Bách khoa toàn thư về an toàn cháy nổ

Yếu tố phi sinh học là gì? Các yếu tố môi trường và phân loại của chúng. Điều kiện phi sinh học quyết định lĩnh vực tồn tại của sự sống

Trong Kỳ thi OGE và Bang Thống nhất, họ được yêu cầu nêu tên các yếu tố ảnh hưởng đến thế giới xung quanh chúng ta. Thông thường, chúng ta đang nói về các yếu tố phi sinh học mà một người gặp phải ở mỗi bước theo đúng nghĩa đen mà không hề biết.

Những yếu tố này là gì và chúng ảnh hưởng đến sinh vật như thế nào, chúng ta sẽ xem xét trong bài viết này.

yếu tố phi sinh học là gì

Đây là một phức hợp bao gồm các yếu tố có tính chất vô tri. Những yếu tố này ảnh hưởng tích cực đến các sinh vật sống và trạng thái của môi trường.

Phân loại:

  1. Orographic (độ cao so với mực nước biển, phù điêu).
  2. Đất (thành phần cơ học của đất, mật độ của nó).
  3. Hóa học (thành phần hóa học của môi trường không khí, nước, đất).
  4. Khí hậu (ánh sáng, nhiệt độ, áp suất và độ ẩm, tốc độ gió).
  5. Vật lý (phóng xạ, từ trường).

Ví dụ về ảnh hưởng của các yếu tố phi sinh học

Điều gì ảnh hưởng đến cuộc sống và sức khỏe của con người, động vật và thực vật?

Ánh sáng

Nó là nguồn năng lượng chính. Rất khó để đánh giá quá cao vai trò của nó: đó là ánh sáng liên quan đến quá trình quang hợp và bay hơi nước, nhận thức trực quan về thế giới của động vật và con người, cũng như sự hình thành vitamin D, cần thiết cho sự phát triển và củng cố răng và xương.

Với liều lượng ánh sáng mặt trời chiếu tới chúng ta, nó không có khả năng gây hại nhiều cho cơ thể sống. Một người có thể nhận thấy ảnh hưởng thực sự của ánh sáng do làn da rám nắng. Nhưng để tránh bị bỏng vào mùa hè, bạn nên tuân thủ chế độ phơi nắng.

Nhiệt độ

Ảnh hưởng trực tiếp đến đời sống của động vật và thực vật. Trong mùa lạnh, thực vật gần như ngừng bốc hơi nước qua khí khổng, tốc độ, cường độ tăng trưởng và dinh dưỡng giảm.

Một số loài động vật, chẳng hạn như gấu, ngủ đông, nhưng ngược lại, thỏ trắng vẫn thức suốt mùa đông, chỉ thay đổi màu lông một chút. Ngoài ra, nhiệt độ thấp đi kèm với sự suy giảm nguồn cung cấp thực phẩm, dẫn đến sự di cư của các loài chim.

Quang chu kỳ

Một ví dụ về chu kỳ quang học (và như chúng ta biết, đây là phản ứng của sinh vật sống với độ dài của ngày) có thể là một cây đang chuyển từ sinh trưởng sinh dưỡng sang ra hoa.

Ngoài ra, sự thay đổi độ dài ngày và đêm là tín hiệu của những thay đổi trong tự nhiên: bắt đầu mùa đông hoặc mùa hè.

Độ ẩm

Độ ẩm không khí ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe của con người. Độ ẩm quá cao hoặc quá thấp là không mong muốn. Tối ưu – 40-60%.

Khi độ ẩm không khí thấp, mọi người sẽ cảm thấy sức khỏe giảm sút, buồn ngủ và mệt mỏi. Độ ẩm cao có thể gây ra tình trạng quá nóng hoặc hạ thân nhiệt, tùy theo mùa.

Bầu không khí

Áp suất khí quyển được biểu hiện chủ yếu bằng sự thay đổi đột ngột của thời tiết.

Đối với một người, những thay đổi như vậy còn hơn cả khó chịu: cơ thể không có thời gian để thích nghi với không khí, đó là lý do tại sao đầu bắt đầu đau dữ dội, các vấn đề về mạch máu và tim phát sinh.

Các yếu tố đất hoặc thổ nhưỡng

Sự phát triển của cây phụ thuộc vào thành phần của đất và độ phì nhiêu của nó.

Nếu đất không đáp ứng đủ nhu cầu nước và chất dinh dưỡng của cây thì rất có thể cây sẽ chết.

Các yếu tố địa hình hoặc địa hình

Về cơ bản, sự giảm nhẹ ảnh hưởng đến độ dày của lượng mưa và theo đó là độ ẩm.

Khác

Theo đặc điểm và tính năng của chúng, các yếu tố phi sinh học được chia theo tác dụng của chúng đối với sinh vật, theo mức tiêu thụ và hướng của chúng.

Theo tác dụng của chúng đối với sinh vật, có:

  • tác động trực tiếp - có ảnh hưởng trực tiếp đến sinh vật, đặc biệt là quá trình trao đổi chất;
  • tác động gián tiếp - tác động đến sinh vật thông qua các yếu tố như độ cao, độ cao, v.v.

Bằng cách chi tiêu:

  • tài nguyên - nguồn dự trữ tiêu hao của môi trường (ánh sáng, nước, carbon dioxide, oxy);
  • điều kiện - các yếu tố “vĩnh cửu” của môi trường (độ chua của đất, nhiệt độ và chuyển động của không khí).

Theo hướng:

  • vectorized - có khả năng thay đổi hướng (xâm nhập mặn đất, ngập úng);
  • lâu năm theo chu kỳ - thay đổi môi trường xen kẽ định kỳ (biến đổi khí hậu theo thời gian);
  • dao động (xung, dao động) - các yếu tố dao động trong giới hạn số nhất định (dao động nhiệt độ trong ngày).

Ảnh hưởng của các yếu tố phi sinh học đến sinh vật sống và sức khỏe con người

Điểm đặc biệt của các yếu tố môi trường là chúng không mang lại cái chết cho mọi sinh vật. Trong quá trình tiến hóa, các sinh vật đã học cách tồn tại trong một môi trường luôn thay đổi.

Sự thích nghi với điều kiện sống mới này có thể đi kèm với sự cộng sinh (mối quan hệ trong đó các sinh vật sống giúp đỡ lẫn nhau).

Điều kiện phi sinh học quyết định lĩnh vực tồn tại của sự sống

Không quá khó để liệt kê và mô tả các điều kiện tạo nên sự sống trên Trái đất.

Các điều kiện quan trọng nhất cần thiết cho bất kỳ sinh vật sống bao gồm:

  • oxy và carbon dioxide;
  • Nước;
  • nhiệt độ thoải mái;
  • khoáng chất.

Tất cả những điều kiện trên là vô cùng cần thiết đối với động vật, thực vật và các sinh vật khác.

ĐẾN yếu tố phi sinh học Môi trường bao gồm các yếu tố thuộc bản chất vô tri: ánh sáng, nhiệt độ, độ ẩm, trường địa từ của Trái đất, trọng lực, thành phần của môi trường nước, không khí, đất.

Ánh sáng. Bức xạ của Mặt trời thực hiện chức năng kép liên quan đến thiên nhiên sống. Thứ nhất, nó là nguồn nhiệt, lượng nhiệt quyết định hoạt động của sự sống trong một khu vực nhất định; thứ hai, ánh sáng đóng vai trò là tín hiệu quyết định hoạt động của các quá trình quan trọng, đồng thời là kim chỉ nam khi di chuyển trong không gian.

Đối với các sinh vật động vật và thực vật, bước sóng của bức xạ cảm nhận được, cường độ và thời gian tiếp xúc của nó (độ dài của chu kỳ quang trong ngày hoặc quang chu kỳ) có tầm quan trọng rất lớn. Ánh sáng nhìn thấy hay ánh sáng trắng chiếm khoảng 45% tổng năng lượng bức xạ rơi xuống Trái đất. Tia cực tím chiếm khoảng 10% tổng năng lượng bức xạ. Vô hình đối với con người, chúng được cơ quan thị giác của côn trùng cảm nhận và phục vụ chúng để định hướng khi thời tiết nhiều mây. Các tia thuộc phần tử ngoại của quang phổ cũng cần thiết cho cuộc sống bình thường của con người. Dưới ảnh hưởng của chúng, vitamin D được hình thành trong cơ thể.

Ánh sáng khả kiến ​​có bước sóng từ 0,4 đến 0,75 micron có tầm quan trọng lớn nhất đối với sinh vật. Năng lượng ánh sáng nhìn thấy được sử dụng cho quá trình quang hợp ở tế bào thực vật. Trong trường hợp này, các tia màu đỏ cam (0,66-0,68 micron) và xanh tím (0,4-0,5 micron) được lá hấp thụ đặc biệt mạnh. Từ 0,1 đến 1% năng lượng mặt trời tới được tiêu thụ cho quá trình sinh tổng hợp,
đôi khi hiệu quả quang hợp của thảm thực vật đạt tới vài phần trăm.

Sự đa dạng của các điều kiện ánh sáng mà thực vật sống là rất lớn. Ở các môi trường sống khác nhau, cường độ bức xạ mặt trời, thành phần quang phổ, thời gian chiếu sáng, v.v. không giống nhau.Ở thực vật, cường độ quang hợp tăng khi tăng độ chiếu sáng đến một giới hạn nhất định, gọi là mức độ bão hòa ánh sáng hoặc mức tối ưu sinh thái . Sự gia tăng thêm thông lượng ánh sáng không đi kèm với sự gia tăng quang hợp, và sau đó dẫn đến sự ức chế của nó.

Liên quan đến ánh sáng, người ta phân biệt ba nhóm thực vật: ưa ánh sáng, ưa bóng râm và chịu bóng râm.

Cây ưa ánh sáng sống ở những nơi thoáng đãng trong điều kiện có đầy đủ ánh sáng mặt trời (thảo nguyên và đồng cỏ, cây trồng trên bãi đất trống và nhiều loại cây khác). Nhưng ngay cả ở những cây ưa ánh sáng, việc tăng cường độ chiếu sáng trên mức tối ưu sẽ ngăn cản quá trình quang hợp.

Cây ưa bóng râm có sinh thái tối ưu ở nơi có ánh sáng yếu và không chịu được ánh sáng mạnh. Đây là những loài sống ở tầng thấp hơn, có bóng râm của quần xã thực vật - rừng vân sam, rừng sồi, v.v. Cây chịu bóng râm phát triển tốt trong điều kiện ánh sáng đầy đủ nhưng cũng thích nghi với ánh sáng yếu.

Bức xạ hồng ngoại chiếm khoảng 45% tổng lượng năng lượng mặt trời truyền tới Trái đất. Tia hồng ngoại được hấp thụ bởi các mô của thực vật và động vật, các vật vô tri, kể cả nước. Bất kỳ bề mặt nào có nhiệt độ trên 0 đều phát ra tia hồng ngoại (nhiệt) sóng dài. Vì vậy, thực vật và động vật không chỉ nhận được năng lượng nhiệt từ Mặt trời mà còn từ các vật thể trong môi trường.

Từ trên suy ra rằng ánh sáng là một trong những điều quan trọng nhất yếu tố phi sinh học.

Nhiệt độ. Nhiệt độ cơ thể của hầu hết các sinh vật và do đó tốc độ của tất cả các phản ứng hóa học tạo nên quá trình trao đổi chất phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường. Cấu trúc và chức năng bình thường của protein, điều mà sự sống phụ thuộc vào, có thể tồn tại trong khoảng nhiệt độ từ 0 đến 50 °C. Trong khi đó, giới hạn nhiệt độ mà sự sống được tìm thấy rộng hơn nhiều. Ở các sa mạc băng giá ở Nam Cực, nhiệt độ có thể giảm xuống -88°C và ở các sa mạc khô cằn lên tới 58°C trong bóng râm. Một số loại vi khuẩn và tảo sống ở suối nước nóng ở nhiệt độ 80-88°C. Do đó, phạm vi dao động nhiệt độ ở các khu vực khác nhau trên Trái đất nơi sự sống xuất hiện lên tới 176 °C. Ngay cả trong một môi trường sống, chênh lệch giữa nhiệt độ tối thiểu vào mùa đông và nhiệt độ tối đa vào mùa hè có thể lên tới hơn 80°C. Ở một số khu vực, biến động nhiệt độ hàng ngày cũng rất lớn: ví dụ ở sa mạc Sahara, nhiệt độ có thể thay đổi 50°C trong ngày. Nhưng không một sinh vật sống nào trên thế giới có thể chịu được toàn bộ phạm vi nhiệt độ ở trạng thái hoạt động. Do đó, sự phân bố của bất kỳ loài động vật và thực vật nào đều bị giới hạn trong môi trường sống mà nó thích nghi với nhiệt độ.

Độ ẩm. Nước là thành phần cần thiết của tế bào nên lượng nước trong một môi trường sống cụ thể sẽ quyết định tính chất của đời sống thực vật và động vật ở khu vực đó. Ở một mức độ nào đó, lượng nước trong môi trường phụ thuộc vào hàm lượng nước trong cơ thể thực vật và động vật và khả năng chống khô của chúng.

Ở thực vật ở sa mạc và thảo nguyên khô, nước chiếm 30-65% tổng khối lượng, ở rừng sồi thảo nguyên giá trị này tăng lên 70-85%, ở rừng vân sam đạt 90%.

Cơ thể của động vật, theo quy luật, bao gồm ít nhất 50% nước. Mọt lúa ăn thức ăn rất khô - ngũ cốc, thậm chí còn có ít nước hơn trong cơ thể - 46%. Sâu ăn lá mọng nước chứa 85-90% nước. Nhìn chung, động vật sống trên cạn có ít nước trong cơ thể hơn động vật sống dưới nước. Như vậy, cơ thể vật nuôi chứa 59% độ ẩm, cơ thể con người - 64%, vịt trời - 70%. Ở cá, hàm lượng nước trong cơ thể đạt 75% và ở sứa - hơn 99%.

Sự cân bằng nước của một khu vực phụ thuộc vào lượng mưa rơi trong năm và giá trị đặc trưng cho sự bốc hơi của nó. Nếu lượng nước bốc hơi vượt quá lượng mưa hàng năm thì những khu vực đó được gọi là khô hạn, khô cằn hoặc khô cằn.

Những khu vực được cung cấp đủ độ ẩm gọi là ẩm ướt (wet). Lượng nước dư thừa trong đất dẫn đến sự phát triển của các đầm lầy nơi sinh sống của các loài thực vật không có khả năng điều chỉnh chế độ nước của chúng. Chúng bao gồm tảo, nấm, địa y, một số loại rêu, cây Elodea, cây mao lương nước, Vallisneria, lau sậy và nhiều loại khác. Những cây như vậy có áp suất thẩm thấu của nhựa tế bào thấp và do đó khả năng giữ nước ít.
khả năng bay hơi cao qua khí khổng mở rộng. Hệ thống rễ của cây đầm lầy ra hoa kém phát triển hoặc hoàn toàn không có.

Khả năng điều hòa cân bằng nước của cây thân thảo thuộc rừng lá kim sẫm màu còn hạn chế. Khi độ ẩm của đất giảm, thành phần loài của quần xã thực vật sẽ thay đổi. Rừng lá rộng nhường chỗ cho rừng lá nhỏ rồi trở thành thảo nguyên rừng. Với lượng mưa giảm hơn nữa (và độ khô của đất tăng), cỏ cao nhường chỗ cho cỏ thấp. Khi lượng mưa hàng năm từ 250 mm trở xuống sẽ xuất hiện sa mạc. Với sự phân bổ lượng mưa không đồng đều qua các mùa, thực vật và động vật phải chịu đựng hạn hán kéo dài.

Thực vật đã phát triển một số cách thích nghi với tình trạng thiếu độ ẩm định kỳ. Đây là sự giảm mạnh trong mùa sinh trưởng (lên đến 4 - 6 tuần) và thời gian ngủ đông dài mà thực vật trải qua dưới dạng hạt, củ, củ, v.v. (hoa tulip, hành ngỗng, anh túc, v.v.). Những cây như vậy được gọi là phù du và phù du. Những loài khác, không ngừng phát triển trong thời kỳ khô hạn, có hệ thống rễ phát triển cao, khối lượng lớn hơn nhiều so với phần trên mặt đất.

Giảm sự bay hơi đạt được bằng cách giảm phiến lá, độ tuổi dậy thì của nó, giảm số lượng khí khổng, biến lá thành gai và phát triển một lớp phủ sáp chống thấm nước. Một số loài, chẳng hạn như saxaul, mất lá và quá trình quang hợp được thực hiện nhờ các cành xanh. Nhiều loại thực vật có khả năng tích trữ nước trong các mô của thân hoặc rễ (xương rồng, cỏ sữa sa mạc châu Phi, cỏ dại thảo nguyên).

Sự sống sót trong điều kiện thời kỳ khô hạn được tạo điều kiện thuận lợi nhờ áp suất thẩm thấu cao của nhựa tế bào, giúp ngăn chặn sự bay hơi và khả năng mất một lượng nước lớn (lên tới 80%) mà không mất khả năng sống sót. Động vật sa mạc có một kiểu trao đổi chất đặc biệt, trong đó nước được hình thành trong cơ thể khi ăn thức ăn khô (động vật gặm nhấm). Chất béo tích tụ với số lượng lớn ở một số loài động vật (lạc đà, cừu đuôi béo) cũng đóng vai trò là nguồn cung cấp nước. Động vật móng guốc có khả năng chạy rất xa để tìm kiếm nước. Nhiều loài động vật nhỏ rơi vào trạng thái hoạt động lơ lửng trong thời kỳ hạn hán.

Độ mặn. Đối với các sinh vật sống, thành phần định tính và định lượng của muối khoáng trong môi trường có tầm quan trọng rất lớn. Không khí chứa ít muối và chúng không có tác dụng đáng kể đối với các sinh vật sống. Muối luôn có mặt trong nước và hầu như chỉ tồn tại ở dạng dung dịch. Thành phần chính của dung dịch muối là các ion Na+, K+, Ca 2+ và Mg 2+. Trong số các anion, trọng lượng riêng lớn nhất thuộc về clo (Cl -), dư lượng axit sulfuric (SO 4 2-), hydro cacbonat (HCO 3 -) và cacbonat (CO 3 2-).

Các thành phần quan trọng của dung dịch tự nhiên cũng bao gồm các ion sắt hóa trị hai hoặc hóa trị ba và mangan.

Nhìn chung, có thể nói nước biển chứa nhiều natri và clo nhất. Trong nước ngọt, các ion canxi, bicarbonate và cacbonat được tìm thấy chủ yếu. Ở một số hồ chứa, sunfat chiếm ưu thế (biển Caspian và Aral).

1) nước ngọt - lên tới 0,5;

2) nước lợ - từ 0,5 đến 30;

3) mặn - từ 30 đến 40;

4) nước muối - trên 40.

Nồng độ và thành phần chất lượng của muối trong các vùng nước có ảnh hưởng lớn đến số lượng và sự phân bố của động vật thủy sinh. Động vật nước ngọt thường có áp suất thẩm thấu cao hơn so với môi trường, do đó nước liên tục xâm nhập vào cơ thể chúng.

Để loại bỏ lượng nước dư thừa, không bào đập (ở động vật nguyên sinh) và cơ quan bài tiết ở động vật đa bào được sử dụng. Cư dân biển chủ yếu đẳng trương với nước biển, nhưng nhiều loài có tính nhược trương và đối với họ, việc điều chỉnh nồng độ các chất hòa tan trong dịch cơ thể có liên quan đến chi phí năng lượng cao. Ví dụ, ở các loài cá sụn cổ đại (cá mập, cá đuối), áp suất thẩm thấu bên trong cơ thể bằng áp suất của nước biển xung quanh. Nhưng cá xương tiến hóa ở nước ngọt có áp suất thẩm thấu thấp.

Để bù đắp lượng nước mất đi trong cơ thể, chúng uống nước biển và lượng muối dư thừa hấp thụ cùng với nó sẽ được đào thải qua thận, cũng như qua ruột và mang.

Rất ít loài động vật thủy sinh có thể sống ở cả nước ngọt và nước mặn. Vì vậy, lươn sông châu Âu sinh sản ở biển. Lươn non di cư vào sông và phát triển ở vùng nước ngọt. Để sinh sản, cá trưởng thành lại di cư ra biển. Ngược lại, cá hồi và cá hồi sinh sản ở nước ngọt và phát triển ở biển. Tương tự như vậy, một số loài cua đi theo sông vào sâu trong đất liền, nhưng ấu trùng của chúng chỉ phát triển và trưởng thành về mặt sinh dục ở biển. Điều này là do lịch sử phát triển của loài. Như vậy, lươn có các loài liên quan - cá biển thuần túy, còn các loài gần với cá hồi và cá hồi là nước ngọt. Do đó, các loài di cư trong bộ gen của chúng lặp lại bộ gen của các họ cá tương ứng. Các hồ chứa rất giàu muối thường không phù hợp với môi trường sống của động vật. Loài giáp xác Artemia, một số loài tảo xanh lam, trùng roi và vi khuẩn đã thích nghi để tồn tại trong những điều kiện như vậy. Độ axit và độ kiềm của môi trường sống (pH) của đất và nước có ảnh hưởng sâu sắc đến sinh vật. Nồng độ cao của các ion H + hoặc OH - (ở độ pH tương ứng dưới 3 hoặc trên 9) là độc hại.

