Экологические факторы и понятие об экологической нише
Понятие экологического фактора
1.1.1. Понятие экологического фактора и их классификация
С экологических позиций среда – это природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях. Окружающая организм среда характеризуется огромным разнообразием, слагаясь из множества динамичных во времени и пространстве элементов, явлений, условий, которые рассматриваются в качестве факторов .
Экологический фактор – это любое условие среды , способное оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы, хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития. В свою очередь организм реагирует на экологический фактор специфичными приспособительными реакциями.
Таким образом, экологические факторы – это все элементы естественной среды, которые влияют на существование и развитие организмов, и на какие живые существа реагируют реакциями приспособления (за пределами способности приспособления настает смерть).
Следует отметить, что в природе экологические факторы действуют комплексно. В особенности важно помнить это, оценивая влияние химических загрязнителей. В этом случае "суммарный" эффект, когда отрицательное действие одного вещества накладывается на отрицательное действие других, а к этому прибавляется влияние стрессовой ситуации, шумов, различных физических полей, значительно изменяет значения ПДК, приведенные в справочниках. Этот эффект называют синергитическим.
Важнейшим является понятие лимитирующего фактора , то есть такого, уровень (доза) которого приближается к границе выносливости организма, концентрация которого ниже или выше оптимальной. Это понятие определяется законами минимума Либиха (1840 г) и толерантности Шелфорда (1913 г.). Наиболее часто лимитирующими факторами есть температура, свет, биогенные вещества, течения и давление в среде, пожары и т.п.
Более всего распространенны организмы с широким диапазоном толерантности относительно всех экологических факторов. Высочайшая толерантность характерная для бактерий и сине-зеленых водорослей, которые выживают в широком диапазоне температур, радиации, солености, рН и др.
Экологические исследования, связанные с определением влияния экологических факторов на существование и развитие отдельных видов организмов, взаимосвязей организма с окружающей среды, являются предметом науки аутэкологии . Раздел экологии, который исследует ассоциации популяций различных видов растений, животных, микроорганизмов (биоценозов), пути их формирования и взаимодействия с окружающей средой, называется синэкологией . В границах синэкологии выделяют фитоценологию, или геоботанику (объект изучение – группировок растений), биоценологию (группировки животных).
Таким образом, понятие экологического фактора – одно из наиболее общих и чрезвычайно широких понятий экологии. В соответствии с этим задача классификации экологических факторов оказалась весьма сложной, так что общепринятого варианта до сих пор нет. В то же время достигнуто согласие относительно целесообразности использования при классификации экологических факторов определенных признаков.
Традиционно выделяли три группы экологических факторов:
1) абиотические (неорганические условия – химические и физические, такие, как состав воздуха, воды, грунта, температура, свет, влажность, радиация, давление и т.п.);
2) биотические (формы взаимодействия между организмами);
3) антропогенные (формы деятельности человека).
Сегодня различают десять групп экологических факторов (общее количество – около шестидесяти), объединенных в специальную классификацию:
1. по времени – факторы времени (эволюционные, исторические, действующие), периодичности (периодические и непериодические), первичные и вторичные;
2. по происхождению (космические, абиотические, биотические, природные, техногенные, антропогенные);
3. по среде возникновения (атмосферные, водные, геоморфологические, экосистемные);
4. по характеру (информационные, физические, химические, энергетические, биогенные, комплексные, климатические);
5. по объекту влияния (индивидуальные, групповые, видовые, социальные);
6. по степени влияния (летальные, экстремальные, ограничивающие, возмущающие, мутагенные, тератогенные);
7. по условиям действия (зависимые или независимые от плотности);
8. по спектру влияния (выборочного или общего действия).
Прежде всего, экологические факторы делятся на внешние (экзогенные или энтопические ) и внутренние (эндогенные ) по отношению к данной экосистеме.
К внешним относятся факторы, действия которых в той или иной степени определяют изменения, происходящие в экосистеме, но сами они практически не испытывают ее обратного воздействия. Таковы солнечная радиация, интенсивность атмосферных осадков, атмосферное давление, скорость ветра, скорость течения и т.д.
В отличие от них внутренние факторы соотносятся со свойствами самой экосистемы (или отдельных ее компонентов) и в действительности образуют ее состав. Таковы численности и биомассы популяций, запасы различных веществ, характеристики приземного слоя воздуха, водной или почвенной массы и т.д.
Второй распространенный классификационный принцип – это деление факторов на биотические и абиотические . К первым относятся разнообразные переменные, характеризующие свойства живого вещества, а ко вторым - неживых компонентов экосистемы и ее внешней среды. Деление факторов на эндогенные - экзогенные и на биотические - абиотические не совпадают. В частности, существуют как экзогенные биотические факторы, например интенсивность заноса извне семян некоторого вида в экосистему, так и эндогенные абиотические факторы, такие, как концентрация О 2 или СО 2 в приземном слое воздуха или воде.
Широкое использование в экологической литературе находит классификация факторов по общему характеру их происхождения или объекту воздействия . Например, среди экзогенных различают метеорологические (климатические), геологические, гидрологические, миграционные (биогеографические), антропогенные факторы, а среди эндогенных – микрометеорологические (биоклиматические), почвенные (эдафические), водные и биотические.
Важным классификационным показателем служит характер динамики экологических факторов, в особенности наличие или отсутствие ее периодичности (суточной, лунной, сезонной, многолетней). Связано это с тем, что приспособительные реакции организмов к тем или иным факторам среды определяются степенью постоянства воздействия этих факторов, то есть их периодичностью.
Биологом А.С. Мончадским (1958) выделялись первичные периодические факторы, вторичные периодические факторы и непериодические факторы.
К первичным периодическим факторам относятся в основном явления, связанные с вращением Земли: смена времен года, суточная смена освещенности, приливные явления и т.п. Эти факторы, которым свойственна правильная периодичность, действовали еще до появления жизни на Земле, и возникающие живые организмы должны были сразу адаптироваться к ним.
Вторичные периодические факторы - следствие первичных периодических: например, влажность, температура, осадки, динамика растительной пищи, содержание растворенных газов в воде и т.п.
К непериодическим относятся факторы, не имеющие правильной периодичности, цикличности. Таковы почвенно-грунтовые факторы, разного рода стихийные явления. Антропогенные воздействия на окружающую среду часто относятся к непериодическим факторам, которые могут проявляться внезапно и нерегулярно. Поскольку динамика естественных периодических факторов - одна из движущих сил естественного отбора и эволюции, живые организмы, как правило, не успевают выработать приспособительных реакций, например, к резкому изменению содержания тех или иных примесей в окружающей среде.
Особая роль среди экологических факторов принадлежит суммативным (аддитивным) факторам, характеризующим численности, биомассы или плотности популяций организмов, а также запасы или концентрации различных форм вещества и энергии, временные изменения которых подчиняются законам сохранения. Подобные факторы называются ресурсами . Например, говорят о ресурсах тепла, влаги, органической и минеральной пище и т.д. В отличие от них такие факторы, как интенсивность и спектральный состав радиации, уровень шума, окислительно-восстановительный потенциал, скорость ветра или течения, размер и форма пищи и т.д., которые сильно влияют на организмы, не относятся к категории ресурсов, т.к. к ним не применимы законы сохранения.
