Open Library - открытая библиотека учебной информации. Лимитирующим фактором для растений в пустыне обычно является

Лимитирующие факторы наземных экологических систем

Экология Лимитирующие факторы наземных экологических систем

просмотров - 952

Лимитирующие факторы водных экосистем

Водные экологические системы являются преобладающими на нашей планете. В водоемах на живые организмы действует множество лимитирующих факторов.

Для многих гидробионтов лимитирующим фактором является концентрация кислорода в воде. В воде кислорода в 20 раз меньше, чем в атмосфере. Источники его поступления в водоемы – диффузия из атмосферного воздуха и фотосинтез водных растений (водорослей). Растворению кислорода способствуют понижение температуры, ветер и волнение воды. Лимитирующее действие углекислого газа в воде явно не выражено, но известно, что высокое его содержание ведет к гибели рыбы и других гидробионтов.

При растворении углекислого газа в воде образуется слабая угольная кислота Н2СО3, легко образующая карбонаты и бикарбонаты. Карбонаты – источник питательных веществ для построения раковин и костной ткани и хороший буфер для поддержания водородного показателя (рН) водной среды на нейтральном уровне.

Важность последнего обстоятельства состоит в том, что для гидробионтов интервал толерантности по рН столь узок, что даже незначительные отклонения от оптимума приводят организм к гибели. Это связано с очень тонкой системой ферментной регуляции в организме.

В водных экосистемах лимитирующим фактором является соленость воды. Соленость определяет виды живых организмов, обитающих в морских экосистемах и пресноводных экосистемах.

Число и разновидность организмов на разных глубинах определяется также такими основными лимитирующими факторами, как температура и количество солнечного света.

Концентрации кислорода и углекислого газа являются лимитирующими факторами даже в наземных экосистемах. В почвах и подстилающих их породах, вплоть до уровня грунтовых вод, концентрация углекислого газа незначительна. Кислород становится лимитирующим фактором дляаэробов-редуцентов (микроорганизмов), что приводит к замедлению разложения отмершей органики.

Лимитирующими факторами в наземных экосистемах являются также температура, вода, свет и биогенные (жизненно важные) элементы, такие, как фосфор, азот, сера, кальций, магний, йод и др.

К примеру, фосфор – важный и необходимый элемент протоплазмы, а азот входит во всœе белковые молекулы. Основным источником азота для организмов является атмосферный воздух, а фосфора – горные породы и отмершие организмы. Фосфора в организме содержится больше в процентном соотношении, чем в природных источниках, именно в связи с этим так велика его лимитирующая роль. К примеру, в 1 грамме желтка яйца утки фосфора содержится в 9* 106 раз больше, чем в одном грамме воды, которую пьет птица. Недостаток фосфора по своему значению стоит на втором месте после воды.

Лишь немногим по своему значению этим элементам уступают калий, кальций, сера и магний. Калий входит в состав клеток, играет важную роль в осмотических процессах, в работе нервной системы животных и человека, способствует росту растений. Кальций является составной частью раковин и костей животных, необходим растениям. Сера входит в состав некоторых аминокислот, коферментов, витаминов, обеспечивает хемосинтез. Магний – необходимая часть молекул хлорофилла, входит в состав рибосом растений и животных. Недостаток в организме человека и животных как макро-, так и микроэлементов приводит к возникновению опасных заболеваний.

Стоит сказать, что для нормального развития и роста растений крайне важно наличие в достаточном количестве желœеза, марганца, цинка, бора, кремния, молибдена, хлора, ванадия, кобальта. В случае если растениям не хватает марганца, желœеза, хлора, цинка и ванадия, то не будет полноценным процесс фотосинтеза. В случае если не будет молибдена, бора, кобальта͵ желœеза, то нарушится азотный обмен.

Выводы

Экология - ϶ᴛᴏ наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. Объектами изучения экологии являются организмы (их взаимосвязи с окружающей средой), популяции (группы особей одного вида на определœенной территории), экологические системы (сообщества живых организмов, тесно взаимодействующих с окружающей средой). Интерес к окружающей среде человек проявил еще в глубокой древности, ᴛ.ᴇ. история развития экологии своими корнями уходит в глубокое прошлое. При этом и в настоящее время экология является одной из самых динамично развивающихся научных дисциплин. Это связано с резким ухудшением качества среды обитания, деградацией многих природных ресурсов планеты, что ставит под угрозу устойчивое развитие человечества. В современной экологии выделяют: теоретическую экологию, изучающую общие закономерности взаимодействия организма с окружающей средой, и прикладную экологию, изучающую изменение среды обитания происходящее в результате антропогенной деятельности и способы предотвращения деградации среды обитания.

В развитие как теоретической, так и прикладной экологии внесли вклад многие российские и зарубежные ученые.

Чтобы понять, насколько сложным является взаимодействие организма со средой обитания, крайне важно детально изучить влияние экологических факторов на организм, ᴛ.ᴇ. всœех факторов, прямо или косвенно влияющих на организм со стороны среды обитания.

Многие из факторов, влияющих на организмы, являются лимитирующими, ᴛ.ᴇ. они ограничивают рост и развитие организма из-за их недостатка или избытка. Некоторые организмы выдерживают значительные изменения уровня действующих факторов (эврибиоты), другие же не способны противостоять даже незначительным их изменениям (стенобионты). Τᴀᴋᴎᴍ ᴏϬᴩᴀᴈᴏᴍ, каждый вид характеризуется определœенной экологической пластичностью (валентностью).

Читайте также

oplib.ru

1

Министерство общего и профессионального образования

Российской Федерации

Томский Государственный Университет Систем Управления

и Радиоэлектроники

Контрольная работа по экологии.

Вариант №10

Выполнил:

.

Проверил:

_____________________

План контрольной работы:

1. Почему в процессе экологической сукцесии продуктивность экосистемы возрастает?

2. Воздействие лимитиоующих факторов на жизнедеятельность организмов.

3. Выполнить практические работы №1 и №2.

4. Жилой комплекс сбрасывает в речку 70 млн. литров сточных вод в день, которые смешиваются с чистой водой в реке в соотношении 1:15. БПК сточных вод составляет 120 мг*л-1. Какое БПК будет иметь вода в зоне загрязнения? Смогут ли в этой воде обитать личинка и куколка москита?

5. Возобновимые и невозобновимые ресурсы. В чем заключается различие между ресурсами биосферы и ресурсами техносферы?

6. Объясните влияние кислотных дождей на природные компоненты, здоровье человека, памятники архитектуры.

7. Обобщающая концепция лимитирующих факторов. Привести примеры.

8. Экологические последствия радиационного загрязнения биосферы.

Почему в процессе экологической сукцесии продуктивность экосистемы возрастает?

Сукцессия (лат. сукцессио - преемственность, наследование) - после­довательная замена одной экосистемы (биоценоза, фитоценоза и т.п.) на дру­гую, преемственно возникающую в пределах одного биотопа под влиянием главным образом процессов внутреннего развития сообществ, их взаимодейст­вия с окружающей их средой.

Существует много форм сукцессии. Главнейшие из них - первичная и вторичная сукцессии. Первичная сукцессия возникает на местах, изначально абсолютно лишенных жизни. Например, местообитания, обнажившиеся на юге Аляски после отступления ледника, заселялись в следующей последовательно­сти: вначале появились мхи, которые затем сменились осоками, стелющимися и кустарниковыми ивами, на смену им пришли заросли ольхи и ситхинскойели, и в конце этого ряда появились лесные формации из ели и тсуги. Весь процесс занял примерно 100 лет.

Вторичная сукцессия возникает на местах разрушенных сообществ, где почва и часть организмов сохранились (например, такая последовательность: вырубка леса  луг  кустарник  береза  кедр).

Особую форму составляет вековая (циклическая) сукцессия, связанная с глобальными природными циклами (солнечной активностью, климатическими изменениями).

В целом цепь сменяющих друг друга биоценозов называется сукцессионным рядом или серией (сериальные стадии). В сукцессионном ряду каждый биоценоз представляет собой определенную стадию формирования конечно­го, завершающего, или так называемого климаксного сообщества. По мере усложнения сообщества усложняются и связи между популяциями. Менее приспособленные к новым условиям замещаются более приспособленными, и так до тех пор, пока не появятся виды, которых условия среды полностью устраивают, и они уже не замещаются другими видами. В результате сообще­ство становится стабильным и достигает своей завершающей стадии - кли­макса (греч. климакс – лестница), который является высшей, наиболее сба­лансированной стадией сукцессии и может существовать очень длительное время. Однако такое климаксное состояние биоценоза не бывает постоянным во времени и пространстве, установившимся раз и навсегда. Поэтому термин «климакс» используют лишь в смысле приобретения биоценозом определен­ной замедленности в развитии, поскольку даже при кажущейся неизменности в биоценозе все-таки протекают процессы, которые подготавливают его к сукцессии.

