Среды жизни и их характеристика

Содержание

Введение 2

1. Наземно-воздушная среда 3

2. Водная среда 6

3. Почвенная среда 9

4. Организменная среда. 14

Заключение 18

Список литературы 19

 

Введение

 

На предыдущих занятиях по экологии мы часто говорили о "среде  обитания", "среде жизни" и  давали этому понятию довольно точные определения. Мы понимали под "средой" все то, что окружает организм и  так или иначе на него влияет. Влияния среды на организм - и  есть экологические факторы, которые  мы изучали на предыдущих уроках и  которые мы будем изучать. Иными  словами, среда жизни характеризуется  определенным набором экологических  факторов.

Общепризнанным определением среды является определение Николая  Павловича Наумова:

Среда - все, что окружает организмы, прямо или косвенно влияет на их состояние, развитие, выживание  и размножение.

На Земле существует огромное разнообразие условий сред жизни, что  обеспечивает разнообразие экологических  ниш и их "заселение". Однако, не смотря это разнообразие, различают  четыре качественно различные среды  жизни, обладающие специфическим набором  экологических факторов, а, следовательно - требующих и специфического набора адаптаций. Вот эти среды жизни:

• наземно-водушная (суша);
• водная;
• почва;
• другие организмы.

 

 

1.Наземно-воздушная среда

 

Наиболее сложной по экологическим  условиям является наземно-воздушная  среда. Здесь, на границе двух земных оболочек, обитает подавляющее большинство  растений и животных. Специфику их местообитаний определяет рельеф местности, характер грунта и атмосферные явления.

Основными особенностями  наземно-воздушной среды является большая амплитуда изменения  экологических факторов, неоднородность среды, действие сил земного тяготения, низкая плотность воздуха. Комплекс физико-географических и климатических  факторов, свойственных определенной природной зоне, приводит к эволюционному  становлению морфофизиологических адаптации организмов к жизни  в этих условиях, многообразию форм жизни¹.

В зависимости от условий  увлажнения и плодородия почвы растительные сообщества занимают оптимальные местообитания, соответствующие преобладающему древостою. Характер грунта влияет на специфику  передвижения животных: каменистый - предъявляет  особые требования к конструкции  тела животных. Копытные, страусы, дрофы, живущие на открытых пространствах, приспособили свои конечности к твердому грунту для усиления отталкивания при  быстром беге. У животных, обитающих  на рыхлых сыпучих песках, пальцы окаймлены  бахромкой из роговых чешуи, как  у некоторых ящериц. У живущего в пустыне Намиб песчаного  геккона лапки напоминают плавательные перепонки водоплавающих птиц. Они  выполняют функцию своеобразных лыж, с помощью которых он передвигается. В жаркое время дня с их помощью  геккон роет себе норы для укрытия. Другие ящерицы, например аптечный сцинк в Сахаре и пустынная игуана в калифорнийских пустынях прямо-таки «плавают», усиленно загребая лапками и погружаясь в песок.

Условия жизни в наземно-воздушной  среде во многом определяется погодными  условиями. Многолетний режим погоды характеризует климат местности. Он определяется географическими условиями  района.

Для большинства наземных организмов важен не столько климат района, сколько условия их непосредственного  обитания. Часто на жизнедеятельность  организмов большую роль оказывают  местные элементы среды (рельеф, экспозиция, растительность), которые принципиально  изменяют на конкретном участке режим  температуры, влажности, света, движения воздуха и т.п. Такая локальная  модификация климата, складывающаяся в приземном слое воздуха, называется микроклимат. В каждой климатической  зоне микроклиматы очень разнообразны, что отражается в неравномерности  развития природных явлений. Так, весьма различается микроклимат северной и южной экспозиции холмов и гористых участков. Микроклимат оголенных  почв отличается от такового в местах, запятых растительностью (лесной или  луговой). Особый микроклимат возникает  в норах, гнездах, дуплах, пещерах  и других сходных местообитаниях.

Жизнь на суше во многом зависит  также и от состояния воздуха. Естественная смесь газов, сложившаяся  в ходе эволюции Земли, - это и  есть воздух, которым мы дышим. Причем, следует отметить, что воздух представляет собой смесь газов, а не их соединение. Нужно сказать, что атмосфера  Земли совершенно уникальна. Современный  состав ее мало похож на тот, который  был у газопылевого облака, из которого миллиарды лет назад образовалась наша планета.

Воздух как среда жизни  обладает особенностями, направляющими  эволюционное развитие обитателей этой среды. Так, высокое содержание кислорода  определяет возможность формирования высокого уровня энергетического метаболизма (обмена веществ между организмом и средой). Атмосферный воздух отличается низкой и изменчивой влажностью, что  ограничило возможности освоения воздушной  среды, а у ее обитателей - скорректировало  эволюцию системы водно-солевого обмена и структуру органов дыхания  в соответствии с новыми условиями. Также следует отметить низкую плотность  воздуха в атмосфере как среде  жизни, благодаря чему жизнь сосредоточена  вблизи поверхности земли, проникая в толщу атмосферы на высоту не более 50 - 70 м (кроны деревьев тропических  лесов).

Основными компонентами атмосферного воздуха являются азот - N2 (78,08 %), кислород - 02 (20,9 %), аргон - Аг (около 1 %) и углекислый газ (0,03 %)

Кислород появился на Земле  примерно 2 млрд. лет тому назад, когда  происходило активное формообразование поверхности при активной вулканической  деятельности. В настоящее время  доля кислорода составляет 21 %; постепенное  возрастание этой доли происходило  в течение последних 20 млн. лет. Главную  роль в этом играло развитие растительного  мира суши и океана.

 

 

2.Водная среда

 

В соответствии с современными гипотезами происхождения жизни  принято считать, что эволюционно  первичной средой на нашей планете  была именно водная среда. Подтверждению  этому служит тот факт, что содержание в крови человека хлора, натрия, кислорода, кальция, калия (поддерживаемое на относительно постоянном уровне) близко к таковому в океанической воде. Вероятно, с  этим связано оздоровительное влияние  морской воды на человека. Кроме  того, жизнедеятельность подавляющего большинства организмов невозможна без воды или, по крайней мере, без  сохранения определенного содержания жидкости внутри него. Внутренняя среда  организма, в которой происходят основные физиологические процессы, очевидно, по-прежнему сохраняет черты  той среды, в которой происходила  эволюция первых организмов. Свойства океанической среды во многом определили химико-физическую эволюцию форм жизни.

Вода входит в состав всех элементов биосферы. Это составная  часть не только водоемов, но и воздуха, почвы, живых существ. Вода - источник жизни. Совокупность всей воды на планете  носит название гидросфера. «Любое проявление природной воды - глетчерный лед, безмерный океан, почвенный  раствор, гейзер, минеральный источник - составляют единое целое, прямо или  косвенно, но глубоко связанное между  собой», - это слова выдающегося  ученого, основоположника учения о  биосфере, академика В.И. Вернадского  характеризуют гидросферу, водную среду  нашей планеты.

Земля уникальна не только тем, что имеет так много воды в жидкой фазе, но и решающей ее ролью  в формировании особенных черт планеты. Велика роль гидросферы в поддержании  относительно неизменного климата, что позволило живым организмам воспроизводиться в течение более 3 млрд. лет. Поскольку для жизни  необходимо, чтобы преобладающие  температуры были в диапазоне  от 0° до 100° С, т.е. в пределах, которые  позволяют гидросфере оставаться в основном в жидкой фазе, то можно сделать вывод, что температура на Земле отличалась постоянством.

Гидросфера - одна из неотъемлемых сред обитания человека. Она поставляет ему питьевую пресную воду, продукты питания, воду для полива и орошения земель, на которых выращивается жизненно важный урожай. В современном обществе без воды не может развиваться  ни одна отрасль промышленности.

Проблема нехватки воды возникла из-за нескольких причин. Прежде всего, это увеличение ее расхода для  насущных нужд человека. Значительного  количества воды требует производство продовольствия. Кроме того, в громадных  количествах потребляет жизненно необходимую  влагу промышленность. Индустриальные страны, пока еще не знающие недостатка в воде, технологию промышленного  производства современных продуктов  разработали бездумно. На производство 1 т бумажной массы в настоящее  время расходуется 300 тыс. л воды, 1 т азотных удобрений - 600 л, а на изготовление 1 т пластика - свыше 1 млн. л! Для выпуска 1 т стали нужно 200-300 м3, резины - до 1,4 тыс., бумаги - до 1,3 тыс. м3 воды. Особенно много влаги  требует сельское хозяйство. На производство 1 т хлопка требуется 4-5 тыс. м3 воды, риса - 8 тыс., пшеницы -1,6 тыс., ржи - 1,2 тыс., 1 т картофеля - до 3 тыс. м3 воды. Короче говоря, для производства суточной нормы продовольствия на одного человека требуется 6 т воды.

Для современного человека уже не в диковинку вид нашей  планеты из космоса. Существует множество  фото - и киноснимков, на которых  видно, что большую часть площади  Земли составляет вода. Причем это  вода, которая находится на поверхности, но есть еще масса воды, скрытая  под земной оболочкой. Более 75 % территории земного шара - водные просторы океанов, морей, рек, озер, болот, льдов. Вода проникает  буквально во все возможные полости  Земли. Она есть везде - где меньше, где больше. В составе гидросферы океан составляет 94 %, подземные воды - 4,1, ледники - 1,6, озера - 0,016, почвенная влага - 0,005, пары атмосферы - 0,001, а речные воды - лишь 0,0001%.

Общие запасы воды на Земле  в свободном состоянии составляют 1,46 * 106 трилл. т жидкой воды и льда, что в 275 раз больше массы атмосферы. Если бы этой водой равномерно покрыть  земной шар, то ее слой составил бы 3700 м.

Большое экологическое значение имеют высокая плотность и  вязкость воды. Ее плотность примерно в 800 - 1000 раз выше плотности воздуха. В результате водные организмы (особенно активно передвигающиеся животные) сталкиваются с достаточно мощными  силами гидродинамического сопротивления, что направило эволюцию многих групп  животных на формирование органов и  типов движения, снижающих лобовое  сопротивление. В связи с высокой  плотностью водной среды ее обитатели  лишены обязательной связи с субстратом, характерной для наземных форм и  вызванной силами гравитации. В толще  Мирового океана сложились комплексы  живых организмов, свободно «парящих»  в воде и самостоятельно поддерживающих круговорот веществ. Благодаря этому  жизнь распространена в гидросфере по всей ее толще, встречаясь даже в  самых глубоководных океанических впадинах - на глубине до 11 км.

Основная масса гидросферы приходится на соленые воды Мирового океана, который покрывает 70,8 % поверхности  Земли. Средняя высота материков  составляет всего 840 м, в то время  как средняя глубина Мирового океана - 3800 м. Здесь формируется  климат планеты. Океаны занимают гигантские бассейны, глубина которых в некоторых  местах удалена от поверхности моря примерно настолько же, насколько  гора Эверест поднимается над  уровнем моря.

 

 

3.Почвенная среда

 

Почва - это рыхлый поверхностный  слой земной коры, который образовался  в процессе выветривания, деятельности живых организмов, разложения органических остатков и перемешивания полученных веществ. Русский почвовед В.В. Докучаев дал ей такую оценку: «... почва  есть такое же самостоятельное, естественноисторическое  тело, как любое растение, любое  животное». В.И. Вернадский также считал почву «живым» организмом и назвал ее биокосным телом.

Древняя китайская мудрость гласит: «Состояние земли и прежде всего пашни - лучший показатель нравственного  здоровья общества». А что представляет собой земля, почва? Это результат  терпеливого многовекового труда  природы. Эта та грязь, по поводу которой  мы часто произносим нелицеприятные выражения. Почва представляет собой  уникальное и легкоуязвимое природное  образование. Достаточно сказать, что  жизненно необходимый обмен минеральными веществами между биосферой и  неорганическим миром происходит именно в почве. Почва - словно живое существо, недаром про нее как про  женщину, говорят: рожает. Уродит почва - быть урожаю, быть хлебу. Иссякает почвенное  плодородие - и массы людей снимаются  с обжитых поселений в поисках  подходящего места, куда можно было бы опустить зерно.

Растения получают воду и  питательные вещества из почвы. Листья и ветки, отмирая, возвращаются в  нее, где разлагаются, высвобождая  содержащиеся в них минеральные  вещества. В поверхностных слоях  почвы, куда поступает самое свежее мертвое органическое вещество, обитает  множество организмов-разрушителей - бактерий и грибов, мельчайших членистоногих  и червей, термитов и многоножек. Их активность обеспечивает развитие почвы сверху, тогда как физическое и химическое разрушение коренной породы способствует образованию почвы  снизу.

В процессе формирования почв возникает характерная слоистость. Эти последовательные слои, четко  прослеживаемые в почвенном разрезе, называют горизонтами. Горизонты составляют профиль почвы. Копая землю, можно  заметить, что цвет почвы и ее структура меняются с глубиной от темного гумусного слоя к светлому песчаному или глинистому. Самым  важным является гумусный слой, содержащий остатки растительности и определяющий плодородие почвы. В наиболее богатых  гумусом черноземах толщина этого  слоя достигает 1-1,5 м, иногда до 3-4 м, в  бедных - около 10 см. Под пологом древесных  насаждений, кроме того, образуется так называемая лесная подстилка, представляющая собой слежавшийся на поверхности  почвы слой отмерших и опавших  частей растений - листьев, плодов, цветков, коры и небольших веточек. Подстилка  играет важную роль в функционировании почв. В лесах с разными преобладающими древесными породами качество, толщина  и структура подстилки различны. По массе первое место занимает еловый лес (6 т подстилки на 1 га). В сосновом лесу опадает 4,1, в дубовом - 3,9 и в  лиственничном - 2,7 т на 1 га. Наиболее кислой реакцией среды (рН) характеризуется  еловая подстилка, щелочностью - дубовая.

Роль почвы многообразна: с одной стороны, это важный участник всех природных круговоротов, с другой - основа для производства биомассы. Для получения растительной и  животной продукции человечество использует около 10 % суши под пашню и около 20 % - под пастбища. Это та часть  земной поверхности, которую, как полагают специалисты, уже не удастся увеличить, несмотря на необходимость производства все большего количества продовольствия в связи с ростом народонаселения².