загрузка...

Роль окружающей среды в формировании экосистемы

Организмы испытывают постоянное воздействие окружающей среды. Внешние факторы влияют на организм одновременно и в сочетании друг с другом. По этой причине оптимальные условия создаются в том случае, когда суммарный эффект от воздействия всех факторов обеспечивает наилучшие условия существования вида.

Степень приспособляемости организма к окружающим условиям характеризуется его экологической валентностью. Экологическая валентность—это амплитуда колебания какого-либо фактора, при которой еще возможно существование данного вида. Организмы с широкой экологической валентностью называются эврибионтами, с узкой—стенобионтами. Примером эврибионта может служить инфузория Opercularia glomerata, которая развивается в очистных сооружениях и при хорошей и при плохой очистке, выдерживая рН среды от 3,5 до 8,5. Пример стенобионта—инфузория Dileptus anser; она встречается только в чистых водоемах или в аэротенках при очень хорошей очистке и питается определенными видами простейших, например, Stylonlchia pustu-lata.

Для экологической характеристики гидробионтов применяются так называемые экологические спектры. При построении их шкала каждого фактора делится на три отрезка, обозначаемых олиго-(мало), мезо- (средне), политип (много).

Для пресноводных животных мезотип основных факторов характеризуется следующими величинами: течение 0,1 —1,0 м/с, прозрачность 50—200 см, рН 7—9, насыщенность кислородом 10—50 % от полного насыщения, содержание хлоридов 100— 500 мг/л, СаО — 25—100 мг/л, перманганатная окисляемость 10—20 мг О2/л. Олиготипы перечисленных факторов имеют значения меньше указанных величин, политипы—больше. Олиготип заиливания грунта характеризуется отсутствием заметного на глаз ила, мезотип—наличием небольшого слоя окисленного (серо-бурого) ила, политип—значительным слоем восстановленного (черного) ила. Для еще большей конкретизации тип каждого фактора делится на градации ?, ? и ? (рис. 54).

Не все факторы равнозначны по тому влиянию, какое они оказывают на организмы. Различают, главные и второстепенные факторы. К важнейшим экологическим факторам относятся движение воды, механические свойства грунта, температура, свет, растворенные и взвешенные вещества, реакция среды и некоторые другие. Течение способствует перемешиванию воды и выравниванию температуры в водоеме. В местах с большей скоростью потока грунты складываются из более крупных частиц, при замедленном течении на дне оседают более тонкие фракции.

Качество грунта—наиболее важный фактор в жизни бентосных организмов. От свойств его зависит возможность прикрепления к нему, если грунт плотный, или внедрение в его толщу. Имеет значение размер частиц, плотность прилегания их друг к другу, а также степень устойчивости грунта.

В соответствии с приуроченностью к грунту различают следующие биоценозы: пелофильные, живущие в иле, псаммофильные, обитающие на песках, и литофильные, располагающиеся на камнях. Речные биоценозы называются соответственно пелореафильными, псаммореафильными и литореафильными, а озерные—нелолимиофильными, псаммолимнофильными и литолимнофильными. Сообщества, обитающие на растениях, образуют фитореафильные и фитолимнофильные биоценозы.

Рисунок

Рисунок

Плотность грунтов, обусловленная степенью уплотнения частиц, неодинакова в верхних и нижних слоях. Верхние слои обычно более рыхлые, нижние более плотные. Слишком плотные грунты затрудняют проникновение в них бентосных организмов, слишком рыхлые не обеспечивают падежной опоры и потому менее богаты гидробионтами. Недостаточная стабильность грунтов крайне неблагоприятна для животных, которые в неустойчивых грунтах подвергаются вымыванию или покрываются сверху наносами.

Воздействие температуры постоянно испытывают все живые организмы. Нередко температура служит сигналом для смены никла в жизни животных. Например, при снижении температуры воды некоторые виды рыб направляются на нерестилища, коловратки откладывают зимние яйца и т. д. Температурный фактор в очень большой степени влияет на распределение организмов в водоеме и на интенсивность их обменных реакций.

Амплитуда температурных колебаний воды намного меньше, чем воздуха. Во время замерзания водоема большое количество выделяющегося тепла препятствует охлаждению нижележащих слоев воды.

Летом испарение воды с поверхности водоема предотвращает сильное нагревание верхних слоев воды лучами солнца. Годовые колебания температуры для пресноводных водоемов составляют не более 35°. На отношение организма к температуре влияет характер смены температуры: постепенный или внезапный. Так, если парамецию туфельку содержать при температуре 12—13 °С, то в воде с температурой 40 °С она погибает через 6—12 мин, а если температура содержания составляла 24—26 °С, то при температуре 40 °С организмы выживали в течение 32—42 мин.

При повышении температуры ускоряются все процессы в организме, в том числе и скорость размножения. При этом может возникнуть несоответствие в скорости основных реакций обмена.