Число всевозможных экологических факторов представляется потенциально неограниченным. Однако по степени воздействия на организмы они далеко не равносильны, вследствие чего в экосистемах разного типа некоторые факторы выделяются как наиболее существенные, или императивные . В наземных экосистемах из числа экзогенных факторов к ним, как правило, относятся интенсивность солнечной радиации, температура и влажность воздуха, интенсивность атмосферных осадков, скорость ветра, скорость заноса спор, семян и других зародышей или притока взрослых особей из других экосистем, а также всевозможные формы антропогенного воздействия. Эндогенными императивными факторами в наземных экосистемах являются следующие:
1) микрометеорологические - освещенность, температура и влажность приземного слоя воздуха, содержание в нем СО 2 и О 2 ;
2) почвенные - температура, влажность, аэрация почвы, физико-механические свойства, химический состав, содержание гумуса, доступность элементов минерального питания, окислительно-восстановительный потенциал;
3) биотические - плотность популяций разных видов, их возрастной и половой состав, морфологические, физиологические и поведенческие характеристики.
1.1.2. Пространство экологических факторов и функция отклика организмов на совокупность экологических факторов
Интенсивность воздействия каждого экологического фактора может быть численно охарактеризована, то есть описана математической переменной, принимающей значение на некоторой шкале.
Экологические факторы могут быть упорядочены по силе их относительно воздействия на организм, популяцию, экосистему, то есть ранжированы . Если значение первого по силе воздействия фактора измеряется переменной х 1 , второго - переменной х 2 , … , n -го - переменной х n и т. д., то весь комплекс экологических факторов может быть представлен последовательностью (х 1 , х 2 , … , х n , …).Чтобы охарактеризовать множество всевозможных комплексов экологических факторов, получающих при различных значениях каждого из них, целесообразно ввести понятие пространства экологических факторов, или, другими словами, экологического пространства.
Пространством экологических факторов назовем евклидово пространство, координаты которого сопоставлены ранжированным экологическим факторам:
Для количественной характеристики воздействия экологических факторов на показатели жизнедеятельности особей, такие, как скорость роста, развития, плодовитость, продолжительность жизни, смертность, питание, метаболизм, двигательная активность и т. д. (пусть они нумеруются индексом k
= 1, …, m
), вводится понятие о ф
ун
кц
ия
х
от
кл
ика
.
Значения, принимаемые показателем с номером k
на определенной шкале при варьировании экологических факторов, как правило, ограничены снизу и сверху. Обозначим через 
отрезок на шкале значений одного из показателей (k
-го) жизнедеятельности экосистемы.
Функцией отклика k -го показателя на совокупность экологических факторов (х 1 , х 2 , … , х n , …) называется функция φ k , отображающая экологическое пространство Е на шкалу I k :
,
которая каждой точке (х 1 , х 2 , … , х n , …) пространства Е сопоставляет число φ k (х 1 , х 2 , … , х n , …) на шкале I k .
Хотя число экологических факторов потенциально неограничено и, следовательно, бесконечны размерность экологического пространства Е и число аргументов функции отклика φ k (х 1 , х 2 , … , х n , …), в действительности удается выделить конечное число факторов, например n , с помощью которых можно объяснить заданную часть от полного варьирования функции отклика. Например, первые 3 фактора могут объяснить 80% общего варьирования показателя φ , первые 5 факторов – 95%, первые 10 – 99% и т. д. Остальные, не вошедшие в число указанных факторов, не оказывают определяющего воздействия на изучаемый показатель. Их влияние можно рассматривать как некоторый "экологический " шум, накладывающийся на действие императивных факторов.
Это позволяет от бесконечномерного пространства Е перейти к его n -мерному подпространству Е n и рассматривать сужение функции отклика φ k на это подпространство:
причем , где ε n +1 – случайный "экологический шум ".
Любому живому организму необходимы не вообще температура, влажность, минеральные и органические вещества или какие-либо другие факторы, а их определенный режим, то есть существуют некоторые верхние и нижние границы амплитуды допустимых колебаний этих факторов. Чем шире пределы какого-либо фактора, тем выше устойчивость, то есть толерантность данного организма.
В типичных случаях функция отклика имеет форму выпуклой кривой, монотонно возрастающей от минимального значения фактора x j s (нижний предел толерантности) до максимума при оптимальном значении фактора x j 0 и монотонно убывающей к максимальному значению фактора x j e (верхний предел толерантности).
Интервал X j = [x j s , x j e ] называется интервалом толерантности по данному фактору, а точка x j 0 , в которой функция отклика достигает экстремума, называется точкой оптимума по данному фактору.
Одни и те же экологические факторы неодинаково влияют на организмы разных видов, живущих вместе. Для одних они могут быть благоприятными, для других – нет. Важным элементом является реакция организмов на силу воздействия экологического фактора, отрицательное действие которого может возникать в случае излишка или недостатка дозы. Поэтому существует понятие благоприятной дозы или зоны оптимума фактора и зоны пессимума (диапазон значений дозы фактора, в котором организмы чувствуют себя угнетенно).
Диапазоны зон оптимума и пессимума являются критерием для определения экологической валентности – способности живого организма приспосабливаться к изменениям условий среды. Количественно она выражается диапазоном среды, в границах которого вид нормально существует. Экологическая валентность разных видов может быть очень разной (северный олень выдерживает колебание температуры воздуха от -55 к +25÷30°С, а тропические кораллы гибнут уже при изменении температуры на 5-6 °С). По экологической валентности организмы разделяются на стенобионты – с малой приспособленностью к изменениям среды (орхидеи, форель, дальневосточный рябчик, глубоководные рыбы) и эврибионты – с большей приспособленностью к изменениям окружающей среды (колорадский жук, мыши, крысы, волки, тараканы, камыш, пырей). В границах эврибионтов и стенобионтов в зависимости от конкретного фактора организмы разделяют на эвритермные и стенотермные (по реакции на температуру), эвригалинные и стеногалинные (по реакции на соленость водной среды), эврифоты и стенофоты (по реакции на освещение).
Чтобы выразить относительную степень толерантности, в экологии существует ряд терминов, в которых используются приставки стено -, что означает узкий, и эври - – широкий. Виды, имеющие узкий интервал толерантности (1), называются стеноэками , а виды с широким интервалом толерантности (2) – эвриэками по данному фактору. Для императивных факторов есть собственные термины:
по температуре: стенотермный - эвритермный;
по воде: стеногидрический – эвригидрический;
по солености: стеногалинный – эвригалинный;
по пищи: стенофагный – эврифагный;
по выбору местообитания: стеноойкный – эвриойкный.
1.1.3. Закон лимитирующего фактора
Присутствие или процветание организма в данном местообитании зависит от комплекса экологических факторов. По каждому фактору имеется диапазон толерантности, за пределами которого организм не способен существовать. Невозможность процветания или отсутствие организма определяется теми факторами, значения которых приближаются или выходят за пределы толерантности.
Лимитирующим будем считать такой фактор, по которому для достижения заданного (малого) относительного изменения функция отклика требуется минимальное относительное изменение этого фактора. Если
то лимитирующим будет фактор х l , то есть лимитирующим является фактор, вдоль которого направлен градиент функции отклика.
Очевидно, что градиент направлен по нормали к границе области толерантности. И для лимитирующего фактора больше шансов при всех прочих равных условиях выйти за пределы области толерантности. То есть лимитирующим является тот фактор, значение которого наиболее близки к нижней границе интервала толерантности. Эта концепция известна как "закон минимума " Либиха.
