Екологія довкілля. Охорона природи - Грицик В. - Вода

Найважливішими абіотичними факторами середовища є температурні, світлові, водні, повітряні і ґрунтові (едафічні) екологічні фактори.

Температура

Від температури середовища залежить температура організму, вона має також безпосередній вплив на швидкість і характер протікання біохімічних реакцій. Температурні межі існування життя визначаються умовами, при яких зберігаються властивості, будова і функціонування насамперед молекул ферментних білків. В середньому це інтервал температур від 0 до 50°С. Для багатьох організмів діапазон активної життєдіяльності значно ширший і становить на суші - від -70 до +55°С, в морі - від -3,3 до +36°С і в прісних водах - від 0 до 93*С. Джерелами тепла на земній поверхні є променева енергія Сонця, а також тепло надр планети. За відношенням до температури організми поділяють на евритермні (мають широкий діапазон витривалості) та стенотермні1 (здатні існувати лише у вузьких межах значень температури середовища). Серед останніх виділяють теплолюбні (термофільні) та холодолюбні (кріофільні) організми.

Світло

Сонячна радіація, що сягає поверхні Землі, є основним джерелом енергії для підтримання теплового балансу планети, водного обміну організмів, створення і перетворення органічної речовини автотрофною ланкою біосфери, що в кінцевому підсумку робить можливим формування середовища, яке здатне задовольняти життєві потреби організмів. Сонячна радіація представляє собою електромагнітне випромінювання в широкому діапазоні хвиль, які складають неперервний спектр від 0,1 нм до 20 - 30 мкм. Випромінювання, яке сягає поверхні Землі, умовно поділяється на ультрафіолетову (А < 390 нм), видиму (А = 390...760 нм), близьку інфрачервону (Я = 760...4000 нм) і довгохвильову радіацію (А>4000 нм). Ультрафіолетові промені з довжиною хвилі менше 290 нм згубні для живих організмів. Вони поглинаються озоновим шаром і до земної поверхні не доходять. В межах видимої ділянки спектру виділяють область ФАР - фотосинтетично активної радіації (А= 380...710 нм), променева енергія якої поглинається пігментами зелених рослин і використовується для фотосинтезу. Екологічне значення мають такі показники світла: тривалість дії (довжина дня), інтенсивність (в енергетичних величинах), якісний склад променевого потоку (спектральний склад). За відношенням до світлового фактору виділяють різні екологічні групи рослин і тварин. Рослини поділяють на світлолюбні (геліофіти) тіньолюбні (сциофіти) та тіньовитривалі. Тварини поділяються на денні, сутінкові і нічні форми.

Вода

З екологічної точки зору вода є лімітуючим фактором як у наземному середовищі, де її кількість сильно коливається, так і у водному, де висока соленість спричиняє втрату організмами води через осмос. Головне значення води полягає в тому, що вона є основним внутрішнім середовищем у живих клітинах, а також важливим вихідним, проміжним або кінцевим продуктом біохімічних реакцій. Вода має низку унікальних властивостей, що накладає глибокий відбиток на будову й життєдіяльність організмів.

o Вода - єдина речовина на Землі, котра одночасно і у великих кількостях зустрічається в рідкому, твердому й газоподібному станах.

o Вода має високу універсальну розчинну здатність.

o Найбільша густина води при 4°С, завдяки чому лід утворюється лише на поверхні водойм.

o Висока прихована теплота плавлення льоду (336 Дж/г) забезпечує поступове замерзання водойм і плавність сезонних температурних переходів.

o Завдяки найвищій серед твердих і рідких тіл питомій теплоємності та високій теплопровідності вода є ідеальною рідиною для підтримання теплового балансу організмів, а також головним акумулятором і розподільником на планеті теплової енергії.

o Вода має властивість випаровуватися при будь-якій температурі.

o У води аномально висока прихована теплота випаровування (2264 Дж/г при 100°С); пов'язане з цим сповільнене випаровування води рятує відкриті водойми від висихання.

o 3 високим поверхневим натягом води пов'язані сили зчеплення її молекул (капілярність) і прилипання (адгезії), завдяки яким здійснюється переміщення води і розчинів по стеблах рослин, всмоктувальні процеси в їх кореневих системах, системах травлення, дихання і руху.

o Вода має повну прозорість у видимій ділянці спектру.

o Вода має властивість нестискуваності, що важливе для росту й підтримання форми органів і частин рослин та тварин.

o Вода унікальна і незамінна як джерело розчинного газоподібного кисню, а також є донором іонів водню, що використовуються в фотосинтетичних реакціях.

Водний фактор наземного середовища складається з трьох елементів: атмосферних опадів, вологості ґрунту і вологості повітря. Класифікація наземних рослин у залежності від їхньої потреби у воді включає наступні екологічні групи: гідрофіти (ростуть у водному середовищі); гігрофіти (наземні рослини, які потребують достатнього водопостачання і високої вологості повітря); мезофіти (потребують помірного водопостачання); ксерофіти (пристосовані до нестачі вологи в фунті чи повітрі); психрофіти (пристосовані до холодних і вологих умов північних широт і високогір'я); кріофіти (пристосовані до холодних і сухих умов зростання); ефемери і ефемероїди (рослини, які швидко завершують вегетацію у короткий вологий період, а решту часу проводять у стан і спокою).

Важливим фактором географічного поширення окремих видів, угруповань та екосистем є гідротермічний режим, який визначається відношенням кількості атмосферних опадів до обсягу їх випаровування земною поверхнею, що залежить в основному від кількості тепла, яку вона отримує. На практиці часто застосовують т.зв. гідротермічний показник (КЬ):

де Еі10- сума середніх добових температур повітря вище 10°С, ЕЬШ- сума атмосферних опадів (мм) за цей період.

За гідротермічним режимом виділяють такі кліматичні області: аридні - посушливі (КЬ < 0,30): поширення розрідженої трав'яної і чагарникової рослинності пустинного і напівпустинного типу;

семіаридні - напівпосушливі (КЬ = 0,31...0,60): поширення трав'яної, деревно-чагарникової рослинності степів, саван, твердолистяних субтропічних і сухих тропічних лісів;

семігумідні - напіввологі (Кп = 0,61... 1,00): поширення листопадних тропічних лісів, вологих саван, лісостепової рослинності помірного поясу;

гумідні - вологі (Юі > 1,00): основні області поширення лісової рослинності.