Ở những vùng đất rất chua hoặc kiềm, tế bào rễ cây bị tổn thương. Ngoài ra, ở độ pH dưới 4,0, đất chứa nhiều ion nhôm cũng có tác dụng gây độc cho cây trồng. Trong những điều kiện này, các ion sắt và mangan, những ion cực kỳ cần thiết với số lượng nhỏ cho cây trồng, sẽ đạt đến nồng độ độc hại. Ở đất kiềm, hiện tượng ngược lại được quan sát - thiếu các nguyên tố hóa học cần thiết. Ở giá trị pH cao, sắt, mangan, phốt phát và một số nguyên tố vi lượng bị liên kết trong các hợp chất khó hòa tan và cây trồng không thể tiếp cận được.

Ở sông, ao hồ, khi độ axit của nước tăng lên thì sự đa dạng loài giảm đi. Độ axit tăng lên ảnh hưởng đến động vật theo nhiều cách: bằng cách làm gián đoạn quá trình điều hòa thẩm thấu, hoạt động của các enzyme và trao đổi khí qua bề mặt hô hấp; tăng nồng độ các nguyên tố độc hại, đặc biệt là nhôm; làm giảm chất lượng và sự đa dạng của thực phẩm. Ví dụ, ở độ pH thấp, sự phát triển của nấm bị ức chế và thảm thực vật thủy sinh ít đa dạng hơn hoặc hoàn toàn không có.

Ô nhiễm không khí công nghiệp (lưu huỳnh đioxit, oxit nitơ) dẫn đến mưa axit, độ pH đạt 3,7-3,3. Những cơn mưa như vậy khiến rừng khô và cá biến mất khỏi các vùng nước.

Ôxy. Oxy cần thiết cho hoạt động của hầu hết các sinh vật sống. Không khí chứa trung bình 21% oxy (theo thể tích), nước chứa không quá 1%. Khi độ cao so với mực nước biển ngày càng tăng, hàm lượng oxy trong không khí giảm đi song song với việc giảm áp suất khí quyển. Ở vùng núi cao, hàm lượng oxy trong không khí đóng vai trò là giới hạn cho sự phân bố của nhiều loài động vật.

Trong những thập kỷ qua, mức tiêu thụ oxy công nghiệp đã tăng mạnh và lượng khí thải carbon dioxide vào khí quyển cũng tăng lên. Ví dụ, đốt 100 lít xăng sẽ tiêu tốn lượng oxy đủ để một người thở trong một năm. Đồng thời, tại các trung tâm công nghiệp, hàm lượng CO 2 trong khí quyển vào những ngày không có gió có thể cao gấp hàng chục lần so với định mức thông thường (0,03% theo thể tích). Nguồn bổ sung oxy trong khí quyển chủ yếu là rừng. Một ha rừng thông tạo ra khoảng 30 tấn oxy mỗi năm - bằng lượng oxy cần thiết cho hơi thở của 19 người trong suốt cả năm. Một ha rừng rụng lá cho sản lượng khoảng 16 tấn mỗi năm, và một ha đất nông nghiệp cho sản lượng từ 3 đến 10 tấn mỗi năm. Từ đó, rõ ràng nạn phá rừng cùng với việc tăng lượng khí thải CO 2 vào khí quyển có thể làm thay đổi nghiêm trọng tỷ lệ các loại khí này và ảnh hưởng đến thế giới động vật trên hành tinh.

Việc đáp ứng nhu cầu oxy ở động vật sống trong nước được thực hiện theo nhiều cách khác nhau: một số tạo ra dòng nước liên tục trên bề mặt hô hấp của chúng (ví dụ, bằng chuyển động của nắp mang ở cá), một số khác có một lượng rất lớn (so với thể tích) bề mặt cơ thể hoặc các loài phát triển khác nhau (nhiều loài giáp xác thủy sinh), những loài khác thường quay trở lại bề mặt để thở (cá voi, cá heo, rùa, sa giông).

Nhu cầu oxy của rễ cây chỉ được đáp ứng một phần từ đất. Một phần oxy khuếch tán từ chồi đến rễ. Thực vật sống ở vùng đất nghèo oxy (đầm lầy nhiệt đới) hình thành rễ hô hấp. Chúng vươn lên thẳng đứng, có các lỗ trên bề mặt để không khí xâm nhập vào rễ, sau đó đi vào các bộ phận của cây chìm trong đất đầm lầy.

Từ trường của trái đất. Từ trường Trái đất là một yếu tố môi trường quan trọng, chịu ảnh hưởng của quá trình tiến hóa diễn ra và có tác động thường xuyên đến các sinh vật sống. Cường độ từ trường tăng theo vĩ độ. Khi cường độ dòng hạt di chuyển từ Mặt trời (“gió mặt trời”) thay đổi, những nhiễu loạn ngắn hạn sẽ xảy ra trong từ trường Trái đất—“bão từ”.

Cường độ từ trường của Trái đất không thay đổi trong suốt cả ngày. Sự dao động mạnh về cường độ của trường địa từ làm gián đoạn hoạt động của hệ thần kinh và tim mạch ở người. Trường địa từ ảnh hưởng sâu sắc đến thực vật như thế nào, tốc độ sinh trưởng của thực vật phụ thuộc vào sự định hướng của hạt giống so với các đường sức từ.

    Khái niệm yếu tố môi trường

    Phân loại

    Yếu tố phi sinh học

    1. Mô hình chung phân bố cấp độ và chế độ vùng của các yếu tố môi trường

      Yếu tố không gian

      Năng lượng bức xạ từ Mặt trời và ý nghĩa của nó đối với sinh vật

      Các yếu tố phi sinh học của môi trường trên cạn (nhiệt độ, lượng mưa, độ ẩm, chuyển động của không khí, áp suất, các yếu tố hóa học, hỏa hoạn)

      Các yếu tố phi sinh học của môi trường nước (phân tầng nhiệt độ, độ trong suốt, độ mặn, khí hòa tan, độ axit)

      Các yếu tố phi sinh học của lớp phủ đất (thành phần thạch quyển, khái niệm “đất” và “độ phì nhiêu”, thành phần và cấu trúc của đất)

      Chất dinh dưỡng là yếu tố môi trường

1. Yếu tố môi trường- đây là bất kỳ yếu tố môi trường nào có thể có tác động trực tiếp hoặc gián tiếp đến sinh vật sống ít nhất ở một trong các giai đoạn phát triển cá thể của nó hoặc bất kỳ điều kiện môi trường nào mà sinh vật phản ứng bằng các phản ứng thích nghi.

Nói chung, yếu tố là động lực của một quá trình hoặc một tình trạng ảnh hưởng đến cơ thể. Môi trường được đặc trưng bởi rất nhiều yếu tố môi trường, bao gồm cả những yếu tố chưa được biết đến. Mỗi sinh vật sống trong suốt cuộc đời của mình đều chịu tác động của nhiều yếu tố môi trường khác nhau về nguồn gốc, chất lượng, số lượng, thời gian tiếp xúc, tức là: chế độ. Như vậy, môi trường thực chất là tập hợp các yếu tố môi trường tác động lên cơ thể.

Nhưng nếu môi trường, như chúng ta đã nói, không có các đặc điểm định lượng, thì mỗi yếu tố riêng lẻ (có thể là độ ẩm, nhiệt độ, áp suất, protein thức ăn, số lượng động vật ăn thịt, hợp chất hóa học trong không khí, v.v.) sẽ được đặc trưng. bằng thước đo và con số, tức là nó có thể được đo bằng thời gian và không gian (trong động lực học), so sánh với một số tiêu chuẩn, tuân theo mô hình hóa, dự đoán (dự báo) và cuối cùng thay đổi theo một hướng nhất định. Bạn chỉ có thể kiểm soát những gì có thước đo và số lượng.

Đối với một kỹ sư doanh nghiệp, nhà kinh tế, bác sĩ vệ sinh hoặc điều tra viên văn phòng công tố, yêu cầu “bảo vệ môi trường” không có ý nghĩa gì. Và nếu nhiệm vụ hoặc điều kiện được thể hiện dưới dạng định lượng, dưới dạng bất kỳ số lượng hoặc bất đẳng thức nào (ví dụ: C i< ПДК i или M i < ПДВ i то они вполне понятны и в практическом, и в юридическом отношении. Задача предприятия - не "охранять природу", а с помощью инженерных или организационных приемов выполнить названное условие, т. е. именно таким путем управлять качеством окружающей среды, чтобы она не представляла угрозы здоровью людей. Обеспечение выполнения этих условий - задача контролирующих служб, а при невыполнении их предприятие несет ответственность.

2. Phân loại các yếu tố môi trường

Bất kỳ sự phân loại nào của bất kỳ tập hợp nào đều là một phương pháp nhận thức hoặc phân tích nó. Các sự vật, hiện tượng có thể được phân loại theo nhiều tiêu chí khác nhau, căn cứ vào nhiệm vụ được giao. Trong số nhiều cách phân loại hiện có về các yếu tố môi trường, nên sử dụng cách phân loại sau cho mục đích của khóa học này (Hình 1).

Tất cả các yếu tố môi trường nói chung có thể được nhóm thành hai loại lớn: các yếu tố của bản chất vô tri hoặc trơ, còn được gọi là phi sinh học hoặc phi sinh học, và các yếu tố của bản chất sống - sinh học, hoặc sinh học. Nhưng về nguồn gốc, cả hai nhóm đều có thể giống nhau tự nhiên, Vì thế nhân tạo, tức là liên quan đến ảnh hưởng của con người. Đôi khi họ phân biệt nhân loại Và nhân tạo các nhân tố. Loại thứ nhất chỉ bao gồm những tác động trực tiếp của con người đến thiên nhiên (ô nhiễm, đánh bắt cá, kiểm soát dịch hại) và loại thứ hai chủ yếu bao gồm những hậu quả gián tiếp liên quan đến những thay đổi về chất lượng môi trường.

Cơm. 1. Phân loại các yếu tố môi trường

Trong hoạt động của mình, con người không chỉ thay đổi chế độ các yếu tố môi trường tự nhiên mà còn tạo ra các chế độ mới, chẳng hạn bằng cách tổng hợp các hợp chất hóa học mới - thuốc trừ sâu, phân bón, thuốc chữa bệnh, vật liệu tổng hợp, v.v. Trong số các yếu tố của thiên nhiên vô tri có thuộc vật chất(không gian, khí hậu, địa hình, đất đai) và hóa chất(thành phần không khí, nước, độ chua và các tính chất hóa học khác của đất, tạp chất có nguồn gốc công nghiệp). Các yếu tố sinh học bao gồm có nguồn gốc từ động vật(ảnh hưởng của động vật), thực vật(ảnh hưởng của thực vật), vi sinh vật(ảnh hưởng của vi sinh vật). Trong một số phân loại, các yếu tố sinh học bao gồm tất cả các yếu tố nhân tạo, bao gồm cả vật lý và hóa học.

Cùng với cách được xem xét, còn có các cách phân loại khác về các yếu tố môi trường. Các yếu tố được xác định phụ thuộc và độc lập vào số lượng và mật độ sinh vật. Ví dụ, các yếu tố khí hậu không phụ thuộc vào số lượng động vật và thực vật, và các bệnh hàng loạt do vi sinh vật gây bệnh (dịch bệnh) ở động vật hoặc thực vật gây ra chắc chắn có liên quan đến số lượng của chúng: dịch bệnh xảy ra khi có sự tiếp xúc gần gũi giữa các cá thể hoặc khi chúng thường suy yếu do thiếu thức ăn, khi mầm bệnh có thể lây truyền nhanh chóng từ cá thể này sang cá thể khác và khả năng chống lại mầm bệnh cũng bị mất.

Khí hậu vĩ mô không phụ thuộc vào số lượng động vật, nhưng vi khí hậu có thể thay đổi đáng kể do hoạt động sống của chúng. Ví dụ, nếu côn trùng với số lượng lớn trong rừng phá hủy hầu hết các lá kim hoặc tán lá của cây, thì chế độ gió, độ chiếu sáng, nhiệt độ, chất lượng và số lượng thức ăn ở đây sẽ thay đổi, điều này sẽ ảnh hưởng đến tình trạng của các đợt tiếp theo. thế hệ của cùng một hoặc các động vật khác sống ở đây. Sự sinh sản hàng loạt của côn trùng thu hút những kẻ săn mồi côn trùng và các loài chim ăn côn trùng. Việc thu hoạch trái cây và hạt giống ảnh hưởng đến sự thay đổi quần thể của các loài gặm nhấm giống chuột, sóc và động vật ăn thịt chúng, cũng như nhiều loài chim ăn hạt.

Tất cả các yếu tố có thể được chia thành điều tiết(người quản lý) và có thể điều chỉnh(được kiểm soát), điều này cũng dễ hiểu khi liên quan đến các ví dụ trên.

Việc phân loại ban đầu các yếu tố môi trường được đề xuất bởi A. S. Monchadsky. Ông xuất phát từ ý tưởng rằng tất cả các phản ứng thích nghi của sinh vật với các yếu tố nhất định đều gắn liền với mức độ không đổi ảnh hưởng của chúng, hay nói cách khác, với tính tuần hoàn của chúng. Đặc biệt, ông nhấn mạnh:

1. các yếu tố tuần hoàn chính (những yếu tố được đặc trưng bởi tính tuần hoàn chính xác liên quan đến sự quay của Trái đất: sự thay đổi của các mùa, sự thay đổi hàng ngày và theo mùa về độ chiếu sáng và nhiệt độ); những yếu tố này vốn có sẵn trên hành tinh của chúng ta và sự sống non trẻ phải ngay lập tức thích nghi với chúng;

2. Các yếu tố tuần hoàn thứ cấp (có nguồn gốc từ các yếu tố sơ cấp); chúng bao gồm tất cả các yếu tố vật lý và hóa học, chẳng hạn như độ ẩm, nhiệt độ, lượng mưa, biến động dân số của thực vật và động vật, hàm lượng khí hòa tan trong nước, v.v.;

3. Các yếu tố không mang tính chu kỳ, không có tính tuần hoàn đều đặn (tính chu kỳ); Ví dụ, đây là những yếu tố liên quan đến đất hoặc các loại hiện tượng tự nhiên khác nhau.

Tất nhiên, chỉ có bản thân thể đất và các lớp đất bên dưới là “không tuần hoàn”, và động lực học của nhiệt độ, độ ẩm và nhiều tính chất khác của đất cũng liên quan đến các yếu tố tuần hoàn chính.

Yếu tố con người chắc chắn là không mang tính định kỳ. Trong số các yếu tố không định kỳ đó, trước hết phải kể đến các chất ô nhiễm có trong khí thải và chất thải công nghiệp. Trong quá trình tiến hóa, các sinh vật sống có khả năng thích nghi với các yếu tố định kỳ và không định kỳ tự nhiên (ví dụ, ngủ đông, trú đông, v.v.) và thay đổi hàm lượng tạp chất trong nước hoặc không khí, thực vật và động vật, như một quy luật, không thể tiếp thu và sửa chữa một cách di truyền sự thích ứng tương ứng. Đúng vậy, một số động vật không xương sống, chẳng hạn như bọ ve ăn thực vật thuộc lớp nhện, có hàng chục thế hệ mỗi năm trong điều kiện đất kín, có khả năng hình thành các chủng tộc kháng chất độc bằng cách liên tục sử dụng cùng một loại thuốc trừ sâu chống lại chúng bằng cách chọn lọc những cá thể có khả năng chống lại chúng. kế thừa sự phản kháng như vậy.

Cần phải nhấn mạnh rằng khái niệm “yếu tố” cần được tiếp cận theo một cách khác biệt, có tính đến việc các yếu tố có thể có cả hành động trực tiếp (tức thời) và gián tiếp. Sự khác biệt giữa chúng là yếu tố trực tiếp có thể định lượng được, còn yếu tố gián tiếp thì không. Ví dụ, khí hậu hoặc cứu trợ có thể được mô tả chủ yếu bằng lời nói, nhưng chúng xác định chế độ của các yếu tố tác động trực tiếp - độ ẩm, số giờ ban ngày, nhiệt độ, đặc tính hóa lý của đất, v.v.

Yếu tố phi sinh học kể tên toàn bộ các yếu tố trong môi trường vô cơ ảnh hưởng đến đời sống và sự phân bố của động vật và thực vật (V.I. Korobkin, L.V. Peredelsky, 2000).

Yếu tố hóa học- đây là những chất có nguồn gốc từ thành phần hóa học của môi trường. Chúng bao gồm thành phần hóa học của khí quyển, nước và đất, v.v.

Các yếu tố vật lí- đây là những thứ có nguồn gốc là trạng thái hoặc hiện tượng vật lý (cơ học, sóng, v.v.). Đó là nhiệt độ, áp suất, gió, độ ẩm, chế độ bức xạ, v.v. Cấu trúc bề mặt, sự khác biệt về địa chất và khí hậu quyết định rất nhiều yếu tố phi sinh học.

Trong số các yếu tố môi trường vật lý và hóa học, có ba nhóm yếu tố được phân biệt: yếu tố khí hậu, lớp phủ đất (edaphic) và yếu tố môi trường nước.

I. Điều quan trọng nhất yếu tố khí hậu:

1. Năng lượng bức xạ của Mặt trời.

Tia hồng ngoại (bước sóng lớn hơn 0,76 micron) có tầm quan trọng hàng đầu đối với sự sống, chiếm 45% tổng năng lượng của Mặt trời. Trong quá trình quang hợp, vai trò quan trọng nhất của tia cực tím (bước sóng lên tới 0,4 micron), chiếm 7% năng lượng của bức xạ mặt trời. Phần năng lượng còn lại nằm ở phần nhìn thấy được của quang phổ có bước sóng 0,4 - 0,76 micron.

2. Chiếu sáng bề mặt trái đất.

Nó đóng một vai trò quan trọng đối với mọi sinh vật sống và các sinh vật thích nghi về mặt sinh lý với chu kỳ ngày và đêm. Hầu như tất cả các loài động vật đều có nhịp điệu hoạt động hàng ngày gắn liền với sự thay đổi của ngày và đêm.

3. Độ ẩm không khí xung quanh.

Liên quan đến độ bão hòa của không khí với hơi nước. Có tới 50% độ ẩm của khí quyển tập trung ở các tầng thấp hơn của khí quyển (độ cao lên tới 2 km).

Lượng hơi nước trong không khí phụ thuộc vào nhiệt độ không khí. Đối với một nhiệt độ cụ thể, có một giới hạn nhất định về độ bão hòa không khí với hơi nước, được gọi là mức tối đa. Sự chênh lệch giữa độ bão hòa tối đa và nhất định của không khí với hơi nước được gọi là thiếu độ ẩm (thiếu bão hòa). Thiếu độ ẩm là một thông số môi trường quan trọng vì nó đặc trưng cho hai đại lượng: nhiệt độ và độ ẩm.

Người ta biết rằng sự gia tăng thiếu độ ẩm trong những giai đoạn nhất định của mùa sinh trưởng sẽ thúc đẩy quá trình đậu quả của cây và ở một số côn trùng dẫn đến bùng phát sinh sản.

4. Sự kết tủa.

Do sự ngưng tụ và kết tinh của hơi nước ở các tầng cao của khí quyển, các đám mây và dạng mưa được hình thành. Sương và sương mù hình thành trong lớp đất.

Độ ẩm là yếu tố chính quyết định sự phân chia các hệ sinh thái thành rừng, thảo nguyên và sa mạc. Lượng mưa hàng năm dưới 1000 mm tương ứng với vùng chịu áp lực của nhiều loài cây và giới hạn chịu đựng của hầu hết chúng là khoảng 750 mm/năm. Đồng thời, đối với hầu hết các loại ngũ cốc, giới hạn này thấp hơn nhiều - khoảng 250 mm/năm, xương rồng và các loại thực vật sa mạc khác có thể phát triển với lượng mưa 50-100 mm mỗi năm. Theo đó, ở những nơi có lượng mưa trên 750 mm/năm, rừng thường phát triển, từ 250 đến 750 mm/năm - thảo nguyên ngũ cốc, và ở những nơi có lượng mưa ít hơn, thảm thực vật được thể hiện bằng các loại cây chịu hạn: xương rồng, ngải cứu và cỏ lăn. giống loài. Ở các giá trị trung gian của lượng mưa hàng năm, các hệ sinh thái thuộc kiểu chuyển tiếp phát triển (thảo nguyên rừng, bán sa mạc, v.v.).

Chế độ mưa là yếu tố quan trọng nhất quyết định sự di chuyển của các chất ô nhiễm trong sinh quyển. Lượng mưa là một trong những mắt xích trong vòng tuần hoàn nước trên Trái đất.

5. Thành phần khí của khí quyển.

Nó tương đối ổn định và bao gồm chủ yếu là nitơ và oxy với hỗn hợp carbon dioxide, argon và các loại khí khác. Ngoài ra, các tầng trên của khí quyển còn chứa ozone. Ngoài ra còn có các hạt rắn và lỏng trong không khí khí quyển.

Nitơ tham gia vào quá trình hình thành cấu trúc protein trong sinh vật; oxy cung cấp các quá trình oxy hóa; carbon dioxide tham gia vào quá trình quang hợp và là chất làm giảm bức xạ nhiệt tự nhiên của Trái đất; Ozone là một màn chắn bức xạ cực tím. Các hạt rắn và lỏng ảnh hưởng đến độ trong suốt của khí quyển, ngăn cản ánh sáng mặt trời truyền tới bề mặt Trái đất.

6. Nhiệt độ trên bề mặt địa cầu.

Yếu tố này có liên quan chặt chẽ đến bức xạ mặt trời. Lượng nhiệt rơi trên bề mặt nằm ngang tỷ lệ thuận với sin góc của Mặt trời phía trên đường chân trời. Do đó, sự biến động nhiệt độ hàng ngày và theo mùa được quan sát thấy ở cùng một khu vực. Vĩ độ của khu vực càng cao (bắc và nam xích đạo), góc nghiêng của tia nắng mặt trời với bề mặt Trái đất càng lớn và khí hậu càng lạnh.

Nhiệt độ, giống như lượng mưa, rất quan trọng trong việc xác định bản chất của hệ sinh thái, mặc dù theo một nghĩa nào đó, nhiệt độ đóng vai trò thứ yếu so với lượng mưa. Như vậy, khi số lượng từ 750 mm/năm trở lên, quần xã rừng sẽ phát triển và nhiệt độ chỉ quyết định loại rừng nào sẽ hình thành trong khu vực. Ví dụ, rừng vân sam và linh sam là điển hình của các vùng lạnh có tuyết phủ dày vào mùa đông và mùa sinh trưởng ngắn, tức là ở các vùng núi phía bắc hoặc cao. Cây rụng lá cũng có thể chịu được mùa đông băng giá, nhưng cần thời gian sinh trưởng dài hơn, do đó chiếm ưu thế ở các vĩ độ ôn đới. Các loài lá rộng thường xanh mạnh mẽ với tốc độ tăng trưởng nhanh, không thể chịu được sương giá ngắn hạn, chiếm ưu thế ở vùng nhiệt đới (gần xích đạo). Tương tự, bất kỳ lãnh thổ nào có lượng mưa hàng năm dưới 250 mm đều là sa mạc, nhưng về mặt sinh vật, các sa mạc ở vùng nóng khác biệt đáng kể so với đặc điểm của vùng lạnh.

7. Sự chuyển động của khối không khí (gió).

Nguyên nhân của gió là sự nóng lên không đồng đều của bề mặt trái đất gắn liền với sự thay đổi áp suất. Luồng gió hướng về phía áp suất thấp hơn, tức là đến nơi không khí ấm hơn. Ở lớp không khí bề mặt, sự chuyển động của khối không khí ảnh hưởng đến tất cả các thông số: độ ẩm, v.v..

Gió là yếu tố quan trọng nhất trong việc vận chuyển và phân phối các tạp chất trong khí quyển.

8. Áp suất không khí.

Áp suất bình thường là 1 kPa, tương ứng với 750,1 mm. rt. Nghệ thuật. Trong phạm vi toàn cầu, luôn có các vùng áp suất cao và áp suất thấp, áp suất tối thiểu và áp suất tối đa theo mùa và hàng ngày được quan sát tại cùng một điểm.

II. Các yếu tố phi sinh học của lớp phủ đất (edaphic)

Yếu tố phù du- đây là tập hợp các tính chất hóa học, vật lý và các tính chất khác của đất ảnh hưởng đến cả sinh vật sống trong đó và hệ thống rễ của cây. Trong đó, các yếu tố môi trường quan trọng nhất là độ ẩm, nhiệt độ, cấu trúc và độ xốp, phản ứng của môi trường đất và độ mặn.

Theo cách hiểu hiện đại, đất là một sự hình thành lịch sử tự nhiên phát sinh do sự thay đổi lớp bề mặt của thạch quyển dưới tác động tổng hợp của nước, không khí và các sinh vật sống (V. Korobkin, L. Peredelsky). Đất có độ phì nhiêu, tức là mang lại sự sống cho thực vật và do đó cung cấp thức ăn cho động vật và con người. Nó bao gồm các thành phần rắn, lỏng và khí; chứa vĩ mô và vi sinh vật sống (thực vật và động vật).

Thành phần rắn được đại diện bởi các phần khoáng chất và hữu cơ. Trong đất có hầu hết các khoáng vật sơ cấp còn sót lại từ đá mẹ và ít hơn các khoáng chất thứ cấp được hình thành do sự phân hủy của các khoáng vật sơ cấp. Đây là các khoáng sét có kích thước keo, cũng như các khoáng chất muối: cacbonat, sunfat, v.v.

Phần hữu cơ được đại diện bởi mùn, tức là chất hữu cơ phức tạp được hình thành do sự phân hủy của chất hữu cơ chết. Hàm lượng của nó trong đất dao động từ 10% đến 22%. Nó đóng một vai trò quan trọng trong độ phì nhiêu của đất do các chất dinh dưỡng chứa trong nó.

Hệ sinh vật đất được đại diện bởi hệ động vật và thực vật. Động vật là giun đất, rận gỗ, v.v., thực vật là nấm, vi khuẩn, tảo, v.v.

Toàn bộ thành phần chất lỏng của đất được gọi là dung dịch đất. Nó có thể chứa các hợp chất hóa học: nitrat, bicarbonat, phốt phát, v.v., cũng như các axit hữu cơ hòa tan trong nước, muối, đường của chúng. Thành phần và nồng độ của dung dịch đất quyết định phản ứng của môi trường, chỉ số đó là giá trị pH.

Không khí trong đất có hàm lượng CO2, hydrocarbon và hơi nước cao. Tất cả những yếu tố này quyết định tính chất hóa học của đất.

Tất cả các tính chất của đất không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố khí hậu mà còn phụ thuộc vào hoạt động sống còn của các sinh vật trong đất, chúng trộn lẫn nó một cách cơ học và xử lý nó về mặt hóa học, cuối cùng tạo ra những điều kiện cần thiết cho chúng. Với sự tham gia của các sinh vật trong đất, một chu kỳ liên tục của các chất và sự di chuyển năng lượng xảy ra. Chu trình của các chất trong đất có thể được biểu diễn như sau (V.A. Radkevich).

Thực vật tổng hợp chất hữu cơ, còn động vật thực hiện quá trình phá hủy cơ học và sinh hóa chất đó, đồng thời chuẩn bị cho sự hình thành mùn. Các vi sinh vật tổng hợp mùn đất và sau đó phân hủy nó.

Đất cung cấp nước cho cây trồng. Tầm quan trọng của đất trong việc cung cấp nước cho cây trồng càng cao thì việc cung cấp nước cho cây càng dễ dàng. Điều này phụ thuộc vào cấu trúc của đất và mức độ trương nở của các hạt của nó.

Cấu trúc đất nên được hiểu là một phức hợp các cốt liệu đất có hình dạng và kích thước khác nhau, được hình thành từ các phần tử cơ giới sơ cấp của đất. Các cấu trúc đất sau đây được phân biệt: dạng hạt, dạng bùn, dạng hạt, dạng cục, dạng khối.

Chức năng chính của thực vật bậc cao trong quá trình hình thành đất là tổng hợp chất hữu cơ. Chất hữu cơ này tích tụ ở phần trên mặt đất và dưới lòng đất của thực vật trong quá trình quang hợp, sau khi chúng chết đi, nó sẽ đi vào đất và trải qua quá trình khoáng hóa. Tốc độ của quá trình khoáng hóa chất hữu cơ và thành phần của các hợp chất thu được phần lớn phụ thuộc vào loại thực vật. Các sản phẩm phân hủy của lá kim, lá, gỗ cỏ khác nhau cả về thành phần hóa học cũng như mức độ ảnh hưởng của chúng đến quá trình hình thành đất. Kết hợp với các yếu tố khác, điều này dẫn đến sự hình thành các loại đất khác nhau.

Chức năng chính của động vật trong quá trình hình thành đất là tiêu thụ và phân hủy chất hữu cơ, cũng như phân phối lại nguồn năng lượng dự trữ. Động vật đất di động đóng vai trò chính trong quá trình hình thành đất. Chúng làm tơi đất, tạo điều kiện cho đất thoáng khí và di chuyển một cách cơ học các chất hữu cơ và vô cơ trong đất. Ví dụ, giun đất ném tới 80–90/ha vật liệu lên bề mặt và loài gặm nhấm thảo nguyên di chuyển hàng trăm m3 đất và chất hữu cơ lên ​​xuống.

Ảnh hưởng của điều kiện khí hậu đến quá trình hình thành đất chắc chắn là rất lớn. Lượng mưa, nhiệt độ và dòng năng lượng bức xạ - ánh sáng và nhiệt - quyết định sự hình thành khối lượng thực vật và tốc độ phân hủy tàn dư thực vật, phụ thuộc vào hàm lượng mùn trong đất.

Do sự chuyển động và biến đổi của các chất, đất được chia thành các lớp hoặc tầng riêng biệt, sự kết hợp của chúng tạo nên phẫu diện đất.

Tầng bề mặt, rác hoặc thảm cỏ, bao gồm chủ yếu là lá, cành mới rụng và phân hủy một phần, xác động vật, nấm và các chất hữu cơ khác. Thường được sơn màu tối - nâu hoặc đen. Tầng mùn bên dưới A1 thường là hỗn hợp xốp của chất hữu cơ (mùn) bị phân hủy một phần, sinh vật sống và một số hạt vô cơ. Nó thường tối hơn và lỏng hơn so với các chân trời phía dưới. Phần lớn chất hữu cơ trong đất và rễ cây tập trung ở hai tầng trên này.

Màu sắc của nó có thể nói lên rất nhiều điều về độ phì nhiêu của đất. Ví dụ, tầng mùn màu nâu sẫm hoặc đen rất giàu chất hữu cơ và nitơ. Đất xám, vàng hoặc đỏ có ít chất hữu cơ và cần phân đạm để tăng năng suất.

Trong đất rừng, dưới tầng A1 là tầng podzolic A2 có độ phì thấp, có bóng râm nhẹ và cấu trúc mỏng manh. Ở Chernozem, hạt dẻ đen, hạt dẻ và các loại đất khác, chân trời này không có. Thậm chí sâu hơn trong nhiều loại đất là tầng B - tầng phù sa hoặc tầng ngập nước. Các chất khoáng và hữu cơ từ các chân trời phía trên được cuốn vào và tích tụ trong đó. Thông thường nó có màu nâu và có mật độ cao. Thấp hơn nữa là đá mẹ C, trên đó đất được hình thành.

