68425

Экологические факторы

Лекция

Экология и защита окружающей среды

В числе факторов неживой природы присутствуют физические космические климатические орографические почвенные и химические компоненты воздуха воды кислотность и иные химические свойства почвы примеси промышленного происхождения. Содержание водяного пара в воздухе зависит от температуры...

Русский

2014-09-22

60 KB

1 чел.

Лекция № 6

Экологические факторы

  1.  Определение экологических факторов.
  2.  Классификация экологических факторов (абиотические, биотические).
  3.  Абиотические факторы воздушной и водной среды.

В основе взаимодействия организмов и окружающей среды лежат причинно-следственные отношения. Организм получает информацию из окружающей среды в виде определённых сигналов, имеющих материальную природу, и реагирует на эти сигналы.

Окружающая среда как источник информации – это все тела и явления (природные и антропогенные),  с которыми организм находится в прямых или косвенных отношениях.

 В экологии поступающие к организму сигналы называют факторами.

 Экологический фактор – это любой элемент окружающей среды, способный оказывать прямое или косвенное воздействие на живой организм хотя бы на одном из этапов его индивидуального развития, или любое условие среды, на которое организм отвечает приспособительными реакциями.

В общем случае фактор – это движущая сила какого-либо процесса или влияющее на организм условие Окружающая среда характеризуется большим разнообразием экологических факторов, в том числе пока не известных. Таким образом, окружающая среда – это фактически набор воздействующих на организм экологических факторов.

Окружающая среда сама по себе не имеет количественных характеристик, а каждый отдельный фактор (будь то влажностью. Температура, давление, химические соединения в воздухе и т.д.) характеризуются мерой и числом, то есть его можно измерить во времени и пространстве, сравнить с каким-то эталоном.

Классификация экологических факторов

 биотические, или биогенные. Но по своему происхождению обе группы могут быть как природными, так и антропогенными, т. е. связанными с влиянием человека. Человек в своей деятельности не только меняет режимы природных экологических факторов, но и создает новые, например, синтезируя новые химические соединения - ядохимикаты, удобрения, лекарства, синтетические материалы и др. В числе факторов неживой природы присутствуют физические (космические, климатические, орографические, почвенные) и химические (компоненты воздуха, воды, кислотность и иные химические свойства почвы, примеси промышленного происхождения). К биотическим факторам относятся зоогенные (влияние животных), фитогенные (влияние растений), микробогенные (влияние микроорганизмов). В некоторых классификациях к биотическим факторам  относят и  все  антропогенные  факторы,  включая физические и химические.

Абиотические факторы

1. Абиотические факторы воздушной среды

Космические факторы

Биосфера,   как   среда   обитания   живых   организмов, не изолирована от сложных процессов,  протекающих  в  космическом  пространстве, причем связанных непосредственно не только с Солнцем.   На  Землю  попадает  космическая  пыль,   метеоритное вещество. Земля периодически сталкивается с астероидами,
сближается с кометами. Через Галактику проходят вещества
и волны,  возникающие в результате вспышек сверхновых
звезд. Разумеется, наша планета наиболее тесно связана с
процессами, происходящими на Солнце, - с так называемой
солнечной   активностью. Суть этого явления состоит в превращении энергии, накапливающейся в магнитных по лях Солнца,  в  энергию движения газовых масс,  быстрых частиц, коротковолнового электромагнитного излучения.

Наиболее интенсивные процессы наблюдаются в центрах активности, называемых активными областями, в которых наблюдается усиление магнитного поля, возникают области повышенной яркости,  а также так называемые солнечные пятна. В активных областях могут происходить взрывоподобные выделения энергии,  сопровождающиеся выбросами плазмы, внезапным появлением солнечных космических лучей, усилением коротковолнового и радиоизлучения. Известно,  что  изменения  уровня  вспышечной  активности  имеют циклический характер с обычным циклом, равным 22 годам, хотя известны колебания периодичностью от 4,3 до 1850 лет. Солнечная активность влияет на ряд жизненных процессов на Земле - от возникновения эпидемий и всплесков рождаемости до крупных климатических преобразований. Это было показано еще в 1915 г. русским ученым А. Л. Чижевским, основателем новой науки - гелиобиологии (от греч. хелиос -Солнце), рассматривающей воздействие изменений активности Солнца на биосферу Земли.

Особенности воздействия на биосферу со стороны космических факторов и проявлений солнечной активности состоят в том, что поверхность нашей планеты (где сосредоточена "пленка жизни") как бы отделена от Космоса мощным слоем вещества в газообразном состоянии, т. е. атмосферой. Абиотическая компонента наземной среды включает совокупность климатических, гидрологических, почвенно-грунтовых условий, т. е. множество динамичных во времени и пространстве элементов, связанных между собой и влияющих на живые организмы. Атмосфере как среде, воспринимающей космические и связанные с Солнцем факторы, принадлежит важнейшая климатоформирующая функция.

Лучистая энергия Солнца.

Энергия солнечного излучения распространяется в пространстве в виде электромагнитных волн. Количество энергии солнечного излучения, поступающего к Земле (к верхней границе атмосферы), практически постоянно и оценивается значением 1370 Вт/м2. Эта величина называется солнечной постоянной. Однако приход энергии солнечного излучения к поверхности самой Земли существенно колеблется в зависимости от ряда условий: высоты Солнца над горизонтом, широты, состояния атмосферы и др. Форма Земли (геоид) близка к шарообразной. Поэтому наибольшее количество солнечной энергии поглощается в низких широтах (экваториальный пояс), где температура воздуха у земной поверхности, как правило, выше, чем в средних и высоких широтах. Приход энергии солнечного излучения в разные районы земного шара и ее перераспределение определяют климатические условия этих районов.

Проходя через атмосферу, солнечное излучение рассеивается на молекулах газов Рассеянное солнечное излучение частично доходит до земной поверхности. Его видимая часть создает свет днем при отсутствии прямых солнечных лучей, например при сильной облачности. Антропогенная деятельность существенно влияет на климатические факторы, изменяя их режимы. Так, массовые выбросы в атмосферу твердых и жидких частиц от промышленных предприятий могут резко изменить режим рассеивания солнечного излучения в атмосфере и уменьшить приход теплоты к поверхности Земли. Уничтожение лесов и иной растительности, создание крупных искусственных водохранилищ на бывших территориях суши увеличивает отражение энергии, а загрязнение пылью, например, снега и льда - наоборот, увеличивает поглощение, что приводит к их интенсивному таянию. Таким образом, мезоклимат может резко измениться под воздействием человека: понятно, что климат Северной Африки в отдаленном прошлом, когда она была огромным оазисом, существенно отличался от сегодняшнего климата пустыни Сахара.

Влажность воздуха

Это содержание в воздухе водяного пара. Наиболее богаты влагой нижние слои атмосферы (до высоты 1,5-2,0 км), где концентрируется примерно 50 % всей атмосферной влаги. Содержание водяного пара в воздухе зависит от температуры последнего: при каждой конкретной температуре существует определенный предел насыщения воздуха парами воды, называемый максимальным насыщением.

Обычно содержание паров воды в воздухе не достигает возможного максимума. Разница между максимально возможным и данным конкретным насыщением называется дефицитом влажности, или недостатком насыщения. Это важнейший экологический показатель, широко используемый в сельском и лесном хозяйстве, и поэтому метеорологические станции обязательно его учитывают.

Фактическое содержание водяных паров в воздухе в данный момент времени, выраженное в паскалях, в миллиметрах ртутного столба или в килограммах влаги на 1 кг (или 1 м3) сухого воздуха, называют абсолютной влажностью, а выраженное в процентах по отношению к максимально возможному -относительной. 

Атмосферные   осадки.

Это   вода   в  жидком (капли) или твердом состоянии, выпадающая на земную поверхность из облаков или осаждающаяся непосредственно из воздуха вследствие сгущения водяного пара. Из облаков могут выпадать дождь, снег, морось, ледяной дождь, снежные зерна, ледяная крупа, град. Количество выпавших осадков измеряется толщиной слоя выпавшей воды в миллиметрах. Осадки тесно связаны с влажностью воздуха и представляют собой результат конденсации водяных паров. Вследствие конденсации в приземном слое воздуха образуются росы, туманы, а при низких температурах наблюдается кристаллизация влаги. Конденсация и кристаллизация паров воды в более высоких слоях атмосферы образуют облака различной  структуры и являются причиной атмосферных осадков. Осадки - важнейшее звено в круговороте воды на Земле, причем в разных широтах количество осадков резко колеблется. Выделяют влажные (гумидные) и сухие (аридные) зоны земного шара. Максимальное количество осадков выпадает в зоне тропических лесов (до 2000 мм/год), в то время как в аридных зонах (например,  в пустынях) -0,18 мм/год.

