Всички фактори на околната среда, характеризиращи условията на околната среда, се разделят на две основни групи - абиотични (те включват климатични и почвени) и биотични фактори (зоогенни и фитогенни). Заедно те се комбинират в животинска среда или растителен растеж.
Фактори на околната среда
В зависимост от характеристиките на тяхното влияние върху животните и растенията, те се разделят на следните основни групи:
1) климатични, включително характеристики на светлинния и топлинен режим, ниво на влага и качество на въздуха;
2) почва-земя, които характеризират качеството на хранене, получено от растенията в зависимост от вида на почвата, основната скала и подпочвените води;
3) топографски, действащ индиректно, тъй като климатът и качеството на почвата зависят от релефа на местообитанието на живите организми;
4) биотични: фитогенни, зоогенни и микрогенни фактори;
5) антропогенен, включително всички видове човешкото въздействие върху околната среда.
Заслужава да се отбележи, че всички тези групи фактори действат не поотделно, а в комбинация един с друг. Поради тази промяна в индикаторите, поне един от тях ще доведе додисбаланс в този комплекс. Например повишаването на температурата е свързано с повишаване на влажността на въздуха, газовият състав на въздуха се променя, почвата изсъхва, фотосинтезата се увеличава и т.н. Въпреки това самите организми са в състояние да влияят на тези условия на околната среда.
Биотични фактори
Биота е жив компонент на ценозата, включващ не само растения и животни, но и микроорганизми. Всеки от тези живи организми съществува в определена биоценоза и тясно взаимодейства не само със собствения си вид, но и с представители на други видове. Всички те въздействат на живите същества около тях, но получават и отговор от тях. Такива взаимодействия могат да бъдат отрицателни, положителни или неутрални.
Совокупността от взаимодействия помежду си и с неодушевената част от околната среда се нарича биотични фактори на околната среда. Те включват:
- Фитогенните фактори са ефектите, които растенията имат върху себе си, други растения и животни.
- Зоогенните фактори са влиянието, упражнявано от животните върху себе си, други животни и растения.
Влиянието на определени биотични фактори на ниво екосистема определя особеностите на трансформацията на веществата и енергиите, а именно тяхната посока, интензитет и характер.
Фитогенни фактори
Взаимоотношенията на растенията в съобществата по предложение на академик В. Н. Сукачев започват да се наричат съвместни действия. Той идентифицира три категории в тях:
1. Директни (контактни) взаимодействия. В тази група той включи директенвлиянието на растенията върху организмите в контакт с тях. Те включват механичните и физиологичните ефекти на растенията един върху друг. Пример за този фитогенен фактор - пряко взаимодействие между растенията - е увреждането на върховете на короните на младите иглолистни дървета чрез разбиването им с гъвкави клони от близко разположени съседни твърди дървесини. Или, например, близък контакт на кореновите системи на различни растения. Също така, директните фитогенни фактори на околната среда включват конкуренция, епифитизъм, паразитизъм, сапрофитизъм и мутуализъм.
2. Непреки съвместни действия от трансабиотичен характер. Начинът, по който растенията влияят на организмите около тях, е да променят физикохимичните характеристики на техните местообитания. Много растения са едификатори. Те имат въздействие върху околната среда върху други растения. Пример за такъв фитогенен биотичен фактор е отслабването на интензивността на слънчевата светлина, проникваща в растителната покривка, което означава промяна в сезонния ритъм на осветление, температурата в гората и много други.
3. Непреки взаимодействия с трансбиотичен характер. Растенията влияят върху околната среда косвено, чрез други организми, като бактерии. Известно е, че по корените на повечето бобови растения се заселват специални нодулни бактерии. Те са в състояние да фиксират свободния азот, като го превръщат в нитрити и нитрати, които от своя страна лесно се абсорбират от корените на почти всяко растение. По този начин бобовите растения индиректно повишават плодородието на почвата за други растения, действайки чрез посредник -нодулни бактерии. Също така, като пример за този фитогенен фактор на околната среда може да се посочи храненето от животни на растения от определени групи, което води до промяна в численото съотношение на видовете. В резултат на елиминирането на конкуренцията, неизядените растения започват да растат по-силно и оказват по-голямо въздействие върху съседните организми.
Примери
Конкуренцията е един от основните фактори за формирането на биоценозите. В тях оцеляват само индивиди, които се оказват по-приспособени към определени условия на околната среда и са успели да развият органите, участващи в храненето по-рано от другите, завзеха голяма площ и се оказаха при по-добри условия на осветление. В хода на естествения подбор индивидите, отслабени в процеса на конкуренция, се унищожават.
При образуване на ценоза се променят много характеристики на околната среда, причинени от разхода на материални и енергийни ресурси, както и емисиите на отпадни продукти на организмите под формата на химични съединения, паднали листа и много други. Този процес на пряко или косвено влияние на растенията върху съседите поради насищане с вещества от околната среда се нарича алелопатия.
Също така във фито- и биоценозите, симбиозата е широко разпространена, проявяваща се във взаимоизгодната връзка на дървесните растения с гъбите. Такъв фитогенен фактор е характерен за бобови растения, върби, смукалки, бук и други дървесни растения. В корените им се появява микориза, която позволява на растенията да получават минерални соли на почвата, разтворени във вода, и гъбички, вот своя страна получавате достъп до органична материя.
Заслужава да се отбележи и ролята на микроорганизмите, които разлагат постелята, превръщайки я в минерални съединения, а също така усвояват азота от въздуха. Голяма категория микроорганизми (като гъбички и бактерии) паразитират по дърветата, които с масовото си развитие могат да причинят непоправима вреда не само на самите растения, но и на биоценозата като цяло.
Класификация на взаимодействията
1. По предмети. В зависимост от броя на растенията, които влияят на околната среда, както и от броя на организмите, подложени на това влияние, те разграничават:
- Индивидуални взаимодействия, които се осъществяват от едно растение на жив организъм.
- Колективни взаимодействия, които включват връзката на групи растения помежду си или с отделни индивиди.
2. Чрез влияние. Според вида на прякото или непряко влияние, упражнявано от растенията, фитогенните фактори на околната среда са:
- Механични, когато взаимодействията се характеризират с промяна в пространственото положение на тялото и са придружени от контакт или натиск на различни части на растението върху съседни организми.
- Физически, когато говорим за ефекта на слабите електрически полета, генерирани от растенията, върху способността им да разпределят почвените разтвори между близките растения. Това е така, защото между малките смукателни коренчета има известна разлика в електрическите потенциали, което се отразяваинтензивността на процеса на усвояване на йони от почвата.
- Екологичен, представляващ основните фитогенни фактори. Те се проявяват в трансформацията на цялата среда под въздействието на растенията или само на част от нея. Но в същото време те нямат специфичен характер, това влияние не се различава от влиянието на неодушевени предмети.
- Ценотичен, характерен изключително за живи организми (растения и животни), характеризиращи се с активност. Пример за фитогенен фактор е едновременната консумация от съседни растения на определени хранителни вещества от един източник, като в случай на техен дефицит се включва определено разпределение на химични съединения между растенията.
- Химически, наричан още алелопатия. Те се проявяват в инхибиране или стимулиране на основните жизнени процеси от химикали, отделяни по време на живота на растенията (или когато те умрат). Важно е, че те не са животински или растителни храни.
- Информация-биологична, когато се прехвърля генетична информация.
3. С участието на околната среда. Според тази характеристика фитогенните фактори се делят на:
- Директно, включително всички механични взаимодействия, като преплитане и сливане на корени.
- Актуално, сведено до трансформирането или създаването от растенията на всякакви елементи на околната среда (светлина, хранене, топлина и др.).
4. Според ролята на околната среда за получаване на храна има:
- Trophic,състояща се в промяна под влияние на растенията в количеството или състава на веществата, тяхното състояние.
- Ситуационни, които косвено влияят върху качеството и количеството на приетата храна. И така, пример за фитогенен фактор е способността на някои растения да променят pH на почвата, което влияе върху усвояването на хранителните вещества от нея от други организми.
5. По последствията. В зависимост от това как жизнената дейност на растенията ще засегне съседните растения, те разграничават:
- Конкуренция и взаимно ограничение.
- Адаптация.
- Елиминиране, което е най-важната форма на взаимодействие между растенията по време на промени в техните общности.
- Превенция, изразяваща се в създаването от един растителен вид на неблагоприятни фитогенни фактори на околната среда за развитието на други видове в етапа на поникване на семената или примордии, което води до загиване на разсад.
- Самоограничаване, което настъпва във фазата на интензивен растеж на растителните организми. Свежда се до активното прехвърляне на минерални хранителни вещества от недостъпни форми в налични, но консумацията им от растенията изостава от този процес по скорост. Това води до забавяне или спиране на растежа им.
- Облагодетелстване, което е способността на растенията да променят средата за себе си. Такива фитогенни фактори и техните характеристики определят състоянието на всеки биотоп, като борови насаждения, в синузиите на мъх.
Заслужава да се отбележи, че едно и също въздействие, според различните характеристики на тази класификация, може да се припише на различни видове. И така, конкуренциятаследствието от взаимодействието също е трофично, локално, ценотично и индивидуално.
Състезание
Концепцията за конкуренция в биологичната наука привлича внимание повече от дузина години. Неговото тълкуване беше неясно или, напротив, твърде тясно.
Днес конкуренция се разбира като такива взаимодействия, при които ограничено количество храна се разпределя непропорционално на нуждите на взаимодействащите организми. В резултат на директни взаимодействия фитогенните фактори водят до факта, че растенията с големи нужди получават по-големи количества храна, отколкото би било при пропорционално разпределение. Има конкуренция, когато се използва един и същ източник на захранване по едно и също време.
Удобно е да разгледаме механизма на конкурентните отношения на примера на взаимодействието на три дървета, хранещи се от един и същи източник. Ресурсите на околната среда имат недостиг на необходимите вещества. След известно време растежът на две от тях намалява (потиснати дървета), при третото се увеличава с постоянни темпове (доминиращо растение). Но тази ситуация не отчита възможността за същите нужди на съседните дървета, което не би довело до разлика в растежа.
В действителност ресурсите на средата са нестабилни поради следните причини:
- изследване на космоса;
- климатичните условия се променят.
Жизнената активност на едно дърво може да се изрази доста чрез съотношението на три количества:
- нужда - максимумът от вещества и енергия, които растението може да приеме;
- минимумът, необходим занеговия живот;
- истинско ниво на хранене.
С увеличаване на размера, нивото на нуждите най-малко се увеличава преди остаряването. Действителното ниво на хранене, получено от дърветата, зависи от много фактори, включително "социалните отношения" в ценозата. Потиснатите дървета получават минимално количество хранителни вещества, което е причината за тяхното елиминиране. Доминиращите екземпляри зависят в по-малка степен от ценотичната обстановка. А растежът зависи от условията на абиотичната среда.
С течение на времето броят на дърветата на единица площ намалява и съотношението на ценотичните класове се променя: делът на доминиращите дървета се увеличава. Това води до зряла гора, доминирана от доминиращи дървета.
И така, конкуренцията като фитогенен фактор на пряко взаимодействие между организмите може да се представи като процес на неравномерно разпределение на ресурсите, характеризиращ се с несъответствие на потребностите, което води до разделяне на растенията в различни ценотични групи и до смърт на потиснатите.
Взаимното ограничение се различава от конкуренцията в пропорционалното разпределение на хранителните ресурси на околната среда. Въпреки че много изследователи го приписват на един от видовете конкуренция - симетрична. Такова взаимодействие се случва между индивиди с приблизително еднакви конкурентни способности от същия или различен вид.
Повишаване на конкуренцията
Конкуренция между растенията може да възникне само ако са изпълнени следните условия:
- качествено и количествено сходствонужди;
- споделено потребление на ресурси от общ източник;
- съществуващ недостиг на екологични ресурси.
Очевидно при излишък от ресурси нуждите на всяко растение са напълно задоволени, което не се отнася за фитогенните фактори. Но в обратния случай и дори при хранене на ставите започва борбата за съществуване. Ако активните корени на растенията са в един и същ почвен слой и са в контакт един с друг, е трудно да се прецени равномерното разпределение на хранителните вещества. Ако корените или короните са разположени в различни слоеве, тогава храненето не се счита за едновременно (то е последователно), което означава, че не можем да говорим за конкуренция.
Примери за конкуренция между растения
Конкуренцията може да дойде за светлина, за хранителни вещества в почвата и за опрашващи насекоми. Тя може да бъде повлияна не само от самите хранителни вещества, но и от много фитогенни фактори. Пример е образуването на гъсти гъсталаци върху почви, в които има много минерално хранене и влага. Основната борба в този случай е за светлина. Но на бедни почви обикновено всяко растение получава необходимото количество ултравиолетови лъчи и борбата е за почвените ресурси.
Резултатът от вътрешновидовата конкуренция е разпределението на дървета от един и същи вид в класове занаяти. Според силата си растенията могат да се отнасят до:
- I клас, ако са доминиращи, имат дебел ствол и дебели клони от основата на ствола, имат разперена корона. Те се наслаждаватдостатъчен приток на слънце и извличане на огромни количества вода и хранителни вещества от почвата благодарение на развитата коренова система. Намерен поотделно в гората.
- II клас, ако те също са доминиращи, най-високите, но с по-малък диаметър на ствола и малко по-слаба корона.
- III клас, ако са по-малки от предишния клас, но все пак имат горнище, отворено за слънчевите лъчи. Те също така доминират в гората и заедно с клас II формират по-голямата част от дърветата.
- IV клас, ако дърветата са тънки, малки, не получават пряка слънчева светлина.
- V клас, ако дърветата умират или вече са мъртви.
Конкуренцията за опрашители също е важна за растенията, където побеждава видът, който най-добре привлича насекомите. Повече нектар или сладост може да бъде предимство.
Адаптивни взаимодействия
Те се проявяват във факта, че фитогенните фактори, които трансформират околната среда, правят нейните свойства приемливи за акцепторните растения. Най-често промяната настъпва незначително и се проявяват пълноценно само когато въздействащият вид е мощен едификатор и трябва да бъде представен в пълния обхват на развитие.
Една форма на механичен контакт е използването от един организъм на друго растение като субстрат. Това явление се нарича епифитизъм. Около 10% от всички видове растителни организми са епифити. Екологичният смисъл на това явление се състои в един вид приспособяване към светлинния режим в условия на гъста тропическа среда.гори: епифитите получават възможност да стигнат до светлинните лъчи без значителни разходи за растеж.
Физиологичните контакти на различни растения включват паразитизъм и сапротрофизъм, което се отнася и за фитогенните фактори. Не забравяйте за взаимността, пример за което е симбиозата на гъбичния мицел и корените на растенията. Въпреки факта, че гъбите получават въглехидрати от растенията, техните хифи увеличават абсорбиращата повърхност на корена десетократно.
Формуляри за връзка
Всички видове механизми на положителни и отрицателни взаимодействия между самите различни живи организми могат да бъдат много фини и неочевидни. Сравнително наскоро група учени изучава подробно въздействието на растенията върху околната среда с помощта на елиминирането през целия живот на сложни органични вещества, които имат защитна функция в околната среда. Такива взаимоотношения между растенията се наричат алелопатични. Те значително влияят върху размера на получените биопродукти от растения (не само култивирани, но и диви) и също така определят най-добрите начини за редуване на културите в градинските насаждения (например, ябълково дърво се развива по-добре след касис или малини, сливи са най-добре засадени на онези места, където са отглеждали круши или праскови).
Основните форми на връзки между растенията и животните в биоценозите според В. Н. Беклемишев са:
- Актуални връзки, които възникват поради факта, че един или повече организми променят средата на другите в благоприятна посока. Например сфагновите мъхове са склонни да подкиселяват почвения разтвор, което създава благоприятни условия за росичка и червени боровинки в блатата.
- Трофични връзки, които се състоят във факта, че представители на един вид използват индивид от друг вид, неговите отпадни продукти или остатъци като източник на храна. Благодарение на трофичните връзки щъркелите навлизат в ценозите на влажните зони, а лосовете обикновено се заселват в трепетликовите гори.
- Фабрични връзки, които възникват, когато индивиди от някои видове използват членове на други видове, за да построят своите гнезда или жилища. Например дърветата осигуряват на птиците хралупи или клони за изграждане на гнезда.
