенсивное испарение либо сочетания этих факторов ведут к иссушению, а избыток влаги — к переувлажнению и заболачиванию почв.
    Баланс влаги зависит от разницы между количеством выпавших осадков и количеством воды, испарившейся с поверхностей растений и почвы, а также путем транспирации]. В свою очередь процессы испарения непосредственно зависят от отно­сительной влажности атмосферного воздуха. При влажности, близкой к 100%, испарение практически прекращается, и если дополнительно понижается температура, то начинается об­ратный процесс — конденсация (образуется туман, выпадают роса, иней).
    Помимо отмеченного, влажность воздуха как экологиче­ский фактор при своих крайних значениях (повышенной и по­ниженной влажности), усиливает воздействие (усугубляет) действие температуры на организм.
    Насыщение воздуха парами воды редко достигает макси­мального значения. Дефицит влажности — разность между максимально возможным и фактически существующим насы­щением при данной температуре. Это один из важнейших эко­логических параметров, поскольку характеризует сразу две величины: температуру и влажность. Чем выше дефицит влажности, тем суше и теплее, и наоборот.
    Режим осадков — важнейший фактор, определяющий миграцию загрязняющих веществ в природной среде и вымы­вание их из атмосферы.
    По отношению к водному режиму выделяют следующие экологические группы живых существ:
    • гидробионты – обитатели экосистем, весь жизненный цикл которых проходит в воде;
    • гигрофиты – растения влажных мест обитания (калужница болотная, купальница европейская, рогоз широколистный);
    • гигрофилы – животные, обитающие в очень сырых частях экосистем (моллюски, амфибии, комары, мокрицы);
    • мезофиты – растения умеренно увлажненных мест обитания;
    • ксерофиты – растения сухих мест обитания (ковыли, полыни, астрагалы);
    • ксерофилы – обитатели засушливых территорий, не переносящие повышенную увлажненность (некоторые виды пресмыкающихся, насекомых, пустынные грызуны и млекопитающие);
    • суккуленты – растения наиболее засушливых местообитаний, способные накапливать значительные запасы влаги внутри стебля или листьев (кактусы, алоэ, агава);
    • склерофиты – растения очень засушливых территорий, способные выдерживать сильную обезвоженность (верблюжья колючка обыкновенная, саксаул, саксагыз);
    • эфемеры и эфемероиды – однолетние и многолетние травянистые виды, имеющие укороченный цикл, совпадающий с периодом достаточного увлажнения.
    Влагопотребление растений может быть охарактеризовано следующими показателями:
    • засухоустойчивость – способность переносить пониженную атмосферную и (или) почвенную засуху;
    • влагоустойчивость – способность переносить переувлажнения;
    • коэффициент транспирации – количество воды, расходуемое на образование единицы сухой массы (для капусты белокачанной 500-550, для тыквы-800);
    • коэффициент суммарного водопотребления – количество воды, расходуемое растением и почвой на создание единицы биомассы (для луговых трав – 350–400 м3 воды на одну тонну биомассы).
    Нарушение водного режима, загрязнение поверхностных вод опасно, а в некоторых случаях губительно для ценозов. Изменение круговорота воды в биосфере может привести к непредсказуемым последствиям для всех живых организмов.
    Подвижность среды. Причинами возникновения движения воздушных масс (ветра) являются в первую очередь неодинаковый нагрев земной поверхности, вызывающий перепады давления, а также вращение Земли. Ветер направлен в сторону более прогретого воздуха.
    Ветер — важнейший фактор распространения на большие расстояния влаги, семян, спор, химических примесей и т. п. Он способствует как снижению околоземной концентрации пыле- и газообразных веществ вблизи места их поступления в атмосферу, так и повышению фоновых концентраций в воздушной среде вследствие выбросов далеких источников, включая трансграничный перенос.
    Ветер ускоряет транспирацию (испарение влаги наземными частями растений), что особенно ухудшает условия существования при низкой влажности. Кроме того, он косвенно влия­ет на все живые организмы суши, участвуя в процессах выветривания и эрозии.
    Подвижность в пространстве и перемешивание водных масс способствуют поддержанию относительной гомогенности (однородности) физических и химических характеристик вод­ных объектов. Средняя скорость поверхностных течений лежит в пределах 0,1—0,2 м/с, достигая местами 1 м/с, у Гольфстрима — 3 м/с.
