Биоэкология

Биоэкология - спасение Земли
Экология - это наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания.
Разделы проекта:
Важно:
Чтобы жить и процветать в тех или иных конкретных условиях, организм должен иметь вещества, необходимые ему для роста и размножения...
Закон минимума Либиха

Само присутствие и процветание организма в данном местообитании зависят от целого комплекса условий. Отсутствие или невозможность процветания определяется ...
Закон толерантности Шеллфорда

Партнеры:
Так проще! Недорого купить стул для кормления только интернет магазине. Опыт. . массажный коврик для детей . . Токарно-винторезный станок 1Б62Г
Свежие материалы:
Статистика:

Атмосферные газы.


    На протяжении большей части биосферы состав атмосферы поразительно постоянен, если не считать резких колебаний содержания водяных паров, о которых говорилось выше. Интересно, что концентрации двуокиси углерода (0,03% по объему) и кислорода (21% по объему) в современной атмосфере являются до какой-то степени лимитирующими для многих высших растений. Общеизвестно, что у многих растений удается повысить интенсивность фотосинтеза, повысив концентрацию С02, однако мало кто знает, что снижение концентрации кислорода также может приводить к увеличению фотосинтеза. В опытах на бобовых и многих других растениях Бьеркмен и др. (1966) показали, что понижение содержания кислорода в воздухе до 5% повышает интенсивность фотосинтеза на 50%. По-видимому, при повышении концентрации 02 реакция между промежуточным продуктом фотосинтеза с высокой степенью восстановленности и молекулярным кислородом сдвигается в обратном направлении; этим и объясняют ингиби-рующее действие 02 на фотосинтез. У некоторых злаков, возделываемых в тропических районах, в том числе у кукурузы и сахарного тростника, подобного подавляющего действия кислорода на фотосинтез не отмечается; возможно, они используют какой-то иной способ фиксации двуокиси углерода. Быть может, это объясняется тем, что широколиственные растения появились и развились в то время, когда концентрация С02 в атмосфере была выше, а концентрация 02 — ниже, чем сейчас.
    В более глубоких слоях почвы и отложений (а также в тканях и органах крупных животных, например в рубце жвачных, где существуют анаэробные условия) увеличивается содержание С02, а кислород становится лимитирующим фактором для аэробов. В результате замедляется процесс разложения, о значении которого подробно говорилось в гл. 2 (см. также фиг. 129 и 166). (Роль человека в круговороте С02 подробно рассматривалась в гл. 4.)
    В водных местообитаниях количество кислорода, двуокиси углерода и других атмосферных газов, растворенных в воде и потому доступных организмам, сильно варьирует во времени и в пространстве. В озерах и в водоемах с высоким содержанием органических веществ кислород является лимитирующим фактором первостепенной важности. Хотя кислород лучше растворяется в воде, чем азот, даже в самом благоприятном случае в воде содержится значительно меньше кислорода, чем в атмосферном воздухе. Поскольку на долю кислорода в воздухе приходится 21% (по объему), в 1 л воздуха содержится 210 ом3 кислорода, в воде же содержание кислорода не превышает 10 см3 на 1 л. Количество растворенных солей и температура сильно влияют на способность воды удерживать кислород: растворимость кислорода повышается с понижением температуры и снижается с повышением солености. Запас кислорода в воде пополняется главным образом из двух источников: путем диффузии из воздуха и благодаря фотосинтезу водных растений. Кислород диффундирует в воду очень медленно; диффузии способствует, ветер и движение воды; важнейшим (фактором, обеспечивающим фотосинтетическую продукцию кислорода, является свет, проникающий в толщу воды. Поэтому содержание кислорода в водных биотопах сильно меняется в зависимости от времени суток, времени года и местоположения. Подробнее о распределении кислорода и его роли в водных сообществах рассказывается во второй части.
    Содержание двуокиси углерода в воде также сильно варьирует, но по своему «поведению» она сильно отличается от кислорода, а ее экологическая роль не так хорошо изучена. Поэтому трудно сделать какие-то обобщения, касающиеся роли СОг как лимитирующего фактора. Хотя в воздухе содержание двуокиси углерода невелико, она прекрасно растворяется в воде; кроме того, в воду поступает двуокись углерода, освобождающаяся при дыхании и разложении, а также из почвы или подземных источников. Поэтому «минимальный предел» содержания СОг не имеет такого значения, как в случае Ог. Кроме того, в отличие от кислорода двуокись углерода реагирует с водой, образуя НгСОз, которая в свою очередь вступает в реакцию с известью, образуя карбонаты (—С03) и бикарбонаты (—НС03). Как показано на фиг. 39, Л, основным резервуаром ССЬ в биосфере является карбонатная система океанов. Эти соединения служат не только источником питательных веществ, но и буфером, поддерживающим концентрацию водородных ионов в водных средах на уровне, близком к нейтральному значению. Небольшое повышение содержания ССЬ в воде повышает интенсивность фотосинтеза и стимулирует процессы развития многих организмов. Мы уже упоминали о том, что обогащение G02 может быть основной причиной культурной эвтрофикации. Высокие концентрации С02 определенно могут быть лимитирующим фактором для животных, особенно потому, что высокое содержание двуокиси углерода обычно связано с низким содержанием кислоррда. Рыбы весьма чувствительны к повышению концентрации СОг: при слишком высоком содержании свободного С02 в воде многие рыбы погибают.
    Концентрация водородных ионов (рН) во многом зависит от карбонатной системы; рН сравнительно легко измерить, поэтому он был установлен для многих водных местообитаний. Когда в начале XX в. оживился интерес к многоплановым экологическим исследованиям, рН считали важным лимитирующим фактором и, следовательно, перспективным всеобъемлющим показателем общего экологического состояния водных биотопов. Нередко эколог отправлялся в путь, вооруженный лишь прибором для измерения рН. Физиолог, глядя на него из окна своей лаборатории, должно быть, понимающе улыбался, так как интерес экологов к рН был связан с его, физиолога, открытием, что рН очень важен для регуляции дыхания и ферментных систем организма и что даже весьма незначительные колебания рН могут оказаться для организма критическими. В экологии дело обстоит несколько по-иному. Если величина рН не приближается к крайней, сообщества способны компенсировать изменения этого фактора с помощью описанных выше механизмов. Толерантность сообществ к диапазону рН, встречающемуся в природе, весьма значительна. Однако, поскольку изменение рН пропорционально изменению количества СОг, рН может служить полезным индикатором скорости (или скоростей) общего метаболизма сообщества (фотосинтеза и дыхания), о чем сказано в гл. 3, разд. 3. В почвах и водах с низким рН (т. е. в кислых) часто мало питательных веществ и их продуктивность мала.



    Оглавление   Дальше: Почва.    Вверх: КРАТКИЙ ОБЗОР ЛИМИТИРУЮЩИХ ФИЗИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