Идея о том, что выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей, впервые была ясно показана в 1840г. химиком-органиком Ю. Либихом, одним из основоположников агрохимии, который выдвинул теорию минерального питания растений . Он был первым, кто начал изучение влияния разнообразных факторов на рост растений, установив, что урожай культур часто лимитируется не теми элементами питания, которые требуются в больших количествах, такими, например, как двуокись углерода и вода, поскольку эти вещества обычно присутствуют в среде в изобилии, а теми, которые требуются в ничтожнейших количествах, например, цинк, бор или железо, которых в почве очень мало. Вывод Либиха о том, что "рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве", стал известен как либиховский "закон минимума".
Спустя 70 лет американский ученый В. Шелфорд показал, что не только вещество, присутствующее в минимуме, может определять урожай или жизнеспособность организма, но и избыток какого-то элемента может приводить к нежелательным отклонениям. Например, избыток ртути в организме человека по отношению к некоторой норме вызывает тяжелые функциональные расстройства. При недостатке воды в почве ассимиляция растением элементов минерального питания затруднена, но и избыток воды ведет к аналогичным последствиям: возможно задыхание корней, возникновение анаэробных процессов, закисание почвы и т.п. Избыток и недостаток рН в почве также снижает урожайность в данном месте. Согласно В. Шелфорду, факторы, присутствующие как в избытке, так и в недостатке, называются лимитирующими, а соответствующее правило получило название закона "лимитирующего фактора" или "закона толерантности ".
Закон лимитирующего фактора учитывается в мероприятиях по охране окружающей среды от загрязнения. Превышение нормы вредных примесей в воздухе и воде представляет серьезную угрозу здоровью людей.
Можно сформулировать ряд вспомогательных принципов, дополняющих "закон толерантности":
1. Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон в отношении другого.
2. Организмы с широким диапазоном толерантности ко всем факторам обычно наиболее широко распространены.
3. Если условия по одному экологическому фактору не оптимальны для вида, то может сузиться и диапазон толерантности к другим экологическим факторам.
4. В природе организмы очень часто оказываются в условиях, не соответствующих оптимальному диапазону того или иного экологического фактора, определенному в лаборатории.
5. Период размножения обычно является критическим; в этот период многие факторы среды часто становятся лимитирующими. Пределы толерантности для размножающихся особей, семян, эмбрионов и проростков обычно уже, чем для неразмножающихся взрослых растений или животных.
Действительные пределы толерантности в природе почти всегда оказываются уже, чем потенциальный диапазон активности. Это связано с тем, что метаболические затраты на физиологическую регуляцию при экстремальных значениях факторов сужают диапазон толерантности. При приближении условий к экстремальным значениям адаптация становится все более дорогостоящей, а организм – все менее защищенными от других факторов, например болезней и хищников.
1.1.4. Некоторые основные абиотические факторы
Абиотические факторы наземной среды . Абиотическая компонента наземной среды представляет совокупность климатических и почвенно-грунтовых факторов, состоящих из множества динамических элементов, воздействующих как друг на друга, так и на живые существа.
Главнейшие абиотические факторы наземной среды следующие:
1) Поступающая от Солнца лучистая энергия (радиация). Распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн. Служит основным источником энергии для большинства процессов в экосистемах. С одной стороны, прямое воздействие света на протоплазму смертельно для организма, с другой – свет служит первичным источником энергии, без которого невозможна жизнь. Поэтому многие морфологические и поведенческие характеристики организмов связаны с решением этой проблемы. Свет – это не только жизненно важный фактор, но и лимитирующий, причем и на максимальном, и на минимальном уровнях. Около 99% всей энергии солнечной радиации составляют лучи с длиной волны 0.17÷4.0 мкм, в том числе 48% приходится на видимую часть спектра с длиной волны 0.4÷0.76 мкм, 45% – на инфракрасную (длина волны от 0.75 мкм до 1 мм) и около 7% - на ультрафиолетовую (длина волны менее 0.4 мкм). Преимущественное значение для жизни имеют инфракрасные лучи, а в процессах фотосинтеза наиболее важную роль играют оранжево-красные и ультрафиолетовые лучи.
2) Освещенность земной поверхности , связанная с лучистой энергией и определяющаяся продолжительностью и интенсивностью светового потока. Вследствие вращения Земли периодически чередуются светлое и темное время суток. Освещенность играет важнейшую роль для всего живого и организмы физиологически адаптированы к смене дня и ночи, к соотношению темного и светлого периодов суток. Практически у всех животных существуют так называемые циркадные (суточные) ритмы активности, связанные со сменой дня и ночи. По отношению к свету растения подразделяют на светолюбивые и теневыносливые.
3) Температура на поверхности земного шара определяется температурным режимом атмосферы и тесно связана с солнечным излучением. Зависит как от широты местности (угла падения солнечного излучения на поверхность), так и от температуры приходящих воздушных масс. Живые организмы могут существовать лишь в узких пределах диапазона температур – от -200°С до 100°С. Как правило, верхние предельные значения фактора оказываются более критическими, чем нижние. Диапазон колебаний температуры в воде обычно меньше, чем на суше, и диапазон толерантности к температуре у водных организмов обычно уже, чем у соответствующих наземных животных. Таким образом, температура представляет важный и очень часто лимитирующий фактор. Температурные ритмы вместе со световыми, приливными и ритмами изменения влажности в значительной степени контролируют сезонную и суточную активность растений и животных. Температура часто создает зональность и стратификацию сред обитания.
4) Влажность атмосферного воздуха , связанная с насыщением его водяными парами. Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы (до высоты 1.5÷2 км), где концентрируется до 50% всей влаги. Количество водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит от температуры воздуха. Чем выше температура, тем больше влаги содержит воздух. Для каждой температуры существует определенный предел насыщения воздуха парами воды, который называют максимальным . Разность между максимальным и данным насыщением носит название дефицита влажности (недостатка насыщения). Дефицит влажности - важнейший экологический параметр, поскольку он характеризует сразу две величины: температуру и влажность. Известно, что повышение дефицита влажности в определенные отрезки вегетационного периода способствует усиленному плодоношению растений, а у ряда животных, например насекомых, приводит к размножению вплоть до так называемых ²вспышек². Поэтому на анализе динамики дефицита влажности основаны многие способы прогнозирования различных явлений в мире живых организмов.
5) Осадки , тесно связанные с влажностью воздуха, представляют собой результат конденсации водяных паров. Атмосферные осадки и влажность воздуха имеют определяющее значение для формирования водного режима экосистемы и, таким образом, входят в число наиболее важных императивных экологических факторов, так как обеспеченность водой – главнейшее условие жизнедеятельности любого организма, от микроскопической бактерии до гигантской секвойи. Количество осадков зависит в основном от путей и характера больших перемещений воздушных масс, или так называемых ²погодных систем². Распределение осадков по временам года – крайне важный лимитирующий фактор для организмов. Осадки – одно из звеньев в круговороте воды на Земле, причем в их выпадении прослеживается резкая неравномерность, в связи с чем выделяют гумидные (влажные) и аридные (засушливые) зоны. Максимум осадков в тропических лесах (до 2000 мм/год), минимум – в пустынях (0.18 мм/год). Зоны с количеством осадков менее 250 мм/год уже считаются засушливыми. Как правило, неравномерное распределение осадков по временам года встречается в тропиках и субтропиках, где нередко хорошо выражены влажный и сухой сезоны. В тропиках этот сезонный ритм влажности регулирует сезонную активность организмов (особенно размножение) примерно таким же образом, как сезонный ритм температуры и света регулирует активность организмов умеренной зоны. В умеренных климатах осадки обычно распределены по сезонам более равномерно.
6) Газовый состав атмосферы . Состав ее относительно постоянен и включает преимущественно азот и кислород с примесью незначительного количества СО 2 и аргона. Иные газы – в следовых количествах. Кроме того, в верхних слоях атмосферы содержится озон. Обычно в атмосферном воздухе присутствуют твердые и жидкие частицы воды, оксидов различных веществ, пыли и дыма. Азот – важнейший биогенный элемент, участвующий в образовании белковых структур организмов; кислород , в основном поступающий от зеленых растений, обеспечивает окислительные процессы; углекислый газ (СО 2) является естественным демпфером солнечного и ответного земного излучения; озон выполняет экранирующую роль по отношению к ультрафиолетовой части солнечного спектра, губительного для всего живого. Примеси мельчайших частиц влияют на прозрачность атмосферы, препятствуют прохождению солнечных лучей к поверхности Земли. Концентрации кислорода (21% по объему) и СО 2 (0.03% по объему) в современной атмосфере являются до какой-то степени лимитирующими для многих высших растений и животных.
7) Движение воздушных масс (ветер) . Причина возникновения ветра – перепад давления, вызванный неодинаковым нагревом земной поверхности. Ветровой поток направлен в сторону меньшего давления, то есть туда, где воздух более прогрет. Сила вращения Земли воздействует на циркуляцию воздушных масс. В приземном слое воздуха их движение оказывает влияние на все метеорологические элементы климата: режим температуры, влажности, испарение с поверхности Земли и транспирацию растений. Ветер – важнейший фактор переноса и распределения примесей в атмосферном воздухе. Ветер выполняет важную функцию транспорта вещества и живых организмов между экосистемами. Кроме того, ветер оказывает непосредственное механическое воздействие на растительность и почву, повреждая или уничтожая растения и разрушая почвенный покров. Подобная деятельность ветра наиболее характерна для открытых равнинных пространств суши, морей, побережий и горных районов.
8) Давление атмосферы . Давление нельзя назвать лимитирующим фактором непосредственного действия, хотя некоторые животные, несомненно, реагируют на его изменения; однако давление имеет прямое отношение к погоде и климату, которые оказывают непосредственное лимитирующее воздействие на организмы.
Абиотические факторы почвенного покрова . Почвенные факторы носят явно эндогенный характер, поскольку почва – это не только ²фактор² среды, окружающей организмы, но и продукт их жизнедеятельности. Почва – это тот каркас, фундамент, на котором строится почти любая экосистема.
Почва – итоговый результат действия климата и организмов, особенно растений, на материнскую породу. Таким образом, почва состоит из исходного материала – подстилающего минерального субстрата и органического компонента , в котором организмы и продукты их жизнедеятельности перемешаны с тонко измельченным и измененным исходным материалом. Промежутки между частичками заполнены газами и водой. Текстура и пористость почвы – важнейшие характеристики, во многом определяющие доступность биогенных элементов растениям и почвенным животным. В почве осуществляются процессы синтеза, биосинтеза, протекают разнообразные химические реакции преобразования веществ, связанные с жизнедеятельностью бактерий.
1.1.5. Биотические факторы
Под биотическими факторами понимают совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на другие.
Взаимоотношения между животными, растениями, микроорганизмами (их еще называют коакциями ) чрезвычайно многообразны. Их можно разделить на прямые и косвенные , опосредствованы через изменение своим присутствием соответствующих абиотических факторов.
Взаимодействия живых организмов классифицируют с точки зрения их реакции друг на друга. В частности, выделяют гомотипические реакции между взаимодействующими особями одного и того же вида и гетеротипические реакции при коакциях между индивидуумами разных видов.
Одним из важнейших биотических факторов является пищевой (трофический) фактор . Трофический фактор характеризуется количеством, качеством и доступностью пищи. Любой вид животного или растения обладает четкой избирательностью к составу пищи. Различают виды монофаги , питающиеся только одним видом, полифаги , питающиеся несколькими видами, а также виды, питающиеся более или менее ограниченным ассортиментом кормов, называемые широкие или узкие олигофаги .
Взаимоотношения между видами являются естественно необходимыми. Нельзя делить виды на врагов и их жертв , поскольку взаимоотношения между видами взаимообратимы. Исчезновение ²жертвы ² может привести к исчезновению ²врага ².
Экологический фактор - это любой элемент среды, способный оказывать прямое или косвенное влияние на живые организмы хотя бы на протяжении одной из фаз их индивидуального развития.
Любой организм в окружающей среде подвергается воздействию огромного числа экологических факторов. Наиболее традиционной классификацией экологических факторов является их деление на абиотические, биотические и антропогенные.
Абиотические факторы - это комплекс условий окружающей среды, влияющих на живой организм (температура, давление, радиационный фон, освещённость, влажность, долгота дня, состав атмосферы, почвы и др.). Эти факторы могут влиять на организм прямо (непосредственно), как СВЕТ и тепло, либо косвенно, как, например, рельеф местности, который обуславливает действие прямых факторов (освещенности, увлажнения ветра и т.д.).
Антропогенные
факторы - это совокупность влияний
деятельности человека на окружающую среду (выбросы
вредных веществ, разрушение почвенного
слоя, нарушение природных ландшафтов).
Одним из наиболее важных антропогенных
факторов является загрязнение.
- физические: использование атомной энергии,
перемещение в поездах и самолётах, влияние
шума и вибрации
- химические: использование минеральных
удобрений и ядохимикатов, загрязнение
оболочек Земли отходами промышленности и
транспорта
- биологические: продукты питания;
организмы, для которых человек может быть
средой обитания или источником питания
- социальные - связанные с отношениями
людей и жизнью в обществе
Условия среды
Условиями
среды, или экологическими условиями,
называют изменяющиеся во времени и
пространстве абиотические факторы среды,
на которые организмы реагируют по-разному в
зависимости от их силы. Условия среды
налагают определенные ограничения на
организмы. Количеством света, проникающим
через толщу воды, ограничивается жизнь
зеленых растений в водоемах. Обилием
кислорода ограничивается число
воздуходышащих животных. Температурой
определяется активность и контролируется
размножение многих организмов.
К наиболее важным факторам, определяющим
условия существования организмов,
практически во всех средах жизни относятся
температура, влажность и свет.
Фото: Gabriel
Температура
Любой
организм способен жить только в пределах
определенного интервала температур: особи
вида погибают при слишком высоких либо
слишком низких температурах. Где-то внутри
этого интервала температурные условия
наиболее благоприятны для существования
данного организма, его жизненные функции
осуществляются наиболее активно. По мере
того как температура приближается к
границам интервала, скорость жизненных
процессов замедляется и, наконец, они вовсе
прекращаются - организм погибает.
Пределы температурной выносливости у
разных организмов различны. Существуют
виды, способные выносить колебания
температуры в широких пределах. Например,
лишайники и многие бактерии способны жить
при самой различной температуре. Среди
животных наибольшим диапазоном
температурной выносливости
характеризуются теплокровные. Тигр,
например, одинаково хорошо переносит как
сибирский холод, так и жару тропических
областей Индии или Малайского архипелага.
Но есть и такие виды, которые могут жить
только в более или менее узких
температурных пределах. Сюда относятся
многие тропические растения, как, например,
орхидеи. В умеренном поясе они могут
произрастать только в теплицах и требуют
тщательного ухода. Некоторые кораллы,
образующие рифы, могут жить только в морях,
где температура воды не ниже 21 °С. Однако
кораллы отмирают и когда вода сильно
перегревается.
В наземно-воздушной среде и даже во многих
участках водной среды температура не
остается постоянной и может сильно
варьировать в зависимости от сезона года
или от времени суток. В тропических
областях годовые колебания температуры
могут быть даже менее заметны, чем суточные.
И, наоборот, в умеренных областях
температура значительно различается в
разные времена года. Животные и растения
вынуждены приспосабливаться к
неблагоприятному, зимнему сезону, в течение
которого активная жизнь затруднена или
просто невозможна. В тропических областях
такие приспособления выражены слабее. В
холодном периоде с неблагоприятными
температурными условиями в жизни многих
организмов как бы наступает пауза: спячка у
млекопитающих, сбрасывание листвы у
растений и т. д. Некоторые животные
совершают длительные миграции в места с
более подходящим климатом.
На примере температуры видно, что этот
фактор переносится организмом лишь в
определённых пределах. Организм погибает,
если температура среды слишком низкая или
слишком высокая. В среде, где температура
близка к этим крайним значениям, живые
обитатели встречаются редко. Однако их
число увеличивается по мере того, как
температура приближается к среднему
значению, которое является наилучшим (оптимальным)
для данного вида.
Влажность
На
протяжении большей части своей истории
живая природа была представлена
исключительно водными формами организмов.
Завоевав сушу, они, тем не менее, не утратили
зависимости от воды. Вода является
составной частью значительного
большинства живых существ: она необходима
для их нормального функционирования.
Нормально развивающийся организм
постоянно теряет воду и поэтому не может
жить в абсолютно сухом воздухе. Рано или
поздно такие потери могут привести к гибели
организма.
В физике влажность измеряется количеством
водяных паров в воздухе. Однако наиболее
простым и удобным показателем,
характеризующим влажность той или иной
местности, является количество осадков,
выпадающих здесь за год или иной период
времени.
Растения извлекают воду из почвы при помощи
корней. Лишайники могут улавливать водяной
пар из воздуха. Растения обладают рядом
приспособлений, обеспечивающих
минимальную потерю воды. Все сухопутные
животные для компенсации неизбежной потери
воды за счет испарения или выделения
нуждаются в ее периодическом поступлении.
Многие животные пьют воду; другие, например
амфибии, некоторые насекомые и клещи, через
покровы тела всасывают её в жидком или
парообразном состоянии. Большая часть
животных пустынь никогда не пьет. Они
удовлетворяют свои потребности за счет
воды, поступающей с пищей. Наконец, есть
животные, получающие воду еще более сложным
путем в процессе окисления жиров. Примерами
могут служить верблюд и некоторые виды
насекомых, например рисовый и амбарный
долгоносики, платяная моль, питающиеся
жиром. У животных, как и у растений,
существует множество приспособлений для
экономии расходов воды.
Свет
Для
животных свет как экологический фактор
имеет несравненно меньшее значение, чем
температура и влажность. Но свет совершенно
необходим живой природе, поскольку служит
для нее практически единственным
источником энергии.
С давних пор отличают светолюбивые
растения, которые способны развиваться
только под солнечными лучами, и растения
теневыносливые, которые способны хорошо
расти под пологом леса. Большую часть
подлеска в буковом лесу, отличающемся
особой тенистостью, образуют
теневыносливые растения. Это имеет большое
практическое значение для естественного
возобновления древостоя: молодая поросль
многих древесных пород способна
развиваться под прикрытием больших
деревьев. У многих животных нормальные
условия освещенности проявляются в
положительной или отрицательной реакции на
свет.
Однако
наибольшее экологическое значение свет
имеет в смене дня и ночи. Многие животные
ведут исключительно дневной образ жизни (большинство
воробьиных), другие - исключительно ночной (многие
мелкие грызуны, летучие мыши). Мелкие рачки,
парящие в толще воды, держатся ночью в
поверхностных водах, а днем опускаются на
глубину, избегая слишком яркого света.
По сравнению с температурой или влажностью
свет почти не оказывает непосредственного
влияния на животных. Он служит лишь
сигналом к перестройке протекающих в
организме процессов, что позволяет им
наилучшим образом отвечать на происходящие
изменения внешних условий.
Перечисленными выше факторами вовсе не исчерпывается набор экологических условий, определяющих жизнь и распространение организмов. Важное значение имеют так называемые вторичные климатические факторы, например, ветер, атмосферное давление, высота над уровнем моря. Ветер обладает кос венным действием: усиливая испарение, увеличивая сухость. Сильный ветер способствует охлаждению. Это действие оказывается важным в холодных местах, на высокогорьях или в полярных областях.
Фактор тепла (температурные условия) существенно зависит от климата и от микроклимата фитоценоза, однако не меньшую роль играют орография и характер поверхности почвы; фактор влажности (вода) также в первую очередь зависит от климата и микроклимата (осадки, относительная влажность и т. д.), однако орография и биотические воздействия играют не меньшую роль; в действии светового фактора главную роль играет климат, но не меньшее значение имеют орография (например экспозиция склона) и биотические факторы (например затенение). Свойства почвы здесь уже почти несущественны; химизм (включая кислород) прежде всего зависит от почвы, а также от биотического фактора (почвенные микроорганизмы и т. д.), однако и климатическое состояние атмосферы тоже немаловажно; наконец, механические факторы в первую очередь зависят от биотических (вытаптывание, сенокошение и пр.), но здесь определенное значение имеют орография (падение склона) и климатические воздействия (например град, снег и т. д.).
По способу действия экологические факторы можно подразделить на прямодействующие (т. е. непосредственно на организм) и косвеннодействующие (влияющие на другие факторы). Но один и тот же фактор в одних условиях может быть прямодействующим, а в других - косвеннодействующим. Причем иногда косвеннодействующие факторы могут иметь очень большое (определяющее) значение, меняя совокупное действие других, прямодействующих, факторов (например геологическое строение, высота над уровнем моря, экспозиция склона и т. д.).
Приведем еще один несколько типов классификации экологических факторов.
1.
Постоянные
факторы (факторы, не меняются) - солнечная
радиация, состав атмосферы, сила тяжести и т.д.
2.
Факторы,
которые меняются. Они подразделяются на
периодические (температура - сезонная,
суточная, ежегодная; приливы и отливы,
освещение, влажность) и непериодические (ветер,
пожар, гроза, все формы человеческой
деятельности).
Классификация по расходованию:
Ресурсы - элементы среды, которые организм
потребляет, уменьшая их запас в среде (вода,
CO2, O2, свет)
Условия - не расходуемые организмом
элементы среды (температура, движение
воздуха, кислотность почвы).
Классификация по направленности:
Векторизованные - направленно
изменяющиеся факторы: заболачивание,
засоление почвы
Многолетние-циклические - с
чередованием многолетних периодов
усиления и ослабления фактора, например
изменение климата в связи с 11-летним
солнечным циклом
Осцилляторные (импульсные,
флуктуационные) - колебания в обе стороны
от некоего среднего значения (суточные
колебания температуры воздуха, изменение
среднемесячной суммы осадков в течение
года)
По периодичности делятся на:
- периодические (регулярно повторяются):
первичные и вторичные
- непериодические (возникают неожиданно).
