logo
376083_4F426_zlobin_yu_a_kochubey_n_v_zagalna_e

Сонячна радіація

Сонячна енергія — це не забруднюючий природне середовище і практично вічний потік фотосинтетичної активної радіації. Він є основним джерелом існування всіх екосистем, в основі яких лежать автотрофні рослини.

Роль світла в житті живих організмів надзвичайно важлива. Для рослин воно є джерелом енергії для фотосинтезу, викликає зміну форм росту та водночас є сигналом для переходу з однієї фази розвитку до іншої. Для більшості видів тварин світло, хоча б мінімальне, забезпечує при розвинутих органах зору орієнтацію в просторі. Цю ж роль виконує світло і для людини. У людини та ряду тварин тільки під дією світла відбувається синтез вітаміну D. Однак існує немало тварин, що пристосувалися жити без світла. Це кроти, ґрунтові комахи, кажани, нічні метелики.

В умовах освітленості досить важлива якість світла, тобто переважні довжини хвиль, сила світла та ритміка освітлення (фотоперіодизм), що полягає в тривалості світлого та темного періодів доби. У тропічному та субтропічному поясах тривалість світлого періоду доби становить 12-14 годин. Такий фотоперіод називають коротким. У помірних широтах та в холодному поясі влітку тривалість світлої частини дня сягає 18-24 годин. Це довгий фотоперіод.

Прикладів різноманітного впливу світла на життя тварин та рослин дуже багато. Відомо, що насіння ряду рослин може проростати тільки в темряві (декоративна рослина чорнушка), тоді як в інших проростання можливе лише при світлі (плакун). Ряд видів картоплі утворюють бульби тільки під час довгого дня. За рахунок фототаксису певні місця в екосистемах посідає велика кількість нижчих тварин та мікроорганізми.

У водоймах обмеженість проникнення світла в товщу води визначає глибину розташування автотрофних водоростей та вищих рослин.

До фотоперіоду чутливі всі живі організми. У птахів скорочення довжини дня є сигналом для відльоту, а в осілих тварин -підготовки до сплячки. Змінюючи довжину дня, тваринники можуть штучно викликати в ряду тварин линяння чи репродуктивну активність. У бобових рослин фотоперіод регулює їх взаємовідносини з бульбашковими бактеріями.

Температура

Головним джерелом тепла для екосистем є сонячна радіація. Живі організми можуть існувати тільки в певних температурних межах. Життя неможливе за такої низької температури, коли замерзає вода в клітинах і там утворюються кришталики льоду, що пошкоджують цитоплазму. Занадто висока температура веде до денатурації білків. У зв’язку із зональністю тепловий режим на Землі є провідним фактором щодо географічного поширення рослин та тварин. Наприклад, ізотерма липня +10вС збігається з північною межею поширення лісів, а в Україні максимальна денна температура +б,5’С протягом 230-282 днів визначає східну межу поширення буку.

За переважним температурним режимом земної кулі виділяють чотири кліматичні пояси:

= помірний поле – лежить відповідно північніше та південніше субтропічного. У його межах добре виражена сезонна зміна пір року. Тривалість вегетаційного періоду рослин не менша 2-3 місяців. Зимою випадає сніг, для осені та весни характерні приморозки;

- холодний пояс – прилягає до Північного та Південного полюсів. Вегетаційний період тут триває всього 1,5-2 місяці.

Для повної характеристики, теплового режиму екосистеми використовують такі показники:

а) річний хід температури;

б) сума температур за той чи інший проміжок часу;

в) максимальні й мінімальні температури, що були відзначені.

Досить важливим для живих організмів є сезонний характер розподілу тепла. Він визначає пори року. Хоча у фенології звичайно періодизують сезони за станом рослин, до них пристосовані також і всі етапи життєдіяльності тварин: поява потомства, зимівля тощо.

Для живих організмів важливі як середні значення температури, так і граничні значення, що можуть призвести до загибелі. Мадрепорові корали живуть тільки в тих морях, де температура не нижче +2ҐС, а муха цеце, небезпечний переносник сонної хвороби, живе в Африці тільки в районах із середньорічною температурою більше ніж +20°С. Є види рослин та тварин, які можуть існувати при широких амплітудах температурного режиму, їх називають евритермними. Є види, що полюбляють місця з вузькою амплітудою коливання температури. Це стенотерми. Цікаво, що для більшості рослин та тварин режим змінних температур більш сприятливий, ніж постійна температура.

Знайомство з аутекологією організмів показує, що в багатьох видів рослин та тварин виробляються різноманітні пристосування до переживання граничних значень температур, до спеки та холоду. Наприклад, підшкірний жировий прошарок тюленів служить хорошою ізоляцією в холодній воді. Довгі ноги багатьох ящірок дозволяють піднімати тіло над поверхнею, яка сильно нагрівається в літні місяці. Жаби на зиму ховаються в мул на дні водойм і цим рятуються від впливу низьких температур.

Вода

У всіх організмів клітини мають високу воденаеиченіеть -до §0-98%. Це є необхідною умовою життєдіяльності. Джерелом води для суходільних живих організмів служать опади та ґрунтові води. Додатковий приток вологи – роеа, у тому числі й підземні тумани та роси (поява вночі крапельок води у верхніх горизонтах ґрунту).

Особливо важливою є кількість опадів. Вона визначає навіть тип екосистем. При опадах менше ніж 250 мм на рік (у спекот-хому кліматі) розвиваються пустельні екосистеми, при опадах 25=750 мм – степи, лісостеп, савана, при 750-1250 мм формуються сухі субтропічні ліси, а при опадах більше між 1250 мм на рік – вологі тропічні ліси.

Волога настільки важлива, що в типових екосистемах України влітку після кожного дощу вся природа «оживає». Дощ є механізмом, що забезпечує початок весняного проростання насіння ряду рослин. Таке насіння вміщує Інгібітори, що гальмують їх проростання в несприятливий час. Весняні дощі вимивають ці інгібітори з насіння, і воно починає проростати. Але не

всі опади корелюють з біомасою і, зокрема, з урожаєм культурних рослин. Опади у вигляді злив погано утримуються ґрунтом та мало використовуються рослинами. Незначним буває ефект від опадів на легких піщаних ґрунтах.

Водний режим екосистем визначається не тільки кількістю опадів як таких, але й співвідношенням його з режимом випаровування води. Оцінюючи цей параметр, треба враховувати температуру, оскільки вона в першу чергу впливає на інтенсивність випаровування. Сумарним показником режиму зволоженості в екосистемі може бути гігрометричний індекс:

де Р – кількість опадів на рік, Т — середньорічна температура, t -середня температура найтеплішого місяця та t – середня температура найхолоднішого місяця.

Повітря має сильну висушуючу дію, і тому в рослин та тварин спостерігається велика кількість цікавих пристосувань щодо зниження випаровування. Одночасно живим організмам доводиться підтримувати певний оптимальний режим втрати пароподібної вологи, оскільки випаровування – це найефективніший спосіб самоохолодження організму в умовах високої температури повітря. У тварин для такого охолодження за допомогою випаровування служать потові залози (у собаки їх на тілі немає, тому в спекотливий час доводиться висовувати язика), а в рослин вода випаровується через численні продихи на листках.

Залежно від пристосованості до життя в тих чи інших умовах зволоженості рослини поділяються на три основні групи: гідрофіти – ростуть у водоймах та місцях з підвищеною зволоженістю; мезофіти – жителі місць із середньою зволоженістю; ксерофіти – пристосовані до екосистем степів та пустель, де режим вологості досить бідний.