Атмосферные  осадки - важнейший фактор, оказывающий влияние  на процессы загрязнения природной среды. Присутствие водяных паров (тумана) в воздухе при одновременном поступлении в него, например, диоксида серы приводит к тому, что последний превращается в сернистую кислоту, которая окисляется до серной. В условиях застоя воздуха (штиль) образуется устойчивый токсичный туман. Подобные вещества могут вымываться из атмосферы и выпадать на поверхность суши и океана. Типичным результатом являются так называемые кислотные дожди. Твердые примеси в атмосфере могут служить ядрами конденсации влаги, вызывая разные формы осадков.

Движение воздушных масс (ветер). Как известно, причиной образования ветровых потоков и перемещения воздушных масс является неравномерный нагрев разных участков земной поверхности, связанный с перепадами давления. Ветровой поток направлен в сторону меньшего давления, но и вращение Земли также влияет на циркуляцию воздушных масс в глобальном масштабе. В приземном слое воздуха движение воздушных масс оказывает влияние на все метеорологические факторы окружающей среды, т. е. на климат, включая режимы температуры, влажности, испарения с поверхности суши и моря, а также транспирацию растений.

2. Абиотические факторы водной среды

Гидросферой называется водная оболочка Земли – совокупность океанов, морей, озёр, водохранилищ, болот, рек и ручьев, а также подземных вод, включая поверхностные и глубинные. Существуют точки зрения, согласно которым к гидросфере следует относить только океан и связанные с ним водоемы. Однако В. И. Вернадский считал, что все воды планеты исторически едины.

На заре существования нашей планеты воды на ней не было, а примерно 4 млрд. лет назад объем гидросферы составлял лишь 20 млн. км3. Процесс формирования гидросферы (образование свободной воды) связывается с дегазацией мантии Земли в ходе общего уплотнения ее массы. При этом происходило высвобождение части химически связанной воды. Содержание воды в мантии оценивается в 20 млрд. км3, что в 15 раз больше всего объема гидросферы. Именно эти воды, связанные с минералами и горными породами физически и химически, в составе изливавшихся на поверхность базальтов магмы конденсировались и выпадали в виде атмосферных осадков. Вода находится в непрерывном круговороте, причем различают малый и большой круговороты. Испаряясь с поверхности суши и океана, вода поступает в атмосферу и переносится с воздушными массами. Водяной пар конденсируется и дает атмосферные осадки, выпадающие в виде дождя, снега, тумана. Дождевые и снеговые воды частично впитываются в почву и образуют грунтовый сток, а частично - стекают по поверхности со склонов, накапливаясь в естественных углублениях (оврагах, впадинах и т. п.) и в дальнейшем оказываются в мелких водотоках, откуда попадают в реки. Кроме того, реки подпитываются и за счет грунтового стока. При этом считается, что постоянный приток воды реки получают за счет устойчивого питания подземными водами. Воды водоемов и океана в целом пополняются из двух источников: атмосферных осадков и речного стока. Почвенная влага, кроме того, расходуется на испарение и транспирацию растений, обогащая воздух водяным паром.

Круговорот воды - отражение водного баланса. В активном балансе участвует около 525,1 тыс. км3 воды в год, причем для всего земного шара существует только один источник притока воды - атмосферные осадки - и один источник ее расходования - испарение.

Подвижность, т. е. постоянное перемещение и перемешивание водных масс в пространстве, способствует поддержанию относительной гомогенности (однообразию) их физических и химических характеристик.

Температурная стратификация - это изменение температуры воды по глубине водного, объекта. Непрерывное, или клинальное (от греч. клино - наклонять), изменение температуры характерно для любых экологических систем. Часто для обозначения такого изменения используют слово "градиент". Однако температурная стратификация воды в водоеме - специфическое явление. Так, в летний период поверхностные воды нагреваются сильнее, чем глубинные. Поскольку более теплая вода имеет меньшую плотность и меньшую вязкость, то ее циркуляция происходит в поверхностном, нагретом слое и с более плотной и более вязкой холодной водой она не смешивается. Между теплым и холодным слоем образуется промежуточная зона с резким градиентом температуры, которую называют термоклиной. Вполне понятно, что температурная стратификация воды оказывает решающее влияние на размещение в воде живых организмов и на перенос и рассеивание примесей, поступающих от предприятий промышленности, сельского хозяйства, быта.

Общий температурный режим, связанный с периодическими (годовыми, сезонными, суточными) изменениями температуры, также является важнейшим условием обитания живых организмов в воде.

Прозрачность воды определяет проникновение в ее толщу солнечного света и световой режим. От прозрачности (и обратной ей характеристики — мутности) зависит фотосинтез фитопланктона, высших водных растений, а следовательно, и накопление биомассы (продукция), которое возможно лишь в пределах так называемой эвфотической (от греч. эв - пере, сверх, фотос - свет) зоны, т. е. в освещенной толще воды, где процессы фотосинтеза преобладают над процессами дыхания.

Мутность связана с содержанием в воде взвешенных веществ, в том числе и поступающих в водные объекты с промышленными и иными стоками.

Соленость также является важнейшим фактором для обитающих в воде организмов. Соленость связана с содержанием в воде растворенных карбонатов, сульфатов, хлоридов. В пресных водах их содержание невелико, причем до 80 % составляют карбонаты. Воды открытого океана содержат в среднем 35 г/л солей, Черного моря - 19, Каспийского - около 13, Мертвого - 260 г/л с преобладанием хлорцдов кальция, калия, натрия, магния.

Растворенные газы также являются важной характеристикой воды. Первоочередное значение имеют кислород и углекислый газ, от которых зависят фотосинтез и дыхание водообитающих организмов. Перерасход кислорода на дыхание водных обитателей и окисление поступающих в воду загрязняющих веществ ведет к преобладанию анаэробных процессов, "загниванию" воды, избытку мертвой органики, т. е. к процессам эвтрофирования (от греч. эв -пере, сверх, трофе - питаюсь).

Распространение и жизнедеятельность организмов в воде зависят от кислотности среды. Каждый вид гидробионта адаптирован (приспособлен) к определенному значению рН: одни предпочитают кислую среду, другие - щелочную, третьи - нейтральную. Промышленные, сельскохозяйственные, бытовые стоки существенно изменяют этот показатель, что приводит к смене одних групп водных обитателей другими, а в сооружениях биологической очистки сточных вод оказывает решающее влияние на активность входящих в состав ила водорослей, бактерий, коловраток и др.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

84905. АНАЛИЗ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ЗДРАВООХРАНЕНИЕМ В НИЖЕГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ 643.68 KB
  Современным объективным условием для существования, функционирования и развития сферы медицинской деятельности, является здравоохранение, которое можно представить как целую систему. Определяющее влияние социально-экономических факторов на показатели здоровья населения проявилось особенно...
84906. Лексико-грамматические особенности деловой документации в современном китайском языке 80.35 KB
  Целью данной работы является выявление лексических и грамматических особенностей составления деловой документации на китайском языке. Развитие партнерских китайско-российских отношений в последнее десятилетие привело к активизации сотрудничества в сферах экономики, торговли, туризма и т.д.
84907. Расчет основных параметров системы связи 1.03 MB
  Разработать структурную схему системы связи, предназначенной для передачи данных и передачи аналоговых сигналов методом ИКМ для заданного вида модуляции и способа приема сигналов. Рассчитать основные параметры системы связи. Указать и обосновать пути совершенствования разработанной системы связи.
84908. План технологического процесса по восстановлению распределительного вала ЗИЛ 130 451.2 KB
  Целью данного курсового проекта является разработка технологического процесса восстановления распределительного вала двигателя «ЗИЛ-130», на основе заданных дефектов, с применением наиболее прогрессивных форм и методов организации авторемонтного производства. Он служит для передачи вращающего момента.
84910. Проектирование локальной вычислительной сети 2.42 MB
  Спроектировать ЛВC, состоящую из пяти маршрутизаторов, составить таблицы маршрутизации для каждого из маршрутизаторов и для рабочих станций. Необходимо обеспечить наличие маршрута по умолчанию. Применить к спроектированной сети технологию VLAN.
84911. Планирование и организация технического обслуживания дорожных машин, автомобилей и тракторов с разработкой технического проведения первого технического обслуживания (ТО-1) экскаватора (на гусеничном ходу) 619.04 KB
  В настоящее время машинные парки дорожно-строительных организаций и дорожно-эксплуатационных хозяйств пополняются экскаваторами, автогрейдерами, бульдозерами, скреперами, катками, планировочно-уплотняющей техникой современных универсальных исполнений с гидроприводом...
84912. Краткосрочный прогноз речного стока с использованием системного математического моделирования 666.5 KB
  Псковская область расположена на северо-западе Восточно-Европейской (Русской) равнины. Рельеф преимущественно низменно-холмистый (средняя высота — 110 м над уровнем моря) с тремя явно выделяющимися возвышенностями: Лужская возвышенность на севере области с максимальной высотой 204 м (гора Кочебуж)...