Сообществ) между собой и со средой обитания. Данный термин был впервые предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г. Как самостоятельная наука она выделилась в начале XX века наряду с физиологией, генетикой и другими. Область приложения экологии – это организмы, популяции и сообщества. Экология рассматривает их как живой компонент системы, которую называют экосистемой. В экологии понятия популяции – сообщества и экосистемы имеют четкие определения.
Популяция (с точки зрения экологии) – это группа особей одного вида, занимающая определенную территорию и, обычно, в той или иной степени изолированная от других сходных групп.
Сообщество – это любая группа организмов различных видов, обитающих на одной площади и взаимодействующих друг с другом посредством трофических (пищевых) или пространственных связей.
Экосистема – это сообщество организмов с окружающей их средой, взаимодействующих между собой и образующих экологическую единицу.
Все экосистемы Земли объединяются в или экосферу. Понятно, что совершенно невозможно охватить исследованиями всю биосферу Земли. Поэтому точкой приложения экологии является экосистема. Однако, экосистема, как видно из определений состоит из популяций, отдельных организмов и всех факторов неживой природы. Исходя из этого возможно несколько различных подходов в изучении экосистем.
Экосистемный подход .При экосистемном подходе экологом изучаются поток энергии и в экосистеме. Наибольший интерес в данном случае представляют собой взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой. Этот подход позволяет объяснить сложную структуру взаимосвязей в экосистеме и дать рекомендации по рациональному природопользованию.
Изучение сообществ
. При этом подходе подробно изучается видовой состав сообществ и факторы, ограничивающие распространение конкретных видов. В данном случае исследуются четко различимые биотические единицы (луг, лес, болото и т.д.).
подход
. Точкой приложения данного подхода, как явствует из названия, является популяция.
Изучение местообитаний
. В данном случае изучается относительно однородный участок среды, где живет данный организм. Отдельно, как самостоятельное направление исследований он обычно не применяется, но дает необходимый материал для понимания экосистемы в целом.
Следует отметить, что все перечисленные выше подходы в идеале должны применяться в комплексе, но в настоящий момент это практически невозможно из-за значительных масштабов исследуемых объектов и ограниченности количества полевых исследователей.
Экология как наука использует разнообразные методы исследования, позволяющие получить объективную информацию о функционировании природных систем.
Методы экологических исследований:
- наблюдение
- эксперимент
- учет численности популяции
- метод моделирования
Экологические факторы - это все факторы окружающей среды, действующие на организм. Они делятся на 3 группы:
Наилучшее значение фактора для организма называется оптимальным (точкой оптимума), например, оптимальная температура воздуха для человека - 22º.
Биотические факторы, они же
Способы питания живых организмов, они же
Внутри- и межвидовая борьба за существование
3. Cимбионты - получают питание от другого организма на взаимовыгодной основе. Например:
- Микориза (грибокорень) - симбиоз гриба и растения. Растение дает грибу глюкозу (которую делает при фотосинтезе), а гриб дает растению воду и минеральные соли.
- Лишайник - симбиоз грибов и водорослей. Водоросли дают грибу глюкозу, а гриб водорослям - соли и воду.
- Клубеньковые бактерии живут в специальных утолщениях (клубеньках) на корнях растений семейства бобовых. Растения дают бактериям глюкозу, а бактерии дают растениям соли азота, которые они получают при фиксации азота воздуха.
4. Конкуренты - нуждаются в одинаковой пище и/или теооритории. Наиболее острая конкуренция возникает между особями одного вида.
5. Cапрофиты/сапротрофы
(не являются биотическими факторами и вариантами БЗС, только способ питания) - питаются мертвыми организмами (личинки мясных мух, плесневые грибы, бактерии гниения).
Антропогенные факторы
Воздействия человека слишком быстро изменяют окружающую среду. Это приводит к тому, что многие виды становятся редкими и вымирают. Биологическое разнообразие уменьшается, из-за этого .
Например, последствия вырубки леса:
- Разрушается среда обитания для жителей леса (животных, грибов, лишайников, трав). Они могут полностью исчезнуть (уменьшение биоразнообразия).
- Лес своими корнями удерживает верхний плодородный слой почвы. Без поддержки почву может унести ветром (получится пустыня) или водой (получатся овраги).
- Лес с поверхности своих листьев испаряет очень много воды. Если убрать лес, то влажность воздуха в данной местности уменьшится, а влажность почвы увеличится (может образоваться болото).
- В реальности лес выделяет очень мало кислорода "наружу", потому что гетеротрофы этого леса активно дышат. Что делать на ЕГЭ с вариантами про кислород в атмосфере, озоновый слой и парниковый эффект - решайте по обстоятельствам.
АБИОТИЧЕСКИЕ
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите в таблицу цифры, под которыми они указаны. Какие из перечисленных факторов окружающей среды относятся к абиотическим?
1) температура воздуха
2) загрязнение парниковыми газами
3) наличие неперерабатываемого мусора
4) наличие дороги
5) освещённость
6) концентрация кислорода
Ответ
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите в ответе цифры под которыми они указаны. К абиотическим компонентам экосистемы степи относят:
1) травянистую растительность
2) ветровую эрозию
3) минеральный состав почвы
4) режим выпадения осадков
5) видовой состав микроорганизмов
6) сезонный выпас домашнего скота
Ответ
АБИОТИЧЕСКИЕ ТЕКСТ
Прочитайте текст. Выберите три предложения, в которых описаны абиотические факторы. Запишите цифры, под которыми они указаны.
(1) Основной источник света на Земле – Солнце. (2) У светолюбивых растений, как правило, сильно рассеченные листовые пластинки, большое число устьиц в эпидермисе. (3) Влажность среды – важное условие существования живых организмов. (4) У растений в ходе эволюции выработались приспособления для поддержания водного баланса организма. (5) Существенное значение для живых организмов имеет содержание углекислого газа в атмосфере.
Ответ
АБИОТИЧЕСКИЕ - БИОТИЧЕСКИЕ
1. Установите соответствие между примером и группой экологических факторов, которые он иллюстрирует: 1) биотические, 2) абиотические
А) зарастание пруда ряской
Б) увеличение численности мальков рыб
В) поедание мальков рыбы жуком-плавунцом
Г) образование льда
Д) смыв в реку минеральных удобрений
Ответ
2. Установите соответствие между процессом, происходящим в лесном биоценозе, и экологическим фактором, который он характеризует: 1) биотический, 2) абиотический
А) взаимоотношения тлей и божьих коровок
Б) заболачивание почвы
В) суточное изменение освещенности
Г) конкуренция между видами дроздов
Д) повышение влажности воздуха
Е) воздействие гриба-трутовика на берёзу
Ответ
3. Установите соответствие между примерами и экологическими факторами, которые этими примерами иллюстрируются: 1) абиотический, 2) биотический. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) повышение давления атмосферного воздуха
Б) изменение рельефа экосистемы, вызванное землетрясением
В) изменение численности популяции зайцев в результате эпидемии
Г) взаимодействие между волками в стае
Д) конкуренция за территорию между соснами в лесу
Ответ
4. Установите соответствие между характеристикой фактора среды и его видом: 1) биотический, 2) абиотический. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) ультрафиолетовые излучения
Б) пересыхание водоемов во время засухи
В) миграции животных
Г) опыление растений пчелами
Д) фотопериодизм
Е) уменьшение численности белок в неурожайные годы
Ответ
Ответ
6ф. Установите соответствие между примерами и экологическими факторами, которые этими примерами иллюстрируются: 1) абиотический, 2) биотический. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) возрастание кислотности почвы, вызванное извержением вулкана
Б) изменение рельефа биогеоценоза луга после наводнения
В) изменение численности популяции кабанов в результате эпидемии
Г) взаимодействие между осинами в экосистеме леса
Д) конкуренция за территорию между самцами тигров
Ответ
СОБИРАЕМ 7:
А) вытеснение чёрной крысы из ареала особями серой крысы
Б) отлёт ласточек и стрижей на места зимовок в связи с сокращением светового дня
АБИОТИЧЕСКИЕ - АНТРОПОГЕННЫЕ
Установите соответствие между характеристикой среды и экологическим фактором: 1) антропогенный, 2) абиотический. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) вырубка лесов
Б) тропические ливни
В) таяние ледников
Г) лесопосадки
Д) осушение болот
Е) увеличение продолжительности дня весной
Ответ
Ответ
2. Установите соответствие между примерами и экологическими факторами, которые этими примерами иллюстрируются: 1) Биотические, 2) Абиотические, 3) Антропогенные. Запишите цифры 1, 2 и 3 в правильном порядке.
А) Осенний листопад
Б) Высадка деревьев в парке
В) Образование азотной кислоты в почве во время грозы
Г) Освещенность
Д) Борьба за ресурсы в популяции
Е) Выбросы фреонов в атмосферу
Ответ
3. Установите соответствие между примерами и экологическими факторами: 1) абиотический, 2) биотический, 3) антропогенный. Запишите цифры 1-3 в порядке, соответствующем буквам.
А) изменение газового состава атмосферы
Б) распространение семян растений животными
В) осушение болот человеком
Г) увеличение численности консументов в биоценозе
Д) смена времен года
Е) вырубка лесов
Ответ
Ответ
БИОТИЧЕСКИЕ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Среди экологических факторов укажите биотические.
1) наводнение
2) конкуренция между особями вида
3) понижение температуры
4) хищничество
5) недостаток света
6) образование микоризы
Ответ
Ответ
Ответ
АНТРОПОГЕННЫЕ
1. Выберите три варианта. Какие антропогенные факторы оказывают влияние на численность популяции кабанов в лесном сообществе?
1) увеличение численности хищников
2) отстрел животных
3) подкармливание животных
4) распространение инфекционных заболеваний
5) вырубка деревьев
6) суровые погодные условия зимой
Ответ
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие антропогенные факторы оказывают влияние на численность популяции ландыша майского в лесном сообществе?
1) вырубка деревьев
2) увеличение затененности
4) сбор дикорастущих растений
5) низкая температура воздуха зимой
6) вытаптывание почвы
Ответ
3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие процессы в природе относят к антропогенным факторам?
1) разрушение озонового слоя
2) суточное изменение освещённости
3) конкуренция в популяции
4) накопление в почве гербицидов
5) взаимоотношения хищников и их жертв
6) усиление парникового эффекта
Ответ
4. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие антропогенные факторы оказывают влияние на численность растений, занесенных в Красную книгу?
1) разрушение среды их жизни
2) увеличение затенённости
3) недостаток влаги в летний период
4) расширение площадей агроценозов
5) резкие перепады температур
6) вытаптывание почвы
Ответ
5. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие экологические нарушения в биосфере вызваны антропогенным вмешательством?
1) разрушение озонового слоя атмосферы
2) сезонные изменения освещённости поверхности суши
3) падение численности китообразных животных
4) накопление тяжёлых металлов в телах организмов вблизи автострад
5) накопление в почве гумуса в результате листопада
6) накопление осадочных пород в недрах Мирового океана
Ответ
6. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Изменить численность продуцентов в экосистеме могут следующие антропогенные факторы:
1) сбор цветущих растений
2) увеличение численности консументов первого порядка
3) вытаптывание растений туристами
4) уменьшение влажности почвы
5) вырубка дуплистых деревьев
6) увеличение численности консументов второго и третьего порядков
Ответ
============
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите в цифры, под которыми они указаны. К уменьшению численности белок в хвойном лесу приводят следующие факторы:
1) сокращение численности хищных птиц и млекопитающих
2) вырубка хвойных пород деревьев
3) урожай еловых шишек после теплого сухого лета
4) увеличение активности хищников
5) вспышка эпидемий
6) глубокий снежный покров зимой
Ответ
Ответ
3. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Численность консументов I порядка в пресноводном водоеме может сократиться вследствие
1) увеличения численности ракообразных
2) проявления действия стабилизирующего отбора
3) сокращения численности щук
4) увеличения численности серой цапли
5) глубокого промерзания водоема зимой
6) увеличения численности налима и окуня
Ответ
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Уничтожение лесов на обширных территориях приводит к
1) повышению в атмосфере количества вредных примесей азота
2) нарушению озонового слоя
3) нарушению водного режима
4) смене биогеоценозов
5) нарушению направления воздушных потоков
6) сокращению видового разнообразия
Ответ
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Массовая вырубка лесов в биосфере ведет к изменениям:
1) направления движения воздушных потоков
2) уменьшению озонового слоя
3) исчезновение видов
4) эрозии почвы
5) насыщению атмосферы парами воды
6) уменьшению парникового эффекта
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Какие факторы среды могут быть ограничивающими для ручьевой форели?
1) пресная вода
2) содержание кислорода менее 1,6 мг/л
3) температура воды +29 градусов
4) соленость воды
5) освещенность водоема
6) скорость течения реки
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. При резком сокращении численности насекомых-опылителей на лугу со временем
1) сокращается число насекомоопыляемых растений
2) возрастает численность хищных птиц
3) увеличивается количество травоядных животных
4) увеличивается численность ветроопыляемых растений
5) изменяется водный горизонт почвы
6) уменьшается численность насекомоядных птиц
Ответ
Ответ
ХИЩНИЧЕСТВО
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Отношения хищник-жертва устанавливаются между
1) майским жуком и насекомоядными птицами
2) собакой и блохами
3) зайцем и лисой
4) лососем и миногой
5) свиньей и человеком
6) человеком и свиным цепнем
Ответ
ХИЩНИЧЕСТВО - КОНКУРЕНЦИЯ
Установите соответствие между организмами и типом межвидовых отношений, в которые они вступают: 1) хищничество, 2) конкуренция. Запишите цифры 1 и 2 в правильном порядке.
А) циклоп и гидра
Б) жук-плавунец и головастик
В) личинка стрекозы и малёк рыбы
Г) инфузория-туфелька и бактерии
Д) белка и клёст
Е) карась и карп
Ответ
Ответ
Ответ
Ответ
ФОРМИРУЕМ 4:
А) минога - скумбрия
Б) гусеница - наездник
В) печеночный сосальщик - корова
Г) печеночный сосальщик - малый прудовик
Ответ
Ответ
Ответ
Ответ
Ответ
Ответ
Ответ
Ответ
Ответ
СИМБИОЗ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Что представляет собой микориза?
1) грибокорень
2) корневую систему растения
3) грибницу, распространившуюся в почве
4) нити гриба, образующие плодовое тело
Ответ
Выберите один, наиболее правильный вариант. Микориза гриба представляет собой
1) грибницу, на которой развиваются плодовые тела
2) множество вытянутых в длину клеток
3) сложные переплетения гифов
4) сожительство гриба и корней растений
Ответ
Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Микоризу образуют
1) береза и подберезовик
2) береза и березовая чага
3) осина и подосиновик
4) сосна и боровик
5) кукуруза и головня
6) рожь и спорынья
Ответ
СИМБИОЗ ПРИМЕРЫ
1. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. Примерами симбиотических отношений являются:
1) гриб трутовик и береза
2) росянка и насекомые
3) клубеньковые бактерии и бобовые растения
4) целлюлозоразрушающие бактерии и растительноядные животные
5) каннибализм у хищных рыб
6) актиния и рак-отшельник
Ответ
2. Выберите три верных ответа из шести и запишите цифры, под которыми они указаны. В экосистеме смешанного леса симбиотические отношения устанавливаются между
1) берёзами и елями
2) берёзами и грибами-трутовиками
3) тлями и муравьями
4) ежами и насекомоядными птицами
5) берёзами и подберёзовиками
6) черемухой и опыляющими её мухами
Ответ
СИМБИОЗ - КОНКУРЕНЦИЯ
Установите соответствие между популяциями организмов в экосистеме и типом межвидовых отношений, который характерен для этих популяций: 1) конкуренция, 2) симбиоз. Запишите цифры 1 и 2 в порядке, соответствующем буквам.
А) носорог и воловьи птицы
Б) береза и подберезовик
В) щука и речной окунь
Г) бобы и клубеньковые бактерии
Д) бабочка-капустница и бабочка-репейница
Е) картофель и пырей ползучий
Ответ
© Д.В.Поздняков, 2009-2019
Экологические факторы среды
Тест
по теме «Экологические факторы среды»
Выберите один правильный ответ:
1.Какой абиотический фактор может привести к резкому сокращению численности популяции речного бобра?
1) обильные дожди летом
2) увеличение численности водных растений
3) пересыхание водоема
4) интенсивный отстрел животных
(правильный ответ: 3)
2. Какой антропогенный фактор может привести к увеличению численности популяции зайцев в лесу?
1) рубка деревьев
2) отстрел волков и лисиц
3) вытаптывание растений
4) разведение костров
(Правильный ответ: 2)
3. Какой фактор среды служит сигналом для подготовки птиц к перелетам?
1) понижение температуры воздуха
2) изменение продолжительности светового дня
3) увеличение облачности
4) изменение атмосферного давления
(правильный ответ:2)
4.Парниковый эффект может способствовать бурному развитию растений в биосфере, так как он ведет
1) к накоплению в атмосфере кислорода
2) к увеличению прозрачности атмосферы
3) к увеличению плотности атмосферы
4) к накоплению в атмосфере углекислого газа
(правильный ответ: 1)
5.Все факторы живой и неживой природы, воздействующие на особи, популяции, виды, называют
1)абиотическими
2) биотическими
3)экологическими
4) антропогенными
(правильный ответ:3)
6. К абиотическим факторам относят
1) подрывание кабанами корней
2) нашествие саранчи
3) образование колоний птиц
4) обильный снегопад
(правильный ответ:4)
7.Пищевые связи в экосистеме называются
1) абиотическими
2) антропогенными
3) ограничивающими
4) биотическими
(правильный ответ:4)
8.Факторы,
вызывающие загрязнение окружающей
среды,
связанные с деятельностью
человека, называют
1) ограничивающими
2) антропогенными
3) биотическими
4) абиотическими
(правильный ответ:2)
9.Какие факторы называют антропогенными?
1) связанные с деятельностью человека
2) абиотического характера
3) биотического характера
4) определяющие функционирование агроценозов
(правильный ответ:1)
10.К биотическим компонентам экосистемы относят
1) газовый состав атмосферы
2) состав и структуру почвы
3) особенности климата и погоды
4) продуцентов, консументов, редуцентов
(правильный ответ:4)
Выберите один правильный ответ
Вопрос 1. Условия среды обычно определяют как:
1. экологические факторы, оказывающие влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ;
2. перемены в средообразующих компонентах или их сочетаниях, имеющие колебательный характер с восстановлением прежних условий жизни;
3. степень соответствия природных условий потребностям людей или других живых организмов;
4. баланс естественных или измененных человеком средообразующих компонентов и природных процессов;
5. сложение природных и антропогенных факторов, создающее в сумме новые экологические условия обитания организмов и биотических сообществ.
(правильный ответ:1)
Вопрос 2. Какое определение соответствует понятию «абиотические факторы среды»:
1. компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно действующие на живые организмы;
2. природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях;
3. перемена в средообразующих компонентах или их сочетаниях, которая не может быть компенсирована в ходе природных восстановительных процессов;
4. факторы, оказывающие как непосредственное, так и косвенное влияние на организмы;
5. взаимосвязи между видами, при которых организмы одного вида живут за счет питательных веществ других видов.
(правильный ответ:1)
Вопрос 3. Биотические факторы среды – это:
1. совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания;
2. физиолого-экологическая адаптация организмов, обеспечивающая высокий уровень обмена веществ в период активности животных и низкие потери энергии в период зимней спячки;
3. соотношение между энергией, полученной организмом извне, и ее расходом на построение тела и процессы жизнедеятельности;
4. экологические факторы, оказывающие наибольшее влияние на численность и жизнедеятельность организмов.
5. силы и явления природы, происхождение которых прямо не связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов.
(правильный ответ:1)
Вопрос 4. Антропогенные факторы - это:
1. формы деятельности человека, которые воздействуют на естественную природную среду, изменяя условия обитания живых организмов;
2. совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания;
3. совокупность естественно-природных особенностей существования организмов и антропогенных воздействий;
4. группа факторов, связанных как с прямым, так и опосредованным влиянием живых организмов на среду;
5. факторы, обеспечивающие высокий уровень обмена веществ в период активности животных и низкие потери энергии в период зимней спячки.
(правильный ответ:1)
Вопрос 5. Строительство плотины можно рассматривать как пример фактора:
1. абиотического;
2. биотического;
3. антропогенного;
4. вообще не экологического;
5. гидробионтного.
(правильный ответ:3)
В 4. Установите соответствие между характеристикой среды и её фактором
ФАКТОРЫ СРЕДЫ
А) биотические
Б) абиотические
ХАРАКТЕРИСТИКА
1) постоянство газового состава атмосферы
2) изменение толщины озонового экрана
3) изменение влажности воздуха
4) изменение численности консументов
5) изменение численности продуцентов
(правильный ответ:А-4,5,6. Б-1,2,3.)
В 6. Установите в какой последовательности располагаются уровни организации живого:
А) биоценотический
Б) видовой
В) популяционный
Г) биогеоценотический
Д) организменный
Е) биосферный
(правильный ответ: Д,Б,В,А,Г,Е.)
С 3. Прочитайте текст и найдите в нем предложения, в которых содержатся биологические ошибки. Запишите сначала номера этих предложений, а затем их правильно сформулируйте.
1. Все экологические факторы, действующие на организмы подразделяются на биотические, геологические и антропогенные.
2. Биотические факторы – это температурные, климатические условия, влажность, освещенность.
3. Антропогенные факторы – влияние человека и продуктов его деятельности на среду.
4. Фактор, значение которого в данный момент находится на пределах выносливости и в наибольшей степени отклоняется от оптимального значения, называют ограничивающим.
5. Мутуализм – форма взаимоотрицательных взаимодействий между организмами.
Ответы:
1-на Абиотические, Биотические и Антропогенные.
3-правильно
4-правильно
5-взаимоположительных взаимодействий(взаимовыгодные отношения между особями)