Примеры абиотических факторов: свет

Влияние экологических факторов на биосферу.

Реакция биосистемы на экологические факторы оценивается по соответствующим изменениям ее характеристик. Все значения фактора, которые не угрожают существованию биосистемы, принято называть терпимыми, или толерантными.

Толерантные значения естественного фактора могут быть: наилучшими (оптимальными), недостаточными или избыточными. Если чрезмерный недостаток или избыток действия данного фактора начинает угрожать самому существованию биологической системы, то такие факторные значения называют наихудшими (пессимальными).

Толерантные значения искусственного фактора могут быть наилучшими (оптимальными) и избыточными.

Зависимость благополучия биосистемы от естественного (a) и искусственного (b) экологического фактора (X)

Чем уже оказываются диапазоны оптимальных и толерантных значений факторов, тем более данная биосистема требовательна к условиям среды (или стенобионтна).

Биосистемы, характеризующиеся сравнительно широкими диапазонами толерантных и оптимальных значений факторов, называются эврибионтными.

Обычно количество факторов, реально влияющих на биосистему и определяющих ее состояние, всё-таки сравнительно невелико, что и позволяет экологам изучать их воздействие. Такие факторы называются императивными – т.е. главными, определяющими, или лимитирующими – т.е. ограничивающими, сдерживающими состояние биосистемы.

Термин «лимитирующий фактор» предложен Юстусом фон Либихом. Он заметил, что состояние биосистемы в основном определяется тем внешним экологическим фактором, который находится в наибольшем недостатке (так называемый «закон минимума Либиха»).

Позднее Эйльхард Митчерлих указал, что для биосистем лимитирующими обычно являются сразу несколько факторов, причем общий эффект во многом определяется степенью их взаимодействия («закон взаимодействия факторов» Митчерлиха).

Виктор Шелфорд уточнил, что лимитировать биосистему могут не только недостаточные, но и избыточные значения естественных внешних факторов («закон толерантности»Шелфорда).

Примеры абиотических факторов: свет

Прямое воздействие света на протоплазму – смертельно. В то же время свет – первоисточник энергии и самой жизни. По выражению известного эколога Юджина Одума, вся эволюция биосферы в значительной степени направлена на использование полезных составляющих света и на защиту от его губительных свойств.

Солнечное излучение, проходящее через атмосферу и достигающее поверхности Земли, состоит из электромагнитных волн длиной от 0,3 до 10 мкм.

Проходя через атмосферу, излучение значительно ослабляется, при этом волны разной длины реагируют на это препятствие по-разному. Губительное ультрафиолетовое излучение с длиной волны менее 0,3 мкм почти не проходит через озоновый слой, имеющийся в атмосфере на высоте около 25 км. Видимый свет (длина волны 0.39 – 0.76 мкм) ослабляется равномерно. Инфракрасный свет (длина волны более 0.76 мкм) поглощается в атмосфере неодинаково – в зависимости от длины волны.

В итоге лучистая энергия, достигающая земной поверхности в ясный день, состоит примерно на 10 % из ультрафиолетового излучения, на 45 % – из видимого света и на 45 % – из инфракрасного излучения. При прохождении через облака менее всего ослабляется видимый свет, нужный для фотосинтеза.

Коэффициент отражения солнечной радиации, поступающей на верхнюю границу экосистемы, называется альбедо.

Энергия солнечной радиации, поступающая в экосистему, расходуется:

– на нагревание экосистемы,

– на теплопередачу в атмосферу,

– на фотосинтез

– и на возврат водяного пара в атмосферу от поверхности земли – эвапотранспирацию.

Растительность лучше всего поглощает синие и красные лучи (хлорофилл) и инфракрасные лучи (вода в листьях, испарение из которых и создаёт лесную прохладу).

Необходимо отметить также и важнейшую сигнальную роль света.

Фотопериод – суточные и годовые ритмы естественной освещённости – является основным, наиболее закономерным и надёжным регулятором физиологических процессов у многих живых организмов.

Именно фотопериод управляет теми физиологическими процессами, которые связаны с сезонными изменениями климата: например, осенний листопад у деревьев, уход животных на зимовку, сезонные миграции перелетных птиц.