Cấu trúc và độ xốp xác định sự sẵn có của chất dinh dưỡng đối với thực vật và động vật trong đất. Các hạt đất liên kết với nhau bằng lực phân tử tạo thành cấu trúc của đất. Giữa chúng hình thành những khoảng trống gọi là lỗ chân lông. Cấu trúc và độ xốp của đất đảm bảo thông khí tốt. Không khí trong đất, giống như nước trong đất, nằm ở các lỗ rỗng giữa các hạt đất. Độ xốp tăng từ đất sét đến mùn và cát. Trao đổi khí tự do xảy ra giữa đất và khí quyển, do đó thành phần khí của cả hai môi trường là tương tự nhau. Thông thường, do quá trình hô hấp của các sinh vật sống trong đó, không khí trong đất chứa ít oxy hơn một chút và nhiều carbon dioxide hơn không khí trong khí quyển. Oxy cần thiết cho rễ cây, động vật trong đất và các sinh vật phân hủy có nhiệm vụ phân hủy chất hữu cơ thành các thành phần vô cơ. Nếu tình trạng ngập úng xảy ra, không khí trong đất bị nước chiếm chỗ và điều kiện trở nên kỵ khí. Đất dần dần trở nên chua khi các sinh vật kỵ khí tiếp tục tạo ra carbon dioxide. Đất nếu không giàu bazơ có thể trở nên cực kỳ chua, cùng với việc cạn kiệt nguồn dự trữ oxy sẽ ảnh hưởng xấu đến vi sinh vật đất. Điều kiện kỵ khí kéo dài dẫn đến chết cây.

Nhiệt độđất phụ thuộc vào nhiệt độ bên ngoài, và ở độ sâu 0,3 m, do độ dẫn nhiệt thấp nên biên độ dao động của nó nhỏ hơn 20C (Yu.V. Novikov, 1979), điều này rất quan trọng đối với động vật đất (không cần thiết phải để di chuyển lên xuống để tìm kiếm nhiệt độ thoải mái hơn) . Vào mùa hè nhiệt độ của đất thấp hơn không khí và vào mùa đông thì cao hơn.

Các yếu tố hóa học bao gồm phản ứng môi trường và độ mặn. Phản ứng môi trường rất quan trọng đối với nhiều loài thực vật và động vật. Ở vùng khí hậu khô, đất trung tính và kiềm chiếm ưu thế, ở vùng ẩm ướt, đất chua chiếm ưu thế. Các bazơ, axit và các loại muối khác nhau được hấp thụ trong quá trình tương tác với nước tạo ra một nồng độ nhất định các ion H+ - và OH- -, quyết định phản ứng này hay phản ứng khác của đất. Thông thường người ta phân biệt giữa các loại đất có phản ứng trung tính, axit và kiềm.

Độ kiềm của đất là do sự có mặt chủ yếu của ion Na+ - trong phức chất hấp thụ. Đất như vậy khi tiếp xúc với nước có chứa CO2 sẽ tạo ra phản ứng kiềm rõ rệt, có liên quan đến sự hình thành soda.

Trong trường hợp phức chất hấp thụ của đất bão hòa Ca2+ và Mg2+ thì phản ứng của nó gần như trung tính. Đồng thời, người ta biết rằng canxi cacbonat trong nước tinh khiết và nước không có CO2 cho độ kiềm mạnh. Điều này được giải thích là do khi hàm lượng CO2 trong dung dịch đất tăng lên, độ hòa tan của canxi (2+) tăng lên cùng với sự hình thành bicarbonate, dẫn đến độ pH giảm. Nhưng với lượng CO2 trung bình trong đất, phản ứng trở nên hơi kiềm.

Trong quá trình phân hủy tàn dư thực vật, đặc biệt là rác rừng, các axit hữu cơ được hình thành phản ứng với các cation đất hấp thụ. Đất chua có một số đặc tính tiêu cực, đó là lý do tại sao chúng kém màu mỡ. Trong môi trường như vậy, hoạt động tích cực có lợi của hệ vi sinh vật đất bị ức chế. Để tăng độ phì của đất, việc sử dụng vôi được thực hiện rộng rãi.

Độ kiềm cao ức chế sự phát triển của thực vật và các đặc tính vật lý nước của nó suy giảm mạnh, phá hủy cấu trúc, tăng cường khả năng di chuyển và loại bỏ chất keo. Nhiều loại ngũ cốc cho thu hoạch tốt nhất trên đất trung tính và hơi kiềm (lúa mạch, lúa mì), thường là đất chernozems.

Ở những nơi có độ ẩm không khí không đủ, chúng thường xuất hiện muốiđất. Đất có hàm lượng muối hòa tan trong nước vượt quá (clorua, sunfat, cacbonat) được gọi là đất mặn. Chúng phát sinh do quá trình nhiễm mặn thứ cấp của đất trong quá trình bốc hơi nước ngầm, mức độ này đã tăng lên đến tầng đất. Trong số các loại đất mặn, solonchak và solonetze được phân biệt. Các đầm lầy muối được tìm thấy ở Kazakhstan và Trung Á, dọc theo bờ sông mặn. Đất bị nhiễm mặn dẫn đến giảm năng suất cây trồng. Giun đất dù đất có độ mặn thấp cũng không thể tồn tại lâu dài.

Thực vật sống trong đất mặn được gọi là halophytes. Một số trong chúng tiết ra lượng muối dư thừa qua lá hoặc tích tụ trong cơ thể. Đó là lý do tại sao đôi khi chúng được sử dụng để sản xuất soda và kali.

Nước chiếm phần lớn sinh quyển của Trái đất (71% tổng diện tích bề mặt trái đất).

Các yếu tố phi sinh học quan trọng nhất của môi trường nước là:

1. Mật độ và độ nhớt.

Mật độ của nước là 800 lần và độ nhớt lớn hơn không khí khoảng 55 lần.

2. Nhiệt dung.

Nước có khả năng sinh nhiệt cao nên đại dương là nơi tiếp nhận và tích lũy năng lượng mặt trời chính.

3. Tính di động.

Sự chuyển động liên tục của khối nước giúp duy trì tính đồng nhất tương đối của các tính chất vật lý và hóa học.

4. Phân tầng nhiệt độ.

Sự thay đổi nhiệt độ nước được quan sát dọc theo độ sâu của vùng nước.

5. Thay đổi nhiệt độ định kỳ (hàng năm, hàng ngày, theo mùa).

Nhiệt độ nước thấp nhất được coi là -20C, cao nhất + 35-370C. Động lực dao động của nhiệt độ nước nhỏ hơn động lực của không khí.

6. Độ trong suốt của nước.

Xác định chế độ ánh sáng dưới mặt nước. Quá trình quang hợp của vi khuẩn xanh, thực vật phù du, thực vật bậc cao và do đó, sự tích tụ chất hữu cơ phụ thuộc vào độ trong suốt (và đặc tính nghịch đảo của nó là độ đục).

Độ đục và độ trong suốt phụ thuộc vào hàm lượng các chất lơ lửng trong nước, bao gồm cả những chất xâm nhập vào các vùng nước cùng với chất thải công nghiệp. Về vấn đề này, độ trong và hàm lượng chất rắn lơ lửng là những đặc điểm quan trọng nhất của nước tự nhiên và nước thải cần được kiểm soát tại một doanh nghiệp công nghiệp.

7. Độ mặn của nước.

Hàm lượng cacbonat, sunfat và clorua trong nước có tầm quan trọng rất lớn đối với các sinh vật sống. Có rất ít muối trong nước ngọt, trong đó cacbonat chiếm ưu thế. Nước biển chứa trung bình 35 g/l muối, Biển Đen - 19 g/l, Biển Caspian - khoảng 14 g/l. Clorua và sunfat chiếm ưu thế ở đây. Hầu như tất cả các nguyên tố trong bảng tuần hoàn đều được hòa tan trong nước biển.

8. Oxy hòa tan và carbon dioxide.

Việc tiêu thụ quá nhiều oxy cho quá trình hô hấp của các sinh vật sống và quá trình oxy hóa các chất hữu cơ và khoáng chất xâm nhập vào nước do chất thải công nghiệp dẫn đến sự nghèo đi của quần thể sống đến mức các sinh vật hiếu khí không thể sống trong nước như vậy.

9. Nồng độ ion hydro (pH).

Tất cả các sinh vật dưới nước đều thích nghi với một mức độ pH nhất định: một số thích môi trường axit, một số khác thích môi trường kiềm và một số khác thích môi trường trung tính. Sự thay đổi những đặc điểm này có thể dẫn đến cái chết của các sinh vật dưới nước.

10. Chảy không chỉ ảnh hưởng lớn đến nồng độ khí và chất dinh dưỡng mà còn đóng vai trò trực tiếp là yếu tố hạn chế. Nhiều loài thực vật và động vật sông có sự thích nghi đặc biệt về mặt hình thái và sinh lý để duy trì vị trí của chúng trong dòng chảy: chúng có giới hạn chịu đựng được xác định rõ ràng đối với hệ số dòng chảy.

Yếu tố địa hình chính là Chiều cao trên mực nước biển. Theo độ cao, nhiệt độ trung bình giảm, chênh lệch nhiệt độ hàng ngày tăng, lượng mưa, tốc độ gió và cường độ bức xạ tăng, áp suất khí quyển và nồng độ khí giảm. Tất cả những yếu tố này ảnh hưởng đến thực vật và động vật, gây ra sự phân vùng theo chiều dọc.

các dãy núi có thể đóng vai trò là rào cản khí hậu. Núi cũng đóng vai trò là rào cản đối với sự lây lan và di cư của các sinh vật và có thể đóng vai trò là yếu tố hạn chế trong quá trình hình thành loài.

Một yếu tố địa hình khác là tiếp xúc với độ dốc. Ở bán cầu bắc, các sườn dốc hướng về phía nam nhận được nhiều ánh sáng mặt trời hơn nên cường độ ánh sáng và nhiệt độ ở đây cao hơn ở đáy thung lũng và các sườn dốc hướng về phía bắc. Ở Nam bán cầu, tình trạng ngược lại xảy ra.

Một yếu tố cứu trợ quan trọng cũng là độ dốc. Sườn dốc có đặc điểm là thoát nước nhanh và bị rửa trôi đất nên đất ở đây mỏng và khô hơn. Nếu độ dốc vượt quá 35b, đất và thảm thực vật thường không hình thành mà tạo ra một lớp vật liệu rời.

