Общее понятие и особенности
Наземно-воздушная среда жизни — это пространство, включающее поверхность земного шара и нижние слои атмосферы. Для этой среды характерны следующие признаки:
Характерной особенностью среды обитания является ее сложность. Связано это с разнообразием климатических условий. Животным и растительным организмам нужно приспосабливаться к своему месту существования.
Постоянная смена времен года и температуры повлекла за собой необходимость формирования соответствующей анатомии у представителей природы, что позволило им освоить жительство на территории.
Характеристика факторов
Проживающие в этой среде наземно-воздушные организмы, испытывают на себе влияние нескольких факторов. Их описание кратко представлено в таблице:
| Факторы | Краткая характеристика |
| Невысокая плотность воздуха | Этот фактор имеет значение больше для животного мира, поскольку не дает им возможности поддерживать свое тело. Это компенсируется наличием скелета. При этом он позволяет здесь обитать птицам, летающим над поверхностью земли |
| Существование ветра | Подвижность воздуха позволяет перемещаться семенам, мелким насекомым, спорам, бактериям. Это обеспечивается достаточной опорной поверхностью крыльев и малому весу организмов. Благодаря ветру, происходит процесс опыления |
| Воздушный состав | Главным составляющим элементом воздуха является кислород, присутствие которого тут в 20 раз больше чем в воде. Его наличие обеспечивает высокий уровень обмена веществ у животных. Это дает им возможность поддерживать температуру тела в пределах требуемого интервала |
| Поверхность почвы | Если для животных важным фактором является структура почвы, то растениям требуется определенный химический состав. Некоторым нужны черноземы богатые азотом, другим — сыпучие пески. Животные предпочитают твердый грунт, чтобы лучше от него отталкиваться |
| Температура | Температура воздушной среды на поверхности земли изменяется значительно сильнее, чем в водном пространстве. Поэтому обитатели животного мира приобрели способность существовать в широком температурном диапазоне. Растительный мир тоже приспособился к разным условиям. На территориях с суровым климатом больше преобладают хвойные деревья |
Наличие этих факторов создали определенные проблемы для обитателей среды. Однако благодаря им, представители природы обрели необходимые свойства, позволяющие дать отпор неблагоприятным условиям.
Приспособление животных
Для животного мира, кроме имеющегося скелета, характерно присутствие легких. Это позволяет им дышать воздухом. Чтобы приспособиться к наземно-воздушной среде, животные обрели ряд качеств. Произошло это за длительный период эволюционных процессов. Примером могут служить птицы. Их адаптация заключается в следующем:
Некоторые виды птиц не могут существовать в холодном климате. С наступлением морозов они перелетают в теплые края.
Такие отличительные особенности позволяют этому классу перемещаться в воздушном пространстве. Другие животные иначе приспосабливаются к местным условиям:
Не последнюю роль играет выживаемость животных. Это касается, например, зайцев. В снежную пору они меняют свой цвет шубки. Если летом она серая, то зимой наблюдается другая картинка — животные становятся белыми.
Для выживания в сложных условиях животным приходится много перемещаться. Поэтому у них хорошо развиты ноги. У некоторых представителей они приспособлены для бега. Другие совершают с их помощью короткие или длинные прыжки.
Существование растений
Основная масса растений давно вышла из водной среды. Для нормального существования они тоже прошли эволюционную адаптацию. Заключается она в следующем:
Растения, которые присутствуют в условиях низкой влажности, обладают более развитой корневой системой. Это позволяет стволу корня глубоко проникать в почву и достигать подземных источников. При этом листья у растений них мелкие, что помогает им дольше удерживать влагу.
В суровых условиях тундры наблюдается присутствие карликовых деревьев. Длительная зима здесь переходит в короткое лето. За малый промежуток времени земля не успевает оттаять. Чтобы выжить, растения приобрели способность цвести даже при небольших морозах.
Влияние деятельности человека
В результате деятельности человека окружающая среда претерпела значительные изменения. В основном природа сохранила свой первоначальный вид только в условиях холодного арктического климата, где низкие температуры не способствуют заселению территории.
Остальная поверхность земли настолько быстро преобразуется, что животный и растительный мир не успевает к этому приспосабливаться. В основном это влияние носит негативный характер.
Определение степени загрязнение окружающего пространства показывает отрицательные результаты. Это коснулось ряда физических показателей. Изменился газовый состав атмосферы. Стала наблюдаться повышенная концентрация углекислого газа, оксида серы и азота, что ведет к созданию парникового эффекта и разрушению озонового слоя земли. Вырубка лесов снижает плодородность почв и уменьшает содержание кислорода в атмосфере.
Растительный и животный мир тесно связан со средой обитания. Можно сказать, что это единый организм. Поэтому в природе постоянно происходит процесс приспособления живых представителей природы к изменению окружающих условий внешней среды. Такая информация содержится в работах учащихся, пишущих рефераты на эту тему. Сообщения содержатся в докладах научных сотрудников, которые можно прочитать или прослушать в режиме онлайн, составив конспекты по материалу.
Наземно-воздушная среда обитания — характеристика, особенности и признаки представителей
Все живые организмы приспособлены жить в определенных условиях. Большое количество видов присутствует в наземно-воздушной среде обитания. Ее характеристика дает наглядное представление о разнообразии существования представителей природы. Присутствующие в ней животные перемещаются по поверхности земли и воздушному пространству, а растения укореняются в почве.
Общее понятие и особенности
Наземно-воздушная среда жизни — это пространство, включающее поверхность земного шара и нижние слои атмосферы. Для этой среды характерны следующие признаки:
Характерной особенностью среды обитания является ее сложность. Связано это с разнообразием климатических условий. Животным и растительным организмам нужно приспосабливаться к своему месту существования.
Постоянная смена времен года и температуры повлекла за собой необходимость формирования соответствующей анатомии у представителей природы, что позволило им освоить жительство на территории.
Характеристика факторов
Проживающие в этой среде наземно-воздушные организмы, испытывают на себе влияние нескольких факторов. Их описание кратко представлено в таблице:
| Факторы | Краткая характеристика |
| Невысокая плотность воздуха | Этот фактор имеет значение больше для животного мира, поскольку не дает им возможности поддерживать свое тело. Это компенсируется наличием скелета. При этом он позволяет здесь обитать птицам, летающим над поверхностью земли |
| Существование ветра | Подвижность воздуха позволяет перемещаться семенам, мелким насекомым, спорам, бактериям. Это обеспечивается достаточной опорной поверхностью крыльев и малому весу организмов. Благодаря ветру, происходит процесс опыления |
| Воздушный состав | Главным составляющим элементом воздуха является кислород, присутствие которого тут в 20 раз больше чем в воде. Его наличие обеспечивает высокий уровень обмена веществ у животных. Это дает им возможность поддерживать температуру тела в пределах требуемого интервала |
| Поверхность почвы | Если для животных важным фактором является структура почвы, то растениям требуется определенный химический состав. Некоторым нужны черноземы богатые азотом, другим — сыпучие пески. Животные предпочитают твердый грунт, чтобы лучше от него отталкиваться |
| Температура | Температура воздушной среды на поверхности земли изменяется значительно сильнее, чем в водном пространстве. Поэтому обитатели животного мира приобрели способность существовать в широком температурном диапазоне. Растительный мир тоже приспособился к разным условиям. На территориях с суровым климатом больше преобладают хвойные деревья |
Наличие этих факторов создали определенные проблемы для обитателей среды. Однако благодаря им, представители природы обрели необходимые свойства, позволяющие дать отпор неблагоприятным условиям.
Приспособление животных
Для животного мира, кроме имеющегося скелета, характерно присутствие легких. Это позволяет им дышать воздухом. Чтобы приспособиться к наземно-воздушной среде, животные обрели ряд качеств. Произошло это за длительный период эволюционных процессов. Примером могут служить птицы. Их адаптация заключается в следующем:
Некоторые виды птиц не могут существовать в холодном климате. С наступлением морозов они перелетают в теплые края.
Такие отличительные особенности позволяют этому классу перемещаться в воздушном пространстве. Другие животные иначе приспосабливаются к местным условиям:
Не последнюю роль играет выживаемость животных. Это касается, например, зайцев. В снежную пору они меняют свой цвет шубки. Если летом она серая, то зимой наблюдается другая картинка — животные становятся белыми.
Для выживания в сложных условиях животным приходится много перемещаться. Поэтому у них хорошо развиты ноги. У некоторых представителей они приспособлены для бега. Другие совершают с их помощью короткие или длинные прыжки.
Существование растений
Основная масса растений давно вышла из водной среды. Для нормального существования они тоже прошли эволюционную адаптацию. Заключается она в следующем:
Растения, которые присутствуют в условиях низкой влажности, обладают более развитой корневой системой. Это позволяет стволу корня глубоко проникать в почву и достигать подземных источников. При этом листья у растений них мелкие, что помогает им дольше удерживать влагу.
В суровых условиях тундры наблюдается присутствие карликовых деревьев. Длительная зима здесь переходит в короткое лето. За малый промежуток времени земля не успевает оттаять. Чтобы выжить, растения приобрели способность цвести даже при небольших морозах.
Влияние деятельности человека
В результате деятельности человека окружающая среда претерпела значительные изменения. В основном природа сохранила свой первоначальный вид только в условиях холодного арктического климата, где низкие температуры не способствуют заселению территории.
Остальная поверхность земли настолько быстро преобразуется, что животный и растительный мир не успевает к этому приспосабливаться. В основном это влияние носит негативный характер.
Определение степени загрязнение окружающего пространства показывает отрицательные результаты. Это коснулось ряда физических показателей. Изменился газовый состав атмосферы. Стала наблюдаться повышенная концентрация углекислого газа, оксида серы и азота, что ведет к созданию парникового эффекта и разрушению озонового слоя земли. Вырубка лесов снижает плодородность почв и уменьшает содержание кислорода в атмосфере.
Растительный и животный мир тесно связан со средой обитания. Можно сказать, что это единый организм. Поэтому в природе постоянно происходит процесс приспособления живых представителей природы к изменению окружающих условий внешней среды. Такая информация содержится в работах учащихся, пишущих рефераты на эту тему. Сообщения содержатся в докладах научных сотрудников, которые можно прочитать или прослушать в режиме онлайн, составив конспекты по материалу.
Какие выделяют основные среды обитания живых организмов – виды и краткое описание
Все организмы, населяющие нашу планету, приспособились к жизни в какой-либо определенной среде: дождевые черви живут в почве, аскариды паразитируют в теле животных, рыбы обитают в воде, а многие птицы ведут наземный образ жизни, но при этом немалую часть времени проводят в воздухе. Расскажем подробнее обо всех основных средах обитания живых существ.
Водная среда
Именно здесь, по мнению учёных, зародилась жизнь. Сейчас в воде обитают около 7% всех известных животных и около 8% растений. Данной среде принадлежит 71% площади всей нашей планеты, при этом свыше 98% воды приходится на океаны и моря.
Практически однородная в пространстве и стабильная во времени водная среда обладает рядом свойств, имеющих важное значение для населяющих её организмов. Для неё характерна относительно высокая плотность и вязкость, благодаря которым многие живые существа могут опираться на воду и парить в ней.
Другое значимое свойство – изменение давления, увеличивающееся по мере погружения, поэтому организмы в зависимости от степени приспособленности к перепадам давления распределились в воде на разные глубины. Есть те, кто встречается только у поверхности воды, но существуют и глубоководные обитатели, которые справляются не только с повышенным давлением, но и с минимальным содержанием кислорода и отсутствием солнечного света. На глубину свыше 1500 м свет не проходит вообще, однако, некоторые организмы, обладающие свойством биолюминесценции, сами светятся в темноте.
Наземно-воздушная среда
Данная среда обитания занимает всю поверхность суши и низкие атмосферные слои. В отличие от относительно стабильной водной среды, наземно-воздушная очень изменчива. Для нее характерны существенные перепады температур, изменения уровня влажности и химического состава воздуха. При этом воздух находится в постоянном движении. Его низкая плотность не оказывает значительного сопротивления при перемещении организмов по поверхности земли, но затрудняет движение по вертикали.
Необходимая для жизни организмов вода в атмосфере отсутствует, поэтому многие животные и растения селятся вблизи водоёмов, обитатели же засушливых территорий выживают за счёт специальных приспособлений, помогающих им запасать и экономить воду. Если влаги в наземно-воздушной среде часто не хватает, то кислорода и солнечного света более чем достаточно. Уровень освещённости земной поверхности изменяется в зависимости от времени суток, сезона и географической широты. Газовый состав воздуха относительно однороден, однако под воздействием антропогенных факторов, он может изменяться.
Почвенная среда
Эту среду обитания создали сами организмы в процессе своей жизнедеятельности. Она расположена в верхнем плодородном слое земной коры и состоит из твердых, жидких и газообразных масс. Также ее неотъемлемой частью являются многочисленные живые организмы.
Для стабильной, малоизменчивой почвенной среды характерна очень высокая плотность, существенно затрудняющая передвижение живых существ. Перепады температур в ней несущественны, в отличии, например, от наземно-воздушной среды. Ещё один признак почвенной среды – недостаток или полное отсутствие солнечного света. В таких условиях млекопитающие (кроты, слепыши и т.д.) приспособились ориентироваться в пространстве с помощью обоняния и осязания, а вот органы зрения у них оказались недоразвиты.
Вода в почве присутствует в умеренных количествах, и основным её источником являются атмосферные осадки. При этом воздуха здесь недостаточно. Он занимает все свободные поры, в которых отсутствует вода, поэтому при увлажнении почвы воздух из неё вытесняется. Количество углекислого газа в почвенном воздухе обычно превышает количество кислорода, что обусловлено дыханием многочисленных микроорганизмов и корней растений.
Организменная среда
Это одна из самых стабильных во всех отношениях сред, характеризующаяся постоянством температуры, влажности, содержания минеральных и органических веществ, обилием пищи и защищенностью от неблагоприятных внешних факторов. Практически в каждом многоклеточном организме присутствуют паразиты и симбионты. Первые способны нанести вред хозяину тела, в котором они обитают, и даже привести к его гибели. Вторые же, наоборот, приносят пользу, делая совместное проживание взаимовыгодным.
Всех паразитов принято делить на тех, кто живёт на теле хозяина (эктопаразиты) и тех, кто поселился внутри (эндопаразиты). Большая же часть известных паразитов практически не соприкасается с внешним миром, проходя все стадии своего развития в организме других живых существ.
