У грунтах і підстилаючих їх породах, аж до рівня грунтових вод (в зоні аерації) вуглекислого газу вже 10%, а кисень стає лімітуючим фактором для аеробів-редуцентов, що призводить до уповільнення розкладання відмерлої органіки.
При розчиненні СО2 у воді утворюється слабка вугільна кислота Н2 СО3. легко утворює карбонати і бікарбонати. Карбонати - джерело поживних речовин для побудови раковин і кісткової тканини і хороший буфер для підтримки водневого показника (рН) водного середовища на нейтральному рівні.
Важливість останнього обставини полягає в тому, що для гідробіонтів інтервал толерантності по рН настільки вузький, що навіть незначні відхилення від оптимуму призводять організм до загибелі. Це пов'язано з порушенням дуже тонкої системи ферментної регуляції в організмі.
Оскільки величина рН пропорційна кількості СО2 у воді, то її вимір дозволяє судити про швидкість загального метаболізму водної екосистеми (гідроекосистеми).
Своєрідним комплексом фізичного і хімічного впливу на біоту в наземно-повітряних умовах є пожежі, які здавна стали невід'ємною частиною Клима-та і їх треба розглядати як важливий екологічний фактор поряд з температурою, атмосферними опадами і грунтом (Ю. Одум, 1975, 1986). Слід розрізняти пожежі за своїм екологічним впливу на верхові і низові.
Верхові пожежі знищують всю рослинність і більшість тварин, після них все починається спочатку, і можуть пройти багато десятків років, перш ніж знову виросте ліс.
Низові пожежі мають вибірковістю, сприяють розвитку адаптування до вогню організмів, стимулюють розкладницьку діяльність бактерій і перетворення мінеральних речовин в форму, доступну для живлення рослин нового покоління, послаблюють небезпеку верхових пожеж, сприяють створенню умов для збільшення видової різноманітності спільнот.
Людина використовує штучні пали як фактор управління середовищем. Вони відіграють велику роль в оновленні та оздоровленні лісів в районах помірної зони.
3.5. Абіотичні фактори водного середовища
Гідросферою називається водна оболонка Землі - сукупність океанів, морів, озер, ставків, водосховищ, боліт, річок і струмків, а також підземних вод, включаючи поверхневі і глибинні. Існують точки зору, згідно з якими до гідросфери слід відносити тільки океан і пов'язані з ним водойми. Однак В. І. Вернадський вважав, що все води планети історично єдині.
Обсяг гідросфери в даний час складає приблизно 1,5 млрд. Км 3. з яких 94% припадає на океан, який займає 72% поверхні Землі. Підземні води, переважно представляють собою глибинні розсоли, складають 60 млн. Км 3. і лише близько 4% з них - прісні підземні води активного водообміну. Близько 24 млн. Км 3 депонировано у твердій формі (полярні льодовики), але і вони беруть участь в глобальному круговороті гідросфери. Поверхневі води суші мають невеликий обсяг - близько 360 тис. Км 3. з яких 278-280 тис. Км 3 знаходяться в озерах, а 80-83 тис. Км 3 складають грунтову вологу. Обсяг всіх руслових вод практично мізерний, становить близько 1,2 тис. Км 3 або менше однієї десятитисячної відсотка всього обсягу гідросфери. Атмосферна волога кількісно оцінюється в 14 тис. Км 3.
Вода знаходиться в безперервному кругообігу, причому розрізняють малий і великий кругообіг. Випаровуючись з поверхні суші і океану, вода надходить в атмосферу і переноситься з повітряними масами. Водяна пара конденсується і дає атмосферні опади, що випадають у вигляді дощу, снігу, туману. Дощові і снігові води частково вбираються в грунт і утворюють грунтовий стік, а частково - стікають по поверхні зі схилів, накопичуючись в природних поглибленнях (ярах, улоговинах і т. П.) І в подальшому виявляються в дрібних водотоках, звідки потрапляють у річки. Крім того, річки живляться і за рахунок грунтового стоку. При цьому вважається, що постійний приплив води річки отримують за рахунок стійкого харчування підземними водами. Води водойм і океану в цілому поповнюються з двох джерел: атмосферних опадів та річкового стоку. Ґрунтова волога, крім того, витрачається на випаровування і транспірацію рослин, збагачуючи повітря водяною парою.
Кругообіг води - відображення водного балансу. В активному балансі бере участь близько 525,1 тис. Км 3 води в рік, причому для всієї земної кулі існує тільки одне джерело припливу води - атмосферні опади - і одне джерело її витрачання - випаровування.
Оскільки круговорот води - фактично глобальний її опріснювач, в біосфері існують як стабільні солоні океанічні, так і вельми рухливі прісноводні екологічні системи. Тому вода є найважливішим елементом всього живого і одночасно місцем існування надзвичайно широкого спектру живих організмів, чиї екологічні ніші в цих екосистемах локалізовані.
Водні об'єкти (акваторії) займають володіє частину всієї біосфери Землі. Із загальної площі її поверхні, рівній 510 млн. Км 2. на частку Світового океану припадає 361 млн. Км 2 (або 71%).
Щільність води в 800 разів, а в'язкість - приблизно в 55 разів більше, ніж повітря. Тому водне середовище дуже своєрідна і впливає на спосіб життя і життєві форми її мешканців.
Океан - головний акцептор і акумулятор сонячної енергії, т. К. Вода має високу теплоємність. Водна оболонка (гідросфера) включає: солоні води Світового океану і внутрішніх морів; прісні води суші, зосереджені в гірських льодах, річках, озерах, болотах. Розглянемо екологічні характеристики водного середовища.
Рухливість, т. Е. Постійне переміщення і перемішування водних мас в просторі, сприяє підтримці відносної гомогенності (одноманітності) їх фізичних і хімічних характеристик.
Температурна стратифікація - це зміна температури води по глибині водного, об'єкта. Безперервне, або клінальное (від грец. Кліко- нахиляти), зміна температури характерно для будь-яких екологічних систем. Часто для позначення такої зміни використовують слово "градієнт". Однак температурна стратифікація води у водоймі - специфічне явище. Так, в літній період поверхневі води нагріваються сильніше, ніж глибинні. Оскільки тепліша вода має меншу щільність і меншу в'язкість, то її циркуляція відбувається в поверхневому, нагрітому шарі і з більш щільною і більш вузький холодною водою вона не змішується. Між теплим і холодним шаром утворюється проміжна зона з різким градієнтом температури, яку називають термокліни. Цілком зрозуміло, що температурна стратифікація води робить вирішальний вплив на розміщення в воді живих організмів і на перенесення і розсіювання домішок, що надходять від підприємств промисловості, сель-ського господарства, побуту.
Загальний температурний режим, пов'язаний з періодичними (річними, сезонними, добовими) змінами температури, також є найважливішою умовою існування живих організмів у воді.
Прозорість води визначає проникнення в її товщу сонячного світла і світловий режим. Від прозорості (і зворотної їй характеристики - каламутності) залежить фотосинтез фітопланктону, вищих водних рослин, а отже, і накопичення біомаси (продукція), яке можливе лише в межах так званої евфотіческой (від грец. Ев - пере, понад, фотос - світло) зони, т. е. в освітленій товщі води, де процеси фотосинтезу переважають над процесами дихання.
Розчинені гази також є важливою характеристикою води. Першочергове значення мають кисень і вуглекислий газ, від яких залежать фотосинтез і дихання водообітающіх організмів. Перевитрата кисню на дихання водних мешканців і окислення що надходять в воду забруднюючих речовин веде до переважанню анаеробних процесів, "загнивання" води, надлишку мертвої органіки, т. Е. До процесів евтрофікації (від грец. Ев -перо, понад, трофей - питаюсь).
Поширення і життєдіяльність організмів у воді залежать від кислотності середовища. Кожен вид гідробіонтів адаптований (пристосований) до певного значення рН: одні вважають за краще кисле середовище, інші - лужну, треті - нейтральну. Промислові, сільськогосподарські, побутові стоки істотно змінюють цей показник, що призводить до зміни одних груп водних мешканців іншими, а в спорудах біологічної очистки стічних вод робить вирішальний вплив на активність входять до складу мулу водоростей, бактерій, коловерток і ін.
Тут основні екологічні фактори - течії і хвилювання в річках, морях, океанах, що діють практично постійно. Вони можуть побічно впливати на організм, змінюючи іонний склад і мінералізацію води, тим самим змінюючи склад і концентрацію поживних речовин, а також надавати і пряму дію, що викликає адаптації тварин і рослин до течії. Наприклад, риби в спокійних річках мають сплюснене з боків тіло (лящ, плотва), а в швидких - округле в перерізі (форель), водорості також морфологічно пристосовані до течіям, прикріплюються до субстрату, і т. П.
Особливо відчутно на організми впливає хвилювання води - на скелястих берегах сила удару хвилі може досягати 0,3 МПа, але і на них утримуються прикріплені тварини (вусоногі рачки, черевоногі молюски та ін.).
Вода - досить щільне середовище, що надає відчутний спротив руху тварин. Тому для них характерна обтічна форма тіла, як для риб (акула), так і для ссавців (дельфін) і навіть молюсків (головоногих молюсків: восьминоги, каракатиці та ін.). Найдосконаліші морфологічні адаптації у дельфіна.
3.6. Абіотичні чинники ґрунтового покриву (педосфери).
Педосфера - поверхневий тонкий шар літосфери.
Літосфера - верхня тверда оболонка Землі, поступово з глибиною переходить в сфери з меншою щільністю речовини. Включає земну кору і верхню мантію Землі. Потужність літосфери 50-200 км, в тому числі земної кори - до 50-75 км на континентах і 5-10 км на дні океану. Верхні шари літосфери (до 2-3 км, за деякими даними - до 8,5 км) називаються літобіосферой. У деяких книгах поняття "літосфера" та "земна кора" розглядаються як синоніми.
Хімічний склад земної кори на глибинах 10-20 км в основному (більше 99%) наступний (в масових частках,%):
Природні хімічні сполуки елементів земної кори називаються мінералами. З них і складаються численні типи гірських порід. Основними групами гірських порід є магматичні, осадові і метаморфічні.
Магматичні породи - це результат застигання вулканічної магми, що розлилася по поверхні суші або упровадився в глиб земної кори. На глибині 15-30 км магматичні породи представлені в основному гранітом. Підраховано, що в 100 т граніту міститься в середньому 5 т заліза, 0,54 т титану, 80 кг марганцю, 30 кг хрому, а також нікель, ванадій, мідь, вольфрам.
Осадові породи - це переважно поверхневі утворення, що виникли при руйнуванні і переотложении інших - раніше сформованих - гірських порід (щебінь, гравій, пісок, галечники, пісковики, глини).
Метаморфічні (від грец. Метаморфоз - перетворення) породи - це продукти зміни магматичних і осадових порід в результаті впливу фізико-хімічних процесів, в основному - високих температур і тисків.
Прикладами метаморфічних порід можуть бути залізисті кварцити, мармур, гнейс і ін.
Літосфера не є застиглим, нерухомим освітою. У ній постійно відбуваються тривалі (многовеко-ші переміщення материків) і короткочасні (землетрусу) фізичні процеси, вулканічні виверження.
Згідно з визначенням В. Р. Вільямса, грунт - пухкий поверхневий горизонт суші, здатний виробляти врожай рослин. Найважливішим властивістю грунту є її родючість, т. Е. Здатність забезпечувати органічне і мінеральне живлення рослин. Родючість залежить від фізичних і хімічних властивостей грунту, які в сукупності представляють собою едафогенние (від грец. Едафос - грунт), або едафіческіе, фактори.
Едафіческіе чинники діляться на хімічні - реакція ґрунту, сольовий режим грунту, елементарний хімічний склад грунту, обмінна здатність і склад обмінних катіонів; фізичні - водний, повітряний і тепловий режими, щільність і потужність грунту, її гранулометричний склад, структура та ін .; біологічні - рослинні і тваринні організми, що населяють грунт. З них найважливішими екологічними факторами є вологість, температура, структура і пористість, реакція грунтового середовища, засоленість.