Các đám cháy vương miện có tác dụng hạn chế đối với hầu hết các sinh vật - cộng đồng sinh vật phải bắt đầu lại từ đầu với những gì còn sót lại và phải nhiều năm trôi qua trước khi địa điểm này có thể hoạt động trở lại. Ngược lại, cháy trên mặt đất có tác dụng chọn lọc: đối với một số sinh vật, chúng là yếu tố hạn chế hơn, đối với những sinh vật khác, chúng là yếu tố ít hạn chế hơn và do đó góp phần vào sự phát triển của các sinh vật có khả năng chịu cháy cao. Ngoài ra, các đám cháy nhỏ trên mặt đất còn bổ sung cho hoạt động của vi khuẩn, phân hủy thực vật chết và đẩy nhanh quá trình chuyển hóa các chất dinh dưỡng khoáng thành dạng phù hợp để các thế hệ thực vật mới sử dụng. Thực vật đã phát triển những khả năng thích nghi chuyên biệt với lửa, giống như chúng đã làm với các yếu tố phi sinh học khác. Đặc biệt, chồi của cây ngũ cốc và cây thông được giấu kín khỏi lửa trong độ sâu của búi lá hoặc lá kim. Trong môi trường sống bị đốt cháy định kỳ, những loài thực vật này được hưởng lợi vì lửa thúc đẩy sự bảo tồn của chúng bằng cách thúc đẩy sự phát triển có chọn lọc của chúng.

Tất cả sự sống trên Trái đất đều gắn liền với một môi trường sống, bao gồm các khu vực địa lý đa dạng và các cộng đồng sinh vật sống sinh sống ở đó. Tùy theo bản chất của hoạt động, mối liên hệ của sinh vật với môi trường có thể vô sinh(bao gồm các yếu tố thuộc bản chất vô tri - điều kiện môi trường vật lý và hóa học) và sinh học(các yếu tố của bản chất sống - mối quan hệ giữa các loài và giữa các loài).

Sự sống của các sinh vật là không thể nếu không có dòng năng lượng liên tục từ bên ngoài. Nguồn của nó là Mặt trời. Sự quay của Trái đất quanh trục của nó dẫn đến sự phân bố không đều năng lượng của Mặt trời và bức xạ nhiệt của nó. Về vấn đề này, bầu khí quyển trên đất liền và đại dương nóng lên không đồng đều, sự khác biệt về nhiệt độ và áp suất cục bộ gây ra sự chuyển động của các khối không khí, thay đổi độ ẩm không khí, ảnh hưởng đến quá trình phản ứng hóa học, biến đổi vật lý và trực tiếp hoặc gián tiếp - tất cả các hiện tượng sinh học. (bản chất của sự phân bố sự sống, nhịp sinh học, v.v.). Ảnh hưởng điều tiết đến mật độ sự sống được tác động bởi một phức hợp các yếu tố: ánh sáng, nhiệt độ, nước, chất dinh dưỡng khoáng, v.v. Sự tiến hóa của sự sống được thực hiện theo hướng thích ứng hiệu quả với các yếu tố này: “sự biến động về độ ẩm, ánh sáng”. , nhiệt độ, gió, trọng lực, v.v. Mối quan hệ của sinh vật giữa khoa học nghiên cứu bản thân chúng ta và môi trường của chúng ta nhà sinh thái học TÔI. Hãy xem xét tầm quan trọng của các yếu tố môi trường riêng lẻ.

Ánh sáng- nguồn năng lượng chính trên Trái đất. Bản chất của ánh sáng là kép: một mặt nó là dòng các hạt vật chất cơ bản - tiểu thể, hay photon không mang điện tích, mặt khác nó có tính chất sóng. Bước sóng của photon càng ngắn thì năng lượng của nó càng cao và ngược lại. Năng lượng của photon đóng vai trò là nguồn đáp ứng nhu cầu năng lượng của cây trong quá trình quang hợp nên cây xanh không thể tồn tại nếu không có ánh sáng.

Ánh sáng (chiếu sáng) là tác nhân kích thích mạnh mẽ hoạt động của sinh vật - quang chu kỳ trong đời sống của thực vật (sinh trưởng, ra hoa, rụng lá) và động vật (lột xác, tích tụ mỡ, di cư và sinh sản của chim và động vật có vú, bắt đầu giai đoạn nghỉ ngơi - hoành hành, phản ứng tập tính, v.v.). Độ dài của giờ ban ngày phụ thuộc vào vĩ độ địa lý. Điều này gắn liền với sự tồn tại của cây ngày dài, sự ra hoa của chúng xảy ra khi thời gian ban ngày kéo dài từ 12 giờ trở lên (khoai tây, lúa mạch đen, yến mạch, lúa mì, v.v.) và cây ngày ngắn có chu kỳ sáng là 12 giờ. hoặc ít hơn (hầu hết các loài thực vật có hoa nhiệt đới, đậu nành, kê, cây gai dầu, ngô và nhiều loại cây khác của vùng ôn đới). Nhưng có những loại cây mà việc ra hoa không phụ thuộc vào độ dài của ngày (cà chua, bồ công anh, v.v.). Nhịp điệu chiếu sáng gây ra các hoạt động khác nhau ở động vật vào ban ngày và ban đêm hoặc lúc hoàng hôn, cũng như các hiện tượng theo mùa: vào mùa xuân - chuẩn bị sinh sản, vào mùa thu - ngủ đông, lột xác.

Bức xạ sóng ngắn của mặt trời (290 nm) là tia cực tím (UV). Hầu hết chúng được hấp thụ bởi tầng ozone ở tầng trên của khí quyển; Tia UV có năng lượng thấp hơn (300-400 nm) xuyên qua Trái đất có sức tàn phá đối với nhiều vi sinh vật và bào tử của chúng; Trong cơ thể người và động vật, những tia này kích hoạt quá trình tổng hợp vitamin D từ cholesterol và hình thành sắc tố da, mắt. Bức xạ giữa sóng (600-700 nm) là phần màu cam của quang phổ và được cây hấp thụ trong quá trình quang hợp.

Là một biểu hiện của phản ứng thích nghi với sự thay đổi ngày và đêm ở động vật và con người, người ta quan sát thấy nhịp điệu hàng ngày về tốc độ trao đổi chất, nhịp hô hấp, nhịp tim và huyết áp, nhiệt độ cơ thể, sự phân chia tế bào, v.v. Hơn một trăm quá trình sinh lý có tính chất nhịp sinh học đã được xác định ở người, nhờ đó những người khỏe mạnh quan sát được sự phối hợp của các chức năng khác nhau. Nghiên cứu về nhịp sinh học có tầm quan trọng lớn trong việc phát triển các biện pháp tạo điều kiện cho con người thích nghi với điều kiện mới trong các chuyến bay đường dài và di dời người dân đến các khu vực Siberia, Viễn Đông, Bắc và Nam Cực.

Người ta tin rằng việc vi phạm các cơ chế điều tiết để duy trì môi trường bên trong cơ thể (cân bằng nội môi) là hậu quả của quá trình đô thị hóa và công nghiệp hóa: Làm sao Cơ thể càng cách ly lâu với các yếu tố khí hậu bên ngoài và ở trong điều kiện vi khí hậu thoải mái trong nhà thì phản ứng thích ứng với sự thay đổi của các yếu tố thời tiết càng giảm rõ rệt, khả năng điều nhiệt bị suy giảm và rối loạn hoạt động tim mạch xảy ra thường xuyên hơn.

Tác dụng sinh học photon là năng lượng của chúng trong cơ thể động vật gây ra trạng thái kích thích của các electron trong các phân tử sắc tố (porphyrin, carotenoids, flavin), chuyển năng lượng dư thừa của chúng sang các phân tử khác và theo cách này, một chuỗi biến đổi hóa học được bắt đầu. Protein và axit nucleic hấp thụ tia UV có bước sóng 250-320 nm, có thể gây ảnh hưởng di truyền (đột biến gen); các tia có bước sóng ngắn hơn (200 nm hoặc nhỏ hơn) không chỉ kích thích các phân tử mà còn có thể phá hủy chúng.

Trong những năm gần đây, người ta chú ý nhiều đến việc nghiên cứu quá trình kích hoạt quang - khả năng tế bào vi sinh vật làm suy yếu và loại bỏ hoàn toàn tác hại của việc chiếu tia UV lên DNA, nếu các tế bào được chiếu xạ sau đó không được phát triển trong bóng tối, mà là trong ánh sáng khả kiến. Kích hoạt quang học là một hiện tượng phổ quát, được thực hiện với sự tham gia của các enzyme tế bào cụ thể, hoạt động của chúng được kích hoạt bởi lượng tử ánh sáng có bước sóng nhất định.

Nhiệt độ có tác dụng điều hòa nhiều quá trình sống của thực vật và động vật, làm thay đổi cường độ trao đổi chất. Hoạt động của các enzyme trong tế bào dao động từ 10 đến 40 ° C, ở nhiệt độ thấp, các phản ứng diễn ra chậm, nhưng khi đạt đến nhiệt độ tối ưu, hoạt động của enzyme được phục hồi. Giới hạn sức chịu đựng của sinh vật liên quan đến yếu tố nhiệt độ đối với hầu hết các loài không vượt quá 40-45 ° C, nhiệt độ thấp ít ảnh hưởng xấu đến cơ thể hơn nhiệt độ cao. Hoạt động sống còn của cơ thể được thực hiện trong khoảng từ -4 đến 45 ° C. Tuy nhiên, một nhóm nhỏ sinh vật bậc thấp có thể sống trong suối nước nóng ở nhiệt độ 85°C (vi khuẩn lưu huỳnh, tảo xanh lam, một số loài giun tròn), nhiều sinh vật bậc thấp có thể dễ dàng chịu được nhiệt độ rất thấp (khả năng chống đóng băng của chúng là giải thích bằng nồng độ cao của muối và các chất hữu cơ trong tế bào chất).

Mỗi loài động vật, thực vật và vi sinh vật đã phát triển những khả năng thích nghi cần thiết với cả nhiệt độ cao và nhiệt độ thấp. Vì vậy, khi thời tiết se lạnh, nhiều loài côn trùng ẩn náu trong đất, dưới vỏ cây, trong các khe đá, ếch chui vào lớp phù sa dưới đáy hồ chứa, một số động vật trên cạn ngủ đông và ngủ mê. Sự thích nghi với tình trạng quá nóng trong mùa nóng ở thực vật được thể hiện ở việc tăng lượng bốc hơi nước qua khí khổng, ở động vật - dưới dạng bốc hơi nước qua hệ hô hấp và da. Động vật không có hệ thống điều nhiệt tích cực (máu lạnh hoặc biến nhiệt) không chịu được sự biến động của nhiệt độ bên ngoài nên môi trường sống trên cạn của chúng tương đối hạn chế (lưỡng cư, bò sát). Khi thời tiết lạnh bắt đầu, quá trình trao đổi chất, lượng thức ăn và lượng oxy tiêu thụ của chúng giảm, chúng ngủ đông hoặc rơi vào trạng thái trầm cảm. trạng thái hoạt ảnh bị treo(quá trình sống chậm lại rõ rệt trong khi vẫn duy trì khả năng hồi sinh), và trong điều kiện thời tiết thuận lợi, chúng thức tỉnh và bắt đầu lại cuộc sống năng động. Các bào tử và hạt của thực vật, cũng như của các loài động vật - trùng roi, luân trùng, rệp, ve, v.v. - có thể ở trạng thái hoạt động lơ lửng trong nhiều năm. Tính máu nóng ở động vật có vú và chim cho phép chúng chịu đựng những điều kiện bất lợi ở trạng thái hoạt động, sử dụng nơi trú ẩn nên ít phụ thuộc vào môi trường. Trong thời kỳ nhiệt độ tăng quá mức ở điều kiện sa mạc, động vật thích nghi với việc chịu đựng sức nóng bằng cách ngâm mình trong nước. bước vào giấc ngủ đông mùa hè. Thực vật ở sa mạc và bán sa mạc vào mùa xuân hoàn thành mùa sinh trưởng trong thời gian rất ngắn và sau khi hạt chín, rụng lá, bước vào giai đoạn ngủ đông (hoa tulip, củ bluegrass, hoa hồng Jericho, v.v.).

Nước. Với năng lượng của Mặt trời, nước dâng lên từ bề mặt biển và đại dương và quay trở lại Trái đất dưới dạng mưa khác nhau, có tác động đa dạng đến sinh vật. Nước là thành phần quan trọng nhất của tế bào, chiếm 60-80% khối lượng của tế bào. Ý nghĩa sinh học của nước được xác định bởi các tính chất hóa lý của nó. Phân tử nước có tính phân cực nên có thể bị thu hút bởi nhiều phân tử khác và làm suy yếu cường độ tương tác giữa điện tích của các phân tử này, tạo thành hydrat với chúng, tức là hoạt động như một dung môi. Nhiều chất chỉ tham gia vào các phản ứng hóa học khác nhau khi có nước.

Đặc tính điện môi và sự hiện diện của liên kết giữa các phân tử quyết định khả năng tỏa nhiệt cao của nước, tạo ra “lớp đệm nhiệt” trong hệ thống sống, bảo vệ các cấu trúc tế bào không ổn định khỏi bị hư hại trong quá trình giải phóng năng lượng nhiệt ngắn hạn cục bộ. Bằng cách hấp thụ nhiệt trong quá trình chuyển từ trạng thái lỏng sang trạng thái khí, nước tạo ra sự làm mát; ảnh hưởng của sự bay hơi được các sinh vật sử dụng để điều chỉnh nhiệt độ cơ thể. Do có công suất nhiệt lớn, nước đóng vai trò điều hòa nhiệt độ khí hậu chính. Quá trình sưởi ấm và làm mát chậm của nó điều chỉnh sự dao động nhiệt độ của đại dương và hồ: vào mùa hè và ban ngày, chúng tích tụ nhiệt, nhiệt lượng chúng giải phóng vào mùa đông và vào ban đêm. Ổn định khí hậu cũng được tạo điều kiện thuận lợi nhờ sự trao đổi liên tục carbon dioxide giữa vỏ không khí và nước của địa cầu và đá, cũng như hệ thực vật và động vật. Nước đóng vai trò vận chuyển các chất trong đất từ ​​trên xuống dưới và theo chiều ngược lại. Trong đất, chúng đóng vai trò là môi trường sống cho các sinh vật đơn bào (amip, trùng roi, ớt, tảo).

Tùy thuộc vào chế độ ẩm độ của cây ở các nơi và sự phát triển bình thường của chúng, chúng được chia thành thực vật ưa ẩm khu vực ẩm ướt quá mức, thực vật trung sinh những nơi đủ ẩm và xerophyte - thực vật có môi trường sống khô. Ngoài ra còn có nhóm thực vật có hoa thủy sinh - thực vật thủy sinh, sống ở môi trường nước (đầu mũi tên, cây Elodea, cây sừng). Thiếu độ ẩm đóng vai trò là yếu tố hạn chế quyết định ranh giới của sự sống và sự phân bố theo vùng của nó. Khi thiếu nước, động vật và thực vật phát triển khả năng thích nghi để lấy và bảo tồn nước. Một trong những chức năng của rụng lá là thích ứng với tình trạng mất nước quá mức. Thực vật ở vùng khô cằn có lá nhỏ, đôi khi ở dạng vảy (trong trường hợp này, thân cây đảm nhận chức năng quang hợp); Sự phân bố của khí khổng trên lá cũng có mục đích tương tự, có thể làm giảm sự bốc hơi nước. Động vật trong điều kiện độ ẩm rất thấp hoạt động vào ban đêm để tránh mất nước, ban ngày chúng trốn trong hang, thậm chí rơi vào trạng thái hôn mê hoặc ngủ đông. Loài gặm nhấm không uống nước mà bổ sung bằng thức ăn thực vật. Nguồn dự trữ nước độc đáo cho động vật sa mạc là chất béo tích tụ (bướu lạc đà, chất béo dưới da của loài gặm nhấm, cơ thể béo của côn trùng), từ đó nước hình thành trong cơ thể trong các phản ứng oxy hóa trong quá trình phân hủy chất béo. Vì vậy, tất cả các thực tế về sự thích nghi của sinh vật với điều kiện sống là một minh họa rõ ràng về tính hữu ích trong tự nhiên sống, phát sinh dưới tác động của chọn lọc tự nhiên.

Bức xạ ion hóa. Bức xạ năng lượng rất cao có thể tạo ra các cặp ion dương và âm được gọi là ion hóa. Của anh ấy nguồn là chất phóng xạ, chứa rúc vào đá; Hơn nữa, nó đến từ không gian. Trong số ba loại bức xạ ion hóa có ý nghĩa quan trọng đối với môi trường, có hai loại là bức xạ hạt (alpha- và các hạt beta), và thứ ba là điện từ (bức xạ gamma và bức xạ tia X liên quan). Bức xạ gamma dễ dàng xuyên qua mô sống; bức xạ này có thể đi qua cơ thể mà không gây ra bất kỳ ảnh hưởng nào hoặc nó có thể gây ra sự ion hóa dọc theo phần lớn đường đi của nó.

Nhìn chung, bức xạ ion hóa có tác động hủy diệt mạnh nhất đối với các sinh vật phức tạp và phát triển cao hơn; người đó đặc biệt nhạy cảm.
Chất ô nhiễm. Các chất này có thể được chia thành hai nhóm: các hợp chất tự nhiên là sản phẩm thải ra từ quá trình công nghệ và các hợp chất nhân tạo không có trong tự nhiên.

Nhóm 1 gồm sulfur dioxide, carbon dioxide, oxit nitơ, carbon, hydrocarbon, hợp chất của đồng, kẽm và thủy ngân, v.v., phân khoáng.

Nhóm thứ 2 bao gồm các chất nhân tạo có đặc tính đặc biệt đáp ứng nhu cầu của con người: thuốc trừ sâu, dùng để phòng trừ động vật gây hại cây trồng nông nghiệp, kháng sinh dùng trong y học và thú y để điều trị các bệnh truyền nhiễm. Thuốc trừ sâu bao gồm thuốc trừ sâu - phương tiện để chống côn trùng gây hại và thuốc diệt cỏ --. sản phẩm kiểm soát cỏ dại.

Tất cả chúng đều có độc tính (độc) nhất định đối với con người.

Các yếu tố vô sinh cũng bao gồm khí quyển, khoáng chất, áp suất khí quyển, chuyển động của khối không khí và thủy quyển (dòng chảy), cơ sở khoáng chất của đất, độ mặn của nước và đất.

Hãy tập trung vào ý nghĩa nguyên tố khoáng sản. Một số chất vô cơ được tìm thấy trong cơ thể dưới dạng muối và khi phân ly chúng tạo thành các ion (cation và anion): Na+, Mg2+, PO43-, Cl-, K+, Ca2+, CO32-, NO3-. Tầm quan trọng của thành phần ion trong tế bào được bộc lộ ở nhiều khía cạnh trong hoạt động sống của nó. Ví dụ, kali tương tác có chọn lọc với protein co bóp của cơ - myosin, làm giảm độ nhớt của nhựa tế bào và gây giãn cơ. Canxi làm tăng độ nhớt của tế bào chất và kích thích co cơ, làm giảm ngưỡng kích thích thần kinh và được giải phóng khỏi hệ thống màng trong quá trình co cơ. Một lượng lớn canxi được tiêu thụ bởi động vật thân mềm và động vật có xương sống, chúng cần nó cho sự phát triển của vỏ và xương. Ở động vật có nhiều natri, chủ yếu ở dịch ngoại bào và kali - bên trong tế bào; chuyển động lẫn nhau của chúng tạo ra sự khác biệt về điện thế giữa chất lỏng bên trong và bên ngoài tế bào, làm cơ sở cho việc truyền xung thần kinh.

Các ion magie ảnh hưởng đến sự kết tụ của ribosome: khi nồng độ của chúng giảm, ribosome sẽ vỡ thành hai phần. Magiê là một phần của phân tử diệp lục và một số enzyme. Để thực hiện quá trình quang hợp, cây cần Mn, Fe, Cl, Zn; cho quá trình chuyển hóa nitơ - Mo, B, Co, Cu, Si. Phân tử hemoglobin chứa sắt và hormone tuyến giáp. Nô-ê tuyến - iốt. Kẽm tham gia vào nhiều phản ứng thủy phân, phá vỡ liên kết giữa nguyên tử cacbon và oxy. Thiếu hoặc thiếu Na+, Mg2+, K+, Ca2+ , dẫn đến mất khả năng kích thích của tế bào và chết.
Trong điều kiện tự nhiên, việc thiếu một số nguyên tố vi lượng nhất định sẽ dẫn đến sự phát triển của các bệnh đặc hữu (chỉ đặc trưng ở một khu vực nhất định) ở người: bướu cổ đặc hữu (thiếu iốt trong nước uống), nhiễm fluor và lốm đốm răng (uống quá nhiều florua vào cơ thể). ),... Thiếu đồng trong các loại thảo mộc, mọc trên đất sình lầy, than bùn dẫn đến gia súc bị thiếu máu, rối loạn hệ tiêu hóa, tổn thương hệ thần kinh trung ương, thay đổi màu lông, v.v.

Việc dư thừa các nguyên tố vi lượng cũng là điều không mong muốn. Đặc biệt, ở một số vùng đã biết bệnh còi xương do stronti và nhiễm độc molypden mãn tính ở động vật (tiêu chảy ở gia súc, giảm sản lượng sữa, thay đổi màu lông). Nhiều câu hỏi về vai trò của các nguyên tố vi lượng trong việc xuất hiện một số rối loạn sinh lý vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ.

Chia sẻ với bạn bè:
Ấn phẩm liên quan