<<
>>

Влажность

Вода в жизни организмов выступает как важнейший экологический фактор. Сейчас на Земле не обнаружено живых организмов, не содержащих воду. Она является основной частью протоплазмы клеток, тканей, растительных и животных соков.

Так, вода составляет 60% от веса тела человека, из них 70% содержится в печени, крови, мышечных тканях. Вода с растворенными в ней веществами играет важную роль в создании осмотического давления в клетках организма. Потребность различных видов к воде по периодам развития неодинакова. Меняется она в зависимости от климата и почвы. У наземных организмов в ходе эволюции выработались: ф анатомо-морфологические особенности, например, листья- колючки кактуса служат для уменьшения испарения; ф физиологические особенности, например в различии корневой системы (у верблюжьей колючки — 15 м, у пшеницы — 1,5 м); ф поведенческие особенности, например, складывание листьев; ф приспособления, которые регулируют обмен веществ и обеспечивают экономное расходование влаги.

В зависимости от потребности различных видов в воде различают экологические группы:

ф влаголюбивые, например, калужница болотная, кислица обыкновенная, лютик ползучий; комары, стрекозы;

Ф сухолюбивые, например, верблюд, вараны; ф мезофильные (умеренная влажность), например, луговые травы (клевер луговой, ежа сборная); лесные травы (ландыш); лиственные деревья (липа, осина, клен, береза).

Недостаток или дефицит влаги снижает прирост растений, может стать причиной низкой скороспелости, недоразвитости репродуктивных органов. Важное значение имеет водный обмен организмов с окружающей средой (рис. 5). Влажность и температура тесно взаимосвязаны. Одну и ту же температуру животные по-разному переносят при разной степени влажности. Циркуляция водяных паров включает испарение воды в одном месте и выпадение осадков в другом.

При этом необходимо учитывать загрязняющие газообразные вещества кислотного характера, которые выбрасываются в одних промышленных районах, а выпадают с осадками в других.

Ветер, низкие температуры при сильном ветре, инверсии, штили значительно усложняют картину распределения вредных веществ в окружающей среде.

ОСНОВНЫЕ СРЕДЫ ЖИЗНИ ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ

Среда обитания — это все тела и явления (природные и антропогенные), с которыми живой организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях, включая все экологические факторы. Синонимы понятия среды обитания — жизненная среда, экологическая среда.

Различают абиотическую, биотическую и антропогенную среды обитания. Водная среда жизни

Основное количество воды, более 94%, сосредоточено в морях и океанах. В пресных водах рек, озер количество воды не превышает 0,02%, Разнообразием и богатством растительного и животного мира отличаются моря и океаны экваториальных и тропических областей, в первую очередь Тихого и Атлантического океанов. Например, в районе Ост-Индийского архипелага насчитывается около 40 000 видов животных, тогда как в море Лаптевых всего 400. Разнообразие водных обитателей определяется также подвижностью вод быстротекущих рек, наличием приливов, отливов, течения, штормов морей.

Все водные обитатели, несмотря на различия в образе жизни, должны быть приспособлены к главным особенностям своей среды. Эти особенности определяются, прежде всего, физическими свойствами воды: плотностью, теплопроводностью, способностью растворять соли и газы.

Плотность воды обеспечивает возможность организмов опираться на нее, определяет выталкивающую силу, действующую на организм, облегчает вес, что обусловливает возможность организмов жить в водной толще, не опускаясь на дно.

Совокупность мелких видов живых организмов (ракообразных), неспособных к быстрому активному плаванию и находящихся в воде во взвешенном состоянии, получила название планктон. В состав планктона входят микроскопические водоросли, мелкие рачки, икра и личинки рыб, медузы, некоторые моллюски и другие виды.

Планктонные организмы переносятся течением и создают фильтрационный тип питания, который развит у плавающих и сидячих донных животных, организмов (морские лилии, мидии, устрицы).

У плавающих растений механические элементы и проводящие почки часто сосредоточены в центре стебля или листового черешка, что придает им способность изгибаться при движении воды. Листья водных растений, погруженные в воду, сильно расчленены на узкие нитевидные доли.

В свою очередь плотность воды затрудняет активное передвижение быстро плавающих животных (рыбы, дельфины, кальмары). Они имеют сильную мускулатуру, обтекаемую форму тела.

Возрастанию плотности воды с увеличением глубины соответствуют более высокие давления. В среднем в водной толще на каждые 10 м глубины давление возрастает на 1 атм. На больших глубинах при давлении не менее 400-500 атм встречаются рыбы из групп бесскелетиых форм: удильщики, морские звезды и др.

Световой режим. Проникновение света в воде затруднительно и его интенсивность ослаблена, так как часть падающей солнечной радиации отражается от поверхности воды, другая же поглощается.

Световой день в воде короче (особенно в глубоких слоях), чем на суше. Количество света в верхних слоях водоемов меняется от широты местности и от времени года. Прозрачность воды обусловлена наличием в ней частиц минеральных веществ (глина, ил). При бурном разрастании водной растительности в летний период или при массовом размножении мелких организмов, находящихся в поверхностных слоях во взвешенном состоянии, прозрачность воды уменьшается.

Лучи разных участков солнечного спектра неодинаково поглощаются водой на разной глубине. С увеличением глубины ослабляются красные лучи, сиие-зеленые лучи проникают иа значительные глубины. В океане цветовая гамма располагается в следующем порядке: зеленая — голубая — синяя — сине-фиолетовая — мрак.

В соответствии с глубиной сменяют друг друга и живые организмы. Растения, живущие на поверхности воды, не испытывают недостатка света.

Погруженные и особенно глубоководные — адаптируются к недостатку света и изменению светового состава. Адаптация осуществляется путем выработки дополнительных пигментов — это хроматическая адаптация.

В мелководных зонах, где растениям доступны красные лучи света, поглощаемые хлорофиллом, преобладают зеленые водоросли. В глубоких водоемах преобладают бурamp;е водоросли, в которых кроме хлорофилла присутствуют пигменты: фикафеии, фукоксан- тин и др. Еще глубже — красные водоросли, содержащие пигмент фикоэритрии.

Температурный режим в водоемах более мягкий, чем на суше, резкие колебания температуры в них сглажены из-за высокой теплоемкости воды, а также меньший приток тепла обусловливает большую температурную стабильность. Поэтому водным организмам иет необходимости приспосабливаться к сильным морозам или жаре.

В озерах вода перемещается под действием температуры и ветра и делится на три слоя:

ф верхний слой, где температура имеет резкие сезонные колебания;

ф переходный слой температурного скачка, где отмечается резкий перепад температур;

ф глубоководный (придонный), где температура в течение года изменяется незначительно.

Зимой с понижением температуры поверхностный слой имеет температуру 0°С, на дне 4°С, что соответствует максимальной плотности. При этом нарушается вертикальная циркуляция и наступает период временного застоя. Весной с повышением температуры верхние слои воды становятся все менее плотными и уже не опускаются вниз. Наступает летний период временного застоя. Летом теплые слои находятся у поверхности, холодные — у дна. Осенью поверхностные воды, охлаждаясь до 4°С, опускаются на дно, вызывая вторичное перемешивание.

Вертикальное распределение воды — наиболее плотная и наименее холодная вода температурой 4°С в зимнее время располагается в придонном слое, определяет опускание зимующих почек плавающих растений.

Глубокие слои воды океана отличаются постоянством температуры. Амплитуда годовых колебаний температуры в верхних слоях океана не более 10-15°С, в континентальных водах 30-35°С.

Солевой режим. Наиболее важными из растворимых веществ в воде являются карбонаты, сульфаты и хлориды (табл. 2). Пресноводные животные и растения обитают в средах, в которых концентрация растворенных в воде веществ ниже, чем в жидкостях тела и тканей растений и организмов. По содержанию в пресной воде катионы располагаются в ряд: Са— 64%, Mg— 17%, Мп — 16%, К — 3%.

Кальций — может выступать в роли лимитирующего фактора. При оценке среды обитания организмов различают воды «мяг-

Таблица 2

Состав основных солей различных водоемов

Водоемы

Состав основных солей, %

Соленость (г/л)

карбонаты

сульфаты

хлориды

Пресные воды

79,9

13,2

6,9

-

Открытый океан

0,4

10,8

8,88

35

Черное море

1,59

9,691

80,71

19

Каспийское море

1,24

30,5

63,36

12,86

Аральское море

0,93

38,711

58,59

11,28

кие» — бедные, в которых содержание Са меиее 9 мг на 1 л, и воды «жесткие», содержащие более 25 мг Са на 1 л. По содержанию солей природные воды также делятся на пресные — менее г/кг, солоноватые — от 1 до 25 г/кг, соленые — более 25 г/кг. В водах, богатых Са2+, насчитывается в 3-5 раз больше растений и в 2-3 раза больше животных.

Морские виды организмов не могут жить в пресной воде, а пресноводные — в морях из-за нарушения работы клеток. Типично морские и типично пресноводные организмы не выносят изменений солености.

Из-за разницы в осмотическом давлении вне и внутри тела в организм постоянно проникает вода. Вывод водой солей из организма называется осморегуляцией воды. Осморегуляция — сложный механизм водного живого обмена. С повышением солености работа вакуолей замедляется, а при концентрации солей 17,5% — прекращается, так как разница осмотического давления между клетками и внешней средой исчезает. Пресноводные рыбы избыток воды удаляют усиленной работой выделительной системы, а соли поглощают через жаберные лепестки. Морские же рыбы вынуждены пополнять запасы воды и поэтому пьют воду, а излишки солей, поступающих с водой, выводят из организма через жаберные лепестки. Осморегуляция является одной из причин того, что многие организмы не сумели заселить пресные водоемы и оказались типичными морскими жителями. С другой стороны, в морях и океанах практически не обитают насекомые, тогда как пресноводные бассейны обильно ими заселены.

Газовый режим. Одна из сложностей жизни водных обитателей — содержание огромного количества кислорода (02) в воде, однако его растворимость невелика и сильно уменьшается при загрязнении или нагревании. Общее содержание в верхних слоях воды и концентрация кислорода с повышением температуры и солености воды снижается. В слоях, сильно заселенных животными и бактериями, при этом может создаваться резкий дефицит — застойный режим зимой подо льдом.

Углекислый газ (С02) поступает в воду при циркуляции С02 из воздуха, выдыхании организмов, разложении органических остатков.

Концентрация ионов водорода (Н+) в воде определяется параметром pH. Пресноводные бассейны различают по значению pH: кислые— pH = 3,7-4,7; нейтральные — pH = 6,95-7,3; щелочные — pH = 7,8.

Морская вода более щелочная, и pH ее меньше изменяется, чем У пресной воды, с увеличением глубины pH воды уменьшается.

Большинство рыб выдерживают pH от 5 до 9. Если pH = 5, наблюдается массовая гибель рыб, а при pH = 10 погибают все рыбы и другие животные.

Вода является более стабильной средой, в которой абиотические факторы претерпевают сравнительно незначительные колебания, поэтому водные организмы обладают по сравнению с наземными меньшей экологической пластичностью — важным регулятором расселения организмов.

Адаптация к водной среде проявляется у водных растений в виде слабо развитой проводящей ткани и корневой системы, питание растений осуществляется всей поверхностью. У животных появляется ряд характерных свойств — плавучесть, способность противостоять движению воды, различным течениям; например, у раковин — пористость, у китов — скопление жира, у рыб —- плавательные пузыри, наполненные газом.

<< | >>
Источник: Салова Т. Ю., Громова Н. Ю., Шкрабак В. С., Курмашев. Основы экологии. Аудит и экспертиза техники и технологии. 2004

Еще по теме Влажность:

  1. ОСНОВНЫЕ АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ.
  2. ОРГАНИЗМ И СРЕДА
  3. НАСЛЕДСТВЕННОСТЬ И ИЗМЕНЧИВОСТЬ В ИСТОРИЧЕСКОМ ПРОГРЕССЕ
  4. Полевые исследования процессов восстановления нефтезагрязненных болотных экосистем с использованием торфяных засыпок
  5. Динамика микрофлоры[16]
  6. Пороговые концентрации нефти в деятельном слое торфяной залежи
  7. ВОДНЫЙ И СОЛЕВОЙ ОБМЕН НА СУШЕ. ВЛАЖНЫЕ МЕСТООБИТАНИЯ
  8. ПРАВИЛО ОПТИМУМА
  9. МИКРОКЛИМАТ И КОМФОРТНЫЕ УСЛОВИЯ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
  10. 5.2. Атмосфера
  11. Глава 4 Атмосфера. Воздушная оболочкаЗемли
  12. Уровни организации живого вещества
  13. 4.3. Влажность
  14. 4.4. Совместное действие температуры и влажности