Основи екології - Олійник Я.Б. - Клімат

Тепло - це форма кінетичної енергії, котра може перетворюватися на інші види енергії та передаватися від відносно більш нагрітого тіла до відносно більш холодного. Так, сонячна радіація, доходячи до ґрунту, нагріває його. Нагрітий ґрунт, у свою чергу, віддає частину отриманої енергії атмосфері, яка діє як екран, затримуючи енергію та частково спрямовуючи її назад. Термін "температура" виражає ступінь нагрівання тіла. Надходження тепла на земну поверхню забезпечується сонячними променями і розподіляється залежно від висоти стояння Сонця над горизонтом і кута падіння цих променів.

Екологічним фактором є не лише абсолютна кількість тепла, а і його розподіл у часі - тепловий режим. Саме він визначає добову і сезонну активність організмів. Фактор температури має чітко виражені сезонні та добові коливання. Ця дія має важливе сигнальне значення, оскільки регулює терміни активності організмів, забезпечуючи їх добовий і сезонний ритми життя.

За відношенням до фактора температури всі організми поділяють на теплолюбні (термофіли) і холодолюбні (кріофіли). Температурний оптимум більшості живих істот перебуває в межах 20-25 °С, але деякі організми мають здатність адаптуватися до дуже високої температури, наприклад, верблюжа колючка переносить нагрівання повітря до 70 °С. Більшість термофільних рослин здатні переносити дуже високу температуру. Окремі частини рослини можуть нагріватися до +60-65 °С (інколи протягом тривалого періоду), наприклад, наскельні лишайники. Найвища температура, за якої знайдено живі синьо-зелені водорості у термальних водах, +85 °С, а бактерії--1-88 °С. Вищих рослин у термальних водах немає. У природі вже при 40 °С більшість видів виявляють ознаки пригніченості. Рослини здатні витримувати і гранично низькі температури до -80 °С (водорості у товщі льоду в Антарктиді), Наприклад, у модринових лісах Якутії, де живуть вищі рослини, спостерігалась температура -65 °С.

Для тваринних організмів температурний фактор визначає швидкість перебігу біохімічних реакцій, а відповідно й активності усього організму. Зростання температури середовища може призвести до перегрівання організму й загибелі тварини, тому найважливішими є три аспекти температури як екологічного фактора: загрозливо низькі температури, загрозливо високі та проміжні. Якщо перші два інтервали температур можуть спричинити смерть, то проміжне значення охоплює зону оптимуму.

Характеризуючи температуру як екологічний фактор, слід розрізняти температуру повітря, температуру ґрунту і різницю між ними. Це особливо важливо для рослин, оскільки вони здатні поглинати поживні речовини з ґрунту лише у тому випадку, коли його температура на декілька градусів нижча за температуру повітря.

Ці три екологічних фактори - світло, вода і температура - є дуже важливими лімітуючими факторами на суходолі. А у водному середовищі (море) такими факторами стають світло, температура і солоність. У прісних водоймах головну роль може відігравати вміст кисню.

Клімат

Режим температури та опадів на певній території протягом досить тривалого часу називається кліматом. У різних районах земної кулі клімат різний: річна кількість опадів змінюється від 0 до 2500 мм, при цьому вони випадають або рівномірно протягом року, або їх основна кількість - в певний (вологий) період. Середньорічна температура також коливається від значних від'ємних величин до майже 100 °С. Різні режими температури і опадів поєднуються між собою дуже по-різному.

Температурні ритми разом зі світловими, припливно-відпливними та ритмами зміни вологості контролюють сезонну й добову активність рослин і тварин. Температура формує зональність у наземних та стратифікацію у водних екосистемах. Мінливість температури є дуже важливою з екологічного погляду; так, коливання температури від 10 до 20 °С (при середній температурі 15 °С) не обов'язково діє на організми так само, як постійна температура у 15 °С. Таким чином, життєдіяльність організмів, які підвладні дії мінливих температур, частково або повністю пригнічується або уповільнюється під впливом постійної температури.

Волога також відіграє важливу роль, оскільки змінює ефект температури. Вода, яку рослини отримують з ґрунту, майже повністю (97-99 %) випаровується через листя при транспірації. Якщо вода та елементи живлення не є лімітуючими, то ріст наземних рослин пропорційний загальному надходженню енергії на поверхню Землі. Оскільки більша частина енергії, яка потрапляє на землю у вигляді тепла, майже постійна, то ріст рослин також є пропорційним транспірації.

Дія багатьох абіотичних факторів (рельєф, вітер, тип ґрунтів, геологічна будова тощо) проявляється опосередковано, тобто через температуру та вологість. У результаті на невеликій ділянці земної поверхні кліматичні умови можуть істотно відрізнятися від середніх для регіону в цілому. Ці локальні умови називають мікрокліматом, особливості якого є причиною різноманіття екосистем в межах біому.