3.2. Экологические факторы

Общие определения и классификация. Экологические факторы – существенные свойства окружающей среды, оказывающие прямое или косвенное воздействие на живые организмы в экосистеме и на состояние экосистемы в целом. Экологические факторы можно отождествлять с условиями существования организмов в экосистеме. Для их изучения рассмотрим классификацию экологичесикх факторов по различным признакам. По степени периодичности воздействия на экосистему рассматривают два вида экологических факторов: периодические и непериодические факторы, с действием которых связаны приспособительные возможности организмов и экосистем к изменениям внешних воздействий. К периодическим экологическим факторам относят природные явления, обусловленные вращением Земли: смена времен года, суточная смена освещенности, суточные, сезонные и вековые изменения температуры и осадков, динамика растительной пищи (для животных) и др. К непериодическим факторам относятся экологические факторы, не имеющие выраженной цикличности, например, химический состав и механические характеристики почвы, атмосферного воздуха или воды. К непериодическим факторам также следует относить загрязнения химическими веществами воды, почвы или атмосферы в результате деятельности промышленных предприятий, вызывающие во многих случаях существенные изменения в состоянии экосистем.

По природе происхождения экологические факторы для дальнейшего рассмотрения удобно подразделять на три группы: биотические (факторы живой природы), абиотические (факторы неживой природы) и антропогенные факторы. К последнему виду относятся факторы, обусловленные человеческой деятельностью. Необходимость отдельного рассмотрения антропогенных факторов в нашей книге связана с рассмотрением особенностей социоприродных экосистем, на функционирование которых указанный фактор оказывает определяющее влияние.

Абиотические факторы. Эту группу составляют, как указывалось выше, компоненты и явления неживой, неорганической природы, оказывающие прямое или косвенное воздействие на живые организмы. К ним относятся климатические (солнечная радиация, световой режим, температура, влажность, осадки, ветер, давление и др.), почвенные, или эдафические (от греч. эдафос – почва), важные не только для обитающих в почве организмов, но и для растений, а также факторы водной среды.

Одним из важных климатических факторов является солнечная радиация как основа фотосинтеза. Кроме того, она определяет термический режим биосферы Земли, изменение которого в направлении от экватора к полюсам определяет как климатическую зональность, так и существование на нашей планете крупных зональных типов растительности – биогеографических биомов: тундра, тайга, степи, пустыни, влажные тропические леса и др.

Рассмотрим кратко почвенные экологические факторы. Известно, что почва – трехфазная среда, включающая твердые, жидкие и газообразные компоненты. Она представляет собой продукт физического, химического и биологического преобразования горных пород, т.е. формируется в результате сложного взаимодействия климата, растений, животных и микроорганизмов. Самый верхний горизонт почв, являющийся накопителем органического вещества и называемый гумусовым, определяет плодородие почвы и представляет собой смесь органических и минеральных веществ. В результате сложных биохимических процессов в этом слое органические остатки в почве разрушаются (минерализуются) с образованием более простых соединений (вода, углекислый газ, аммиак и др.) или превращаются в более сложные органические соединения – перегной, или гумус. Следовательно, химические свойства почвы определяются содержанием органических и неорганических соединений. Свыше половины минерального состава почвы занимает кремнезем (двуокись кремния), остальную часть составляют окислы алюминия, железа, магния, калия, фосфора, кальция и др. Физические свойства почвы определяются механическим составом (содержанием частиц разной величины: песок, глина, суглинок), от которого зависят способности почвы удерживать влагу и насыщаться воздухом, что определяет условия обитания организмов в почве и условия произрастания растений.

Важным показателем состояния почвы является ее кислотность, определяемая величиной концентрации ионов водорода (рН) в почве. Различные виды приспособились к определенным величинам показателя рН: одни предпочитают кислую среду, другие – щелочную, а третьи – нейтральную. Многие животные и растения очень чувствительны к малейшим изменениям рН.

Абиотические факторы водной среды, называемые гидрографическими, определяются физическими и химическими свойствами воды как среды обитания живых организмов (гидробионтов). На характер пространственного распределения гидробионтов оказывают влияние соленость, плотность, световой режим, температура и др. Например, соленость играет важную роль в существовании разных видов организмов: пресноводные виды не могут жить в морской воде, а морские – в пресной воде. Не менее важна роль светового режима. Так, водоросли в океане обитают в освещаемой зоне, чаще всего на глубинах до 20 – 50 м, привлекая как источник питания различные виды морских животных.

Биотические факторы. Совокупность воздействий жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других и на состояние неживых компонент среды обитания составляет комплекс биотических факторов. Разнообразные взаимодействия между животными, растениями и микроорганизмами в экосистеме подразделяются на прямые, связанные с непосредственным воздействием одних организмов на другие, и на косвенные, когда, например, растения своим присутствием изменяют режим действия абиотических факторов среды для других растений, животных и микроорганизмов. Так, ель и дуб своими выделениями в почву угнетают травянистую растительность под кронами. А в общем случае любое растительное сообщество существенно влияет на совокупность абиотических характеристик среды. Известно, что различные абиотические факторы в пределах лесного ландшафта существенно отличаются при схожести климатических условий от этих же факторов в условиях степных ландшафтов.

Важнейшим биотическим фактором является пища. Пищевой фактор может рассматриваться с разных точек зрения: количество, доступность, химический состав, пищевая ценность и др. Любой вид животного или растения обладает достаточно четкой избирательностью к составу пищи. Так, каждому растению необходим определенный набор минеральных веществ. Пищевые взаимоотношения среди животных отличаются значительной сложностью. По способу доступа к пище наиболее распространены два типа взаимоотношений: хищничество и паразитизм. Хищничество проявляется в преследовании и пожирании одних видов организмов другими, например, растительноядных копытных – плотоядными хищниками, насекомых – птицами, мелких рыб – более крупными. Паразитизм также проявляется в различных формах. В самом общем случае организм-паразит живет постоянно на теле или внутри тела другого организма-хозяина. С экологических позиций хищник и жертва, паразит и хозяин взаимно необходимы друг другу и их сосуществование составляет основу существования экосистемы.

Антропогенные экологические факторы. Наиболее существенные воздействия на природную среду оказывают антропогенные экологические факторы, связанные с деятельностью человека и отражающие ее воздействие как на живые организмы, так и на абиотические факторы среды обитания. Именно возросшая в последние десятилетия мощь антропогенных факторов и привела к глобальному экологическому кризису. Наиболее существенную роль в воздействии на природные компоненты экосистем оказывают антропогенные факторы, обусловленные деятельностью промышленности, называемые техногенными факторами. Оценка их воздействия на природную среду составляет в настоящее время одно из важнейших направлений деятельности природоохранных экологических служб.