Физические факторы воздушной среды

К этим факторам относятся движение воздушных масс и атмосферное давление.

Движение воздушных масс может быть в виде их пассив­ного перемещения конвективной природы или в виде ветра — вследствие циклонической деятельности атмосферы Земли. В первом случае обеспечивается расселение спор, пыльцы, се­мян, микроорганизмов и мелких животных, которые имеют спе­циальные для этого приспособления — анемохоры: очень мел­кие размеры, парашютовидные придатки, и др. (рис. 2.8). Всю эту массу организмов называют аэропланктоном. Во втором случае ветер также переносит аэропланктон, но на значительно большие расстояния, при этом может перенести и загрязняю­щие вещества в новые зоны, и т. п.

Ветер, подобно течениям в реках, может оказывать и пря­мое воздействие на растения, например на их рост (рис. 2.9), угнетающее действие на активность животных, например птиц.

Низкая сопротивляемость воздуха движению различных тел, в ходе эволюции, была использована для перемещения многими животными, вплоть до рептилий. Сейчас около 75% наземных видов различными способами (мускульные усилия, планирование) приспособлены к полету. Для птиц, летучих мы­шей и других полет — это поиск добычи.

Атмосферное давление оказывает весьма существенное эко­логическое воздействие в особенности на позвоночных живот­ных, которые из-за этого не могут жить выше 6000 м над уров­нем моря.

Рис. 2.8. Плоды, расселяющиеся с помощью ветра, — анемохоры (по Ю. С. Левину, 1951). Анемохоры: 1 — семя с хохолком кипрея горного; 2 — плод валерианы; 3 — плод двукрылоподобного; 4 — плод березы; 5 — крылатка клена

Рис. 2.9. Флаговая форма сосны на побережье Балтийского моря близ Ростока (по Н. Wachs)

Химические факторы воздушной среды

Химический состав атмосферы весьма однороден: азота — 78,8% кислорода — 21, аргона — 0,9; углекислого газа — 0,03% по объему. По современным данным, концентрации двуокиси углерода (СО₂) и кислорода (О₂) в значительной степени лими­тирующие факторы даже в наземных условиях: содержание СО₂ находится где-то в минимуме, а кислорода — в максимуме то­лерантности растений по этим факторам (Ю. Одум, 1986). Тем не менее пока в приземной части атмосферы нет перетока ки­слорода или избытка двуокиси углерода (хотя по СО₂ есть дан­ные об увеличении ее содержания).

В почвах и подстилающих их породах, вплоть до уровня грунтовых вод (в зоне аэрации) углекислого газа уже 10%, а кислород становятся лимитирующим фактором для аэробов-редуцентов, что приводит к замедлению разложения отмершей органики.

В воде кислорода в 20 раз меньше, чем в атмосфере, и здесь он является лимитирующим фактором. Источники его — диф­фузия из атмосферного воздуха и фотосинтез водных растений (водорослей), а растворению способствуют понижение темпе­ратуры, ветер и волнения воды. Лимитирующее действие СО₂ в воде выражено не явно, но известно, что высокое его содер­жание ведет к гибели рыб и других животных.

При растворении СО₂ в воде образуется слабая угольная ки­слота Н₂СО₃, легко образующая карбонаты и бикарбонаты. Карбонаты — источник питательных веществ для построения ра­ковин и костной ткани и хороший буфер для поддержания во­дородного показателя (рН) водной среды на нейтральном уров­не.

Важность последнего обстоятельства состоит в том, что для гидробионтов интервал толерантности по рН столь узок, что даже незначительные отклонения от оптимума приводят орга­низм к гибели. Это связано с нарушением очень тонкой систе­мы ферментной регуляции в организме.

Поскольку величина рН пропорциональна количеству СО₂ в воде, то ее измерение позволяет судить о скорости общего метаболизма водной экосистемы (гидроэкосистемы).

Пожары

Своеобразным комплексом физического и химического воз­действия на биоту в наземно-воздушных условиях являются пожары, которые издавна стали неотъемлемой частью клима­та и их надо рассматривать как важный экологический фактор наряду с температурой, атмосферными осадками и почвой (Ю. Одум, 1975, 1986). Следует различать пожары по своему экологическому воздействию на верховые и низовые.

Верховые пожары уничтожают всю растительность и боль­шинство животных, после них все начинается сначала, и могут пройти многие десятки лет, прежде чем снова вырастет лес. Низовые пожары обладают избирательностью, способствуют развитию адаптирования к огню организмов, стимулируют раз­лагающую деятельность бактерий и превращение минеральных веществ в форму, доступную для питания растений нового по­коления, ослабляют опасность верховых пожаров, способству­ют созданию условий для увеличения видового разнообразия сообществ.

Человек использует искусственные палы как фактор управ­ления средой. Они играют большую роль в обновлении и оздо­ровлении лесов в районах умеренной зоны.