Основные среды жизни
Жизнь зародилась на Земле приблизительно 3,7 миллиарда лет назад, по другому источнику около 4,1 млрд лет назад. Развитие продолжается и по сегодняшний день. По всем предположениям, и в дальнейшем жизнь будет продолжаться, приспосабливаясь к окружающей среде, и наличие или отсутствие человека не сможет ее прервать.
Ученые Австралии обнаружили признаки жизни на суше, и им 3,5 млрд лет. Их находки дали подтверждение, что жизнь образовалась в пресных водоемах, а не в соленых источниках. Ученые обратили внимание на эти факты и ищут подтверждение им и на других континентах.
Основные виды жизни
К основным средам жизни относятся:
Каждая из сред обладает своими особенностями и содержит различные организмы, которые проживают, размножаются и эволюционируют.
Наземно-воздушная среда
Эту среду представляет все разнообразие растительной и животной жизни на Земле. Развитие органической жизни на суше позволило возникнуть почве. Дальше пошло развитие растений, лесов, степей, тундры и различных животных, адаптирующихся к разным средам обитания. В результате дальнейшей эволюции органического мира, жизнь распространялась на все верхние оболочки Земли – гидросферу, литосферу, атмосферу. Все живое развивалось и приспосабливалось к резким колебаниям температур и различным средам обитания. Возникли теплокровные и хладнокровные представители животной фауны, разнообразные птицы и насекомые. В наземно-воздушной среде растения приспособились к различным условиям произрастания. Одни любят светлые теплые участки, другие произрастают в тени и влажности, а третьи выживают при низких температурах. Разнообразие этой среды представлено разнообразием жизни в ней.
Водная среда
Параллельно развитию наземно-воздушной среды шло развитие и водного мира.
Водная среда представлена всеми водоемами, которые есть на нашей планете, начиная от океанов и морей, заканчивая озерами и ручейками. 95% поверхности Земли относится к водной среде.
Различные гигантские обитатели водной среды менялись и приспосабливались под волнами эволюции, адаптировались к среде обитания и принимали вид, наиболее увеличивающий выживаемость популяций. Уменьшились размеры, поделились ареалы распространения разных видов их сосуществования. Многообразие жизни в воде удивляет и восхищает. Температура в водной среде не подвержена таким резким колебаниям как в наземно-воздушной среде и даже в самых холодных водоемах не понижается ниже +4 градусов по Цельсию. В воде живут не только рыбы и животные, также вода изобилует различными водорослями. Только на больших глубинах они отсутствуют, там, где царит вечная ночь, идет совсем другое развитие организмов.
Почвенная среда обитания
К почве относится верхний слой земли. Смешение различных пород почвы с горными породами, останками живых организмов, образует плодородную почву. В этой среде нет света, в ней живут, а вернее произрастают: семена и споры растений, корни деревьев, кустарников, трав. В ней также есть мелкие водоросли. Земля представляет собой дом для бактерий, животных и грибов. Это основные ее обитатели.
Организм как среда обитания
На Земле нет ни одного человека, вида животных или растений, в котором не поселился какой-либо организм или паразит. К паразитам растений относится всем известная повилика. Из маленьких спор-семечек вырастает организм, который живет за счет поглощения питательных сил растения хозяина.
Паразиты (от греческого – «нахлебник») – это организм, живущий за счет своего хозяина. Многие организмы паразитируют в телах людей и животных. Они разделяются на временных, которые живут на хозяине определенный цикл, и постоянных, которые паразитируют на теле хозяина цикл за циклом. Это приводит часто к гибели хозяина-носителя. Паразитам подвержено все живое, начиная от бактерий, и завершает этот список высшие растения и животные. К паразитам относятся и вирусы.
К организмам можно прибавить и симбиоз (совместная жизнь).
Симбиоз растений и животных не угнетает хозяина, а выступает партнером в жизни. Симбиотические отношения позволяют выживать определенным видам растений и животных. Симбиоз – промежуток между союзом и слиянием организмов.
Наземно-воздушная среда обитания
ВОДНАЯ СРЕДА
В мировом океане различают две экологические области:
Нектон (нектос – плавающий)- это совокупность пелагических активно передвигающихся животных, не имеющих непосредственной связи с дном. В основном это крупные животные, способные преодолевать большие расстояния и сильные водные течения. Для них характерна обтекаемая форма тела и хорошо развитые органы движения (рыбы, кальмары, ластоногие, киты) В пресных водах к нектону кроме рыб относятся земноводные и активно перемещающиеся насекомые.
Планктон (блуждающий, парящий)- это совокупность пелагических организмов, не обладающих способностью к быстрым активным передвижениям. Подразделяются на фито- и зоопланктон (мелкие ракообразные, простейшие – фораминиферы, радиолярии; медузы, крылоногие моллюски). Фитопланктон – диатомовые и зеленые водоросли.
Нейстон – совокупность организмов, населяющих поверхностную пленку воды на границе с воздушной средой. Это личинки дясятиногих, усоногих, веслоногих ракообразных, брюхоногих и двустворчатых моллюсков, иглокожих, рыб. Проходя личиночную стадию, они покидают поверхностный слой, служивший им и убежищем, перемещаются жить на дно или пелагиаль.
В жизни водных организмов большую роль играют вертикальное перемещение воды, плотность, температурный, световой, солевой, газовый (содержание кислорода и углекислого газа) режимы, концентрация водородных ионов (рН).
Температурный режим: Отличается в воде, во-первых, меньшим притоком тепла, во-вторых большей стабильностью, чем на суше. Часть тепловой энергии, поступающей на поверхность воды, отражается, часть расходуется на испарение. Испарение воды с поверхности водоемов, при котором затрачивается около 2263.8 Дж/г, препятствует перегреванию нижних слоев, а образование льда, при котором выделяется теплота плавления (333.48 Дж/г), замедляет их охлаждение. Изменение температуры в текущих водах следует за ее изменениями в окружающем воздухе, отличаясь меньшей амплитудой.
В озерах и прудах умеренных широт термический режим определяется хорошо известным физическим явлением – вода обладает максимальной плотностью при 4 о С. Вода в них четко делится на три слоя:
1. эпилимнион— верхний слой температура которого испытывает резкие сезонные колебания;
2. металимнион – переходный, слой температурного скачка, отмечается резкий перепад температур;
3. гиполимнион – глубоководный слой, доходящий до самого дна, где температура в течение года изменяется незначительно.
Летом наиболее теплые слои воды располагаются у поверхности, а холодные – у дна. Данный вид послойного распределения температур в водоеме называется прямая стратификация. Зимой, с понижением температуры, происходит обратная стратификация: поверхностный слой имеет температуру, близкую к 0 С, на дне температура около 4 С, что соответствует максимальной ее плотности. Таким образом, с глубиной температура повышается. Это явление, называемое температурной дихотомией, наблюдается в большинстве озер умеренной зоны летом и зимой. В результате температурной дихотомии нарушается вертикальная циркуляция – наступает период временного застоя – стагнация.
Веснойповерхностная вода вследствие нагревания до 4С становится более плотной и погружается вглубь, а на ее место с глубины поднимается более теплая вода. В результате такой вертикальной циркуляции в водоеме наступает гомотермия, т.е. на какое-то время температура всей водной массы выравнивается. С дальнейшим повышением температуры верхние слои становятся все менее плотными и уже не опускаются вниз – летняя стагнация. Осенью же поверхностный слой охлаждается становится более плотным и опускается вглубь, вытесняя на поверхность более теплую воду. Это происходит до наступления осенней гомотермии. При охлаждении поверхностных вод ниже 4С они становятся менее плотными и опять остаются на поверхности. В результате прекращается циркуляция воды и наступает зимняя стагнация.
Воде свойственна значительная плотность (в 800 раз) превосходит воздушную среду) и вязкость. В среднем в водной толще на каждые 10 м глубины давление возрастает на 1 атм. На растениях эти особенности сказываются в том, что у них очень слабо или вовсе не развивается механическая ткань, поэтому стебли их очень эластичны и легко изгибаются. Большинству водных растений присуща плавучесть и способность находиться в толще воды во взвешенном состоянии, у многих водных животных покровы смазываются слизью, уменьшающей трение при передвижении, а тело обретает обтекаемую форму. Многие обитатели относительно стенобатны и приурочены к определенным глубинам.
Прозрачность и световой режим. Особенно это сказывается на распространении растений: в мутных водоемах они обитают только в поверхностном слое. Световой режим обусловливается также закономерным убыванием света с глубиной из-за того, что вода поглощает солнечный свет. При этом лучи с разной длиной волны поглощаются неодинаково: быстрее всего красные, тогда как сине-зеленые проникают на значительные глубины. Цвет среды при этом меняется, постепенно переходя от зеленоватого до зеленого, голубого, синего, сине-фиолетового, сменяемого постоянным мраком. Соответственно этому с глубиной зеленые водоросли сменяются бурыми и красными, пигменты которых приспособлены к улавливанию солнечных лучей с разной длиной волны. С глубиной также закономерно меняется окраска животных. В поверхностных слоях воды обитают ярко и разнообразно окрашенные животные, тогда как глубоководные виды лишены пигментов. В сумречной обитают животные, окрашенные в цвета с красноватым оттенком, что помогает им скрываться от врагов, так как красный цвет в сине-фиолетовых лучах воспринимается как черный.
Поглощение света в воде тем сильнее, чем меньше ее прозрачность. Прозрачность характеризуется предельной глубиной, где еще виден специально опускаемый диск Секки (белый диск диаметром 20 см). Отсюда и границы зон фотосинтеза сильно колеблются в разных водоемах. В самых чистых водах зона фотосинтеза достигает глубины 200 м.
Газовый режимОсновными газами в водной среде – кислород и углекислый газ.
Концентрация водородных ионов (рН) – пресноводные бассейны с рН = 3,7-4,7 считаются кислыми, 6,95- 7,3 – нейтральными, с рН 7,8 – щелочными. В пресных водоемах рН испытывает даже суточные колебания. Морская вода более щелочная и ее рН значительно меньше изменяется, чем в пресной. С глубиной рН уменьшается. Концентрация водородных ионов играет большую роль в распределении гидробионтов.
Наземно-воздушная среда обитания
Особенностью наземно-воздушной среды жизни является то, что организмы, обитающие здесь, окружены газообразной средой, характеризующейся низкими влажностью, плотностью и давлением, высоким содержанием кислорода. Как правило, животные в этой среде передвигаются по почве (твердый субстрат), а растения укореняются в ней.
В наземно-воздушной среде действующие экологические факторы имеют ряд характерных особенностей: более высокая интенсивность света в сравнении с другими средами, значительные колебания температуры, изменение влажности в зависимости от географического положения, сезона и времени суток. Воздействие факторов, перечисленных выше, неразрывно связано с движением воздушных масс – ветра.
В процессе эволюции у живых организмов наземно-воздушной среды выработались характерные анатомо-морфологические, физиологические адаптации.
Рассмотрим особенности воздействия основных экологических факторов на растения и животных в наземно-воздушной среде.
Воздух. Воздух как экологический фактор характеризуется постоянством состава – кислорода в нем обычно около 21%, углекислого газа 0,03 %.
Низкая плотность воздуха определяет его малую подъемную силу и незначительную опорность. Все обитатели воздушной среды тесно связаны с поверхностью земли, служащей им для прикрепления и опоры. Плотность воздушной среды не оказывает высокого сопротивления организмам при их передвижении по поверхности земли, однако затрудняет перемещение по вертикали. Для большинства организмов пребывание в воздухе связано только с расселением или поиском добычи.
Малая подъемная сила воздуха определяет предельную массу и размеры наземных организмов. Самые крупные животные, обитающие на поверхности земли, меньше, чем гиганты водной среды. Крупные млекопитающиеся (размером и массой современного кита) не могли бы жить на суше, так как были бы раздавлены собственной тяжестью.
Малая плотность воздуха создает незначительную сопротивляемость передвижению. Экологические выгоды этого свойства воздушной среды использовали многие наземные животные в ходе эволюции, приобретя способность к полету. К активному полету способны 75 % видов всех наземных животных, преимущественно насекомые и птицы, но встречаются летуны и среди млекопитающих и рептилий.
Благодаря подвижности воздуха, существующим в нижних слоях атмосферы вертикальным и горизонтальным передвижениям воздушных масс возможен пассивный полет ряда организмов. У многих видов развита анемохория – расселение с помощью воздушных потоков. Анемохория характерна для спор, семян и плодов растений, цист простейших, мелких насекомых, пауков и т.д. Пассивно переносимые потоками воздуха организмы получили в совокупности название аэропланктона по аналогии с планктонными обитателями водной среды.
Основная же экологическая роль горизонтальных воздушных передвижений (ветров) – косвенная в усилении и ослаблении воздействия на наземные организмы таких важных экологических факторов, как температура и влажность. Ветры усиливают отдачу животными и растениями влаги и тепла.
Газовый состав воздуха в приземном слое воздухе довольно однороден (кислород – 20,9 %, азот – 78,1 %, инертные газы – 1 %, углекислый газ – 0,03 % по объему) благодаря его высокой диффузионной способности и постоянному перемешиванию конвекционным и ветровым потоками. Однако различные примеси газообразных, капельно-жидких и твердых (пылевых) частиц, попадающих в атмосферу из локальных источников, могут иметь существенное экологическое значение.
Высокое содержание кислорода способствовало повышению обмена веществ у наземных организмов, и на базе высокой эффективности окислительных процессов возникла гомойотермия животных. Кислород из-за постоянно высокого его содержания в воздухе не является фактором, лимитирующим жизнь в наземной среде. Лишь местами, в специфических условиях, создается временный его дефецит, например в скоплениях разлагающихся растительных остатков, запасах зерна, муки и т.д.
Содержание углекислого газа может изменяться в отдельных участках приземного слоя воздуха в довольно значительных пределах. Н-р, при отсутствии ветра в центре больших городов концентрация его возрастает в десятки раз.
Эдафические факторы. Свойства грунта и рельеф местности также влияют на условия жизни наземных организмов, в первую очередь растений. Свойства земной поверхности, оказывающие экологическое воздействие на ее обитателей, объединяют названием эдафические факторы среды.
Характер корневой системы растений зависит от гидротермического режима, аэрации, сложения, состав и структуры почвы. Например, корневые системы древесных пород (березы, лиственницы) в районах с многолетней мерзлотой располагаются на небольшой глубине и распростерты вширь. Там, где нет многолетней мерзлоты, корневые системы этих же растений менее распростерты и проникают вглубь. У многих степных растений корни могут доставать воду с большой глубины, в то же время у них много и поверхностных корней в гумусированном горизонте почвы, откуда растения поглощают элементы минерального питания.
Рельеф местности и характер грунта влияют на специфику передвижения животных. Например, копытные, страусы, дрофы, живущие на открытых пространствах, нуждаются в твердом грунте для усиления отталкивания при быстром беге. У ящериц, обитающих на сыпучих песках, пальцы окаймлены бахромкой из роговых чешуй, которая увеличивает поверхность опоры. Для наземных обитателей, роющих норы, плотные грунты неблагоприятны. Характер почвы в ряде случаев влияет на распределение наземных животных, роющих норы, зарывающих в грунт для спасения от жары или хищников либо откладывающих в почву яйца и т.д.
Погодные и климатические особенности. Условия жизни в наземно-воздушной среде осложняются, кроме того, погодными изменениями. Погода – это непрерывно меняющееся состояние атмосферы у земной поверхности, до высоты примерно 20 км (граница тропосферы). Изменчивость погоды проявляется в постоянном варьировании сочетании таких факторов среды, как температура и влажность воздуха, облачность, осадки, сила и направление ветра и т.п. Для погодных изменений наряду с закономерным чередованием их в годовом цикле характерны непериодические колебания, что существенно усложняет условия существования наземных организмов. На жизнь водных обитателей погода влияет в значительной меньшей степени и лишь на население поверхностных слоев.
Климат местности. Многолетний режим погоды характеризует климат местности. В понятие климата входят не только средние значения метеорологических явлений, но также их годовой и суточный ход, отклонения от него и их повторяемость. Климат определяется географическими условиями района.
Зональное разнообразие климатов осложняется действием муссонных ветров, распределением циклонов и антициклонов, влиянием горных массивов на движение воздушных масс, степенью удаления от океана и многими другими местными факторами.
Для большинства наземных организмов, особенно мелких, важен не столько климат района, сколько условия их непосредственного местообитания. Очень часто местные элементы среды (рельеф, растительность и т.п.) так изменяют в конкретном участке режим температуры, влажности, света, движения воздуха, что он значительно отличается от климатических условий местности. Такие локальные модификации климата, складывающиеся в приземном слое воздуха, называют микроклиматом. В каждой зоне микроклиматы очень разнообразны. Можно выделить микроклиматы сколь угодно малых участков. Например особый режим создается в венчиках цветков, что используют обитающие там обитатели. Особый устойчивый микроклимат возникает в норах, гнездах, дуплах, пещерах и др. закрытых местах.
Осадки. Помимо водообеспечения и создания запасов влаги, они могут играть и другую экологическую роль. Так, сильные ливневые дожди или град оказывают иногда механическое воздействие на растения или животных.
Особенно многообразна экологическая роль снегового покрова. Суточные колебания температур проникают в толщу снега лишь до 25 см, глубже температура почти не изменяется. При морозах в – 20-30 С под слоем снега в 30-40 см температура лишь ненамного ниже нуля. Глубокий снежный покров защищает почки возобновления, предохраняет от вымерзания зеленые части растений; многие виды уходят под снег, не сбрасывая листвы, например ожика волосистая, вероника лекарственная и др.
Мелкие наземные зверки ведут и зимой активный образ жизни, прокладывая под снегом и в его толще целые галереи ходов. Для ряда видов, питающихся подснежной растительностью, характерно даже зимнее размножение, которое отмечено, например, у леммингов, лесной и желтогорлой мыши, ряда полевок, водяной крысы и др. Тетеревиные птицы – рябчики, тетерева, тундряные куропатки – зарываются в снег на ночевку.
Крупным животным зимний снеговой покров мешает добывать корм. Многие копытные (северные олени, кабаны, овцебыки) питаются зимой исключительно подснежной растительностью, и глубокий снежный покров, а особенно твердая корка на его поверхности, возникающая в гололед, обрекают их на бескормицу. Глубина снежного покрова может ограничивать географическое распространение видов. Например, настоящие олени не проникают на север в те районы, где толща снега зимой более 40-50 см.
Световой режим. Количество достигающей поверхности Земли радиации обусловлено географической широтой местности, продолжительностью дня, прозрачностью атмосферы и углом падения солнечных лучей. При разных погодных условиях к поверхности Земли доходит 42-70% солнечной постоянной. Освещенность на поверхности Земли варьирует в широких пределах. Все зависит от высоты стояния Солнца над горизонтом или угла падения солнечных лучей, длины дня и условий погоды, прозрачности атмосферы. Интенсивность света также колеблется в зависимости от времени года и времени суток. В отдельных районах Земли неравноценно и качество света, например, соотношение длинноволновых (красных) и коротковолновых (синих и ультрафиолетовых) лучей. Коротковолновые лучи, как известно, больше, чем длинноволновые, поглощаются и рассеиваются атмосферой.
Почва как среда обитания
Почва представляет собой рыхлый тонкий поверхностный слой суши, контактирующий с воздушной средой. Почва представляет собой не просто твердое тело, как большинство пород литосферы, а сложную трехфазную систему, в которой твердые частицы окружены воздухом и водой. Она пронизана полостями, заполненными смесью газов и водными растворами, и поэтому в ней складывается чрезвычайно разнообразные условия, благоприятные для жизни множества микро- и макроорганизмов. В почве сглажены температурные колебания по сравнению с приземным слоем воздуха, а наличие грунтовых вод и проникновение осадков создают запасы влаги и обеспечивают режим влажности, промежуточный между водой и наземной средой. В почве концентрируются запасы органических и минеральных веществ, поставляемых отмирающей растительностью и трупами животных. Все это определяет большую насыщенность почвы жизнью.
Неоднородность условий в почве резче всего проявляется в вертикальном направлении. С глубиной резко меняется ряд важнейших экологических факторов, влияющих на жизнь обитателей почвы. Прежде всего это относится к структуре почвы. В ней выделяют три основных горизонта, различающихся по морфологическим и химическим свойствам: 1) верхний перегнойно-аккумулятивный горизонт, в котором накапливается и преобразуется органическое вещество и из которого промывными водами часть соединений выносится вниз; 2) горизонт вмывания, или иллювиальный, где оседают и преобразуются вымытые сверху вещества, и 3) материнскую породу, или горизонт, материал которой преобразуется в почву.
Размеры полостей между частицами почвы, пригодны для обитания в них животных, обычно быстро уменьшается с глубиной. Н-р, в луговых почвах средний диаметр полостей на глубине 0-1 мм составляет 3 мм; 1-2 см 2 мм, а на глубине 2-3 см – всего 1 мм; глубже почвенные поры еще мельче.
Влага в почве присутствует в различных состояниях: 1) связанная (гигроскопическая и пленочная) прочно удерживается поверхностью почвенных частиц; 2) капиллярная занимает мелкие поры и может передвигаться по ним в различных направлениях; 3) гравитационная заполняет более крупные пустоты и медленно просачивается вниз под влиянием силы тяжести; 4) парообразная содержится в почвенном воздухе.
Колебания температуры резки только на поверхности почвы. Здесь они могут быть даже сильнее, чем в приземном слое воздуха. Однако с каждым сантиметром вглубь суточные и сезонные температурные изменения становятся все меньше и на глубине 1-1,5 м практически уже не прослеживаются.
Все эти особенности приводят к том, что, несмотря на большую неоднородность экологических условий в почве, она выступает как достаточно стабильная среда, особенно для почвенных организмов. Крутой градиент влажности в почвенном профиле позволяет почвенным организмам путем незначительных перемещений обеспечить себе подходящую экологическую обстановку.
Почвенных обитателей в зависимости от их размеров и степени подвижности можно разделить на несколько групп:
2. Мезобиота – это совокупность сравнительно мелких, легко извлекающихся из почвы, подвижных животных (почвенные нематоды, мелкие личинки насекомых, клещи и др.). Размеры представителей мезобиоты почв – от десятых долей до 2-3 мм. Для данной группы животных почва представляется как система мелких пещер. У них специальных приспособлений к рытью. Они ползают по стенкам почвенных полостей при помощи конечностей или червеобразно извиваясь. Насыщенный водяными парами почвенный воздух позволяет им дышать через покровы тела. Периоды затопления почвы водой животные переживают, как правило, в пузырьках воздуха. Воздух задерживается вокруг их тела из-за несмачиваемости покровов, снабженных у большинства из них волосками, чешуйками.
Животные мезо- и микробиотипов способны переносить зимнее промерзание почвы, что особенно является важным, так как большинство из них не может уходить вниз из слоев, подвергающихся воздействию отрицательных температур.
3) Макробиота – это крупных почвенные животные, с размерами тела от 2 до 20 мм (личинки насекомых, многоножки, дождевые черви и др.). Он передвигаются в почве, расширяя естественные скважины путем раздвижения почвенных частиц либо роя новые ходы. Оба способа передвижения накладывают отпечаток на внешнее строение животных. Газообмен большинства видов данной группы осуществляется при помощи специализированных органов дыхания, но наряду с этим дополняется газообменом через покровы.
Роющие животные могут уходить из слоев, где возникает неблагоприятная обстановка. К зиме и в засуху они концентрируются в более глубоких слоях, большей частью в нескольких десятках сантиметров от поверхности.
4) Мегабиота – это крупные землерои, главным образом из числа млекопитающих. Многие из них проводят в почве всю жизнь (златокроты в Африке, слепушки, кроты в Евразии, сумчатые кроты в Австралии).Они прокладывают в почве целые системы ходов и нор. Приспособленность к роющему подземному образу жизни находит отражение во внешнем облике и анатомических особенностях этих животных: у них недоразвиты глаза, компактное вальковатое тело с короткой шеей, короткий густой мех, сильные компактные конечности с крепкими когтями.
Помимо постоянных обитателей почвы среди крупных животных нередко выделяют отдельную экологическую группу обитателей нор (барсуки, сурки, суслики, тушканчики и др.). Они кормятся на поверхности, однако размножаются, зимуют, отдыхают, спасаются от опасности в почве.