Неблагоприятное действие высоких температур воды связано и с тем, что при повышении температуры снижается растворимость газов в воде, в частности снижается концентрация кислорода, в то время как интенсивность обмена возрастает. Это ухудшает условия дыхания водных организмов. Помимо температуры, на содержание кислорода влияют свет, поступление органических продуктов, содержание взвешенных веществ и др. Например, на поверхности водоема фотосинтез интенсивнее, и потому во многих водоемах верхние слои воды больше насыщены кислородом, чем нижние. Кислород, поступающий в воду из атмосферы, легче насыщает верхние слои, чем нижние. При этом следует иметь в виду, что атмосферная реаэрация, т. е. поступление атмосферного кислорода в воду, идет тем быстрее, чем больше разница между концентрацией кислорода в воде и его растворимостью при данной температуре, т. е. чем больше выражен дефицит кислорода в воде. При насыщении воды кислородом атмосферная реаэрация отсутствует. Нижние слои воды, особенно придонные, беднее кислородом, чем верхние. На дне скапливаются органические вещества, на окисление которых расходуется растворенный кислород, и потому вблизи грунта возможен дефицит кислорода даже в том случае, когда в верхних и средних слоях воды его достаточно.

Сероводород образуется в водоеме в результате жизнедеятельности аммонифицирующих и сульфатвосстанавливающих бактерий (гл. XI и IX), причем основная роль принадлежит последним. Развитию этих бактерий благоприятствует недостаток кислорода, наличие в водоеме глубоких впадин, присутствие в воде сульфатов. Эти условия часто создаются в морях и реже в пресных водоемах. В биологических прудах, в которые направляются для доочистки сточные воды, богатые сульфатами (в частности, от отходов горно-химической промышленности), дно бывает покрыто толстым слоем сульфидов. Сероводород губителен для большинства гидробионтов, по виды, приспособленные к жизни в гниющем иле, более устойчивы к сероводороду.

Метан, или болотный газ, образуется в результате жизнедеятельности метановых бактерий в строго анаэробных условиях в болотах, грунтах и придонном слое многих озер и прудов. Несмотря на то, что метановые бактерии относятся к литотрофным организмам, присутствие органических соединений не только не мешает, но даже способствует их развитию, так как сапрофитная микрофлора потребляет кислород и повышает анаэробность среды. Метан, как и сероводород, ядовит для многих организмов.

Углекислый газ выделяется растительными и животными организмами во время дыхания и поглощается растениями в процессах фото- и хемосинтеза. Углекислота реагирует с окисью кальция, образуя моно- и бикарбонаты. В пресной воде на долю карбонатов в среднем приходится 79,9 % от общего содержания солей, но некоторые воды почти не содержат карбонатов. При отсутствии карбонатов рН воды при полном насыщении углекислым газом снижается до 5,6. Самое низкое значение рН отмечено в сфагновых болотах, в которых рН может уменьшаться до 3,4. Это объясняется присутствием серной кислоты. Природные воды с рН 3,4—6,9 считаются кислыми, с рН 6,9—7,3—нейтральными, с рН 7,3—10,0—щелочными.

В богатых жизнью водоемах рН воды колеблется в течение суток. Ночью, при насыщении воды углекислотой, выделяющейся в процессе дыхания, рН понижается, днем СО2 потребляется при фотосинтезе, и рН повышается. Амплитуда колебаний рН может достигать двух и более единиц.

<< | >>
Источник: Голубовская Э.К.. Биологические основы очистки воды. Учебное пособие. — М.: Высшая школа. — 268 с.. 1978

Еще по теме Роль окружающей среды в формировании экосистемы:

  1. 1. Организационные и правовые основы охраны окружающей природной среды 1. 1. Государственная политика защиты окружающей среды
  2. Плата за загрязнение окружающей среды
  3. НАЦИОНАЛЬНАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
  4. Контроль качества окружающей среды
  5. Тема 3 Состояние окружающей средыи здоровье человека
  6. ОХРАНА ЗЕМЛИ И ОКРУЖАЮЩЕЙ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
  7. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
  8. НОРМАТИВНО-ПРАВОВЫЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
  9. Тема 5 Концепция риска для здоровьячеловекаи окружающей среды
  10. Глава 5. Оценка прямых и косвенных потерь окружающей среды
  11. Критерии оценки качества окружающей среды
  12. Технико-экономический анализ ущерба окружающей среды
  13. Тема 3. Состояние окружающей средыи здоровье человека
  14. Факторы окружающей среды Плотность населенности
  15. Тема 3. Состояние окружающей средыи здоровье человека
  16. Международный контроль и государственное управление качеством окружающей среды
  17. Специальные методы оценки антропогенных измененийи локализации нарушений окружающей среды
  18. СПОСОБНОСТИ ПРЕДПОСЫЛКИ ВОСПРИЯТИЯ, ОБУСЛОВЛЕННЫЕ ОСОБЕННОСТЯМИ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
  19. ОЦЕНКА РИСКА ВОЗДЕЙСТВИЯ ФАКТОРОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ НА ЗДОРОВЬЕ ЧЕЛОВЕКА