Вода как лимитирующий фактор. Эвапотранспирация. Климаграммы

Водная оболочка нашей планеты (совокупность океанов, морей, вод континентов, ледниковых покровов) называется гидросфера. В более широком смысле в состав гидросферы включают также подземные воды, лед и снег Арктики и Антарктики, а также атмосферную воду и воду, содержащуюся в живых организмах.

Основная масса воды гидросферы сосредоточена в морях и океанах, второе место занимают подземные воды, третье — лед и снег арктических и антарктических областей. Общий объем природных вод составляет примерно 1,39 млрд км³ (1/780 объема планеты). Воды покрывают 71 % поверхности земного шара (361 млн км²).

Запасы воды на планете (% от общего количества) распределились следующим образом:

Вода — составная часть всех элементов биосферы, не только водоемов, но и воздуха, почвы, живых существ. Это самое распространенное на планете природное соединение. Без воды невозможно существование ни животных, ни растений, ни человека. Для выживания любого организма ежедневно требуется определенное количество воды, поэтому свободный доступ к воде — жизненная необходимость.

Вода входит в состав минералов, содержится в клетках растений и животных, влияет на формирование климата, участвует в круговороте веществ в природе, способствует отложению осадочных пород и образованию почвы, является источником получения дешевой электроэнергии: ее используют в промышленности, сельском хозяйстве и для бытовых нужд.

Несмотря на кажущееся достаточное количество воды на планете, пресной воды, необходимой для жизни человеку и многим другим организмам, катастрофически не хватает. Из всего количества воды в мире 97-98 % составляет соленая вода морей и океанов. Конечно, использовать эту воду в быту, сельском хозяйстве, промышленности, для производства пищевых продуктов невозможно. И все же гораздо серьезнее другое: 75 % пресной воды на Земле находится в виде льда, значительную ее часть составляют подземные воды, и лишь 1 % доступен для живых организмов. И эти драгоценные крохи человек нещадно загрязняет и беспечно расходует, при том что потребление воды непрерывно возрастает. Загрязнение гидросферы происходит прежде всего в результате сброса в реки, озера и моря промышленных, сельскохозяйственных и бытовых сточных вод.

Эвапотранспирация (от лат. evaparation - испарение с поверхности почвы) - суммарный расход влаги на транспирацию и эвапарацию. Один из факторов проявления водного режима. Определяется испарение при помощи особых испарителей, а транспирация - физиологических методов. С размерами эвапотранспирации коррелирует продуктивность экосистем (рис.).

Корреляция первичной продуктивности надземной фитомассы и эвапотранспирации в 24 экосистемах - от пустынь до тропических лесов (Rosnzweig, - цит. по Пианка,1981)

Розенцвейг (1968г) доказал, что эвапотранспирация может служить весьма надежным показателем годовой чистой первичной продукции наземных частей и привел следующее уравнение:

lg Pn = (1,66 ± 0,27)*lg AE – (1,66 ± 0,07),

где Pn - чистая первичная продукция наземных частей (в г/м2)

AE – фактическая годовая эвапотранспирация в миллиметрах,

Определяют значение АЕ по метеорологическим таблицам и предсказывают Pn зрелого сообщества. Отсутствие корелляции между Pn и АЕ в незрелых сообществах объясняется тем, что такие экосист. не достигают по энергии и гидрологическим параметрам равновесия со средой.

Эффективность транспирации – отношение чистой продукции к кол-ву выделенной воды. Для > диких и с/х видов эфф.транс. ≤ 2. Засухоустойчивые могут иметь коэфф.≥ 4.

Вся биота ежегодно связывает ок.55 тыс км3 воды, к-я транспирируется в атмосферу. Это в 5 р > единовременного содержания воды в атмосфере.

Контролируется абсцизовой к-той и этиленом. Они снижают действие водного стресса и запускают мех-м устойчивости.

Недост.Н2О -> повышение абсц.к-ты ->снижение транспир.

Изб. Н2О -> снижение О2 в почве -> сниж. Обмена растений – Аэробис корней -> устьица закрываются -> сниж. Интенс. Транспир.

Правило Глоджера состоит в том, что среди родственных друг другу форм (разных рас или подвидов одного вида, родственных видов) гомойотермных животных, те, которые обитают в условиях тёплого и влажного климата, окрашены ярче, чем те, которые обитают в условиях холодного и сухого климата. Установлено в 1833 году Константином Глоджером,польским и немецким орнитологом.

К примеру, большинство пустынных видов птиц окрашены тусклее, чем их родственники из субтропических и тропических лесов. Объясняться правило Глогера может как соображениями маскировки, так и влиянием климатических условий на синтез пигментов. В определённой степени правило Глогера распространяется и на пойкилотермных животных, в частности, насекомых.

КЛИМАТОГРАММА (от климат и...грамма), климаграмма, графическое изображение годового хода двух каких-либо элементов климата, обычно температуры и осадков.

16.Водная среда обитания.

Вода, выпадающая в виде осадков, впитывается в почву – инфильтрационная.

Стекает – поверхностный сток

Их соотношение – водный баланс

Все воды под открытым небом – п оверхностные. Участв. в круговороте, с них идет испарение.

Вода почвы – к апиллярна я. Участв. в транспирации. Накапл.в коллоидных частицах почвы.

В., проникающая в нижние слои земли – грунтовая.

Непрерывное движение и обмен воды составляет круговорот:

1) Верхняя, восходящая петля. Затрачивает энергию солнца. (транспирация)

2) Нижняя, нисходящая петля. Высвобожд. Энергию рекам, озерам, болотам. (выпадение осадков)

Ток атмосферных водных паров от океана уравновешивается водой, к-я стекает в океан. > часть осадков, выпавшая на суше – с поверхности моря.

Оборот воды идет за один год. Скорость определяется величиной испарения.

Атмосферный фонд воды всегда в атм-ре.

Особенности водной среды проистекают из физико-химических свойств воды.

1)Так, важное экологическое значение имеют высокая плотност ь и вязкость воды. Удельная масса воды соизмерима с таковой тела живых организмов. Плотность воды примерно в 1000 раз больше плотности воздуха. Поэтому водные организмы (особенно активно передвигающиеся) сталкиваются с большой силой гидродинамического сопротивления. Эволюция многих групп водных животных по этой причине шла в направлении формирования формы тела и типов движения, снижающих лобовое сопротивление, что приводило к снижению энергозатрат на плавание. Так, обтекаемая форма тела встречается у представителей различных групп организмов, обитающих в воде, — дельфинов (млекопитающих), костистых и хрящевых рыб.

Высокая плотность воды способствует также тому, что в ней хорошо распространяются механические колебания (вибрации). Это имело важное значение в эволюции органов чувств, ориентации в пространстве и коммуникации между водными обитателями. Вчетверо большая, чем в воздухе, скорость звука в водной среде определяет более высокую частоту эхолокационных сигналов.

В связи с высокой плотностью водной среды многие ее обитатели лишены обязательной связи с субстратом, которая характерна для наземных форм и обусловлена силами гравитации. Есть целая группа водных организмов (как растений, так и животных), которые всю свою жизнь проводят в плавучем состоянии.

2) Вода обладает исключительно высокой теплоемкостью. Теплоемкость воды принята за единицу. В 500раз >воздуха. Теплоемкость песка, например, составляет 0,2, а железа — лишь 0,107 теплоемкости воды. Способность воды накапливать большие запасы тепловой энергии позволяет сглаживать резкие температурные колебания на прибрежных участках Земли в различные времена года и в различные поры суток: вода выступает своего рода регулятором температуры на планете.

3) теплопроводность

В воде в 30 р >воздуха. Термические свойства определяют постоянство и равномерное распределение темпер-ры в водной среде. Стенобионтов в воде >, чем на земле.

4) оптические своиства (Поглощает и рассеивает свет)

Поиск по сайту: