Классификация гидробионтовЭ. Геккель в своё время выделял всего три группировки – планктон, нектон и бентос. По Ю. Г. Алееву, классификация экологических группировок выглядит следующим образом. Гидробиота делится на две больших системы – пелагобион - (комплекс биосестон) включаетдве группы – планктон и нектон и контуробион., второй – комплекс бентос с двумя группами – эпибентос и эндобентос и комплекс плейстон с двумя группами – эуплейстон и нейстон
Разнообразие гидробионтов Пелагические организмы — растения или животные, обитающие в толще или на поверхности воды. Нейстон — совокупность микроорганизмов, живущих у поверхностной плёнки воды на границе водной и воздушной сред. Плейстон — растительные или животные организмы, обитающие на поверхности воды, или полупогруженные в воду. Реофилы — животные, приспособившиеся к обитанию в текущих водах. Нектон — совокупность водных активно плавающих организмов, способных противостоять силе течения. Планктон — разнородные, в основном мелкие организмы, свободно дрейфующие в толще воды и не способные сопротивляться течению. Бентос — совокупность организмов, обитающих на грунте и в грунте дна водоёмов.
6. ОРОГРАФИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ.
Орографические факторы (факторы рельефа) оказывают на организмы как прямое, так и косвенное воздействие. Рельефом (формами рельефа) называют совокупность неровностей земной поверхности разного масштаба. Различают выпуклые (п оложительные) формы рельефа и вогнутые (отрицательные) формы. Рельеф сформировался в результате взаимодействия внутренних (эндогенных) и внешних (экзогенных) геологических процессов.
По размерам рельеф делят на макрорельеф, мезорельеф и микрорельеф. Макрорельеф – формы рельефа с разностью высот от десятков до тысяч метров (горы, равнины, возвышенности, речные долины и др.). Мезорельеф – формы рельефа с разностью высот в пределах 10–20 м (холмы, лощины, долины, террасы, склоны разной крутизны, овраги, балки и др.). Микрорельеф – формы рельефа с разностью высот от нескольких сантиметров до 1 м (бугорки, западины, борозды, кочки, небольшие промоины и др.). Рельеф оказывает косвенное воздействие на живые организмы, перераспределяя солнечную радиацию и осадки в зависимости от экспозиции и крутизны склонов. Так в северном полушарии на южных склонах произрастают более светолюбивые и теплолюбивые растения, чем на северных, в понижениях обитают более требовательные к влаге растения и т.д. Прежде всего, на организмы и их сообщества влияет морфология (или топография) рельефа. К морфологическим особенностям рельефа относятся: экспозиция и крутизна склонов, расчлененность рельефа, относительная и абсолютная высота. Все эти особенности влияют на характер местообитания: освещенность, температуру и влажность почв и воздуха, поверхностный и почвенный сток, снежный покров, сезонные и суточные ритмы. Здесь мы видим косвенное влияние характеристик рельефа на организмы и их сообщества. Это влияние происходит на разных уровнях: влияние мега-, макро-, мезо- и микрорельефа. Мегарельеф (на уровне материков и океанов) естественно, оказывает воздействие и на современное распространение организмов, и на эволюцию их в прошлом. С характером мегарельефа связаны климатические пояса (появление континентального или океанического климата). Макрорельеф влияет на формирование высотной поясности, которая различна на макросклонах разной экспозиции и крутизны. Кроме того, макрорельеф может препятствовать проникновению различных воздушных масс, тем самым изменяя климатические характеристики. Зональные сообщества образуются на плакорах (то есть водоразделах). Экстразональные (выходящие за пределы своей зоны) сообщества могут формироваться на склонах разной экспозиции. Появление экстразональных сообществ особенно характерно на границах зон. Интразональные сообщества формируются в поймах рек, на заболоченных участках, по берегам морей. Микрорельеф влияет на перераспределение солей и влаги, способствуя созданию комплексов сообществ, то есть чередованию небольших по размеру участков сообществ, связанных с повышенными и пониженными участками микрорельефа. Солярная экспозиция. Влияние мезорельефа относится к влиянию солярной экспозиции на сообщества организмов. Правило предварения Алехина. Для Русской равнины была описана следующая закономерность: на склонах северной экспозиции появляются более северные сообщества, а на склонах южной – более южные. Это может выражаться в появлении в составе фитоценоза на южной экспозиции южных видов, а может – сменой лесного сообщества степным. С увеличением крутизны склона возрастает это влияние. Ветровая экспозиция. О влиянии ветровой экспозиции мы уже говорили на примере Кавказа. В умеренных широтах различия в ветровой экспозиции будут наиболее заметны на западных и восточных склонах. Рельеф и условия увлажнения. Рельеф влияет на структуру условий увлажнения почв и перераспределение поверхностных, почвенных и грунтовых вод и снега. Увлажнение почвы в гумидных условиях, как правило, обратно пропорционально крутизне склона. Обычно, в понижениях рельефа произрастает более влаголюбивая растительность, а на повышениях – засухоустойчивая. Но бывают исключения, когда вмешивается геологический фактор и в хорошо дренируемых понижениях растительность мезофитная, а на повышениях с плохим дренажом растительность гидрофитная болотная. Различные по происхождению формы и комплексы рельефа могут влиять на биоценозы. Влияние это происходит как через слагающие эти формы отложения, так и через происходящие и формирующие их процессы. Интразональная растительность — тип растительности, не свойственный данной природной зоне, и не образующий самостоятельной зоны, сформировавшийся при наличии особых эдафических факторов. В отличие от азональной растительности, которая встречается во всех зонах (заливные луга, растительность песков, каменистых выходов и т. д.), интразональная растительность тесно связана с определёнными зонами. Примеры интразональной растительности — растительность солонцов и солончаков в степной и пустынной зонах, сфагновые болота в лесной и тундровой зонах. При переходе из одной зоны в другую интразональная растительность меняется, неся на себе отпечаток соответствующей зоны и занимая в ней обычно небольшие площади. Иногда интразональная растительность местами преобладает над зональной растительностью.
Также факторы рельефа (топография). Влияние топографии тесно связано с другими абиотическими факторами, так как она может сильно сказываться на местном климате и развитии почвы. Главным топографическим фактором является высота над уровнем моря. С высотой снижаются средние температуры, увеличивается суточный перепад температур, возрастают количество осадков, скорость ветра и интенсивность радиации, понижаются атмосферное давление и концентрации газов. Все эти факторы влияют на растения и животных, обуславливая вертикальную зональность. Горные цепи могут служить климатическими барьерами. Горы служат также барьерами для распространения и миграции организмов и могут играть роль лимитирующего фактора в процессах видообразования. Еще один топографический фактор - экспозиция склона. В северном полушарии склоны, обращенные на юг, получают больше солнечного света, поэтому интенсивность света и температура здесь выше, чем на дне долин и на склонах северной экспозиции. В южном полушарии имеет место обратная ситуация. Важным фактором рельефа является также крутизна склона. Для крутых склонов характерны быстрый дренаж и смывание почв, поэтому здесь почвы маломощные и более сухие. Если уклон превышает 35Ь, почва и растительность обычно не образуются, а создаются осыпи из рыхлого материала.
7. ПОЖАРЫ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР Среди абиотических факторов особого внимания заслуживает огонь или пожар. В настоящее время экологи пришли к однозначному мнению, что пожар надо рассматривать как один из естественных абиотических факторов. Пожары как экологический фактор бывают различных типов и оставляют после себя различные последствия. Его надо считать одновременно фактором лимитирующим и регулирующим. Без пожаров саванна, например, быстро исчезла бы и покрылась густым лесом. Однако этого не происходит, так как в огне гибнут нежные побеги деревьев. Поскольку деревья растут медленно, немногим из них удается выдержать пожары и вырасти достаточно высоко. Трава же растет быстро и так же быстро восстанавливается после пожаров. Кроме того, многие обитатели саванн, например африканский аист и птица-секретарь, используют пожары в своих целях. Они посещают границы естественных или контролируемых пожаров и поедают там насекомых и грызунов, которые спасаются от огня. Верховые или дикие пожары, то есть очень интенсивные и не поддающиеся сдерживанию, разрушают всю растительность и всю органику почвы, последствия же низовых пожаров совершенно иные. Верховые пожары оказывают лимитирующее действие на большинство организмов - биотическому сообществу приходится начинать все сначала, с того немногого, что осталось, и должно пройти много лет, пока участок снова станет продуктивным. Низовые пожары, напротив, обладают избирательным действием: для одних организмов они оказываются более лимитирующим, для других - менее лимитирующим фактором и таким образом способствуют развитию организмов с высокой толерантностью к пожарам. Кроме того, небольшие низовые пожары дополняют действие бактерий, разлагая умершие растения и ускоряя превращение минеральных элементов питания в форму, пригодную для использования новыми поколениями растений. При достаточной влажности (прерии Северной Америки) пожары стимулируют рост трав за счет деревьев. Особенно важную регулирующую роль пожары играют в степях и саваннах. Здесь периодические пожары снижают вероятность вторжения пустынных кустарников. Если низовые пожары случаются регулярно раз в несколько лет, на земле остается мало валежника, это снижает вероятность возгорания крон. В лесах, не горевших более 60 лет, накапливается столько горючей подстилки и отмершей древесины, что при ее воспламенении верховой пожар почти неизбежен. Растения выработали специальные адаптации к пожару. Почки злаков и сосен скрыты от огня в глубине пучков листьев или хвоинок. В периодически выгорающих местообитаниях эти виды растений получают преимущества, так как огонь способствует их сохранению, избирательно содействуя их процветанию. Широколиственные же породы лишены защитных приспособлений от огня, он для них губителен. Таким образом, пожары поддерживают устойчивость лишь некоторых экосистем. Листопадным и влажным тропическим лесам, равновесие которых складывалось без влияния огня, даже низовой пожар может причинить большой ущерб, разрушив богатый гумусом верхний горизонт почвы, приведя к эрозии и вымыванию из нее биогенных веществ. В отличие от других экологических факторов человек может регулировать пожары, в связи с чем они могут стать определенным ограничивающим фактором при распространении растений и животных. Контролируемые людьми пожары способствуют образованию богатой, полезной веществами золы. Смешиваясь с почвой, зола стимулирует рост растений, от количества которых зависит жизнь животных.
8. ОСНОВНЫЕ ПУТИ ПРИСПОСОБЛЕНИЯ ОРГАНИЗМОВ К УСЛОВИЯМ СРЕДЫ
Во всем разнообразии приспособлений живых организмов к неблагоприятным условиям среды можно выделить три основных пути. Активный путь – это усиление сопротивляемости, развитие регуляторных процессов, позволяющих осуществить все жизненные функции организмов, несмотря на отклонения фактора от оптимума. По отношению к температуре, например, этот путь в зачаточной форме проявляется у некоторых высших растений, несколько сильнее развит у пойкилотермных животных, но особенно ярко выражен при гомойотермии. Активное противостояние иссушению особенно характерно для склерофитов среди растений, ксерофильных насекомых (например, пустынных чернотелок), крупных гомойотермных животных аридных районов. Например, поддержание постоянной температуры тела у теплокровных животных (птиц и млекопитающих), оптимальной для протекания биохимических процессов в клетках.
Пассивный путь – подчинение жизненных функций организма изменению факторов среды. При недостатке тепла это приводит к угнетению жизнедеятельности и понижению уровня метаболизма, что способствует экономному использованию энергетических запасов. Компенсаторно повышается устойчивость клеток и тканей организма. Пассивный путь адаптации к влиянию неблагоприятных температур свойствен всем растениям и пойкилотермным животным. Среди млекопитающих и птиц преимущества пассивного приспособления в неблагоприятные периоды года используют гетеротермные виды, впадающие в оцепенение или спячку. Элементы пассивной адаптации присущи и типичным гомойотермным животным, обитающим в условиях крайне низких температур. Это выражается в некотором снижении уровня обмена, замедлении темпов роста и развития, что позволяет экономнее тратить ресурсы по сравнению с быстро развивающимися видами. Пассивное подчинение водному режиму среды свойственно пойкилогидрическим растениям и животным, способным выносить высыхание: напочвенным водорослям, лишайникам, нематодам, коловраткам и т. п. Например, переход при неблагоприятных условиях среды в состояние анабиоза (скрытой жизни), когда обмен веществ в организме практически полностью останавливается (зимний покой растений, сохранение семян и спор в почве, оцепенение насекомых, спячка позвоночных животных и т.д.).
Избегание неблагоприятных воздействий – третий возможный путь приспособления к среде. Общий способ для всех групп организмов – выработка таких жизненных циклов, при которых наиболее уязвимые стадии развития завершаются в самые благоприятные по температурным и другим условиям периоды года. Для животных основным способом избегания пессимальных температур являются разнообразные формы поведения. Изменения в ростовых процессах растений – в известной мере экологический аналог поведения животных. Например, карликовость тундровых растений помогает организмам использовать тепло приземного слоя и избегать влияния низких температур воздуха. Растения-эфемероиды в жарких пустынях избегают засухи, успевая отцвести за краткий весенний период. Избегание, уход от действия крайних температур или недостатка влаги свойствен организмам в той или иной мере и при активном, и при пассивном пути адаптации к среде.
Все три пути приспособления характерны и по отношению к другим экологическим факторам среды. Чаще всего приспособление вида к среде осуществляется тем или иным сочетанием всех трех возможных путей адаптаций. Адаптации можно разделить на три типа: Морфологические адаптации сопровождаются изменением в строении организма (например, видоизменение листа у растений пустынь). Морфологические адаптации у растений и животных приводят к образованию определенных жизненных форм (см. раздел «Жизненные формы организмов»).
Физиологические адаптации — изменения в физиологии организмов (например, способность верблюда обеспечивать организм влагой путем окисления запасов жира).
Этологические адаптации - изменения в поведении (например, сезонные миграции млекопитающих и птиц, впадение в спячку в зимний период). Этологические адаптации характерны для животных.
Живые организмы хорошо адаптированы к периодическим факторам. Непериодические факторы могут вызывать болезни, и даже смерть живого организма. Человек использует это, применяя пестициды, антибиотики и другие непериодические факторы. Однако длительное их воздействие также может вызвать к ним адаптацию.
|