Знание специфики сукцессионных стадий позволяет вести разумную хо­зяйственную деятельность и более рационально использовать ресурсы при­родных экосистем.

Прогрессивными процессами характеризуются обычно только сукцессии, связанные с естественными постепенными воздействиями. Если же происхо­дит быстрое и массированное нарушение гомеостаза, например при вторжении человека, то эволюционные механизмы нарушаются, принцип Ле Шателье-Брауна перестает действовать в полной мере, и системы не могут восстановить внутреннее равновесие на прежнем высоком организационном уровне. В луч­шем случае они заменяются другими, как правило, менее продуктивными и ус­тойчивыми, а в худшем - происходит опустынивание, уничтожение или рез­кое снижение биомассы с невозможностью ее самовосстановления. (Сегодня общая площадь пустынь и полупустынь мира оценивается в 48,4 млн. км2. Из них не менее 10 млн. км2 составляют пустыни антропогенные.)

Как правило, в ходе сукцессии возрастает продуктивность биоценоза, т.е. синтез органического вещества на единицу площади, увеличивается его видо­вое разнообразие, появляются или размножаются виды с более крупными осо­бями, которые наиболее эффективно используют каждую калорию.

С наибольшей эффективностью любая система функционирует в некото­рых характерных для нее пространственно-временных пределах (или: никакая система не может сужаться или расширяться до бесконечности).

То есть в законе речь идет о том, что размер системы должен соответст­вовать тем функциям, которые она выполняет. Обычно такой размер называют характерным размером системы. Ясно, например, что для того, чтобы летать, птица не может быть слишком большой. Понятно также, почему чрезмерно крупные особи, требующие слишком большого количества пищи для поддер­жания своей энергетики, обычно вымирают. Кстати, возможно, что это одна из причин гибели динозавров.

Воздействие лимитирующих факторов на жизнедеятельность организмов.

Несмотря на многообразие экологических факторов и различную природу их происхождения, существуют некоторые общие правила и закономерности их воздействия на живые организмы.

Для жизни организмов необходимо определенное сочетание условий. Если все условия среды обитания благоприятны, за исключением одного, то именно это условие становится решающим для жизни рассматриваемого организма. Оно ограничивает (лимитирует) развитие организма, поэтому называется лимитирующим фактором. Первоначально было установлено, что развитие живых организмов ограничивает недостаток какого-либо компонента, например, минеральных солей, влаги, света и т.п. В середине XIX века немецкий химик органик Юстас Либих первым экспериментально доказал, что рост растения зависит от того элемента питания, который присутствует в относительно минимальном количестве. Он назвал это явление законом минимума; в честь автора его еще называют законом Либиха.

В современной формулировке закон минимумазвучит так:выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Однако, как выяснилось позже, лимитирующим может быть не только недостаток, но и избыток фактора, например, гибель урожая из-за дождей, перенасыщение почвы удобрениями и т.п. Понятие о том, что наравне с минимумом лимитирующим фактором может быть и максимум, ввел спустя 70 лет после Либиха американский зоолог В.Шелфорд, сформулировавший закон толерантности. Согласнозакону толерантности лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (предел толерантности) или экологическую валентность организма к данному фактору.

Благоприятный диапазон действия экологического фактора называется зоной оптимума(нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называетсязоной угнетения. Максимально и минимально переносимые значения фактора - это критические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно.

Принцип лимитирующих факторов справедлив для всех типов живых организмов - растений, животных, микроорганизмов и относится как к абиотическим, так и к биотическим факторам. Например, лимитирующим фактором для развития организмов данного вида может стать конкуренция со стороны другого вида. В земледелии лимитирующим фактором часто становятся вредители, сорняки, а для некоторых растений лимитирующим фактором развития становится недостаток (или отсутствие) представителей другого вида. Например, в Калифорнию из средиземноморья завезли новый вид инжира, но он не плодоносил, пока оттуда же не завезли единственный для него вид пчел-опылителей.