    Давление. Нормальным атмосферным давлением считает­ся абсолютное давление на уровне поверхности Мирового оке­ана 101,3 кПа, соответствующее 760 мм рт. ст. или 1 атм. В пределах земного шара существуют постоянные области вы­сокого и низкого атмосферного давления, причем в одних и тех же точках наблюдаются сезонные и суточные его колебания. По мере увеличения высоты относительно уровня океана дав­ление уменьшается, снижается парциальное давление кислорода, усиливается транспирация у растений.
    Периодически в атмосфере образуются области пониженного давления с мощными воздушными потоками, перемещающимися по спирали к центру, которые называют циклонами. Для них характерно большое количество осадков и неустойчивая погода. Противоположные природные явления называют антициклонами. Они характеризуются устойчивой погодой, слабыми ветрами и в ряде случаев температурной ин­версией. При антициклонах порой возникают неблагоприят­ные метеорологические условия, способствующие накоплению в приземном слое атмосферы загрязняющих веществ.
    Различают также морское и континентальное атмосферное давление.
    Давление в водной среде возрастает по мере погружения. Благодаря значительно (в 800 раз) большей, чем у воздуха, плот­ности воды на каждые 10 м глубины в пресноводном водоеме дав­ление увеличивается на 0,1 МПа (1 атм). Абсолютное давление на дне Марианской впадины превышает 110 МПа (1100 атм).
    Ионизирующие излучения. Ионизирующим называют излучение, образующее пары ионов при прохождении через ве­щество; фоновым — излучение, создаваемое природными ис­точниками. Оно имеет два основных источника: космическое излучение и радиоактивные изотопы, и элементы в минералах земной коры, возникшие некогда в процессе образования вещества Земли. Из-за большого периода полураспада ядра многих первозданных радиоактивных элементов сохранились в недрах Земли до настоящего времени. Главнейшие из них — калий-40, торий-232, уран-235 и уран-238. Под воздействием космического излучения в атмосфере постоянно образуются все новые ядра радиоактивных атомов, главные из которых — углерод-14 и тритий.
    Радиационный фон ландшафта — одна из непременных со­ставляющих его климата. В формировании фона принимают участие все известные источники ионизирующего излучения, однако вклад каждого из них в общую дозу облуче­ния зависит от конкретной географической точки. Человек как обитатель природной среды получает основную часть облу­чения от естественных источников радиации, и избежать этого невозможно. Все живое на Земле подвергается излучению из Космоса. Горные ландшафты благодаря значительной высоте над уровнем моря характеризуются повышенным вкладом косми­ческого излучения. Ледники, выполняя функцию поглощаю­щего экрана, задерживают в своей массе излучение подсти­лающих коренных пород. Обнаружены различия в содержа­нии радиоактивных аэрозолей над морем и сушей. Суммарная радиоактивность морского воздуха в сотни и тысячи раз мень­ше, чем континентального.
    На Земле есть районы, где мощность экспозиционной дозы в десятки раз превышает средние значения, например, районы месторождений урана и тория. Такие места называют урано­выми и ториевыми провинциями. Стабильный и относительно более высокий уровень излучения наблюдается в местах выхо­да гранитных пород.
    Биологические процессы, сопровождающие образование почв, существенно влияют на накопление в последних радиоак­тивных веществ. При малом содержании гумусовых веществ их активность слабая, тогда как черноземы всегда отличались более высокой удельной активностью. Особенно она высока у черноземных и луговых почв, расположенных близко к гра­нитным массивам. По степени возрастания удельной актив­ности почвы ориентировочно можно расположить в следую­щем порядке: торфяные; черноземные; почвы степной зоны и лесостепи; почвы, развивающиеся на гранитах.
    Влияние периодических колебаний интенсивности косми­ческого излучения у земной поверхности на дозу облучения живых организмов практически не существенно.
    Во многих районах земного шара мощность экспозицион­ной дозы, обусловленная излучением урана и тория, достигает уровня облучения, существовавшего на Земле в геологически обозримое время, при котором шла естественная эволюция живых организмов. В целом ионизирующее излучение более губительно воздействует на высокоразвитые и сложные орга­низмы, причем человек отличается особой чувствительностью. Некоторые вещества распределяются в организме равномерно, например углерод-14 или тритий, а другие накапливаются в определенных органах. Так, радий-224, -226, свинец-210, полоний-210 аккумулируются в костных тканях. Сильное воз­действие на легкие оказывает инертный газ радон-220, порой выделяющийся не только из залежей в литосфере, но и из минералов, добытых человеком и применяемых в качестве строительных материалов. Радиоактивные вещества могут накапливаться в воде, поч­ве, осадках или в воздухе, если скорость их поступления превы­шает скорость радиоактивного распада. В живых организмах накопление радиоактивных веществ происходит при их попадании с пищей.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *