Miks on niiskus oluline keskkonnategur. Füüsilised tegurid

3. Niiskus kui keskkonnategur

Algselt olid kõik veeorganismid. Olles vallutanud maa, ei kaotanud nad sõltuvust veest. Vesi on kõigi elusorganismide lahutamatu osa. Niiskus on veeauru hulk õhus. Ilma niiskuse ja veeta pole elu.

Niiskus on parameeter, mis iseloomustab veeauru sisaldust õhus. Absoluutne niiskus on veeauru hulk õhus ja sõltub temperatuurist ja rõhust. Seda kogust nimetatakse suhteliseks niiskuseks (st õhus oleva veeauru ja küllastunud auru koguse suhe teatud temperatuuri- ja rõhutingimustel).

Looduses on igapäevane niiskuse rütm. Niiskus kõigub nii vertikaalselt kui ka horisontaalselt. See tegur mängib koos valguse ja temperatuuriga olulist rolli organismide elutegevuse ja nende leviku reguleerimisel. Niiskus muudab ka temperatuuri mõju.

Õhukuivatus on oluline keskkonnategur. Eelkõige selleks maapealsed organismid, on õhu närbumismõjul suur tähtsus. Loomad kohanevad liikudes kaitsealadele ja aktiivne pilt elab öösel.

Taimed imavad mullast vett ja aurustuvad peaaegu täielikult (97-99%) läbi lehtede. Seda protsessi nimetatakse transpiratsiooniks. Aurustumine jahutab lehti. Tänu aurustamisele transporditakse ioonid läbi pinnase juurteni, ioonide transport rakkude vahel jne.

Teatud kogus niiskust on maismaaorganismide jaoks hädavajalik. Paljud neist vajavad normaalseks eluks 100% suhtelist õhuniiskust ja vastupidi, organism, mis asub normaalne seisund, ei saa elada pikka aega absoluutselt kuivas õhus, kuna kaotab pidevalt vett. Vesi on elusaine oluline osa. Seetõttu põhjustab teatud koguse vee kaotus surma.

Kuiva kliima taimed kohanevad morfoloogiliste muutustega, vegetatiivsete organite, eriti lehtede vähenemisega.

Kohanevad ka maismaaloomad. Paljud neist joovad vett, teised imevad seda vedelas või aurulises olekus keha kaudu. Näiteks enamik kahepaikseid, mõned putukad ja lestad. Enamik kõrbeloomi ei joo kunagi, nad rahuldavad oma vajadused toiduga varutava vee arvelt. Teised loomad saavad vett rasva oksüdatsiooni protsessis.

Vesi on elusorganismidele hädavajalik. Seetõttu levivad organismid sõltuvalt nende vajadustest kogu elupaigas: veeorganismid elavad vees pidevalt; hüdrofüüdid võivad elada ainult väga niiskes keskkonnas.

Ökoloogilise valentsi seisukohalt kuuluvad hüdrofüüdid ja hügrofüüdid stenogeerite rühma. Niiskus mõjutab suuresti elutähtsad funktsioonid organismidele, näiteks 70% suhteline õhuniiskus oli emaste rändtirtsude põldküpseks ja viljakusele väga soodne. Soodsa paljunemise korral põhjustavad nad paljude riikide põllukultuuridele tohutut majanduslikku kahju.

Sest keskkonnamõju hindamine Kliima kuivuse näitajana kasutatakse organismide levikut. Kuivus toimib valikulise tegurina keskkonnaklassifikatsioon organismid.

Seega jaotatakse organismiliigid sõltuvalt kohaliku kliima niiskuse omadustest ökoloogilistesse rühmadesse:

1. Hüdatofüüdid on veetaimed.

2. Hüdrofüüdid on maismaa-veetaimed.

3. Hügrofüüdid - kõrge õhuniiskuse tingimustes elavad maismaataimed.

4. Mesofüüdid on keskmise niiskusega taimed

5. Kserofüüdid on ebapiisava niiskusega kasvavad taimed. Need omakorda jagunevad: sukulendid - mahlakad taimed (kaktused); sklerofüüdid on kitsaste ja väikeste lehtedega taimed, mis on volditud tuubulitesse. Samuti jagunevad nad eukserofüütideks ja stipakserofüütideks. Eukserofüüdid on stepitaimed. Stipakserofüütid on ahtalehise murukõrreliste rühm (sulehein, aruhein, peenikesel jt.). Mesofüüdid jagunevad omakorda ka mesohügrofüütideks, mesokserofüütideks jne.

Õhuniiskus, mis annab oma väärtuse temperatuurile, on siiski üks peamisi keskkonnategureid. Läbi suure osa eluslooduse ajaloost orgaaniline maailm esindasid eranditult organismide veenormid. Valdav osa elusolendite lahutamatuks osaks on vesi ning sugurakkude paljunemiseks või ühinemiseks vajavad peaaegu kõik neist veekeskkonda. Maismaaloomad on sunnitud looma oma kehas kunstliku veekeskkonna viljastamiseks ja see viib selleni, et viimane muutub sisemiseks.

Niiskus on veeauru hulk õhus. Seda saab väljendada grammides kuupmeeter.

4. Edaafilised tegurid

Edaafilised tegurid hõlmavad füüsiliste ja keemilised omadused mullad, mis on võimelised andma keskkonnamõju elusorganismide peal. Nad mängivad oluline roll nende organismide elus, mis on mullaga tihedalt seotud. Taimed on eriti sõltuvad edafilistest teguritest.

Peamised mullaomadused, mis organismide elutegevust mõjutavad, on selle füüsiline struktuur, s.o. kalle, sügavus ja granulomeetria, pinnase enda ja selles ringlevate ainete keemiline koostis - gaasid (sel juhul on vaja välja selgitada selle aeratsiooni tingimused), vesi, orgaanilised ja mineraalsed ained ioonide kujul .

Mulla peamine omadus, millel on suur tähtsus nii taimede kui ka urgu otsivate loomade puhul on selle osakeste suurus.

Määratakse kindlaks pinnase pinnase tingimused klimaatilised tegurid. Isegi madalal sügavusel pinnases valitseb täielik pimedus ja see omadus on iseloomulik nende liikide elupaigad, mis väldivad valgust. Pinnasse vajudes muutuvad temperatuurikõikumised üha vähem oluliseks: igapäevased muutused hääbuvad kiiresti ja alates teadaolevast sügavusest taanduvad selle hooajalised erinevused. Päevased temperatuuride erinevused kaovad juba 50 cm sügavusel.Mulla vajumisel hapnikusisaldus selles väheneb, CO 2 suureneb. Märkimisväärsel sügavusel lähenevad tingimused anaeroobsetele tingimustele, kus elavad mõned anaeroobsed bakterid. juba vihmaussid eelistavad keskkonda, kus CO 2 sisaldus on suurem kui atmosfääris.

Mulla niiskus on äärmiselt oluline omadus, eriti sellel kasvavate taimede jaoks. See sõltub paljudest teguritest: sademete režiim, kihi sügavus, aga ka pinnase füüsikalised ja keemilised omadused, mille osakesed olenevalt nende suurusest, orgaanilise aine sisaldus jne. Kuivade ja märjade muldade taimestik ei ole ühesugune ning neil muldadel ei saa kasvatada samu kultuure. Mullafauna on samuti väga tundlik mulla niiskuse suhtes ega talu üldiselt liigset kuivust. Tuntud näited on vihmaussid ja termiidid. Viimased on mõnikord sunnitud oma kolooniaid veega varustama maa-alused galeriid suurel sügavusel. Liiga kõrge veesisaldus mullas tapab aga hulgaliselt putukavastseid.

Taimede toitumiseks vajalikke mineraale leidub mullas vees lahustunud ioonide kujul. Mullast võib leida vähemalt enam kui 60 keemilise elemendi jälgi. CO 2 ja lämmastik sisalduvad suurel hulgal; teiste, näiteks nikli või koobalti sisaldus on äärmiselt väike. Mõned ioonid on taimedele mürgised, teised, vastupidi, elutähtsad. Vesinikuioonide kontsentratsioon pinnases – pH – on keskmiselt lähedane neutraalne väärtus. Selliste muldade taimestik on eriti liigirikas. Lubjarikaste ja soolaste muldade leeliseline pH on suurusjärgus 8–9; sphagnum turbaaladel võib happeline pH langeda 4-ni.

Mõned ioonid on suure ökoloogilise tähtsusega. Need võivad põhjustada paljude liikide hävimist ja, vastupidi, aidata kaasa väga omapäraste vormide arengule. Lubjakividel asuvad mullad on Ca +2 ioonide poolest väga rikkad; neile areneb spetsiifiline taimestik, mida nimetatakse kaltsefüüdiks (mägedes edelweiss; mitut tüüpi orhideed). Erinevalt sellest taimestikust on kaltsefoobne taimestik. Siia kuuluvad kastan, sõnajalg, enamik kanarbikuid. Sellist taimestikku nimetatakse mõnikord tulekiviks, sest kaltsiumivaesed mullad sisaldavad vastavalt rohkem räni. Tegelikult see taimestik räni otseselt ei eelista, vaid lihtsalt väldib kaltsiumi. Mõnedel loomadel on kaltsiumi orgaaniline vajadus. Teadaolevalt lõpetavad kanad kõvade koortega munemise, kui kanakull asub alal, mille pinnas on kaltsiumivaene. Lubjakivivöönd on rohkelt asustatud karptigudega (tigudega), kes on siin laialdaselt esindatud a. liigiline seos, kuid need kaovad graniidimassiividel peaaegu täielikult.

0 3 ioonirikastel muldadel areneb välja ka spetsiifiline taimestik, mida nimetatakse nitrofiilseks. Neil sageli leiduvad lämmastikku sisaldavad orgaanilised jäägid lagunevad bakterite poolt esmalt ammooniumisooladeks, seejärel nitraatideks ja lõpuks nitraatideks. Seda tüüpi taimed moodustavad näiteks karjakarjamaade lähedal mägedes tihedaid tihnikuid.

Muld sisaldab ka orgaaniline aine tekkis surnud taimede ja loomade lagunemisel. Nende ainete sisaldus väheneb sügavuse suurenedes. Metsas on näiteks nende oluliseks sissetulekuallikaks langenud lehtede allapanu ja lehtpuuliikide allapanu on selle poolest okaspuudest rikkalikum. Toitub hävitajatest – saprofüüttaimedest ja saprofaagloomadest. Saprofüüte esindavad peamiselt bakterid ja seened, kuid nende hulgast võib leida ka kõrgemaid taimi, mis on sekundaarse kohanemisena kaotanud klorofülli. Sellised näiteks orhideed.

Kõige olulisemad mikroorganismide arengut määravad füüsikalised tegurid on niiskus, temperatuur, kiirgav energia, raadiolained, ultraheli, vees lahustunud ainete kontsentratsioon, rõhk.

Niiskuse kui abiootilise keskkonnateguri iseloomustus

Mikroorganismide arenguks on vajalik vaba vesi, kuna toitained tungivad rakku ainult lahustunud olekus. Vee kui lahusti olekut tootes väljendab vee aktiivsus Aw - lahuse (substraadi) P ja puhta lahusti (vee) P0 veeauru rõhkude suhe samal temperatuuril. Seega Aw=P/P0. Vee aktiivsus on arvuliselt võrdne tasakaalulise suhtelise niiskusega, väljendatuna murdosana, mis on väiksem kui üks. Destilleeritud vee aktiivsus on võrdne ühega ja vastab suhtelisele õhuniiskusele 100%. Lahuse vee aktiivsus, mille aururõhk on tasakaalus suhtelise õhuniiskuse 97% juures, on 0,97.

Mikroorganismide elutähtsat aktiivsust teostatakse Aw vahemikus 0,999 kuni 0,62. Iga mikroorganismi puhul on need piirid täpselt määratletud, konstantsed ja sõltuvad temperatuurist, söötme pH-st, toitainete saadavusest jne. Niiskusevajaduse järgi jagunevad mikroorganismid kolme rühma: hüdrofüüdid – niiskust armastavad, mesofüüdid – sööde niiskust armastavad, kserofüüdid - kuivalembesed.