В соответствии с законом толерантности любой избыток вещества или энергии оказывается загрязняющим среду началом. Так, избыток воды даже в засушливых районах вреден и вода может рассматриваться как обычный загрязнитель, хотя в оптимальных количествах она просто необходима. В частности, избыток воды препятствует нормальному почвообразованию в черноземной зоне.

Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением к названию фактора приставки "эври", например, животные, способные выносить значительные колебания температуры, называются эвритермными. Неспособность переносить значительные колебания факторов или низкая экологическая валентность характеризуется приставкой "стено", например, стенотермные животные. Небольшие изменения температуры мало сказываются на эвритермных организмах и могут оказаться гибельными для стенотермных.

Виды, для существования которых необходимы строго определенные экологические условия, называют стенобиотными, а виды, приспосабливающиеся к экологической обстановке с широким диапазоном изменения параметров, - эврибиотными.

Предел толерантности организма изменяется при переходе из одной стадии развития в другую. Часто молодые организмы оказываются более уязвимыми и более требовательными к условиям среды, чем взрослые особи. Наиболее критическим с точки зрения воздействия разных факторов является период размножения: в этот период многие факторы становятся лимитирующими. Экологическая валентность для размножающихся особей, семян, эмбрионов, личинок, яиц обычно уже, чем для взрослых не размножающихся растений или животных того же вида. Например, многие морские животные могут переносить солоноватую или пресную воду с высоким содержанием хлоридов, поэтому они часто заходят в реки вверх по течению. Но их личинки не могут жить в таких водах, так что вид не может размножаться в реке и не обосновывается здесь на постоянное местообитание. Многие птицы летят выводить птенцов в места с более теплым климатом и т.п.

До сих пор речь шла о пределе толерантности живого организма по отношению к одному фактору, но в природе все экологические факторы действуют совместно.

Оптимальная зона и пределы выносливости организма по отношению к какому-либо фактору среды могут смещаться в зависимости от того, в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность получила название взаимодействия экологических факторов. Например, известно, что жару легче переносить при сухом, а не влажном воздухе; угроза замерзания значительно выше при низкой температуре с сильным ветром, чем в безветренную погоду. Для роста растений необходим, в частности, такой элемент, как цинк, именно он часто оказывается лимитирующим фактором. Но для растений, растущих в тени, потребность в нем меньше, чем для находящихся на солнце. Происходит так называемая компенсация действия факторов.

Однако взаимная компенсация имеет определенные пределы и полностью заменить один из факторов другим нельзя. Полное отсутствие воды или хотя бы одного из необходимых элементов минерального питания делает жизнь растений невозможной, несмотря на самые благоприятные сочетания других условий. Отсюда следует вывод, что все условия среды, необходимые для поддержания жизни, играют равную роль и любой фактор может ограничивать возможности существования организмов - это закон равнозначности всех условий жизни.

Известно, что каждый фактор неодинаково влияет на разные функции организма. Условия, оптимальные для одних процессов, например для роста организма, могут оказаться зоной угнетения для других, например для размножения, и выходить за пределы толерантности, то есть приводить к гибели, для третьих. Поэтому жизненный цикл, в соответствии с которым организм в определенные периоды осуществляет преимущественно те или иные функции - питание, рост, размножение, расселение, - всегда согласован с сезонными изменениями факторов среды, как например с сезонностью в мире растений, обусловленной сменой времен года.

Среди законов, определяющих взаимодействие индивида или особи с окружающей его средой, выделим правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма. Оно утверждает,что вид организмов может существовать до тех пор и постольку, поскольку окружающая его природная среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к ее колебаниям и изменениям. Каждый вид живого возник в определенной среде, в той или иной степени приспособился к ней и дальнейшее существование вида возможно лишь в данной или близкой к ней среде. Резкое и быстрое изменение среды жизни может привести к тому, что генетические возможности вида окажутся недостаточными для приспособления к новым условиям. На этом, в частности, основана одна из гипотез вымирания крупных пресмыкающихся с резким изменением абиотических условий на планете: крупные организмы менее изменчивы, чем мелкие, поэтому для адаптации им нужно гораздо больше времени. В связи с этим коренные преобразования природы опасны для ныне существующих видов, в том числе и для самого человека.

Выполнить практические работы №1 и №2.

Выполнены, и находятся в файле: «EcolPr01_02v10tam.doc»

Жилой комплекс сбрасывает в речку 70 млн. литров сточных вод в день, которые смешиваются с чистой водой в реке в соотношении 1:15. БПК сточных вод составляет 120 мг*л-1. Какое БПК будет иметь вода в зоне загрязнения? Смогут ли в этой воде обитать личинка и куколка москита?

БПКСМЕСИ=

Возобновимые и невозобновимые ресурсы. В чем заключается различие между ресурсами биосферы и ресурсами техносферы?

Природные ресурсы: экологическая интерпретация

Ресурсы -это материалы, силы и потоки вещества, энергии и информации, которые:

а) образуют входные звенья природных или хозяйственных циклов, являются их необходимыми участниками и в связи с этим - но­сителями функции полезности;

б) имеют измеряемое количест­венное выражение: массу, объем, плотность, концентрацию, ин­тенсивность, мощность, стоимость;

в) при изменениях во време­ни подчиняются фундаментальным законам сохранения.

Все естественные материальные и энергетические ресурсы, используемые человеком, принято называть природными ресурсами. При этом часто забывают, что, во-первых, большинство из них является ресурсами не только для человека, но в основ­ном и в первую очередь ресурсами для живой природы. Сово­купность живых организмов планеты - биота биосферы - сама является важнейшим ресурсом для человечества: она не только снабжает нас самыми важными материалами и энергией, но и обладает мощной средообразующей и средорегулирующей фун­кцией. Во-вторых, с экологической точки зрения по отношению к живой природе значительная часть ресурсов недр, используемых человеком (нефть, ртуть, уран и т.п.), а также не­которые формы энергии (проникающая радиация, микроволны) являются, в сущности, антиресурсами,так как ими извращена функция биологической полезности.

Поэтому следует различать:

• ресурсы биосферы,представленные только возобновимыми ресурсами веществ, энергии и информации, находящими­ся под контролем живых организмов;

• ресурсы техносферы,в которые кроме части ресурсов биосферы, захваченных человеком и вырванных им из биоти­ческого круговорота, входят и невозобновимые ресурсы, добываемые в основном из недр, находящиеся вне кон­троля биоты биосферы и которые никаким существам, кроме человека, не нужны, чаще вредны. Следовательно, то, что в большинстве случаев по привычке называютприродными ресурсами,гораздо правильнее называть естественными ресурсами производства и потребления человека.

Объем возобновимых ресурсов, используемых техносферой, определяет ее природоемкость.Мерой природоемкости техносферы илиприродоемкости производстваможет служить отно­шение техногенной эмиссии углерода к его биотическому кру­говороту или соотношение между технической и биотической энергетикой.

Классификация ресурсов

Существует несколько классификаций природных ресурсов: естественная, хозяйственная и экологическая.

Естественная классификацияоснована на разделении ре­сурсов по компонентам природной среды: земельные, мине­ральные, водные, климатические, атмосферные, раститель­ные, животного мира и т.п. Вхозяйственной классификации ведущее значение имеет отраслевая принадлежность: ресурсы топливно-энергетического комплекса, металлургии, химиче­ской промышленности, сельского хозяйства, лесоперерабатывающей промышленности и т.д. При этом во многих случаях четко разделяются:

• эксплуатационные и поддерживающие ресурсы;

• используемые и потенциальные ресурсы;

• энергетические и неэнергетические ресурсы.

С эколого-экономическоиточки зрения наибольший интерес представляет классификация природных ресурсов по признакам исчерпаемости и возобновляемое™. К практически неисчерпае­мым (в пределах времени существования техносферы) часто от­носят космические (солнечную радиацию, гравитацию) и плане­тарные ресурсы (наличие атмосферы, гидросферы, геотермальной энергии). Однако в конкретных земных и тем более техносферных условияхXXв. действуетзакон ограниченности (исчер­паемости) всех природных ресурсов.Потому что под влиянием антропогенных качественных изменений среды (состава и рас­пределения воды, состава и спектральной прозрачности атмо­сферы, термического режима геосфер и т.п.) могут быть сущест­венно ограничены ресурсы, казавшиеся неисчерпаемыми.

Возобновимые ресурсы -это вещества и силы, которые соз­даются на Земле благодаря текущему потоку солнечной энергии: тепло, атмосферная влага, вода осадков и всех пресных вод, те­чение рек и гидроэнергия, энергия ветров, волн и течений, поч­ва и некоторые минералы, все живые организмы, экосистемы, биосфера. Наконец, сам человек. Все важнейшие возобновимые ресурсы биосферы оказываются практически исчерпаемыми, если скорость их изъятия становится больше скорости возобновления. Для различных во­зобновимых, особенно для биологических, ресурсов существуют пределы скорости изъятия и степени исчерпания, после превы­шения которых уже невозможно возобновление, так как нару­шается его естественный режим. Чаще всего это относится к численности популяции или биоразнообразию экосистемы. Но это может быть отнесено и к экосфере в целом.

Разумеется, исчерпаемы и все невозобновимые ресурсы.К ним относится подавляющее большинство ископаемых: горные ма­териалы, руды, минералы, возникшие в геологической истории Земли, а также выпавшие из биотического круговорота и погре­бенные в недрах продукты древней биосферы - ископаемое топливо и осадочные карбонаты. Некоторые минеральные ре­сурсы и сейчас медленно образуются при геохимических про­цессах в недрах, глубинах океана или на поверхности земной коры. В отношении полезных ископаемых большое значение имеетдоступность и качестворесурса, а также количественное соотношение между неизвестными, но предполагаемыми ресур­сами (Н), оцененными потенциальными (П), реальными разве­данными (Р) и эксплуатационными (Э) запасами, причем обыч­но Н>П>Р>Э (рис. 1).

Рис. 1. Соотношение ресурсов и запасов для ископаемых топлив и минералов.

Н - неизвестные ресурсы; П - потенциальные неразрабатываемые запасы; Р - разведанные и измеренные запасы; Э - эксплуатационные запасы; 1 - успеш­ность георазведки; 2 - возрастание сортности; 3 - уровень рентабельности

Принципиальное отличие техносферы от экосферы заклю­чается в том, что экосфера использует исключительно контро­лируемые ею возобновимые ресурсы, тогда как человек в техносфере кроме захвата значительной части экосферных ресур­сов использует и огромную массу невозобновимых ресурсов, чуждых экосфере.

Не противоречащая динамической устойчивости биосферы эксплуатация возобновимых и невозобновимых ресурсов воз­можна только при значительном сокращении объема эксплуа­тации и на фоне глубокой экологизации экономики, превра­щающей систему «человек - экономика» в контур с отрица­тельной обратной связью. Для этого необходим переход к та­кой модели экономики, при которой все потребители ресур­сов полностью и с процентами компенсировали бы ущерб, наносимый природной среде, экологическим системам и здо­ровью людей.

Объясните влияние кислотных дождей на природные компоненты, здоровье человека, памятники архитектуры.

По ряду показателей, в первую очередь по массе и распространенности вредных эффектов, атмосферным загрязнителем номер один считают диоксид серы. Он образуется при окислении се­ры, содержащейся в топливе или в составе сульфидных руд:

Очистка отходящих газов от этого вещества может быть дос­таточно глубокой. В связи с увеличением мощности высокотем­пературных процессов, переводом многих ТЭС на газ и ростом парка автомобилей растут выбросы окислов азота, образующих­ся при окислении атмосферного азота:

От окислов азота несколько труднее избавиться, чем от SO2. Постоянное поступление в атмосферу больших количествSO2и окислов азота, а также (изредка — в результате аварийных выбросов) хлористого водорода приводит к заметному сниже­нию рН атмосферных осадков. Это происходит из-за вторичных реакций в атмосфере, приводящих к образованию сильных ки­слот — серной и азотной. В этих реакциях участвуют кислород и пары воды, а также частицы техногенной пыли в качестве ка­тализаторов:

Здесь показаны суммарные реакции. Масштабы первого из этих процессов примерно на порядок больше, чем второго и третьего. В атмосфере оказывается и ряд промежуточных продуктов указанных реакций, в том числе сернистая и азотистая кислоты. Растворение кислот в атмосферной влаге приводит к образованию кислотного тумана и к выпадению кислотных дождей.Кислотность (рН) осадков в ряде случаев снижается на 2—2,5 единицы, т.е. вместо нормальных 5,6—5,7 до 3,2—3,7. В 1974 г. в Шотландии был зарегистрирован дождь с рН 2,7.

Следует напомнить, что рН — это отрицательный десятич­ный логарифм концентрации водородных ионов, и, следова­тельно, вода с рН 2,7 в тысячу раз «кислее» воды с рН 5,7. В промышленных районах и в зонах атмосферного заноса окислов серы и азота рН дождевой воды колеблется от 3 до 5. Кислот­ные осадки особенно опасны в районах с кислыми почвами и низкой буферностью природных вод. В Америке и Евразии это обширные территории севернее 55° с. ш. Техногенная кислота, помимо прямого негативного действия на растения, животных и микрофлору увеличивает подвижность и вымывание почвенных катионов, вытесняет из карбонатов и органики почвы углекис­лый газ, закисляет воду рек и озер. Это приводит к неблагопри­ятным цепным изменениям в водных экосистемах. Природные комплексы Южной Канады и Северной Европы уже давно ощущают действие кислых осадков.

На больших пространствах наблюдается деградация хвойных лесов, беднеет фауна водоемов. В 1970-х годах в реках и озерах Шотландии и Скандинавии начали гибнуть лосось и форель. Сходные явления происходят и в России, особенно на северо-западе, на Урале и в районе Норильска, где громадные площади тайги и лесотундры стали почти безжизненными из-за серни­стых выбросов Норильского комбината. Наибольшие плотности непосредственно приурочены к промышленным регионам. За последние 10—15 лет выпадение кислотных осадков в районах их обычных проявлений в Западной Европе заметно уменьшилось в связи с мерами по охране воздушного бассейна.

Обобщающая концепция лимитирующих факторов. Привести примеры.

В совокупности условий существования почти всегда можно выделить фактор, который сильнее других влияет на состояние организма или популяции. Дефицит какого-нибудь одного важ­ного ресурса (воды, света, тепла или элемента пищи) ограничи­вает жизнедеятельность даже тогда, когда все остальные условия оптимальны. Такие факторы называют ограничивающимиилилимитирующими.Их действие обозначают какзакон лимитирую­щих факторов:факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальные (т.е. наихудшие) значения, ограничивают воз­можность существования популяции, вида в данных условиях вопреки и несмотря на оптимальное сочетание других факторов.

Это положение уточняет закон минимума,сформулирован­ный основателем агрохимии Ю. Либихом еще в 1840 г. Он по­казал, что урожай растений можно эффективнее всего повы­сить, улучшив минимальный фактор (обычно увеличив количе­ство азота или фосфора в почве). Но лимитирующим образом могут действовать не только минимальные, но и максимальные значения фактора: высокая щелочность и чрезмерное содержа­ние кальция или натрия в почве, высокая температура, избы­точная освещенность и т.п. Это наблюдение легло в основуза­кона толерантности:лимитирующим может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору.

studfiles.net

15.Основные закономерности действия экологических факторов и живых организмов.

Эффект воздействия экологического фактора зависит не только от его характера, но и от дозы, воспринимаемой организмом. Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма, называется оптимумом, а дающая наихудший результат – пессимумом, то есть это - условия, при которых организм угнетён, но еще может существовать. При летальных значениях фактора организм гибнет. Минимальная и максимальная точки фактора, где организм еще способен выжить, называются экологическим минимумом и максимумом. Диапазон колебаний интенсивности экологического фактора между этими точками называется зоной толерантности (выносливости) или биоинтервалом. У эврибионтов он широкий, у стенобионтов – узкий. Для каждого вида существуют оптимальные значения каждого экологического фактора, и чем дальше значения фактора отклоняется от него, тем сильнее угнетается жизнедеятельность особей (закон оптимума). Урожай определяется веществом, находящемся в минимуме (закон минимума – Ю.Либих). Факторы среды, значения которых близки к пределам выносливости (лимитирующие) ограничивают существования вида даже при оптимальных значениях других факторов (закон толерантности = закон лимитирующих факторов – В. Шелфорд).

studfiles.net

• 
  Какое значение вода имеет для растений животных человека
• 
  Растения сидераты и их использование для оздоровления почвы
• 
  Что такое орган какие органы растений вы знаете
• 
  Красная книга костромской области животные и растения фото
• 
  Мой сад дача загородный дом огород растения видео
• 
  Растения для живой изгороди быстрорастущие фото и названия
• 
  Какие растения можно посадить на даче в тени
• 
  Какие комнатные растения нельзя держать дома фото приметы
• 
  Многолетние растения для дачи фото с названиями каталог
• 
  В каких из растений происходящие изменения могут заблаговременно
• 
  Облепиха как отличить мужское растение от женского фото