Charakterisierung abiotischer Umweltfaktoren. Anthropogene, biotische und abiotische Umweltfaktoren Alle abiotischen Faktoren

allgemeine Informationen

Der Einfluss klimatischer Faktoren (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag, Wind etc.) auf den Körper ist immer kumulativ. Die Untersuchung der Auswirkungen jedes einzelnen Klimafaktors ermöglicht jedoch ein besseres Verständnis seiner Rolle im Leben bestimmter Arten oder Kulturpflanzen und dient als notwendige Voraussetzung für die Untersuchung der Auswirkungen des gesamten Komplexes von Klimafaktoren. Bei der Beurteilung klimatischer Faktoren ist es unmöglich, nur einem von ihnen eine besondere Bedeutung beizumessen. Jede dieser Klimakomponenten kann unter bestimmten Bedingungen auf unterschiedliche Weise dargestellt werden: nicht nur quantitativ, sondern auch qualitativ. Beispielsweise kann die jährliche Niederschlagsmenge für ein bestimmtes Gebiet recht hoch sein, ihre Verteilung über das Jahr ist jedoch ungünstig. Daher kann Feuchtigkeit in bestimmten Jahreszeiten (während der Vegetationsperioden) als Minimalfaktor wirken und das Wachstum und die Entwicklung von Pflanzen hemmen.

Licht

Bei besonders lichtintensiven Kulturen wie Reis verzögert sich die Entwicklung bei schlechten Lichtverhältnissen. Auch die Bildung hochproduktiver Waldbestände vieler waldbildender Arten und Obstplantagen wird maßgeblich von der Intensität der Sonnenenergie bestimmt. Der Zuckergehalt von Rüben hängt direkt von der Intensität der Strahlungsenergie der Sonne während der Vegetationsperiode ab. Es ist bekannt, dass gewöhnlicher Flachs (Linum usitatissimum) und Cannabis (Cannabis sativa) Bei kurzem Tageslicht wird eine erhebliche Menge Öl im Gewebe synthetisiert, und bei langem Tageslicht wird die Bildung von Bastfasern beschleunigt. Die Reaktion von Pflanzen auf die Länge von Tag und Nacht äußert sich in einer Beschleunigung oder Verzögerung der Entwicklung. Folglich ist die Wirkung von Licht auf eine Pflanze selektiv und mehrdeutig. Der Wert der Beleuchtung als ökologischer Faktor für den Körper wird durch die Dauer, Intensität und Wellenlänge des Lichtstroms bestimmt.

An der Grenze der Erdatmosphäre zum Weltraum beträgt die Strahlung 1,98 bis 2 cal/cm 2 pro 1 Minute; Dieser Wert wird Solarkonstante genannt. 42 ... 70 % der Sonnenkonstante erreichen bei unterschiedlichen Wetterbedingungen die Erdoberfläche. Die Sonnenstrahlung, die die Atmosphäre durchdringt, erfährt eine Reihe von Veränderungen nicht nur in quantitativer Hinsicht, sondern auch in ihrer Zusammensetzung. Kurzwellige Strahlung wird vom Ozonschirm, der sich in einer Höhe von etwa 25 km befindet, und vom Sauerstoff der Luft absorbiert. Infrarotstrahlen werden in der Atmosphäre durch Wasserdampf und Kohlendioxid absorbiert. Dadurch wird die Luft erwärmt. Der Rest der Strahlungsenergie gelangt in Form von Direkt- oder Streustrahlung auf die Erdoberfläche (Abb. 10). Die Kombination aus direkter und diffuser Sonnenstrahlung stellt die Gesamtstrahlung dar. An klaren Tagen beträgt die diffuse Strahlung 1/3 bis 1/8 der Gesamtstrahlung, an bewölkten Tagen beträgt die diffuse Strahlung 100 %. In hohen Breiten herrscht diffuse Strahlung vor, in den Tropen herrscht Direktstrahlung. Streustrahlung enthält mittags bis zu 60 % gelb-rote Strahlen, Direktstrahlung - 30 ... 40 %.

Die Menge der Strahlung, die die Erdoberfläche erreicht, wird durch die geografische Breite des Gebiets, die Länge des Tages, die Transparenz der Atmosphäre und den Einfallswinkel der Sonnenstrahlen bestimmt. An klaren Sonnentagen besteht die Strahlungsenergie, die die Erdoberfläche erreicht, zu 45 % aus sichtbarem Licht (380 ... 720 nm) und zu 45 % aus Infrarotstrahlung, nur 10 % sind ultraviolette Strahlung. Der Staubgehalt der Atmosphäre hat einen erheblichen Einfluss auf das Strahlungsregime. In einigen Städten kann die Beleuchtung aufgrund der Umweltverschmutzung 15 % oder weniger als die Beleuchtung außerhalb der Stadt betragen.

Die Beleuchtung auf der Erdoberfläche ist sehr unterschiedlich. Alles hängt von der Höhe der Sonne über dem Horizont ab, also vom Einfallswinkel der Sonnenstrahlen, der Tageslänge und den Wetterbedingungen sowie der Transparenz der Atmosphäre. Auch die Intensität des Lichts schwankt je nach Jahres- und Tageszeit. Auch die Qualität des Lichts ist in bestimmten Regionen der Erde ungleich, beispielsweise das Verhältnis von langwelliger (roter) und kurzwelliger (blauer und ultravioletter) Strahlung. Bekanntermaßen werden kurzwellige Strahlen von der Atmosphäre stärker absorbiert und gestreut als langwellige Strahlen. Daher gibt es in Berggebieten immer mehr kurzwellige Sonnenstrahlung.

Reis. 10. Die Intensität der auf die Erdoberfläche einfallenden Sonnenstrahlung nach V. Larcher

Da die photosynthetisch aktive Strahlung (PAR) durch einen Abschnitt des Spektrums zwischen einer Wellenlänge von 380 und 710 nm dargestellt wird und im Bereich der orangeroten Strahlen (600 ... 680 nm) ihr Maximum erreicht, ist es natürlich, dass der Koeffizient von Die Nutzung von Streustrahlung durch Pflanzen ist höher. Aufgrund der zunehmenden Tageslänge schränkt Licht auch in hohen nördlichen Breiten die lebenswichtige Aktivität der Pflanzen nicht ein. L. Ivanov hat berechnet, dass selbst auf Spitzbergen die Sonneneinstrahlung ausreicht (20.000 kJ pro 1 ha), um einen bestimmten Ertrag an trockener Pflanzenmasse zu erzielen.

Verschiedene Pflanzenarten und Pflanzengruppen haben unterschiedliche Lichtbedürfnisse, d. h. für eine normale Vegetation benötigen sie auch einen unterschiedlichen Lichtanteil (£,), also den prozentualen Anteil am Gesamt-PAR. Dadurch können wir in Bezug auf den Lichtbedarf drei ökologische Gruppen von Pflanzen unterscheiden:

Lichtpflanzen oder Heliophyten (von griech. helios – Sonne + Phyton), – L opt= 100 %, £ min = 70 %, das sind Freilandpflanzen, zum Beispiel Federgras (Stipa) die meisten Kulturpflanzen (Zuckerrüben, Kartoffeln usw.);

schattentolerante Pflanzen oder Hemisciophyten können bei L = 100 % wachsen, vertragen aber auch viel Schatten; Hahnenfuß (Dactylis glomerata), ist beispielsweise in der Lage, im Verbreitungsgebiet zu vegetieren L von 100 bis 2,5 %;

Schattenpflanzen oder Sciophyten (vom griechischen Skia – Schatten) vertragen keine volle Beleuchtung, ihr L max liegt immer unter 100 %, das ist gewöhnliche Oxalis (Oxalis acetosella), Sieben-Michnik-Europäer (Trientalis europaea) usw.; Aufgrund der besonderen Struktur der Blätter können Sciophyten bei geringer Lichtintensität Kohlendioxid nicht weniger effizient aufnehmen als die Blätter von Heliophyten L= 100 %.

Der Moskauer Pflanzenzüchter A. Doyarenko stellte fest, dass der Lichtnutzungskoeffizient für die Photosynthese bei den meisten landwirtschaftlichen Kräuterpflanzen 2 ... 2,5 % beträgt, es gibt jedoch Ausnahmen:

Futterrüben - 1,91

Wicke - 1,98

Klee - 2.18

Roggen - 2,42

Kartoffeln - 2,48

Weizen - 2,68

Hafer - 2,74

Flachs - 3,61

Lupine - 4,79

Von den Pflanzengemeinschaften verändern Waldgemeinschaften die Zusammensetzung des Sonnenlichts am aktivsten, und ein sehr kleiner Teil der anfänglichen Sonnenstrahlung erreicht die Bodenoberfläche. Es ist bekannt, dass die Blattoberfläche eines Waldbestandes etwa 80 % des einfallenden PAR absorbiert, weitere 10 % reflektiert werden und nur 10 % unter das Walddach dringen. Folglich unterscheiden sich die Gesamtstrahlung und die Strahlung, die durch das Blätterdach von Gehölzen eingedrungen ist, nicht nur quantitativ, sondern auch qualitativ.

Sciophyten und Heliocyphyten, die unter dem Blätterdach anderer Pflanzen leben, begnügen sich mit nur einem Bruchteil der vollen Beleuchtung. Wenn also in Sauerstoff die maximale Intensität der Photosynthese bei 1/10 des vollen Tageslichts erreicht wird, erfolgt sie bei lichtliebenden Arten bei etwa der Hälfte dieser Beleuchtung. Lichtpflanzen sind weniger an das Leben bei schwachem Licht angepasst als Schattenpflanzen und schattentolerante. Die Untergrenze, bei der waldgrüne Moose wachsen können, liegt bei 1/90 des vollen Tageslichts. In tropischen Regenwäldern kommen noch sziophilere Arten vor, die bei 1/120 Volllicht vegetieren. Einige Moose überraschen in dieser Hinsicht: Schistostega gefiedert (Schistostega pennaia) und andere sind dunkle Höhlenpflanzen, die bei 1/2000 vollem Licht wachsen.

Jede geographisches Gebiet gekennzeichnet durch ein bestimmtes Lichtregime. Die wichtigsten Elemente des Lichtregimes, die die Richtung der Pflanzenanpassung bestimmen, sind die Strahlungsintensität, die spektrale Zusammensetzung des Lichts und die Beleuchtungsdauer (Tages- und Nachtlänge). Nur am Äquator ist die Dauer des Sonnentages konstant. Hier dauert der Tag wie die Nacht 12 Stunden. Die Dauer des Sonnentages während der Sommerperiode nimmt vom Äquator in Richtung beider Pole zu; Wie Sie wissen, dauert der ganze Sommer am Pol einen Polartag und im Winter eine Polarnacht. Pflanzenreaktion auf saisonale Veränderungen Die Länge von Tag und Nacht wird Photoperiodismus genannt.

Pflanzenzüchter haben schon lange bemerkt, dass Nutzpflanzen unterschiedlicher Herkunft unterschiedlich auf die Länge der Tageslichtstunden reagieren. Abhängig von dieser Reaktion wurden einige Arten als Pflanzen isoliert langer Tag, andere – kurz, andere – da sie nicht merklich auf die Länge des Tages reagieren. Es ist bekannt, dass unter Bedingungen eines langen Tages ein hoher Ertrag an Weizen, Roggen und Hafer entsteht. (Avena sativa) und eine Reihe von Futtergetreide; Zu den Langtagpflanzen zählen auch Kartoffeln, Zitrusfrüchte und eine Reihe anderer Gemüse- und Obstkulturen. Eine längere Beleuchtung dieser Pflanzen verursacht mehr Schnelle Reise Stadien der Frucht- und Samenentwicklung. Andererseits Pflanzen mit einem kurzen Tag, wie zum Beispiel Hirse (Panicum miliaceum), Sorghum (Sorghum segpiit), Reis verlangsamt sich die Geschwindigkeit des Durchgangs durch die Entwicklungsstadien bei längerer Beleuchtung. Die Verkürzung der Entwicklungszeiten wird durch eine Verkürzung der Beleuchtungszeit erreicht.

Diese Besonderheiten müssen bei der Einführung landwirtschaftlicher Pflanzen berücksichtigt werden. Arten in niedrigen Breitengraden (südliche Pflanzen) sind oft Kurztagpflanzen. Wenn sie in hohe Breiten, also unter langen Tagesbedingungen, eingeführt werden, entwickeln sie sich langsam, reifen oft nicht und blühen manchmal nicht einmal, wie zum Beispiel Hanf. Auch Topinambur kann dieser Gruppe zugeordnet werden. (Helianthus tuberosus). Somit kann die Länge von Tag und Nacht die Grenzen der Verbreitung und einer möglichen Einführung bestimmen. bestimmte Typen: „südlich“ – im Norden, „nördlich“ – im Süden, Tomaten, Weintrauben, Buchweizen gehören hinsichtlich der Tageslänge zu den neutralen (Fagopyrum esculentum) usw.

Bei der Untersuchung von Photoperiodismus und photochemischen Reaktionen wurde festgestellt, dass Pflanzen mit einem langen Tag im Frühling-Sommer-Zeitraum, wenn es in der Natur lange Tageslichtstunden gibt, das Wachstum deutlich beschleunigen. In der zweiten Sommerhälfte, wenn die Sonnentage kürzer werden, verlangsamen sich die Wachstumsprozesse jedoch offensichtlich. Infolgedessen haben Langtagpflanzen in kalten Klimazonen nicht immer Zeit, vor dem Einsetzen des Frosts einen Komplex aus Hautgewebe, das Periderm, zu bilden. Daher können in hohen Breiten angebaute mehrjährige Langtagkulturen ihre Winterhärte verlieren, was bei der Auswahl des Pflanzensortiments für den Anbau in diesen Gebieten berücksichtigt werden sollte. Es ist vorzuziehen, einjährige Kulturen einzuführen, die keine Überwinterung unter Langtagbedingungen erfordern. Die Bewegung einiger anderer Nutzpflanzen nach Norden, beispielsweise Klee, wird nicht durch Winterfröste, sondern durch die Natur photoperiodischer Reaktionen behindert. Es ist ihre Natur, die die paradoxe Tatsache erklären kann, dass die Frostbeständigkeit von Klee und Luzerne in der mittleren Zone des europäischen Teils Russlands höher ist als im Norden.

Licht hat eine prägende Wirkung auf Pflanzen, die sich in der Größe, Form und Struktur (makro- und mikroskopisch) von Licht- und Schattenblättern (Abb. 11) sowie in Wachstumsvorgängen manifestiert. Die Abhängigkeit der Blattstruktur (Spross) vom Licht ist nicht immer direkt; Blätter (Triebe), die sich im Frühjahr entwickeln, werden entsprechend der Beleuchtung nicht des laufenden Jahres, sondern der Vergangenheit, also des Zeitpunkts der Knospenbildung, gebildet. I. Serebryakov (1962) glaubte, dass die leichte Struktur des Blattes bereits in der Knospe bestimmt wird. Die Blätter behalten diese Struktur auch dann recht stabil, wenn helle Triebe in den Schatten überführt werden. Große Höhe, säulenförmige Stammform, hohe Kronenanordnung (Reinigung von trockenen Ästen) zeichnen lichtliebende Pflanzen aus.

Reis. 11. Querschnitte von Fliederblättern (Gattung Syringa): a- Licht; B- Schatten

Eine der Reaktionen lichtliebender Pflanzen ist die Hemmung des Wachstums oberirdischer Triebe, was in einigen Fällen zu einer starken Verzweigung, in anderen zu einer Rosette führt. Die Pflanzen dieser Gruppe zeichnen sich auch durch eine Reihe weiterer Veränderungen in der Struktur aus: kleine Blätter, eine Zunahme der Dicke der Außenwand der Epidermis und ihrer Auswüchse (Trichome und Emergenzen), der Kutikulaschicht usw. (Abb . 12).

Reis. 12. Querschnitt eines Blattes einer lichtliebenden Oleanderpflanze (Nerium oleander):
1 - zweischichtige Epidermis mit Nagelhaut; 2 - Unterhaut; 3 - Isopalisade-Mesophyll; 4 - Vertiefungen auf der Blattunterseite (Krypten) mit Spaltöffnungen und Haaren

Ein Beispiel für die Anpassung von Pflanzen an Licht ist die Ausrichtung der Blattspreite im Verhältnis zu den Sonnenstrahlen. Es gibt drei Arten der Orientierung:

Die Blattspreite ist horizontal ausgerichtet, also senkrecht zu den Sonnenstrahlen; In diesem Fall werden die maximalen Strahlen eingefangen, wenn die Sonne im Zenit steht.

Die Blattspreite ist parallel zu den Sonnenstrahlen ausgerichtet, also mehr oder weniger vertikal, wodurch die Pflanze morgens und abends die Sonnenstrahlen besser absorbiert;

· Die Blattspreiten sind wie beim Mais diffus entlang des Triebes angeordnet, mal vertikal, mal horizontal, so dass die Sonnenstrahlung während der gesamten Tageslichtstunden recht vollständig eingefangen wird.

Die verfügbaren wissenschaftlichen Erkenntnisse deuten darauf hin, dass Pflanzen in hohen Breiten, wo die niedrige Sonnenwende vorherrscht, eher eine vertikale Blattausrichtung haben. Bei der Organisation von Mischkulturen, zum Beispiel Futtergräsern, ist es notwendig, die Struktur der Triebe der Bestandteile der Kulturpflanzen zu berücksichtigen. Eine gelungene Kombination von Futtergräsern mit unterschiedlicher Blattausrichtung sorgt für einen höheren Phytomasseertrag.

Wie bereits erwähnt, sind viele Pflanzen je nach fehlender oder übermäßiger Beleuchtung in der Lage, Blätter in Ebenen senkrecht und parallel zur Richtung des Sonnenlichts anzuordnen und so das sogenannte Blattmosaik zu bilden. Ein Blattmosaik entsteht durch die rationelle Platzierung nicht nur von Blattspreiten, sondern auch von Blattstielen unterschiedlicher Größe. Ein typisches Blattmosaik kann in Phytozönosen unter Beteiligung von Spitzahorn und Winterlinde beobachtet werden (Tilia cordata), glatte Ulme (Ulmus laevis), Bergulme (Ulmus glabra) und andere Baumarten. Bei vielen Pflanzen mit horizontaler Anordnung der Zweige ist ein Blattmosaik deutlich sichtbar, beispielsweise beim Efeu (Hedera-Helix) und viele krautige Pflanzen (Abb. 13).

Reis. 13. Efeublattmosaik (Hedera-Helix)

Kompasspflanzen meiden Sie unbedingt starke Beleuchtung. Ihre Blattspreite steht nicht senkrecht zu den Sonnenstrahlen, wie bei Rosettenpflanzen, sondern parallel, wie bei Eukalyptus oder Wildem Salat. (Lactuca serrtola), Dies schützt die Blätter vor Überhitzung bei übermäßiger Sonneneinstrahlung. Dies sorgt auch für einen günstigen Ablauf der Photosynthese und Transpiration.

Es gibt eine Reihe weiterer adaptiver Anpassungen, sowohl struktureller als auch physiologischer Natur. Manchmal sind solche Anpassungen eindeutig saisonaler Natur, was beispielsweise an der häufigen Gicht deutlich wird (Aegopodium podagrata). In einem typischen Lebensraum (Eichenhain) bilden sich während der Vegetationsperiode zwei „Generationen“ von Blättern an der Pflanze. Im Frühjahr, wenn die Knospen der Bäume noch nicht erblüht sind und das Blätterdach des Waldes viel Licht hereinlässt, bildet sich eine Blattrosette, deren Blätter eine deutlich leuchtende Struktur (mikro- und makroskopisch) aufweisen.

Später, wenn sich ein dichtes Walddach entwickelt und nur 3–4 % der Strahlungsenergie die Bodenoberfläche erreichen, erscheint eine zweite „Generation“ von Blättern, deutlich schattig. Oft kann man an einer einzelnen Pflanze gleichzeitig Licht- und Schattenblätter beobachten. Blätter niedrigere Ränge schwarze Maulbeerkronen (Morus nigra) groß, gelappt, während die oberen Schichten der Krone helle Blätter tragen – kleiner, ohne Lappen. Bei waldbildenden Arten wird die Peripherie der Krone auf ähnliche Weise gebildet: in den oberen Schichten - helle Blätter, innerhalb der Krone - Schatten.

Temperatur

Die Lebensaktivität jeder Art findet in bestimmten Temperaturbereichen statt. Gleichzeitig werden Zonen von Optimum, Minimum und Maximum aufgespürt. Im Bereich des Minimums oder Maximums ist die Aktivität des Organismus abgeschwächt. Im ersten Fall führen niedrige Temperaturen (Kälte) und im zweiten Fall hohe Temperaturen (Hitze) zu einer Verletzung seiner lebenswichtigen Prozesse. Jenseits der extremen Temperaturen liegt die tödliche Zone, in der der irreversible Prozess des Pflanzensterbens beginnt. Daher definieren Temperaturen die Grenzen des Lebens.

Aufgrund der unbeweglichen Lebensweise haben höhere Pflanzen eine größere Widerstandsfähigkeit gegenüber täglichen und saisonalen (jährlichen) Temperaturschwankungen entwickelt. Viele waldbildende Arten unserer Taiga - Sibirische Kiefer, Dahurische Lärche (Larix dahurica) und andere – halten Temperaturabfällen auf - 50 °C und darunter und Sommerhitze bis zu 25 °C und mehr stand. Die Jahresamplitude erreicht 75 °C und manchmal 85...90 °C. Pflanzenarten, die großen Temperaturschwankungen standhalten können, werden im Gegensatz zu stenothermisch als eurythermisch (von griech. eurys + therme – Hitze) bezeichnet.

Die Differenzierung der Wärme auf unserem Planeten ist die Grundlage der Breiten- und Höhenzonalität von Vegetation und Böden. Aufgrund der Abnahme der Sonnenwendehöhe und des Einfallswinkels der Strahlen vom Äquator zu den Polen ändert sich die Wärmemenge. Die durchschnittliche Jahrestemperatur in Äquatornähe beträgt also 26,2 °C, etwa 30 °C. Sch. sie beträgt bereits 20,3 °C und bei 60 °C. Sch. sinkt auf -1 °C.

Neben der durchschnittlichen Jahrestemperatur eines bestimmten Gebiets sind die höchsten und niedrigsten Temperaturen (absolutes Maximum und absolutes Minimum), die in einer bestimmten Klimazone beobachtet werden, sowie die Durchschnittstemperatur der wärmsten und kältesten Monate für das Leben von Bedeutung Organismen. Somit beträgt die Dauer der Vegetationsperiode in der Tundra (d. h. über 70 ° N) nur eineinhalb bis zweieinhalb Monate bei einer Durchschnittstemperatur von 10 ... 12 ° C.

Taiga, sonst Zone Nadelwälder, hat eine Vegetationsperiode von drei bis fünf Monaten, eine Durchschnittstemperatur von 14. L6 °C. Im südlichen Teil der Zone, wo Nadel- und Laubwälder vorherrschen, dauert die Vegetationsperiode vier bis fünf Monate, die Durchschnittstemperatur beträgt 15...16 °C. In der Zone der Laubwälder (40...50°N) beträgt die Vegetationsperiode fünf bis sechs Monate, die Durchschnittstemperatur beträgt 16...18°C. Einen scharfen Kontrast zu den beschriebenen Zonen bildet die Zone der tropischen Regenwälder (0 ... 15 ° N und S). Die Vegetationsperiode ist hier ganzjährig mit einer Durchschnittstemperatur von 25...28 °C und oft nicht nach Jahreszeiten differenziert. Ein außerordentlich wichtiges Merkmal tropischer Regionen ist, dass der Unterschied zwischen den Durchschnittstemperaturen der wärmsten und kältesten Monate weniger kontrastreich ist als die täglichen Schwankungen.

Das Pflanzenwachstum steht in direktem Zusammenhang mit dem Temperaturfaktor. Die Abhängigkeit einzelner Arten von der Temperatur ist sehr unterschiedlich. Thermophile (von griech. therme + philia – Liebe) Pflanzen und ihre Antipoden – kältetolerante oder kryophile (von griech. kryos – Kälte) werden klar unterschieden. A. Decandol (1885) identifizierte Gruppen von hekistothermalen, mikrothermischen, mesothermischen und megathermischen Pflanzen (von griechisch gekisto – kalt, mikros – klein, mesos – mittel, megas – groß).

Die aufgeführten Pflanzengruppen in Bezug auf die Temperatur sind komplex, bei ihrer Auswahl wird auch das Verhältnis von Pflanzen zu Feuchtigkeit berücksichtigt. Als Ergänzung zu dieser Klassifizierung kann die Isolierung von Kryophyten- und Psychrophytenpflanzen (von griechisch psychros – Kälte + Phyton) angesehen werden – Hekistothermen und teilweise Mikrothermen, die unterschiedliche Feuchtigkeitsregime erfordern. Kryophyten wachsen unter kalten, trockenen Bedingungen, während Psychrophyten kälteresistente Pflanzen in feuchten Böden sind.

Nicht weniger offensichtlich ist der Einfluss der Temperaturen auf die Verbreitung einzelner Pflanzenarten und ihrer Gruppen. Der Zusammenhang zwischen der geografischen Verbreitung einzelner Arten und Isothermen ist seit langem bekannt. Wie Sie wissen, reifen die Trauben innerhalb der Isotherme mit einer Durchschnittstemperatur von sechs Monaten (April bis September) von 15 °C. Die Verbreitung der Stieleiche im Norden wird durch die Jahresisotherme von 3 °C begrenzt; Die nördliche Grenze der Fruchtbildung der Dattelpalme fällt mit der jährlichen Isotherme von 18...19 °C zusammen.

In einigen Fällen ist die Ausbreitung von Pflanzen nicht nur auf die Temperaturen zurückzuführen. Somit verläuft die 10 °C-Isotherme von West nach Ost durch Irland, Deutschland (Karlsruhe), Österreich (Wien), Ukraine (Odessa). Diese Gebiete weisen eine recht unterschiedliche Artenzusammensetzung der natürlichen Vegetationsdecke auf und bieten die Möglichkeit, vielfältige Nutzpflanzen einzuführen und anzubauen. In Irland reift die Ernte oft nicht. In Deutschland und Irland reifen viele Kürbisse nicht (Wassermelonen - Citrullus vulgaris, Melonen), obwohl Kamelien im Freiland wachsen (Camella) und Palmen. Efeu und Stechpalme wachsen in Karlsruhe im Freiland ( Ilex), manchmal reifen auch Trauben. In der Region Odessa werden Melonen und Wassermelonen angebaut, doch Efeu und Kamelien können den niedrigen Wintertemperaturen nicht standhalten. Es gibt viele solcher Beispiele.

Daher können Durchschnittstemperaturen isoliert von anderen Umweltfaktoren nicht als verlässlicher Indikator (Indikator) für die Möglichkeit der Einführung und des Anbaus der für uns interessanten Kulturpflanze dienen. Die Quintessenz ist, dass verschiedene Pflanzenarten durch eine ungleiche Dauer der Vegetationsperiode gekennzeichnet sind. Daher ist es in Bezug auf die Temperatur notwendig, sowohl die Dauer des Zeitraums günstiger Temperaturen für die normale Entwicklung der Pflanzen als auch den Zeitpunkt des Einsetzens und die Dauer der Mindesttemperaturen (das Gleiche gilt für die Höchsttemperaturen) zu berücksichtigen. .

In der ökologischen und pflanzenbaulichen Literatur wird häufig die Summe der aktiven Temperaturen verwendet, um die thermischen Ressourcen der Vegetationsperiode abzuschätzen. Es dient als guter Indikator zur Beurteilung des Bedarfs von Pflanzen in der Hitze und ermöglicht die Bestimmung der Anbaufläche einer bestimmten Kulturpflanze. Die Summe der aktiven Temperaturen besteht aus der Summe der positiven durchschnittlichen Tagestemperaturen für den Zeitraum, in dem sie über 10 °C liegen. In Gebieten, in denen die Summe der aktiven Temperaturen 1000 ... 1400 ° C beträgt, ist es möglich, frühe Kartoffelsorten und Hackfrüchte anzubauen; wo diese Menge 1400 ... 2200 ° C erreicht, - Getreide, Kartoffeln, Flachs usw.; die Summe der aktiven Temperaturen 2200...3500 °C entspricht der Zone des intensiven Obstanbaus; Wenn die Summe dieser Temperaturen mehr als 4000 °C beträgt, ist der Anbau subtropischer Stauden erfolgreich.

Organismen, deren Lebensaktivität und Körpertemperatur von der Wärme aus der Umgebung abhängen, werden als poikilotherm (von griech. poikilos – verschieden) bezeichnet. Dazu gehören alle Pflanzen, Mikroorganismen, Wirbellosen und einige Gruppen von Akkordaten. Die Körpertemperatur poikilothermer Organismen hängt von der äußeren Umgebung ab. Deshalb spielt Wärme im Leben aller Menschen eine ökologische Rolle systematische Gruppen Pflanzen und benannte Tiergruppen sind von größter Bedeutung. Hochorganisierte Tiere (Vögel und Säugetiere) werden als homoiothermisch (von griech. homoios – das Gleiche) klassifiziert, bei denen die Körpertemperatur konstant ist, da sie durch ihre eigene Wärme aufrechterhalten wird.

Es ist bekannt, dass der Protoplast von Zellen lebender Organismen im Temperaturbereich von 0 bis 50 °C normal funktionieren kann °C. Nur Organismen mit besonderen Anpassungen können diesen extremen Temperaturen über lange Zeiträume standhalten. Physiologen haben optimale und kritische Temperaturen für die Atmung und andere Funktionen ermittelt. Es stellt sich heraus, dass die Untergrenze der Atemtemperatur in überwinternden Organen (Knospen, Nadeln) bei 20 ... - 25 ° C liegt. Mit steigender Temperatur erhöht sich die Atemfrequenz. Temperaturen über 50 °C zerstören den Protein-Lipid-Komplex der Oberflächenschicht des Zytoplasmas, was zum Verlust der osmotischen Eigenschaften der Zellen führt.

In einigen Regionen Russlands wird regelmäßig ein Massensterben von Pflanzen aufgrund zu niedriger Temperaturen beobachtet. Die katastrophale Wirkung des Letzteren ist in schneearmen Wintern am stärksten ausgeprägt, vor allem bei Winterkulturen. Plötzliche Kälteeinbrüche im Frühjahr, wenn die Pflanzen zu wachsen beginnen (späte Frühlingsfröste), sind ebenfalls tödlich. Oftmals sterben nicht nur eingeschleppte immergrüne Gehölze, wie zum Beispiel Zitrusfrüchte, sondern auch Laubgewächse an der Kälte. N. Maksimov, der den Wirkungsmechanismus niedriger Temperaturen untersuchte, kam zu dem Schluss, dass die Todesursache von Pflanzen in der Dehydrierung des Zytoplasmas liegt. In den Interzellularräumen des Gewebes kommt es zur Wasserkristallisation. Eiskristalle entziehen Zellen Wasser und schädigen Zellorganellen mechanisch. Der kritische Moment kommt genau dann, wenn Eiskristalle in den Zellen erscheinen.

Es wurden natürliche Gruppen frostbeständiger Pflanzen identifiziert. Dazu gehören immergrüne Nadelbäume und Sträucher sowie Preiselbeeren. (Vaccinium vitis-Idee), Heide usw. Unter den Stauden wurden auch viele frostbeständige Pflanzen identifiziert, die einen strengen Winter überstehen können. Während der Winterruhe können Pflanzen sehr niedrigen Temperaturen standhalten. Also, schwarze Johannisbeertriebe (Ribes nigrum) Bei einem langsamen Temperaturabfall auf -253 °C (eine Temperatur nahe dem absoluten Nullpunkt) können sie lebensfähig bleiben.

Die meisten Pflanzenarten zeichnen sich durch individuelle Reaktionen auf Temperatur aus. So beginnt im Frühjahr die Keimung von Roggenkörnern bei 1 ... 2 °C, Rotkleesamen (Trifolium pratense)- bei 1 °C gelbe Lupine (Lupinus luteus)- bei 4...5, Reis - bei 10...12 °C. Die optimalen Temperaturen für die Reifung der Samen dieser Kulturpflanzen liegen bei 25, 30, 28, 30...32 °C.

Für ein normales Wachstum und eine normale Entwicklung der Pflanzen ist eine angemessene Umgebungstemperatur für oberirdische und unterirdische Organe erforderlich. Beispielsweise entwickelt sich Flachs normalerweise bei einer Wurzeltemperatur, die etwa doppelt so niedrig (10 °C) ist wie die der oberirdischen Organe (22 °C). Im Laufe der Ontogenese verändert sich der Wärmebedarf der Pflanzen deutlich. Auch die Temperatur der Körperorgane der Pflanze variiert je nach Standort (Boden, Luft) und Ausrichtung zur Sonneneinstrahlung deutlich (Abb. 14). Es wurde experimentell festgestellt, dass die Keimung von Rapssamen (Brassica napus), Raps (V. campestrts), Weizen, Hafer, Gerste, Klee, Luzerne und andere Pflanzen werden bei einer Temperatur von 0 ... 2 °C beobachtet, während für die Keimung höhere Temperaturen (3 ... 5 °C) erforderlich sind.

Reis. 14. Temperatur (°C) verschiedener Pflanzenorgane: A – Novo-Versionen (Novosiversia glacialis), nach B. Tikhomirov; B – Sibirische Sprossen (Scilla sibiriati, laut T. Goryshina, A- Bettwäsche B- die Erde

Viele Arten kontinentaler Pflanzen werden vom täglichen Thermoperiodismus positiv beeinflusst, wenn die Amplitude der Nacht- und Tagestemperaturen 5 ... 15 ° C beträgt. Sein Wesen liegt darin, dass sich viele Pflanzen bei niedrigen Nachttemperaturen erfolgreicher entwickeln. Tomaten entwickeln sich beispielsweise besser, wenn die Lufttemperatur tagsüber 26 °C und die Nachttemperatur 17 ... 18 °C erreicht. Experimentelle Daten deuten auch darauf hin, dass Pflanzen in gemäßigten Breiten auch Herbst brauchen niedrige Temperaturen- saisonaler Thermoperiodismus.

Der Temperaturfaktor beeinflusst Pflanzen in allen Phasen ihres Wachstums und ihrer Entwicklung. Und in verschiedene Perioden Jede Pflanzenart benötigt bestimmte Temperaturbedingungen. Bei den meisten einjährigen Pflanzen wie Gerste, Hafer und anderen lässt sich ein allgemeines Muster erkennen: In den frühen Entwicklungsstadien sollte die Temperatur niedriger sein als in späteren.

Megathermische Pflanzen tropischen Ursprungs, wie zum Beispiel Zuckerrohr (Saccharum officinarum), brauchen ihr Leben lang hohe Temperaturen. Pflanzen heißer und trockener Regionen – Euxerophyten – sowie viele Sukkulenten wie Kakteen und Crassula zeichnen sich durch die größte Widerstandsfähigkeit gegenüber extrem hohen Temperaturen aus. (Crassulaceae). Dies ist auch charakteristisch für Pflanzen mit salzhaltigen, insbesondere sulfidischen und chloridhaltigen Böden. Diese Arten bleiben, wie X. Ludengard (1925, 1937) zeigte, auch bei 70°C lebensfähig. Hohe Temperaturen werden von stark dehydrierten Samen und Früchten gut vertragen. Auf dieser Eigenschaft basiert die bekannte Methode zur Bekämpfung des Erregers des losen Weizenbrandes. (Ustilago trttci). Bei der Hitzebehandlung der befallenen Samen stirbt der stenotherme Pilz ab, während er als Keim einer Karyopse lebensfähig bleibt.

Schwieriger ist es, das Problem des Einflusses der Temperatur auf Veränderungen in der Struktur der Pflanze selbst und ihrer Morphologie zu lösen. Beobachtungen in der Natur und experimentelle Daten liefern unterschiedliche Erklärungen. Tatsächlich scheint eine solche Anpassung wie eine starke Behaarung von Knospenschuppen und Blättern komplex zu sein, sie dient nicht nur als Schutz vor hellem Licht, sondern auch vor hohen Temperaturen sowie vor übermäßiger Feuchtigkeitsverdunstung. Der helle Glanz glänzender Blätter, die parallele Anordnung der Blattspreite zu den Sonnenstrahlen, die gefühlte Pubertät – all dies verhindert zweifellos eine Überhitzung des Blattes sowie übermäßige Transpiration.

Der Begründer der Pflanzenökologie, E. Warming (1895), hat den Einfluss der Temperatur auf die Bildung von gedrungenen und rosettenförmigen Pflanzenformen in der Arktis und im Hochland der alpinen und subnivalen Gürtel, also an der äußersten Grenze, deutlich gezeigt ewiger Schnee. Wir sprechen nicht nur von krautigen, stängellosen, rosettenartigen Alant-Rhizomen (Inula rhizocephala), aber auch über Baumlebensformen - Zwergbirke, Turkestan-Wacholder (Juniperus turcestanica), Zedernholz usw. Kriech- und Kissenformen von Pflanzen, zum Beispiel arktische Minuartien (Minuartia arctica), sind am besten an die Lebensbedingungen an der Bodenoberfläche unter der Schneedecke angepasst. Wenn kein Schnee liegt, herrscht in der Bodenluftschicht in einer Höhe von bis zu 15 ... 20 cm die höchste Temperatur und die Windstärke ist minimal. Darüber hinaus entsteht im Inneren des von der Pflanze gebildeten „Kissens“ ein besonderes Mikroklima, und Temperaturschwankungen sind hier deutlich geringer als außerhalb. Der Temperaturfaktor kann die Entwicklung gedrungener Formen sowohl direkt als auch indirekt beeinflussen – aufgrund einer Verletzung der Wasserversorgung und der Mineralstoffversorgung.

Die größte Rolle spielt der direkte Einfluss der Temperaturen im Prozess der Pflanzengeophilisierung. Unter Geophilisierung versteht man das Eintauchen des unteren (basalen) Teils der Pflanze in den Boden (zuerst das Hypokotyl, dann das Epikotyl, das erste Internodium usw.). Dieses Phänomen ist hauptsächlich für Angiospermen charakteristisch. Während ihrer historischen Entwicklung spielte die Geophilisierung eine herausragende Rolle bei der Umwandlung von Lebensformen von Bäumen in Gräser. Mit dem Eintauchen der Triebbasis in den Boden entwickelt sich das System aus Adventivwurzeln, Rhizomen, Ausläufern und anderen vegetativen Vermehrungsorganen intensiv. Die Geophilisierung war eine notwendige Voraussetzung für die Entstehung verschiedener unterirdischer Pflanzenorgane, insbesondere der vegetativen Vermehrungsorgane. Dies verschaffte den Angiospermen große Vorteile im Kampf ums Dasein, um die Vorherrschaft auf den Kontinenten der Erde.

Bei der Ontogenese vieler Angiospermen werden Pflanzen mit Hilfe spezieller retraktiler (kontraktiler) Wurzeln geophilisiert. P. Lisitsyn führte interessante experimentelle Studien zur Geophilisierung durch. Er fand heraus, dass das Zurückziehen des basalen Teils der Pflanze in den Boden viel weiter verbreitet ist als bisher angenommen (Abb. 15). Bei Winterkulturen verbessert die Geofilisierung die Überwinterungsbedingungen, bei Frühjahrskulturen wie Buchweizen verbessert sie die Wasserversorgungsbedingungen.

Reis. 15. Geophilisierung (Rückzug in den Boden) des subkotylen Knies des Rotklees (Trifolium pratense), nach P. Lisitsin: A - Bodenoberfläche; B - Rückzugstiefe

Wasser

Alle Lebensprozesse auf der Ebene von Zellen, Geweben und Organismen sind ohne ausreichende Wasserversorgung undenkbar. Pflanzenorgane enthalten normalerweise 50-90 % Wasser, manchmal sogar mehr. Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil einer lebenden Zelle. Die Dehydrierung des Körpers führt zu einer Verlangsamung und dann zum Abbruch des Lebensprozesses. Bei Sporen und Samen wird eine maximale Dehydrierung bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung des Lebens und der Reversibilität normaler Lebensprozesse beobachtet. Hier sinkt der Wassergehalt auf 10 bzw. 12 %. Die Kältebeständigkeit sowie die Hitzebeständigkeit von Pflanzen hängen von der Wassermenge in ihnen ab. Auch die Bodenernährung der Pflanzen (Aufnahme und Transport stickstoffhaltiger und anderer Mineralstoffe), die Photosynthese und enzymatische Prozesse sind mit Wasser verbunden. Auch mit Hilfe von Wasser werden Stoffwechselprodukte gelöst und im Körper der Pflanze transportiert.

Wasser ist eine der notwendigen Voraussetzungen für die Bildung von Pflanzenmasse. Es wurde festgestellt, dass 99,5 % des vom Wurzelsystem zu den Blättern transportierten Wassers den Turgor aufrechterhält und nur 0,5 % davon für die Synthese organischer Stoffe aufgewendet werden. Um 1 g trockene Pflanzenmasse zu erhalten, werden 250 ... 400 g Wasser oder mehr benötigt. Das Verhältnis der oben genannten Werte ist der Transpirationskoeffizient. Bei verschiedenen Pflanzenarten und sogar Pflanzensorten variiert dieser Indikator erheblich. Es gibt ein Muster: Der Wert des Transpirationskoeffizienten ist direkt proportional zur Trockenheit des Klimas. Daher kann dieselbe Sorte einen unterschiedlichen Transpirationskoeffizienten aufweisen, wenn sie unter unterschiedlichen ökologischen und geografischen Bedingungen angebaut wird.

Der optimale Wasserhaushalt wird dann beobachtet, wenn die Verdunstung von Wasser in die Atmosphäre seinen Eintritt in den Pflanzenkörper aus dem Boden nicht übersteigt. Im Verlauf der Ontogenese beginnt ein Stadium, in dem die Wasserversorgung die gesamte weitere Entwicklung der Pflanze und den Ertrag bestimmt. Bei vielen Kulturpflanzen sind diese Entwicklungsphasen gut untersucht. Das entscheidende Entwicklungsstadium bei Getreide ist die Bildung von Blüten und Blütenständen. Bei ungünstigen Wasserversorgungsbedingungen degeneriert ein Teil der Wachstumskegelhöcker. Da dieser Vorgang irreversibel ist, bilden sich verkürzte, schwach verzweigte Blütenstände, die wenige Blüten und damit auch Körner enthalten.

Im Laufe der Millionen Jahre kontinuierlicher Evolution haben sich Organismen an unterschiedliche Lebensbedingungen angepasst. Pflanzen in Trockengebieten, in denen das Klima außergewöhnlich trocken ist, weisen ausgeprägte xeromorphe Merkmale (von griechisch xeros – trocken, morphe – Form) auf. Sie ermöglichen es Ihnen, den Feuchtigkeitsverlust zu reduzieren, der hauptsächlich durch die Transpiration durch den Spaltöffnungsapparat sowie durch Wasserspaltöffnungen (das Phänomen der Guttation – von lateinisch gutta – ein Tropfen) entsteht. Auch über die Zellen der Epidermis kommt es zu einem erheblichen Feuchtigkeitsverbrauch (kutikuläre Verdunstung). Die Guttation kommt bei Sämlingen von Getreide, Kartoffeln und Buchweizen gut zum Ausdruck, bei vielen Zimmerpflanzen, beispielsweise bei Alokasie. (Alocasia Macrorhiza) und andere. Guttation kommt am häufigsten bei Pflanzen der feuchten Tropen und Subtropen vor.

Pflanzen unter trockenen Bedingungen verfügen über verschiedene Anpassungen, die einen Wasserverlust verhindern. Bei vielen Getreidearten sind die Blätter zu einer Röhre aufgerollt, so dass sich die Spaltöffnungen im Inneren befinden. Die Blätter xeromorpher Pflanzen haben oft eine dicke Wachsschicht oder Haare. Die Transpirationsorgane (Stomataapparat) solcher Pflanzen sind in das Mesophyll eingetaucht, und die Blätter sind oft zu Schuppen reduziert oder in Stacheln und Dornen verwandelt. Bei starkem Blattrückgang übernimmt der Stängel die Funktion der Photosynthese. Viele landwirtschaftliche Nutzpflanzen, sowohl krautige als auch holzige, reagieren auf den Mangel an Bodenfeuchtigkeit und Grundwasser mit einer raschen Erweiterung ihres Wurzelsystems.

Der Wasserhaushalt einer Pflanze wird durch die Differenz zwischen der Aufnahme und Abgabe von Wasser durch den Körper bestimmt. Der Wasserhaushalt wird von einer ganzen Reihe von Umweltbedingungen beeinflusst: Luftfeuchtigkeit, Menge und Verteilung der Niederschläge, Menge und Höhe des Grundwassers, Richtung und Stärke des Windes.

Der Wasserverbrauch von Pflanzen wird maßgeblich von der relativen Luftfeuchtigkeit bestimmt. In feuchteren Klimazonen andere gleiche Bedingungen Pflanzen verbrauchen weniger Feuchtigkeit für die Bildung von Trockenmasse. In der gemäßigten Zone beträgt die Transpirationsproduktivität etwa 3 g Trockenmasse bei einem Durchfluss von 1 Liter Wasser. Mit zunehmender Luftfeuchtigkeit enthalten Samen, Früchte und andere Pflanzenorgane weniger Proteine, Kohlenhydrate und Mineralstoffe . Darüber hinaus wird die Synthese von Chlorophyll in Blättern und Stängeln reduziert, gleichzeitig wird aber das Wachstum gefördert und Alterungsprozesse gehemmt. Bei hoher Luftsättigung mit Wasserdampf reift Brot sehr langsam und manchmal gar nicht. Die Luftfeuchtigkeit hat großen Einfluss auf die Menge und Qualität der Ernte sowie auf den Betrieb landwirtschaftlicher Maschinen. Bei hoher Luftfeuchtigkeit nehmen die Ernteverluste beim Dreschen und Ernten zu und die Reifung der Samen nach der Ernte verlangsamt sich, was letztendlich deren Sicherheit verringert.

Abhängig vom Verhältnis zur Feuchtigkeit werden Pflanzen in zwei ökologische Gruppen eingeteilt: Poikilohydrid und Homoihydrid. Erstere verfügen nicht über spezielle Mechanismen zur Regulierung der Hydratation (Bewässerung) ihres Körpers; Aufgrund des Feuchtigkeitsverlusts unterscheiden sie sich praktisch nicht von nassem Baumwollstoff. Zu den Poikilohydrid-Arten gehören niedere Pflanzen, Moose und viele Farne. Die überwiegende Mehrheit der Samenpflanzen ist homoihydridisch und verfügt über spezielle Mechanismen (Stomataapparat, Trichome auf Blättern usw.) zur Regulierung des inneren Wasserhaushalts. Poikilohydridität ist bei Angiospermen äußerst selten und höchstwahrscheinlich sekundären Ursprungs, d. h. es handelt sich um eine Art Anpassung an das xerische Regime. Ein seltenes Beispiel für ein Poikilohydrid-Angiosperm ist die Wüstensegge oder Ilak (Carex physoides).

Entsprechend ihrem charakteristischen Wasserhaushalt werden Homoihydridpflanzen in Hydrophyten, Helophyten, Hygrophyten, Mesophyten, Xerophyten und Ultraxerophyten unterteilt.

Hydrophyten (von griech. hydor – Wasser + Phyton) sind Wasserpflanzen, die frei schwimmen oder am Boden eines Stausees Wurzeln schlagen oder vollständig im Wasser untergetaucht sind (manchmal mit an der Oberfläche schwimmenden Blättern oder über dem Wasser freiliegenden Blütenständen). Die Aufnahme von Wasser und Mineralsalzen erfolgt über die gesamte Pflanzenoberfläche. Bei schwimmenden Hydrophyten ist das Wurzelsystem stark reduziert und verliert manchmal seine Funktionen (z. B. bei Wasserlinsen). Das Mesophyll der Unterwasserblätter ist nicht differenziert, es gibt keine Kutikula und Spaltöffnungen. Vallisnerien sind Beispiele für Hydrophyten (Vallisneria spiralis), kanadische Elodea (Elodea canadensis), Teich schwimmend (Potamogeton natans), Aldrovanda vesicularis (Aldrovanda vesiculosa), Seerose weiß (Nymphaea alba), Eigelb (Nuphar luteum) usw. Für gelistete Arten Charakteristisch ist die starke Entwicklung von lufttragendem Gewebe – Aerenchym, eine große Anzahl von Stomata in schwimmenden Blättern, eine schlechte Entwicklung von mechanischem Gewebe und manchmal Heterogenität.

Helophyten (von griech. helos – Sumpf) sind Wasser- und Landpflanzen, die sowohl im Wasser in seichten Gewässern als auch an überfluteten Ufern von Flüssen und Stauseen wachsen; kann auch auf reichlich angefeuchtetem Boden abseits von Gewässern leben. Sie kommen nur bei konstanter und reichlicher Wasserversorgung vor. Zu den Helophyten gehören Schilf; Chastukha-Wegerich (Alisma plantago-aquaucd), Pfeilspitze Pfeilspitze (Sagitaria sagittifolia), Susak-Regenschirm (Butomus umbellatus) und andere. Helophyten können dem Sauerstoffmangel im Boden standhalten.

Hygrophyten (von griechisch hygros – nass) sind Landpflanzen, die unter Bedingungen hoher Boden- und Luftfeuchtigkeit wachsen. Sie zeichnen sich durch eine Sättigung des Gewebes mit Wasser von bis zu 80 % und mehr und das Vorhandensein von Wasserspalten aus. Es gibt zwei ökologische Gruppen von Hygrophyten:

Sie wachsen schattig unter dem Blätterdach feuchter Wälder in verschiedenen Klimazonen und zeichnen sich durch Wasserstomata – Hydathoden – aus, die es ihnen ermöglichen, Wasser aus dem Boden aufzunehmen und mineralische Elemente zu transportieren, selbst wenn die Luft mit Wasserdampf gesättigt ist; Zu den Schattenhygrophyten gehört auch der Gewöhnliche Hygrophyt (impattens noli-tangere), der Zirkus von Paris (Circaea lutetiana), Sauerampfer;

· leicht, wächst in offenen Lebensräumen, wo Boden und Luft ständig feucht sind; Dazu gehört Papyrus (Cyperus-Papyrus), rundblättriger Sonnentau (Drosera rotundifolia), Sumpflabkraut (Galium palustre), Aussaat von Reis, Sumpfdotterblume (Caltha palustrts).

Hygrophyten zeichnen sich durch eine schlechte Anpassungsfähigkeit an die Regulierung der Gewebebewässerung aus, daher verdorren gepflückte Pflanzen dieser Gruppe sehr schnell. Somit sind Hygrophyten aus terrestrischen Homoihydrid-Pflanzen den Poikilohydrid-Formen am nächsten. Hydrophyten, Helophyten und Hygrophyten haben eine positive Wasserbilanz.

Mesophyten (aus dem Griechischen. mesos – mittel) – Pflanzen, die an das Leben unter Bedingungen einer durchschnittlichen Wasserversorgung angepasst sind. Sie zeigen eine hohe Lebensfähigkeit bei mäßig warmen Bedingungen und mäßiger Mineralernährung. Sie vertragen kurze, nicht sehr starke Dürreperioden. Zu dieser Gruppe gehören die überwiegende Mehrheit der Kulturpflanzen sowie Wald- und Wiesenpflanzen. Gleichzeitig sind Mesophyten in ihrer morphophysiologischen Organisation und Anpassung an verschiedene Lebensräume so unterschiedlich, dass es schwierig ist, sie allgemein zu definieren. Sie stellen eine vielfältige Palette von Zwischenpflanzen zwischen Hygrophyten und Xerophyten dar. Abhängig von der Verbreitung in verschiedenen Klimazonen identifizierte A. Shennikov (1950) die folgenden fünf Gruppen von Mesophyten: immergrüne Mesophyten feuchter tropischer Wälder – Bäume und Sträucher [*], die das ganze Jahr über ohne ausgeprägte saisonale Unterbrechung vegetieren; Sie zeichnen sich durch große Blätter mit Hydathoden aus, oft haben solche Blätter am Ende eine Spitze, die das Wasser ableitet; Lederigkeit, Herabhängen und Zerlegen der Blätter gewährleisten ihre Sicherheit bei Regen (Philodendron - Philodendron, Ficus - Ficus Elastica usw.); die oberen breiten und dichten Blätter der Pflanzen der Gruppe sind an helles Licht angepasst, sie zeichnen sich durch eine dicke Kutikula, ein gut definiertes Säulenparenchym, ein ausreichend entwickeltes Leitungssystem und mechanisches Gewebe aus;

wintergrüne holzige Mesophyten oder Tropophyten (von griech. tropos – wiederum) sind ebenfalls überwiegend Arten tropischer und subtropischer Zonen, jedoch nicht in Regenwäldern, sondern in Savannen verbreitet; werfen ihre Blätter ab und ruhen während der trockenen Sommerperiode; haben gut definierte Hautkomplexe - Periderm und Kruste; ein typischer Vertreter ist der Affenbrotbaum;

sommergrüne holzige Mesophyten - Pflanzen gemäßigtes Klima, Bäume und Sträucher, die in der kalten Jahreszeit ihre Blätter abwerfen und in einen Ruhezustand verfallen; dazu gehören die meisten Laubbäume der kalten und gemäßigten Zonen; Der Laubfall im Winter dient als Anpassung an die Verringerung der Verdunstung in den kalten Monaten, wenn die Wasseraufnahme aus dem Boden schwierig ist. Von großer Bedeutung für diese Untergruppe der Mesophyten sind Hautkomplexe (Periderm und Kruste) sowie Vorrichtungen zum Schutz der Nieren vor Wasserverlust; dennoch verlieren Pflanzen im Winter eine erhebliche Menge an Feuchtigkeit; Die Verdunstung erfolgt hauptsächlich durch schwach geschützte Blattnarben und Knospen;

sommergrüne krautige mehrjährige Mesophyten - Pflanzen eines gemäßigten Klimas, deren oberirdische Teile normalerweise für den Winter absterben, mit Ausnahme geschützter Erneuerungsknospen; sehr große Gruppe Die typischsten Vertreter sind mehrjährige Wiesengräser (Wiesen-Lieschgras - Phleum pratense, Wiesenklee usw.) und Waldgräser (Duftwaldmeister - Asperula odorata, Europäischer Huf usw.); die Blätter zeichnen sich durch ein differenziertes Mesophyll aus, wobei bei Waldpflanzen (Sciophyten und Hemisciophyten) das Palisadengewebe oft nicht ausgeprägt ist; leitende Elemente sind mäßig entwickelt; die Epidermis ist dünn, die Nagelhaut ist nicht immer vorhanden; mechanisches Gewebe ist mäßig oder schlecht entwickelt;

Ephemera und Ephemeroide (von griechisch ephemeros – eintägig) – einjährige (Ephemera) und zwei- oder mehrjährige (Ephemeroide) Pflanzen, die unter trockenen Bedingungen für eine kurze feuchte Periode vegetieren und in der Trockenzeit ruhen; zum Beispiel Pflanzen aus Wüsten und trockenen Steppen: Ephemera – Frühlingssteinfliege, kleine Rote Bete (Alyssum-Protokoll) usw.; Ephemeroide - lebendgebärendes Bluegrass oder lockiges (Poa Bulbosa subsp. vMparum) verschiedene Arten von Tulpen (Tulipa), Gänseblümchen (Gagea) Iris (Iris) Ferul (Ferula) usw.; gekennzeichnet durch das Fehlen einer strukturellen Anpassung an Feuchtigkeitsmangel, die Samen vertragen jedoch starkes Trocknen und hohe Temperaturen; Knollen- und Knollenephemeroide zeichnen sich durch kontraktile (zurückziehende) Wurzeln aus, die dafür sorgen, dass sich die Erneuerungsknospe für einen ungünstigen Zeitraum unter die Erde zurückzieht.

Es ist zu beachten, dass nicht alle Wissenschaftler mit der Zuordnung von Wüsten-Ephemeren und Ephemeroiden zur Gruppe der Mesophyten einverstanden sind und sie als Xerophyten klassifizieren (wobei letzterer Begriff sehr weit gefasst ist).

Xerophyten (von griech. xeros) sind Pflanzen, die an das Leben unter Bedingungen geringer Wasserversorgung angepasst sind. Sie tolerieren Boden- und Lufttrockenheit, da sie über vielfältige Anpassungen für das Leben in einem heißen Klima mit sehr wenig Niederschlag verfügen. Das wichtigste Merkmal Xerophyten - die Bildung einer morphophysiologischen Anpassung an die schädlichen Auswirkungen von Luft- und Bodendürre. In den meisten Fällen verfügen Xerophyten über Vorrichtungen, die die Transpiration begrenzen: Blattlosigkeit, kleine Blätter, sommerlicher Laubfall und Pubertät. Viele von ihnen sind fähig lange Zeit halten einer ziemlich starken Dehydrierung stand und behalten gleichzeitig ihre Lebensfähigkeit. Abbildung 12 zeigt eine Platte mit Vorrichtungen zur Begrenzung der Verdunstung.

Abhängig von den Strukturmerkmalen von Organen und Geweben sowie den Methoden zur Regulierung des Wasserhaushalts werden die folgenden drei Arten von Xerophyten unterschieden.

Der erste Typ sind Euxerophyten (von griechisch eu – real) oder Sklerophyten (von griechisch skleros – fest) oder eigentliche Xerophyten; Im Aussehen handelt es sich um trockene, harte Pflanzen. Selbst während der Zeit voller Wasserversorgung ist die Durchnässung ihres Gewebes gering. Sklerophyten sind sehr resistent gegen Welke – sie können bis zu 25 % Feuchtigkeit verlieren, ohne dass sie sich selbst merklich schädigen. Ihr Zytoplasma bleibt auch bei so starker Dehydrierung am Leben, dass es für andere Pflanzen schädlich wäre. Ein weiteres Merkmal von Euxerophyten ist der erhöhte osmotische Druck des Zellsaftes, der es ermöglicht, die Saugkraft der Wurzeln deutlich zu steigern.

Früher glaubte man, dass die Transpirationsintensität von Sklerophyten und anderen Xerophyten sehr gering ist, aber die Arbeiten von N. Maksimov (1926, 1944) zeigten, dass diese Pflanzen unter günstigen Bedingungen der Wasserversorgung intensiver transpirieren als Mesophyten, insbesondere im Hinblick auf die Einheitsoberflächenblätter. I. Kultiasov (1982) betonte, dass das Hauptmerkmal von Xerophyten offenbar ihre hohe Trockenresistenz ist, die von den Eigenschaften des Zytoplasmas abhängt, sowie die Fähigkeit, Feuchtigkeit nach Regen effektiv zu nutzen. Die charakteristische „Sklerophyten“-Morphologie (starke Entwicklung von mechanischem und integumentärem Gewebe, kleinen Blättern usw.) hat einen schützenden Wert bei Schwierigkeiten bei der Wasserversorgung.

Das Wurzelsystem der Euxerophyten ist sehr verzweigt, aber flach (weniger als 1 m). Die betrachtete Gruppe umfasst viele Pflanzen unserer Steppen, Halbwüsten und Wüsten: Wermut (weiße Erde). Artemisia terrae-albae, Lerha - A lerchlana usw.), grauhaarige Veronica (Veronica Incana) usw.

D. Kolpinov (1957) identifizierte eine besondere Gruppe von Euxerophyten – Stipaxerophyten (von lateinisch stipa – Federgras). Dazu gehören schmalblättrige Gräser wie Federgras und Schwingel (Festuca valesiaca). Pflanzen der Gruppe zeichnen sich durch ein leistungsstarkes Wurzelsystem aus, das die Feuchtigkeit kurzfristiger Regenschauer nutzt. Stipaxerophyten reagieren empfindlich auf Austrocknung und tolerieren nur kurzzeitigen Feuchtigkeitsmangel.

Die zweite Art von Xerophyten – Hemixerophyten (von griech. hemi – halb) haben ein tiefes Wurzelsystem, das bis zum Grundwasserspiegel reicht (bis zu 10 m oder mehr), d. h. sie sind Phreatophyten (siehe unten).

Die dritte Art von Xerophyten – Sukkulenten (von lat. succulentus – saftig) hat im Gegensatz zu den Xerophyten der oben beschriebenen Arten ein gut entwickeltes wasserspeicherndes Parenchymgewebe. Je nach Standort werden Blatt- und Stängelsukkulenten unterschieden. Agaven sind Beispiele für Ersteres. (Agave) Aloe (Aloe) Fetthenne (Sedum) usw. Bei Stängel-Sukkulenten sind die Blätter meist reduziert und diese Arten speichern Wasser in den Stängeln (Kakteen und Kaktus-Wolfsmilch).

Das Wurzelsystem von Sukkulenten ist normalerweise oberflächlich. Sie zeichnen sich durch die Fähigkeit aus, überschüssiges Wasser in der Umwelt zu speichern, lange zu speichern und sparsam zu nutzen. Die Transpiration bei Sukkulenten ist äußerst gering. Um es zu reduzieren, verfügen Pflanzen über eine Reihe adaptiver Merkmale in der Struktur, einschließlich der Originalität der Formen der Luftteile, die „Wissen“ über die Gesetze der Geometrie demonstrieren. Es ist bekannt, dass kugelförmige Körper (insbesondere eine Kugel) das kleinste Verhältnis von Oberfläche zu Volumen haben. Die Verdickung von Blättern und Stängeln, d. h. die Annäherung an eine Kugel- oder Zylinderform, ist eine Möglichkeit, die transpirierende Oberfläche zu verringern und gleichzeitig die erforderliche Masse beizubehalten. Bei vielen Sukkulenten ist die Epidermis durch eine Nagelhaut, einen Wachsüberzug und eine Behaarung geschützt. Es gibt nur wenige Spaltöffnungen, die normalerweise tagsüber geschlossen sind. Letzterer Umstand erschwert die Photosynthese, da die Aufnahme von Kohlendioxid durch diese Pflanzen hauptsächlich nachts erfolgen kann: Der Zugang von CO 2 und Licht fällt zeitlich nicht zusammen. Daher haben Sukkulenten eine besondere Art der Photosynthese entwickelt – den sogenannten „CAM-Weg“, bei dem die CO 2 -Quelle teilweise aus den Produkten der Atmung besteht.

Die Reaktion des Wurzelsystems auf die Wasserversorgung wurde bei Kulturpflanzen gut untersucht. Abbildung 16 zeigt die Eindringtiefe des Winterweizenwurzelsystems in den Boden bei unterschiedlichen Niederschlagsmengen.

Reis. 16. Das Wurzelsystem von Winterweizen (Gattung Triticum):
1 - mit viel Niederschlag; 2 - mit einem Durchschnitt; 3 - mit einem kleinen

Existiert Sonderklassifizierungökologische Pflanzengruppen unter Berücksichtigung ihrer Nutzung der Bodenfeuchtigkeit, d. h. entsprechend den Quellen der Feuchtigkeitsaufnahme aus dem Substrat. Darin werden Phreatophyten (von griech. phreatos – Brunnen) unterschieden – Pflanzen, deren Wurzelsystem ständig mit den Grundwasserleitern von Böden und bodenbildenden Muttergesteinen verbunden ist, Ombrophyten (von griech. ombros – Regen) – Pflanzen, die sich von Feuchtigkeit ernähren von atmosphärischen Niederschlägen und Trichohydrophyten (von griech. trichos – Haar) – Pflanzen, die mit der Kapillargrenze des Grundwassers verbunden sind und sich in einem Zustand ständiger Mobilität befinden. Unter den Phreatophyten werden obligate und fakultative Phreatophyten unterschieden; Letztere stehen den Trichohydrophyten recht nahe. Phreatophyten zeichnen sich durch die Entwicklung tief eindringender unterirdischer Organe aus; am Dorn des Kamels (Alchagi)- bis zu 15 m, in baumartigen Formen aus schwarzem Saxaul (Haloxylon aphyllum)- bis zu 25, bei zentralasiatischen Tamarisken (Tamarix)- 7, in Tamarisken Nordafrika- bis zu 30, für Luzerne (Medicago sativa)- bis zu 15 m. Ombrophyten verfügen über ein flaches, aber stark verzweigtes System unterirdischer Organe, das in der Lage ist, Luftfeuchtigkeit in einem großen Bodenvolumen aufzunehmen. Typische Vertreter der Gruppe sind Ephemera und Wüstenephemeroide. Trichohydrophyten zeichnen sich durch ein Wurzelsystem universellen Typs aus, das die Merkmale von Phreatophyten und Ombrophyten vereint. Phreatophyten und Trichohygrophyten werden oft als Hemixerophyten klassifiziert.

Pflanzen werden aus zwei Quellen mit Wasser versorgt: Niederschlag und Grundwasser. Von den Niederschlägen spielen Regen und Schnee die wichtigste Rolle. Hagel, Tau, Nebel, Raureif und Frost haben einen geringeren Anteil am Wasserhaushalt der Pflanzen. Atmosphärischer Niederschlag ist für Pflanzen nicht nur eine Quelle der Wasserversorgung. Feste atmosphärische Niederschläge, die eine Schneedecke bilden, schützen den Boden und damit die oberirdischen und unterirdischen Pflanzenorgane vor niedrigen Temperaturen. Die Schneedecke hat aus ökologischer Sicht erhebliche Auswirkungen auf den Lebensraum von Pflanzen und Tieren – sie schafft eine Reserve an Bodenfeuchtigkeit und reduziert die Feuchtigkeitsverdunstung durch Pflanzen erheblich. Von großer Bedeutung für landwirtschaftliche Pflanzen sowie für die Produktivität von Weiden und Heuwiesen ist die Verteilung der Niederschläge nach Jahreszeiten, deren Form, Menge und Intensität der Niederschläge.

Regenfälle, die in kurzer Zeit eine große Niederschlagsmenge (mehr als 1 ... 2 mm/min) ergeben, werden als Schauer oder Schauer bezeichnet. Regenfälle gehen meist mit starken Winden einher und wirken sich negativ auf landwirtschaftliche Flächen aus. Die größte Niederschlagsmenge im Kaukasus und Osteuropa im Allgemeinen (bis zu 2500 mm pro Jahr) und starke Regenfälle im Besonderen fallen an der Schwarzmeerküste des Kaukasus – Adscharien und Abchasien. Allerdings wurden auch in der Ukraine heftige Regenschauer (über 5 mm/min) registriert. Im Allgemeinen nimmt die Niederschlagsmenge mit dem Vorrücken nach Norden innerhalb des Kontinents zunächst zu, erreicht in der gemäßigten Zone ein Maximum und nimmt dann ab (gilt nicht für Küstengebiete); Es gibt ein Muster in der Veränderung anderer Klimaindikatoren (Abb. 17).

Große Unterschiede (Abb. 18) in der Niederschlagsmenge zwischen einzelnen Regionen der Erde sowie im Temperaturregime führen zu unterschiedlichen Umweltbedingungen auf dem Planeten. Die feuchtesten Gebiete befinden sich im Oberlauf des Flusses. Amazonen, auf den Inseln des Malaiischen Archipels.

Reis. 17. Schematisches Profil des europäischen Teils Russlands von Norden nach Süden, nach G. Vysotsky

Reis. 18. Jährliche Niederschlagsverteilung nach Kontinenten

In der gemäßigten Zone ist an Orten, an denen häufiges Auftauen beobachtet wird, das Absterben von Winterfrüchten durch die Eiskruste zu beobachten. Nach dem Auftauen gefriert das geschmolzene Schneewasser, das sich in Mikrodepressionen auf den Feldern angesammelt hat, und bedeckt die Winterkulturen mit einer Eiskruste. Dabei kommt es zum mechanischen Druck des Eises, der sich besonders negativ auf die Bestockungszonen auswirkt, und gleichzeitig zu Sauerstoffmangel.

Die Dicke und Dichte der Schneedecke sind wichtig für die Land- und Forstwirtschaft sowie die Wasserwirtschaft. Lockerer Schnee schützt im Boden überwinternde Pflanzen besser vor Auskühlung. Die Schneedichte ist während der Schneedeckenbildung am niedrigsten, nimmt dann stetig zu und wird während der Schneeschmelze am höchsten. Daher lässt die Schutzwirkung der Schneedecke bis zum Frühjahr nach. Besonders in kalten und windigen Wintern verlieren Pflanzenteile, die nicht mit Schnee bedeckt sind, schnell Feuchtigkeit und sterben ab. Bei einer Lufttemperatur von -21 °C unter Schnee auf der Bodenoberfläche sind es nur noch -5 °C. Wenn der Schnee früh fällt und den Boden mit einer ausreichend dicken Schicht bedeckt, gefriert er nicht, die Pflanzen wachsen und entwickeln sich normal. Es gibt Winter, in denen unter der Schneedecke blühender Safran (Gattung) zu finden ist Krokus, zweiblättrige Liebe (Platanthera bifolia) und andere Pflanzen.

