Абиотические факторы. Неживой, или абиотический, компонент экосистемы в основном включает: 1) почву или воду и 2) климат

Неживой, или абиотический, компонент экосистемы в основном включает: 1) почву или воду и 2) климат. Почва и вода содержат смесь неорганических и органических веществ. Свойства почвы зависят от первичных материнских пород. В понятие климата входят такие параметры, как освещенность, температура и влажность, в большой степени определяющие видовой состав организмов, успешно развивающихся в данной экосистеме. Для водных экосистем очень существенна также степень солености.

К числу основных абиотических факторов можно отнести:

1.1.1 Климатические факторы

Количественный и качественный состав излучения Солнца.

Известно, что около 99% достигающей земную поверхность лучистой энергии Солнца приходится на электромагнитные волны в диапазоне 0.1‑4 мкм. Из них приходится на: видимую часть 45%, инфракрасную - 45% и 7% на ультрафиолетовую. Величина энергии, достигающие Земли оценивается в 21х10 кДж и ее называют солнечной постоянной. С учетом особенностей прохождения лучей берется средняя величина на см² равная 0.14 Дж/см². Доля солнечной энергии поступающей в различных географических зонах различается значительно (тропики по сравнению с Арктикой получают в 5 раз больше). Достигшая часть солнечного излучения расходуется на поглощение растительностью, почвами, водой, рассеивается в атмосфере и в космическое пространство. Долю отражаемой части оценивается по величине называемой альбедо различного в зависимости от поверхности (снег-80‑95%, почва - 5%, лес - 15%). Освещенность земной поверхности испытывает суточные и годовые изменения.

Влага атмосферы.

Наличие паров воды оказывает значительное влияние на климат и существование биосферы. Основная влага (до 50%) находится в нижних частях атмосферы (до 2 км). Различают абсолютную и относительную влажность воздуха. Абсолютная - это максимально возможное количество влаги в воздухе при данной температуре, относительная - процент насыщения воздуха парами относительно максимума. Разница между ними дает дефицит влажности в воздухе. Влажность влияет на развитие многих процессов в биосфере.

Атмосферные осадки и гидросфера.

Осадки играют большую роль в функционировании всех геосфер, в том числе и биосферы. Они обеспечивают круговорот веществ естественного и антропогенного происхождения обеспечивают существование и развитие экосистем. Осадки количественно оцениваются в мм/год.

Осадки бывают жидкие (дождь) и твердые (снег). Максимальное значение осадков 2000 мм – в тропиках, минимальные в пустынях – 0,2 мм/год. За счет осадков формируются поверхностные воды. Вода занимает преобладающую часть биосферы Земли. Из 510 млн. км² общей площади земной поверхности на Мировой океан приходится 361 млн. км² (71 %). Водная среда обитания живых организмов, отличается от наземной прежде всего плотностью и вязкостью. Плотность воды в 800 раз, а вязкость - примерно в 55 раз больше, чем воздуха. Океан приемник и аккумулятор солнечной энергии. В состав гидросферы входят моря, поверхностные и подземные воды.

Важнейшими физическими особенностями водной среды являются следующие:

1. Динамичность и активное перемещение.

2. Температурная стратификация.

3. Периодическое изменение температуры в определенном интервале минимум - 2°С, максимум 30°С.

4. Спектральная прозрачность для солнечного света. От прозрачности зависит фотосинтез фитопланктона, высших растений.

Важной характеристикой качества воды является наличие в ней растворенного кислорода, диоксида углерода и других газов. Особенно важен кислород, для дыхания водных организмов. Потребление кислорода на окисление химических загрязнителей (например, фосфатов) создает экологическое бедствие для водных организмов. Большое значение для водных организмов является величина кислотности воды (ее рН). Закисление водоемов может привести к полному уничтожению флоры и фауны в них.

Минерализация воды, т.е. содержание в ней растворенных карбонатов, сульфатов, хлоридов определяет формирование определенных водных экосистем. Степень минерализации вод различна от рассола, где солей более 60 г/л до ультрапресных, где солей менее 1 г/л. Морская вода – от 20 до 35 г/л, пресная вода водоемов 1-2 г/л.

Газовый состав атмосферы.

Газовый состав атмосферы относительно стабилен (по массе): кислород - 23%, азот - 75%, аргон – 1,28%, метан - 0,00009%, углекислый газ – 0,046, озон – 0,001%.

Наиболее важное экологическое значение имеет изменение содержания углекислого газа, метана, озона. Так как первые два определяют возникновение парникового эффекта, а озон влияет на прохождение УФ излучения. Современная атмосфера в значительной мере является продуктом деятельности биосферы. Полное обновление кислорода происходит за 5800 лет, вся его масса усваивается биосферой за 2000 лет, углекислый газ за 400 лет

Циркуляция воздушных масс атмосферы.

Основная сила перемещения воздушных масс и атмосферных осадков связана с воздушными потоками, формирующими климат и температурный режим и оказывающих значительное влияние на биосферу.

Давление атмосферного воздуха.

Изменение давления является основной движущей силой формирования воздушных потоков и формирования климата и многих атмосферных явлений (циклонов, антициклонов, ураганов, смерчей и т.д.)

1.1.2 Эдафические факторы (факторы почвенные)

Состав. Структура почв является важнейшим фактором существования экосистем. Почвы это трехфазные системы, состоящие из твердой, жидкой и газообразной части. В состав почв входят вода, минеральная составляющая и органика. Формирование почв произошло под воздействием живых организмов.

Докучаев впервые стал рассматривать почву как динамическую, а не инертную среду. Он выявил пять главных почвообразующих факторов, к которым относятся климат, геологическая основа (материнская порода), топография (рельеф), живые организмы и время. Почва считается важнейшим связующим звеном между биотическими и абиотическими компонентами наземных экосистем.

Почвой называют слой вещества, лежащий поверх горных пород земной коры. В состав почвы входят четыре важных структурных компонента: минеральная основа (обычно 50-60% общего состава почвы), органическое вещество (до 10%), воздух (15-25%) и вода (25-35%). Кроме того, имеется биотический компонент. В почве обитает множество видов растительных и животных организмов, влияющих на ее физико-химические характеристики: бактерии, водоросли, грибы одноклеточные, черви и членистоногие. Биомасса их в разных почвах равна (кг/га): бактерий 1000-7000; микроскопических грибов 100-1000; водорослей 10-300; членистоногих 1000; червей 350-1000.

В почве протекают разнообразные химические реакции преобразования веществ, под действием бактерий. Бактерии участвуют в цикле превращения элементов, например серы, углерода, азота, фосфора и кальция. Почвенные животные делают органические вещества доступными для микроорганизмов.

Органические вещества вырабатываются растением при использовании минеральных солей, солнечной энергии и воды. Отмирающие растения возвращают минеральные вещества в почву. При выращивании и сборе культурных растений происходит невосполнимое изъятие веществ из почв.

Основные биохимические процессы протекают в слое почвы толщиной до 0,4 м, где обитает наибольшее количество микроорганизмов.

Таблица 1

Поиск по сайту: