загрузка...
Экология  | Экология растений и другие науки
Экология

Экологические факторы и их классификация

Экологические факторы и их классификация

Сначала дадим определение некоторым понятиям с тем, чтобы впоследствии ими можно было бы пользоваться. Мы не будем здесь останавливаться на основных положениях учения В. И. Вернадского о биосфере и учения В. Н. Сукачева о биогеоценозе как об элементарной единице биосферы. Напомним только, что представление о биосфере ввел в употребление еще в 1875 г. Э. Зюсс, но обосновал и развил науку о биосфере академик В. И. Вернадский. Биосфера включает в себя самый верхний.слой земной коры — жизнеобитаемую почву на толщу максимального проникновения корневых систем, приземной слой атмосферы со всеми населяющими его растительными и животными организмами, а также Мировой океан. Элементарной единицей биосферы является биогеоценоз. В. Н. Сукачев (1964) считал, что биогеоценоз состоит из экотопа (косного компонента) и биоценоза, объединяющего все организмы. Последние можно разделить на две группы, различные в трофном отношении, т.е. по их роли в круговороте веществ. Автотрофные зеленые растения, обладающие фотосинтезом (и некоторые автотрофные и хемо-трофные бактерии), формируют органическую субстанцию, которая называется первичной продукцией, или нетто-продукцией. Гетеротрофы — животные, бактерии, грибы и особенно сапротрофы, использующие в качестве источника энергии органическое вещество, образованное автотрофами, и минерализующие его. Этим заканчивается главный этап круговорота веществ, в результате которого минеральные вещества снова поступают в круговорот; в ряде случаев предлагают более дробные деления компонентов биоценоза.

Круговорот веществ в биогеоценозе, как известно, состоит из определенных цепей питания. Иногда различают короткий круговорот, т. е. минерализацию первичной продукции при помощи редуцентов (деструкторов), и более длинный круговорот, идущий по следующей схеме: растительный субстрат —>- фитофаги (включая сапрофагов) —> хищники I порядка —> хищники II порядка —>- микроорганизмы —> минерализация. Известно, что в питательных цепях по правилу экологической пирамиды в каждую следующую ступень переходит примерно только 10% продукции, а фитомасса обычно во много раз превышает зоомассу, которая образуется за ее счет.

Экологические факторы и их классификация

Параллельно круговороту веществ в биогеоценозе идет поток энергии. Все разнообразие проявлений жизни сопровождается превращениями энергии согласно первому и второму законам термодинамики. На каждом этапе передачи энергии от одного организма к другому значительная часть ее превращается в тепло. Мы еще будем говорить об этих превращениях подробнее.

Экологические факторы и их классификация

Теперь о некоторых терминах, связанных с продуктивностью экосистемы. Основная, первичная, продуктивность сообщества или любой его части определяется той скоростью, с которой энергия Солнца усваивается продуцентами, т. е. зелеными растениями в процессе фотосинтеза, и накапливается в форме органических веществ, которые затем могут быть использованы. Здесь принято различать:

Валовую первичную продукцию — суммарную продуктивность фотосинтеза с включением сюда всех расходов на дыхание за период наблюдения. Эту величину еще называют валовым фотосинтезом, общей ассимиляцией или брутто-ассимиляцией.

Чистую первичную продукцию — накопленное валовое органическое вещество минус вещество, которое расходуется на дыхание за данный период. Иногда это называют наблюдаемым фотосинтезом, или чистой ассимиляцией.

Экологические факторы и их классификация

Чистую продукцию сообщества — массу накопленного вещества за единицу времени на единицу площади, не потребленного гетеротрофами. Иначе говоря, это будет чистая первичная продукция (чистая ассимиляция) минус вещество, потребленное гетеротрофами, т. е. это — вещество, которое можно взвесить при уборке урожая, образованное за какой-то промежуток времени — вегетационный сезон, год на 1м2 или 1 га.

4. Вторичную продукцию — все, что накапливается на уровне гетеротрофов. Поскольку гетеротрофы используют только ранее созданные вещества, то вторичную продукцию уже не делят на чистую или валовую.

загрузка...

Важно также подчеркнуть, что во всех случаях, когда говорят о продуктивности как о накоплении органического вещества, всегда подразумевается фактор времени (скорость). Например, если мы говорим о сельскохозяйственных культурах, то тем самым подразумеваем урожай за год (или за вегетационный период), т. е. в этих случаях всегда должно быть указано время. Мы еще будем говорить о цифрах, характеризующих продуктивность. Для начала укажем, что, по некоторым оценкам, общая наличная (имеющаяся в настоящее время) фитомасса суши оценивается примерно, в 2400-109 т, а общая годовая валовая первичная (т. е. за вычетом дыхания) продукция оценивается приблизительно в 172-109 т. Иначе говоря, валовая первичная продукция составляет лишь около 7% от наличной фитомаосы суши. Уровень первичной продукции прежде всего зависит от экологических факторов.

Экологические факторы и их классификация

Еще в 1861 г. великий русский ученый И. М. Сеченов писал: Организм без внешней среды, поддерживающий его существование, невозможен, и поэтому в научное определение организма всегда должна входить и среда, влияющая на него. Следовательно, среда обитания — это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное влияние. Те элементы среды обитания, которые для данного организма или вида небезразличны и так или иначе влияют на него, представляют собой по отношению к данному организму или виду факторы.

Экологические факторы и их классификация

Поэтому, уточняя одно из определений экологии, мы теперь можем сказать, что она стремится познать влияние тех или иных факторов на организм, существующие противоречия между особенностями организма и особенностями среды, т. е. совокупностью факторов, познать, как организм разрешает эти противоречия и сам влияет на среду. Существующую очень тесную биологическую связь организма с элементами среды, или с факторами, определяют как условия существования. Таким образом, условия существования — это совокупность факторов, необходимых (условие) для существования вида, для его жизни. Они определяют приспособленность вида х среде. Если подобных условий нет, то это исключает существование здесь данного вида. Совокупность всех воздействующих на данное растение или вид факторов среды в данном месте (в местонахождении) является его местообитанием. Если же исключить из этой совокупности биотические факторы, то получим его экотоп. Но здесь надо помнить, что каждый вид соответственно своим свойствам использует лишь определенную часть энергетических и материальных ресурсов и обычно занимает в пространстве и во времени совершенно определенное место, или так называемую экологическую нишу, которая до некоторой степени позволяет виду ослабить конкурентное давление других видов.

Экологические факторы и их классификация

Итак, фактор — это элемент среды. Однако не все факторы одинаково влияют на организм. Есть такие элементы, факторы, которые безразличны для организма. Поэтому необходимо различать средообразующие элементы, или факторы вообще, и экологические факторы, оказывающие определенное воздействие на организм. Например, в водной среде вода — средообразующий фактор, а в наземно-воздушной среде роль средообразующего фактора играет воздух. В данном случае вода или воздух определяют саму специфику среды существования. Количественное выражение средообразующего фактора всегда в избытке, а его количественные колебания не ограничивают, не лимитируют жизнедеятельность растения. С другой стороны, вода в сухопутных условиях представляет собой определяющий, лимитирующий жизнедеятельность экологический фактор; то же самое — воздух в почве. Количественное выражение экологических факторов обычно подвержено значительным изменениям — в равные моменты они действуют неоднозначно. Таким образом, для экологических факторов характерна изменяемость во времени: или закономерная (освещение, теплый и холодный периоды года, суток), или нерегулярная, от года к году. Например, Л. Г. Раменский ввел понятие об обеспеченности и переменности водного режима (изменяемость его по вегетационному сезону), его устойчивости и неустойчивости от года к году. Это относится и к другим факторам. Средообразующие факторы более или менее постоянны.

  • Реклама