Unter strengen Winterbedingungen in hohen nördlichen Breiten sowie in den Bergen entwickeln sich spezielle Spalier- und Zwergformen von Gehölzen. Sogar großstämmige Bäume der Waldzone – Sibirische Fichte, Sibirische Lärche und andere – in Bedingungen arktisches Klima verwandeln sich in kriechende Formen.

atmosphärische Luft

Ökologische Bedeutung atmosphärische Niederschläge im Leben der Pflanzen manifestieren sich auch in ihrer Beteiligung als Lösungsmittel an der Düngung der unteren Schichten von Holz- und Kräuterpflanzen mit Mineralien. Bei Regen werden fallende Tropfen in der Luft mit flüchtigen und dampfförmigen Stoffen gesättigt, die zusammen mit dem Tropfen auf Pflanzenorgane und die Bodenoberfläche fallen. Neben Stoffen, die aus Baumkronen ausgewaschen und durch von Pflanzen freigesetzte flüchtige Verbindungen aufgenommen werden, lösen sich auch flüchtige und dampfförmige Stoffe, die durch anthropogene Aktivität entstehen, sowie Abfallprodukte der Bodenmikroflora im Niederschlag auf und vermischen sich.

Krautige Pflanzen sind für diese Ökosysteme nicht typisch, und Epiphyten tropischer Wälder gehören zu Untergruppen der Xeromesophyten oder Hygromesophyten. Die Merkmale ihrer Versetzung in Baumkronen werden durch mikroklimatische Bedingungen bestimmt.

Die starke Luftschicht, die die Erde bedeckt (Atmosphäre), schützt lebende Organismen vor starker ultravioletter Strahlung und kosmischer Strahlung und verhindert starke Temperaturschwankungen. Aus ökologischer Sicht sind die Gaszusammensetzung der Atmosphäre und die Bewegung der Luftmassen (Wind und Konvektionsströmungen) nicht weniger wichtig.

Bei der Charakterisierung der Gaszusammensetzung von Luft wird üblicherweise deren Konstanz betont. Fast alle Regionen der Globus trockene Luft der Troposphäre (untere Schicht der Atmosphäre) enthält etwa 78,1 % Stickstoff, 21 % Sauerstoff, 0,032 % Kohlendioxid, Spuren von Wasserstoff, Spuren von Inertgasen. Neben konstanten Bestandteilen gibt es in der Luft auch gasförmige Bestandteile, deren Gehalt je nach Zeit und Ort variiert: verschiedene Industriegase, Ammoniak, gasförmige Anlagenemissionen usw.

Die direkten ökologischen Auswirkungen des in der Luft der Atmosphäre vorherrschenden freien Stickstoffs sind gering; In dieser Form rechtfertigt das angegebene chemische Element seinen Namen, der auf Griechisch „kein Leben unterstützend“ bedeutet. Gebundener Stickstoff ist ein wesentlicher und wesentlicher Bestandteil aller biologischen Systeme. Freier Luftsauerstoff unterstützt nicht nur das Leben (Atmung), sondern hat auch einen biologischen Ursprung (Photosynthese). Somit kann die Verschlechterung des Zustands der grünen Welt unseres Planeten die Reserven an freiem Sauerstoff in der Atmosphäre erheblich beeinträchtigen.

Etwa 21 % des bei der Photosynthese freigesetzten und in der Luft enthaltenen Sauerstoffs werden von Pflanzen, Tieren und Menschen beim Atmen verbraucht. Ein ausgewachsener Baum gibt täglich bis zu 180 Liter Sauerstoff ab. Ohne körperliche Anstrengung verbraucht der Mensch etwa 360 Liter Sauerstoff pro Tag, bei intensiver Arbeit bis zu 900 Liter. Ein Auto pro 1000 km verbraucht die jährliche Norm an Sauerstoff, die ein Mensch verbraucht, und ein Düsenflugzeug verbraucht 35 Tonnen Sauerstoff für einen Flug von Europa nach Amerika.

Mehr abhängig vom Leben verschiedene Organismen der Kohlendioxidgehalt der Luft. Die wichtigsten natürlichen CO 2 -Quellen sind Atmung, Gärung und Zerfall – der Gesamtanteil dieser Prozesse macht 5,6,1 % der CO 2 -Emissionen in die Atmosphäre aus. Etwa 38 % des Kohlendioxids gelangen über den Boden in die Luft („Bodenatmung“); 0,1 % - bei Vulkanausbrüchen. Eine ziemlich bedeutende CO 2 -Quelle sind Wald- und Steppenbrände sowie die Verbrennung von Kraftstoffen – bis zu 0,4 %. Letztere Zahl wächst stetig: 1970 gelangten durch anthropogene Aktivitäten 0,032 % der jährlichen CO 2 -Aufnahme in die Luft, bis zum Jahr 2000 wird sich der Anteil der betrachteten Quelle nach Prognosen der Wissenschaftler erhöhen 0,038 ... 0,04 %.

Auch menschliche Aktivitäten haben einen erheblichen Einfluss auf die Geschwindigkeit der Kohlendioxidfixierung in der Biosphäre. Dies ist vor allem auf die übermäßige Abholzung der Wälder und die Verschmutzung der Meere zurückzuführen. Bei der Photosynthese binden Pflanzen jährlich 6 ... 7 % des CO 2 in der Luft, am intensivsten ist der Prozess in Waldökosystemen. Der tropische Regenwald bindet 1...2 kg Kohlendioxid pro 1 m 2 und Jahr, nur 1 % dieser Menge wird in der Tundra und in den Wüsten registriert. Insgesamt verzeichnen terrestrische Ökosysteme 20 bis 30 Milliarden Tonnen CO 2 pro Jahr. Ungefähr die gleiche Menge wird vom Phytoplankton des Weltozeans erfasst.

Der Anstieg des Kohlendioxidgehalts in der Atmosphäre hat negative Umweltfolgen auf globaler Ebene und äußert sich in Form eines „Treibhauseffekts“. Allgemein lässt sich dieser Effekt als eine ständige Erwärmung des Klimas charakterisieren, die dadurch verursacht wird, dass wie eine Folie in einem Gewächshaus übermäßig angesammeltes CO 2 den Abfluss langwelliger Wärmestrahlung von der Erdoberfläche verhindert , während die Sonnenstrahlen frei passieren. Spezifische Erscheinungsformen des „Treibhauseffekts“ sind in verschiedenen Regionen nicht gleich. Im einen Fall handelt es sich um beispiellose Dürren, im anderen dagegen um eine Zunahme der Niederschläge, ungewöhnlich warme Winter usw.

Von den instabilen Bestandteilen der atmosphärischen Luft sind Industriegase – Schwefeldioxid, Fluor, Fluorwasserstoff, Chloride, Stickstoffdioxid, Ammoniak usw. – die umweltschädlichsten für Pflanzen (sowohl für Menschen als auch für Tiere). Die hohe Anfälligkeit pflanzlicher Organismen zu „Luftgiften“ erklärt sich aus der fehlenden besonderen Anpassung an den erwähnten relativ neuen Faktor. Die relative Widerstandsfähigkeit einiger Pflanzen gegenüber Industriegasen hängt mit ihrer Voranpassung zusammen, d. h. mit dem Vorhandensein bestimmter Eigenschaften, die sich unter neuen Bedingungen als nützlich erwiesen haben. So, Laubbäume leichter als Nadelbäume vertragen Luftverschmutzung, was durch die jährliche Laubfärbung der ersteren erklärt wird, die ihnen die Möglichkeit gibt, regelmäßig giftige Substanzen aus der Einstreu zu entfernen. Doch auch bei Laubpflanzen kommt es bei einer ungünstigen Gaszusammensetzung der Atmosphäre zu einer Störung des Rhythmus der saisonalen Entwicklung: Die Knospenblüte verzögert sich, der Laubfall erfolgt viel früher.

Von den Nadelbäumen sind Thuja, einige Wacholderarten und Fichten, insbesondere die blaugrüne Form der Stachelfichte, am wenigsten empfindlich gegenüber Luftverschmutzung. (Picea pungens f. glauca), sogenannt " Blaufichte„Die dickwandige Epidermis der Nadeln der genannten Fichtenform ist mit einer kräftigen Kutikula und einer Wachsschicht bedeckt. Die Kutikulasubstanz löst sich nicht einmal in Schwefelsäure auf! Es ist kein Zufall, dass diese Gehölze zusammen mit Sibirien vorkommen Lärche wird erfolgreich in der Landschaftsgestaltung von Industriesiedlungen eingesetzt. Darüber hinaus hat Lärche im Gegensatz zu Thuja dünne und zarte Nadeln (Thuja) Wacholder und Fichte reagieren sehr empfindlich auf Luftverschmutzung. Die hohe Gasbeständigkeit der Lärche erklärt sich aus ihrer Laubholzart. Somit ist die Widerstandsfähigkeit von Pflanzen gegenüber Luftverschmutzung sowie anderen schädlichen Umweltfaktoren gestiegen

Einführung

Jeden Tag gehen Sie, wenn Sie Ihren Geschäften nachgehen, die Straße entlang, zitternd vor Kälte oder schwitzend vor Hitze. Und nach einem Arbeitstag gehen Sie in den Laden und kaufen Lebensmittel. Beim Verlassen des Ladens stoppen Sie hastig einen vorbeifahrenden Kleinbus und steigen kraftlos zum nächsten freien Sitzplatz hinab. Für viele ist das eine vertraute Lebensweise, nicht wahr? Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, wie das Leben ökologisch abläuft? Die Existenz von Mensch, Pflanze und Tier ist nur durch ihr Zusammenwirken möglich. Es kommt nicht ohne den Einfluss der unbelebten Natur aus. Jede dieser Einflussarten hat ihre eigene Bezeichnung. Es gibt also nur drei Arten von Umweltauswirkungen. Dies sind anthropogene, biotische und abiotische Faktoren. Schauen wir uns jeden von ihnen und seine Auswirkungen auf die Natur an.

1. Anthropogene Faktoren – die Auswirkungen auf die Natur aller Formen menschlicher Aktivität

Wenn dieser Begriff fällt, kommt einem kein einziger positiver Gedanke in den Sinn. Selbst wenn Menschen etwas Gutes für Tiere und Pflanzen tun, geschieht dies aufgrund der Folgen zuvor begangener schlechter Taten (z. B. Wilderei).

Anthropogene Faktoren (Beispiele):

• Sümpfe austrocknen.
• Düngung von Feldern mit Pestiziden.
• Wilderei.
• Industrieabfälle (Foto).

Abschluss

Wie Sie sehen, schadet der Mensch im Grunde nur der Umwelt. Und aufgrund der Zunahme der wirtschaftlichen und industrielle Produktion Selbst Umweltschutzmaßnahmen seltener Freiwilliger (Schaffung von Naturschutzgebieten, Umweltkundgebungen) helfen nicht mehr.

2. Biotische Faktoren – der Einfluss von Wildtieren auf eine Vielzahl von Organismen

Vereinfacht gesagt handelt es sich hierbei um die Interaktion von Pflanzen und Tieren miteinander. Es kann sowohl positiv als auch negativ sein. Es gibt verschiedene Arten einer solchen Interaktion:

1. Konkurrenz – solche Beziehungen zwischen Individuen derselben oder verschiedener Art, bei denen die Nutzung einer bestimmten Ressource durch einen von ihnen ihre Verfügbarkeit für andere verringert. Im Allgemeinen kämpfen Tiere oder Pflanzen im Wettbewerb untereinander um ihr Stück Brot.

2. Gegenseitigkeit – eine Beziehung, in der jede Art einen bestimmten Nutzen erhält. Einfach ausgedrückt, wenn Pflanzen und/oder Tiere sich harmonisch ergänzen.

3. Kommensalismus ist eine Form der Symbiose zwischen Organismen verschiedener Arten, bei der einer von ihnen die Behausung oder den Wirtsorganismus als Siedlungsort nutzt und Nahrungsreste oder deren Abfallprodukte fressen kann. Gleichzeitig bringt es dem Eigentümer weder Schaden noch Nutzen. Im Allgemeinen eine kleine unauffällige Ergänzung.

Biotische Faktoren (Beispiele):

Koexistenz von Fischen und Korallenpolypen, Flagellenprotozoen und Insekten, Bäumen und Vögeln (z. B. Spechten), Staren und Nashörnern.

Abschluss

Obwohl biotische Faktoren für Tiere, Pflanzen und Menschen schädlich sein können, bieten sie auch sehr große Vorteile.

3. Abiotische Faktoren – der Einfluss der unbelebten Natur auf eine Vielzahl von Organismen

Ja, und auch die unbelebte Natur spielt eine wichtige Rolle in den Lebensprozessen von Tieren, Pflanzen und Menschen. Der vielleicht wichtigste abiotische Faktor ist das Wetter.

Abiotische Faktoren: Beispiele

Abiotische Faktoren sind Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtung, Salzgehalt von Wasser und Boden sowie die Luftumgebung und ihre Gaszusammensetzung.

Abschluss

Abiotische Faktoren können Tieren, Pflanzen und Menschen schaden, kommen ihnen aber vor allem zugute.

Ergebnis

Der einzige Faktor, der niemandem nützt, ist anthropogen. Ja, es bringt einem Menschen auch nichts Gutes, obwohl er sicher ist, dass er die Natur zu seinem eigenen Wohl verändert, und nicht darüber nachdenkt, was dieses „Gut“ in zehn Jahren für ihn und seine Nachkommen bedeuten wird. Der Mensch hat bereits viele Tier- und Pflanzenarten, die im Weltökosystem ihren Platz hatten, vollständig zerstört. Die Biosphäre der Erde ist wie ein Film, in dem es keine Nebenrollen gibt, sondern alle die Hauptrollen. Stellen Sie sich nun vor, dass einige davon entfernt wurden. Was passiert im Film? So ist es in der Natur: Wenn das kleinste Sandkorn verschwindet, wird das große Gebäude des Lebens zusammenbrechen.

Anzahl der Populationen von Organismen in der ökologischen Umwelt

Die Lebensbedingungen (Existenzbedingungen) sind eine Reihe von Elementen, die für den Körper notwendig sind, mit denen er untrennbar verbunden ist und ohne die er nicht existieren kann.

Die Anpassungen eines Organismus an seine Umwelt werden als Adaptationen bezeichnet. Die Fähigkeit zur Anpassung ist eine der Haupteigenschaften des Lebens im Allgemeinen und ermöglicht seine Existenz, sein Überleben und seine Fortpflanzung. Anpassung manifestiert sich auf verschiedenen Ebenen – von der Biochemie der Zellen und dem Verhalten einzelner Organismen bis hin zur Struktur und Funktionsweise von Gemeinschaften und Ökosystemen. Anpassungen entstehen und verändern sich im Laufe der Evolution einer Art.

Einzelne Eigenschaften oder Elemente der Umwelt, die sich auf Organismen auswirken, werden als Umweltfaktoren bezeichnet. Umweltfaktoren sind vielfältig. Sie haben eine unterschiedliche Art und Spezifität der Wirkung. Umweltfaktoren werden in zwei große Gruppen eingeteilt: abiotische und biotische.

Abiotische Faktoren sind eine Reihe von Bedingungen der anorganischen Umwelt, die sich direkt oder indirekt auf lebende Organismen auswirken: Temperatur, Licht, radioaktive Strahlung, Druck, Luftfeuchtigkeit, Salzzusammensetzung von Wasser usw.

Biotische Faktoren sind alle Formen der gegenseitigen Beeinflussung lebender Organismen. Jeder Organismus erfährt ständig den direkten oder indirekten Einfluss anderer und kommuniziert mit Vertretern seiner eigenen und anderer Arten.

In einigen Fällen werden anthropogene Faktoren zusammen mit biotischen und abiotischen Faktoren in eine unabhängige Gruppe unterteilt, was die außergewöhnliche Wirkung des anthropogenen Faktors hervorhebt.

Anthropogene Faktoren sind alle Formen von Aktivität menschliche Gesellschaft, die zu einer Veränderung der Natur als Lebensraum anderer Arten führen oder sich direkt auf deren Leben auswirken. Die Bedeutung anthropogener Einflüsse auf die gesamte Lebenswelt der Erde nimmt weiterhin rasant zu.

Veränderungen der Umweltfaktoren im Laufe der Zeit können sein:

• 1) regelmäßig-konstante, sich in Abhängigkeit von der Tageszeit, der Jahreszeit oder dem Rhythmus der Gezeiten im Ozean ändernde Stärke des Aufpralls;
• 2) unregelmäßig, ohne klare Periodizität, zum Beispiel eine Änderung Wetterverhältnisse in verschiedenen Jahren Stürme, Schauer, Murgänge usw.;
• 3) über bestimmte oder lange Zeiträume gerichtet, zum Beispiel Abkühlung oder Erwärmung des Klimas, Überwucherung eines Stausees usw.

Umweltfaktoren können verschiedene Auswirkungen auf lebende Organismen haben:

• 1) als Reizstoffe, die adaptive Veränderungen der physiologischen und biochemischen Funktionen verursachen;
• 2) als Begrenzer, die die Existenzunmöglichkeit unter diesen Bedingungen verursachen;
• 3) als Modifikatoren, die anatomische und morphologische Veränderungen in Organismen verursachen;
• 4) als Signale, die auf eine Änderung anderer Faktoren hinweisen. =

Trotz der großen Vielfalt an Umweltfaktoren lassen sich in der Art ihrer Interaktion mit Organismen und in den Reaktionen von Lebewesen eine Reihe allgemeiner Muster unterscheiden.

Die für das Leben des Organismus günstigste Intensität des Umweltfaktors ist das Optimum, die schlechteste Wirkung das Pessimum, d. h. Bedingungen, unter denen die lebenswichtige Aktivität des Organismus maximal gehemmt ist, aber dennoch existieren kann. Wenn also Pflanzen unter unterschiedlichen Temperaturbedingungen gezüchtet werden, ist der Punkt, an dem das maximale Wachstum beobachtet wird, der optimale. In den meisten Fällen handelt es sich um einen bestimmten Temperaturbereich von mehreren Grad, daher ist es hier besser, von der optimalen Zone zu sprechen. Der gesamte Temperaturbereich (vom Minimum bis zum Maximum), bei dem Wachstum noch möglich ist, wird als Stabilitätsbereich (Ausdauer) oder Toleranz bezeichnet. Der Punkt, der seine (d. h. minimalen und maximalen) bewohnbaren Temperaturen begrenzt, ist die Stabilitätsgrenze. Zwischen der optimalen Zone und der Stabilitätsgrenze kommt es bei Annäherung an diese zu einer zunehmenden Belastung der Pflanze, d.h. es handelt sich um Stresszonen bzw. Zonen der Unterdrückung im Stabilitätsbereich

Wenn sich die Skala nach oben und unten bewegt, nimmt nicht nur der Stress zu, sondern letztendlich kommt es beim Erreichen der Widerstandsgrenzen des Organismus auch zu dessen Tod. Ähnliche Experimente können durchgeführt werden, um den Einfluss anderer Faktoren zu testen. Die Ergebnisse entsprechen grafisch einem ähnlichen Kurventyp.

Boden-Luft-Umgebung des Lebens, seine Eigenschaften und Formen der Anpassung daran

Das Leben an Land erforderte solche Anpassungen, die nur bei hochorganisierten Lebewesen möglich waren. Die Boden-Luft-Umgebung ist für das Leben schwieriger, sie zeichnet sich durch einen hohen Sauerstoffgehalt, eine geringe Menge Wasserdampf, eine geringe Dichte usw. aus. Dadurch veränderten sich die Bedingungen der Atmung, des Wasseraustauschs und der Bewegung der Lebewesen erheblich.

Die geringe Luftdichte führt zu einer geringen Hubkraft und unbedeutenden Tragfähigkeit. Organismen in der Luft müssen ihre eigenen haben Unterstützungssystem Unterstützung des Körpers: Pflanzen – verschiedene mechanische Gewebe, Tiere – ein festes oder hydrostatisches Skelett. Darüber hinaus sind alle Bewohner der Luftumgebung eng mit der Erdoberfläche verbunden, die ihnen zur Befestigung und Unterstützung dient.

Eine niedrige Luftdichte sorgt für einen geringen Bewegungswiderstand. Daher haben viele Landtiere die Fähigkeit zum Fliegen erworben. 75 % aller Landlebewesen, hauptsächlich Insekten und Vögel, haben sich an den aktiven Flug angepasst.

Aufgrund der Luftbeweglichkeit, der in den unteren Schichten der Atmosphäre vorhandenen vertikalen und horizontalen Luftmassenströme ist ein passiver Flug von Organismen möglich. In diesem Zusammenhang haben viele Arten eine Anemochorie entwickelt – eine Umsiedlung mit Hilfe von Luftströmungen. Anemochorie ist charakteristisch für Sporen, Samen und Früchte von Pflanzen, Protozoenzysten, kleinen Insekten, Spinnen usw. Organismen, die passiv durch Luftströmungen transportiert werden, werden zusammenfassend als Aeroplankton bezeichnet.

Aufgrund der geringen Luftdichte leben terrestrische Organismen unter Bedingungen mit relativ niedrigem Druck. Normalerweise beträgt er 760 mmHg. Mit zunehmender Höhe nimmt der Druck ab. Niedriger Druck kann die Verbreitung von Arten in den Bergen einschränken. Bei Wirbeltieren liegt die obere Lebensgrenze bei etwa 60 mm. Ein Druckabfall führt zu einer Verringerung der Sauerstoffversorgung und einer Dehydrierung der Tiere aufgrund einer Erhöhung der Atemfrequenz. Etwa die gleichen Vortriebsgrenzen haben in den Bergen höhere Pflanzen. Etwas robuster sind die Arthropoden, die auf Gletschern oberhalb der Vegetationsgrenze zu finden sind.

Gaszusammensetzung der Luft. Neben den physikalischen Eigenschaften der Luft sind auch ihre chemischen Eigenschaften für die Existenz terrestrischer Organismen von großer Bedeutung. Die Gaszusammensetzung der Luft in der Oberflächenschicht der Atmosphäre ist hinsichtlich des Gehalts der Hauptkomponenten (Stickstoff – 78,1 %, Sauerstoff – 21,0 %, Argon – 0,9 %, Kohlendioxid – 0,003 Vol.-%) recht homogen.

Der hohe Sauerstoffgehalt trug zu einer Steigerung des Stoffwechsels terrestrischer Organismen im Vergleich zu primären Wasserorganismen bei. In der terrestrischen Umwelt entstand aufgrund der hohen Effizienz oxidativer Prozesse im Körper die tierische Homöothermie. Sauerstoff ist aufgrund seines konstant hohen Gehalts in der Luft kein limitierender Faktor für das Leben in der terrestrischen Umwelt.

Der Gehalt an Kohlendioxid kann in bestimmten Bereichen der Oberflächenluftschicht innerhalb recht erheblicher Grenzen schwanken. Erhöhte Luftsättigung mit CO? kommt in Zonen vulkanischer Aktivität, in der Nähe von Thermalquellen und anderen unterirdischen Austrittsstellen dieses Gases vor. In hohen Konzentrationen ist Kohlendioxid giftig. In der Natur sind solche Konzentrationen selten. Ein niedriger CO2-Gehalt verlangsamt den Prozess der Photosynthese. Unter Innenbedingungen können Sie die Photosyntheserate steigern, indem Sie die Kohlendioxidkonzentration erhöhen. Dies wird in der Praxis von Gewächshäusern und Gewächshäusern verwendet.

Luftstickstoff ist für die meisten Bewohner der terrestrischen Umwelt ein Edelgas, einzelne Mikroorganismen (Knöllchenbakterien, Stickstoffbakterien, Blaualgen etc.) haben jedoch die Fähigkeit, ihn zu binden und in den biologischen Stoffkreislauf einzubeziehen.

Feuchtigkeitsmangel ist eines der wesentlichen Merkmale der Boden-Luft-Umgebung des Lebens. Die gesamte Entwicklung der Landorganismen stand im Zeichen der Anpassung an die Gewinnung und Speicherung von Feuchtigkeit. Die Arten der Umweltfeuchtigkeit an Land sind sehr vielfältig – von der vollständigen und konstanten Sättigung der Luft mit Wasserdampf in einigen Gebieten der Tropen bis zu ihrem fast vollständigen Fehlen in der trockenen Wüstenluft. Auch die tages- und jahreszeitlichen Schwankungen des Wasserdampfgehalts in der Atmosphäre sind von Bedeutung. Die Wasserversorgung terrestrischer Organismen hängt auch von der Niederschlagsart, dem Vorhandensein von Stauseen, den Feuchtigkeitsreserven des Bodens, der Nähe des Grundwassers usw. ab.

Dies führte zur Entwicklung von Anpassungen terrestrischer Organismen an verschiedene Wasserversorgungsregime.

Temperaturregime. nächste Kennzeichen Luft-Boden-Umgebung es gibt erhebliche Temperaturschwankungen. In den meisten Landgebieten betragen die täglichen und jährlichen Temperaturschwankungen mehrere zehn Grad. Die Widerstandsfähigkeit gegenüber Temperaturschwankungen in der Umwelt von Landbewohnern ist je nach Lebensraum, in dem sie leben, sehr unterschiedlich. Allerdings sind terrestrische Organismen im Allgemeinen viel eurythermischer als aquatische Organismen.

Die Lebensbedingungen in der Boden-Luft-Umgebung werden außerdem durch Wetterveränderungen erschwert. Wetter – sich ständig ändernde Zustände der Atmosphäre in der Nähe der geliehenen Oberfläche, bis zu einer Höhe von etwa 20 km (Grenze der Troposphäre). Wetterschwankungen manifestieren sich in der ständigen Variation der Kombination von Umweltfaktoren wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Bewölkung, Niederschlag, Windstärke und -richtung usw. Das langfristige Wetterregime prägt das Klima der Region. Der Begriff „Klima“ umfasst nicht nur die Durchschnittswerte meteorologischer Phänomene, sondern auch deren Jahres- und Tagesverlauf, Abweichungen davon und deren Häufigkeit. Das Klima wird durch die geografischen Bedingungen des Gebiets bestimmt. Die wichtigsten Klimafaktoren – Temperatur und Luftfeuchtigkeit – werden an der Niederschlagsmenge und der Sättigung der Luft mit Wasserdampf gemessen.

Für die meisten Landorganismen, insbesondere für kleine, ist das Klima der Region weniger wichtig als vielmehr die Bedingungen ihres unmittelbaren Lebensraums. Sehr oft verändern lokale Elemente der Umwelt (Relief, Exposition, Vegetation usw.) das Temperatur-, Feuchtigkeits-, Licht- und Luftbewegungsregime in einem bestimmten Gebiet so, dass es sich erheblich von den klimatischen Bedingungen des Gebiets unterscheidet. Solche Veränderungen des Klimas, die sich in der oberflächlichen Luftschicht abzeichnen, nennt man Mikroklima. In jeder Zone ist das Mikroklima sehr unterschiedlich. Es lassen sich Mikroklimata sehr kleiner Gebiete unterscheiden.

Auch das Lichtregime der Boden-Luft-Umgebung weist einige Besonderheiten auf. Intensität und Lichtmenge sind hier am größten und schränken die Lebensdauer grüner Pflanzen praktisch nicht ein, wie im Wasser oder im Boden. An Land ist die Existenz äußerst lichtliebender Arten möglich. Für die überwiegende Mehrheit der Landtiere mit Tages- und sogar Nachtaktivität ist das Sehen eine der wichtigsten Orientierungsmöglichkeiten. Bei Landtieren ist das Sehen für die Beutesuche unerlässlich, und viele Arten verfügen sogar über ein Farbsehen. In diesem Zusammenhang entwickeln die Opfer adaptive Merkmale wie Abwehrreaktion, Maskierungs- und Warnfärbung, Mimik usw. Bei Wasserlebewesen sind solche Anpassungen weitaus weniger entwickelt. Das Erscheinen leuchtend gefärbter Blumen große Pflanzen hängt auch mit den Merkmalen des Bestäuberapparats und letztendlich mit dem Lichtregime der Umgebung zusammen.

Das Relief des Geländes und die Eigenschaften des Bodens sind auch die Lebensbedingungen für Landorganismen und vor allem für Pflanzen. Die Eigenschaften der Erdoberfläche, die sich ökologisch auf ihre Bewohner auswirken, werden durch „edaphische Umweltfaktoren“ (von griech. „edafos“ – „Boden“) vereint.

In Bezug auf unterschiedliche Eigenschaften von Böden können verschiedene ökologische Pflanzengruppen unterschieden werden. Je nach Reaktion auf den Säuregehalt des Bodens unterscheiden sie also:

• 1) azidophile Arten – wachsen auf sauren Böden mit einem pH-Wert von mindestens 6,7 (Pflanzen aus Torfmooren);
• 2) neutrophil – wachsen tendenziell auf Böden mit einem pH-Wert von 6,7–7,0 (die meisten Kulturpflanzen);
• 3) basiphil – wachsen bei einem pH-Wert von mehr als 7,0 (Mordovnik, Waldanemone);
• 4) gleichgültig – kann auf Böden mit wachsen andere Bedeutung pH-Wert (Maiglöckchen).

Pflanzen unterscheiden sich auch in Bezug auf die Bodenfeuchtigkeit. Bestimmte Arten sind auf unterschiedliche Substrate beschränkt, zum Beispiel wachsen Petrophyten auf steinigen Böden und Pasmophyten bewohnen frei fließenden Sand.

Das Gelände und die Beschaffenheit des Bodens beeinflussen die Besonderheiten der Bewegung von Tieren: zum Beispiel Huftiere, Strauße, Trappen, die in offenen Räumen leben, harten Boden, um die Abstoßung beim Laufen zu verstärken. Bei Eidechsen, die in lockerem Sand leben, sind die Finger mit Hornschuppen gesäumt, die den Halt erhöhen. Für Landbewohner, die Löcher graben, ist dichter Boden ungünstig. Die Beschaffenheit des Bodens beeinflusst in bestimmten Fällen die Verbreitung von Landtieren, die Löcher graben oder sich in den Boden eingraben oder Eier in den Boden legen usw.

Bei den Prüfungen der OGE und des Unified State Examination werden sie immer gebeten, die Faktoren zu benennen, die die Welt um uns herum beeinflussen. Am häufigsten sprechen wir von abiotischen Faktoren, denen ein Mensch buchstäblich auf Schritt und Tritt begegnet, ohne es zu wissen.

Was diese Faktoren sind und wie sie sich auf Lebewesen auswirken, werden wir in diesem Artikel betrachten.

Was sind abiotische Faktoren?

Dies ist ein Komplex, der aus Elementen unbelebter Natur besteht. Diese Elemente beeinflussen aktiv lebende Organismen und den Zustand der Umwelt.

Einstufung:

1. Orographisch (Höhe über dem Meeresspiegel, Relief).
2. Boden (mechanische Zusammensetzung des Bodens, seine Dichte).
3. Chemisch (chemische Zusammensetzung von Luft und Gewässern, Boden).
4. Klima (Licht, Temperatur, Druck und Luftfeuchtigkeit, Windgeschwindigkeit).
5. Physikalisch (Radioaktivität, Magnetfelder).

Beispiele für den Einfluss abiotischer Faktoren

Was beeinflusst das Leben und die Gesundheit von Menschen, Tieren und Pflanzen?

Licht

Es ist die Hauptenergiequelle. Seine Rolle kann nicht hoch genug eingeschätzt werden: Es ist Licht, das an der Photosynthese und Verdunstung von Wasser, der visuellen Wahrnehmung der Welt durch Tiere und Menschen sowie der Bildung von Vitamin D beteiligt ist, das für das Wachstum und die Stärkung von Zähnen und Knochen notwendig ist.

In den Dosen, in denen Sonnenlicht uns erreicht, kann es einem lebenden Organismus keinen großen Schaden zufügen. Eine Person kann die tatsächliche Wirkung von Licht auf die Bräune auf der Haut bemerken. Aber um Verbrennungen zu vermeiden Sommerzeit sollte in der Sonne aufbewahrt werden.

Temperatur

Beeinflusst direkt das Leben von Tieren und Pflanzen. In der kalten Jahreszeit verdunsten Pflanzen fast kein Wasser mehr durch die Stomata, die Geschwindigkeit und Intensität des Wachstums und der Ernährung nimmt ab.

Einige Tiere, zum Beispiel Bären, halten Winterschlaf, und der weiße Hase hingegen bleibt den ganzen Winter über wach und verändert die Farbe seines Fells nur geringfügig. Außerdem gehen niedrige Temperaturen mit einem Rückgang des Nahrungsangebots einher, was zum Vogelzug führt.

Photoperiodismus

Ein Beispiel für Photoperiodismus (und wie wir wissen ist dies die Reaktion eines lebenden Organismus auf die Länge des Tages) kann eine Pflanze sein, die vom vegetativen Wachstum zur Blüte übergeht.

Auch eine Veränderung der Tages- und Nachtlänge ist ein Signal für Veränderungen in der Natur: den Beginn des Winters oder Sommers.

Feuchtigkeit

Luftfeuchtigkeit wirkt sich direkt auf das Wohlbefinden eines Menschen aus. Eine zu hohe oder zu niedrige Luftfeuchtigkeit ist unerwünscht. Optimal - 40-60 %.

Bei niedriger Luftfeuchtigkeit verspüren Menschen einen allgemeinen Rückgang des Wohlbefindens, Schläfrigkeit und Müdigkeit. Hohe Luftfeuchtigkeit kann je nach Jahreszeit zu Überhitzung oder Unterkühlung führen.

Atmosphäre

Der Luftdruck äußert sich vor allem durch plötzliche Wetteränderungen.

Für den Menschen sind solche Tropfen mehr als unangenehm: Der Körper hat keine Zeit, sich an die Atmosphäre zu gewöhnen, was zu starken Kopfschmerzen, Gefäß- und Herzproblemen führt.

Boden- oder edaphische Faktoren

Das Wachstum der Pflanze hängt von der Zusammensetzung des Bodens und seiner Fruchtbarkeit ab.

Wenn der Boden den Wasserbedarf der Pflanzen nicht ausreichend deckt Nährstoffe höchstwahrscheinlich wird die Pflanze sterben.

Gelände- oder orografische Faktoren

Grundsätzlich beeinflusst das Relief die Niederschlagsdicke und damit die Luftfeuchtigkeit.

Andere

Nach ihren Eigenschaften und Merkmalen werden abiotische Faktoren nach ihrer Wirkung auf Organismen, nach Verbrauch und Richtung unterteilt.

Nach der Wirkung auf Organismen sind:

• direkt wirkend – wirken sich direkt auf Organismen aus, insbesondere auf den Stoffwechsel;
• indirekt wirkend – beeinflussen Organismen durch Faktoren wie Relief, Höhe usw.

Durch Ausgaben:

• Ressourcen – verbrauchbare Reserven der Umwelt (Licht, Wasser, Kohlendioxid, Sauerstoff);
• Bedingungen - „ewige“ Elemente der Umwelt (Bodensäure, Temperatur und Luftbewegung).

Richtung:

• vektorisiert - zu Richtungsänderungen fähig (Bodenversalzung, Staunässe);
• langfristig-zyklisch – periodisch wechselnde Veränderungen der Umwelt (Klimawandel im Laufe der Zeit);
• oszillierend (Impuls, Schwankung) – Faktoren, die innerhalb bestimmter numerischer Grenzen schwanken (Temperaturschwankungen im Laufe des Tages).

Einfluss abiotischer Faktoren auf lebende Organismen und die menschliche Gesundheit

Die Besonderheit von Umweltfaktoren besteht darin, dass sie nicht allen Lebewesen den Tod bringen. Im Laufe der Evolution haben Organismen gelernt, in einer sich ständig verändernden Umwelt zu überleben.

Diese Anpassung an neue Lebensbedingungen kann mit Symbiosen (Beziehungen, in denen Lebewesen sich gegenseitig helfen) einhergehen.

Abiotische Bedingungen, die den Existenzbereich des Lebens bestimmen

Es ist nicht so schwierig, die Bedingungen aufzulisten und zu charakterisieren, aufgrund derer Leben auf der Erde möglich ist.

Zu den wichtigsten Voraussetzungen für jeden lebenden Organismus gehören:

• Sauerstoff und Kohlendioxid;
• Wasser;
• angenehme Temperatur;
• Mineralien.

Alle diese Bedingungen sind für Tiere, Pflanzen und andere Organismen von wesentlicher Bedeutung.

Einführung

Jeden Tag gehen Sie, wenn Sie Ihren Geschäften nachgehen, die Straße entlang, zitternd vor Kälte oder schwitzend vor Hitze. Und nach einem Arbeitstag gehen Sie in den Laden und kaufen Lebensmittel. Beim Verlassen des Ladens stoppen Sie hastig einen vorbeifahrenden Kleinbus und steigen kraftlos zum nächsten freien Sitzplatz hinab. Für viele ist das eine vertraute Lebensweise, nicht wahr? Haben Sie schon einmal darüber nachgedacht, wie das Leben ökologisch abläuft? Die Existenz von Mensch, Pflanze und Tier ist nur durch ihr Zusammenwirken möglich. Es kommt nicht ohne den Einfluss der unbelebten Natur aus. Jede dieser Einflussarten hat ihre eigene Bezeichnung. Es gibt also nur drei Arten von Umweltauswirkungen. Dies sind anthropogene, biotische und abiotische Faktoren. Schauen wir uns jeden von ihnen und seine Auswirkungen auf die Natur an.

1. Anthropogene Faktoren – die Auswirkungen auf die Natur aller Formen menschlicher Aktivität

Wenn dieser Begriff fällt, kommt einem kein einziger positiver Gedanke in den Sinn. Selbst wenn Menschen etwas Gutes für Tiere und Pflanzen tun, geschieht dies aufgrund der Folgen zuvor begangener schlechter Taten (z. B. Wilderei).

Anthropogene Faktoren (Beispiele):

• Sümpfe austrocknen.
• Düngung von Feldern mit Pestiziden.
• Wilderei.
• Industrieabfälle (Foto).

Abschluss

Wie Sie sehen, schadet der Mensch im Grunde nur der Umwelt. Und aufgrund der Steigerung der Wirtschafts- und Industrieproduktion helfen auch Umweltschutzmaßnahmen seltener Freiwilliger (Schaffung von Schutzgebieten, Umweltkundgebungen) nicht mehr.

2. Biotische Faktoren – der Einfluss von Wildtieren auf eine Vielzahl von Organismen

Vereinfacht gesagt handelt es sich hierbei um die Interaktion von Pflanzen und Tieren miteinander. Es kann sowohl positiv als auch negativ sein. Es gibt verschiedene Arten einer solchen Interaktion:

1. Konkurrenz – solche Beziehungen zwischen Individuen derselben oder verschiedener Art, bei denen die Nutzung einer bestimmten Ressource durch einen von ihnen ihre Verfügbarkeit für andere verringert. Im Allgemeinen kämpfen Tiere oder Pflanzen im Wettbewerb untereinander um ihr Stück Brot.

2. Gegenseitigkeit – eine Beziehung, in der jede Art einen bestimmten Nutzen erhält. Einfach ausgedrückt, wenn Pflanzen und/oder Tiere sich harmonisch ergänzen.

3. Kommensalismus ist eine Form der Symbiose zwischen Organismen verschiedener Arten, bei der einer von ihnen die Behausung oder den Wirtsorganismus als Siedlungsort nutzt und Nahrungsreste oder deren Abfallprodukte fressen kann. Gleichzeitig bringt es dem Eigentümer weder Schaden noch Nutzen. Im Allgemeinen eine kleine unauffällige Ergänzung.

Biotische Faktoren (Beispiele):

Koexistenz von Fischen und Korallenpolypen, Flagellenprotozoen und Insekten, Bäumen und Vögeln (z. B. Spechten), Staren und Nashörnern.

Abschluss

Obwohl biotische Faktoren für Tiere, Pflanzen und Menschen schädlich sein können, bieten sie auch sehr große Vorteile.

3. Abiotische Faktoren – der Einfluss der unbelebten Natur auf eine Vielzahl von Organismen

Ja, und auch die unbelebte Natur spielt eine wichtige Rolle in den Lebensprozessen von Tieren, Pflanzen und Menschen. Der vielleicht wichtigste abiotische Faktor ist das Wetter.

Abiotische Faktoren: Beispiele

Abiotische Faktoren sind Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Beleuchtung, Salzgehalt von Wasser und Boden sowie die Luftumgebung und ihre Gaszusammensetzung.

Abschluss

Abiotische Faktoren können Tieren, Pflanzen und Menschen schaden, kommen ihnen aber vor allem zugute.

Ergebnis

Der einzige Faktor, der niemandem nützt, ist anthropogen. Ja, es bringt einem Menschen auch nichts Gutes, obwohl er sicher ist, dass er die Natur zu seinem eigenen Wohl verändert, und nicht darüber nachdenkt, was dieses „Gut“ in zehn Jahren für ihn und seine Nachkommen bedeuten wird. Der Mensch hat bereits viele Tier- und Pflanzenarten, die im Weltökosystem ihren Platz hatten, vollständig zerstört. Die Biosphäre der Erde ist wie ein Film, in dem es keine Nebenrollen gibt, sondern alle die Hauptrollen. Stellen Sie sich nun vor, dass einige davon entfernt wurden. Was passiert im Film? So ist es in der Natur: Wenn das kleinste Sandkorn verschwindet, wird das große Gebäude des Lebens zusammenbrechen.