Hüdrofüüdid on keskkonna niiskuse suhtes kõige nõudlikumad. Nende hulka kuuluvad kõik bakterid ja pärmseened. Enamik baktereid ei arene, kui substraadi Aw on alla 0,94–0,90; pärmi puhul on piirväärtus Aw0,88 - 0,05. Paljud seened on mesofüüdid, kuigi mõned neist on kserofüüdid ja hüdrofüüdid. Niisiis kasvavad perekonna Aspergillus seened Aw substraadi juures 0,75–0,62. Kserofüüdid on võimelised arenema niiskuse puudumisega.

Erinevad mikroorganismid taluvad Aw muutust erineval viisil. Mõned mikroorganismid (perekonnad Acetobacter ja Acetomonas, mõned putrefaktiivsed ja mõned patogeensed) on niiskuse suhtes väga nõudlikud ja Aw väärtuse vähenemisel (kuivatamise ajal) surevad kiiresti. Teisi mikroorganisme (perekonnad Lactobacterium, Mycobacterium, Salmonella, Staphylococcus ja Micrococcus) võib kuivatatud kujul säilitada üsna pikka aega. Kuivamiskindlad on paljud pärmseened, eriti aga bakterite ja mikroskoopiliste seente eosed, mis säilitavad idanemisvõime aastakümneid. Halofiilsed (soola armastavad) bakterid on veetegevuse suhtes vähenõudlikud.

Vesi on kõige levinum keemiline ühend Maa pinnal ja samal ajal kõige hämmastavam. See on ainus aine, mis esineb looduses üheaegselt kõigis kolmes agregatsiooni olekus – tahkel, vedelal ja gaasilisel kujul. Vesi on universaalne lahusti.

Vesi on väga tugev keemiline ühend. Sellel on kõigist vedelikest suurim pindpinevus, mis määrab selle kõrge kapillaarsuse.

Gaasiline vesi – veeaur – on õhust kergem, mis võimaldab pilvede teket, vee transporti atmosfääris ja sademeid. Geosfääride suur soojuspuhvermaht tuleneb suuresti vee sellistest omadustest nagu kõrge erisoojusmahtuvus, kõrge sulamis- ja aurustumissoojus. Omadused

paljud vees lahustunud ained, aga ka molekulaarbioloogilised struktuurid sõltuvad oluliselt hüdraadikomplekside konfiguratsioonist seotud vesi.

Vesi on elusorganismide jaoks kõige olulisem keskkonnategur ja nende konstant lahutamatu osa mis on näidatud tabelis.

Koos ökoloogiline punkt vesi on piiravaks teguriks nii maismaa- kui ka vee-elupaikades, kui selle kogus on allutatud järsutele muutustele (mõõnad, mõõnad ja voolud) või kui see kaob osmoosi teel väga soolasesse vette.

AT maa-õhk keskkond Seda abiootilist tegurit iseloomustavad sademete hulk, niiskuse väärtus, õhu kuivamisomadused ja veevaru saadaolev pindala.

Sademete arv on tingitud füüsilistest ja geograafilistest tingimustest ning on ebaühtlane gloobus. Kuid organismide jaoks on kõige olulisem piirav tegur sademete jaotus aastaaegade lõikes. Parasvöötme laiuskraadidel võib nende ebaühtlane jaotus isegi piisava aastaste sademete korral põhjustada taimede hukkumist põua või, vastupidi, vettimise tõttu. Troopiline

tsoonis peavad organismid üle elama niisked ja kuivad aastaajad, mis reguleerivad nende hooajalist aktiivsust peaaegu konstantselt aasta läbi temperatuuri.

Kõrbetingimustega kohanenud taimed sisaldavad idanemisinhibiitorit, mis uhutakse välja vaid teatud sademete hulga korral, mis on piisav taimestiku jaoks (näiteks 10 mm), ja alles siis idaneb. Algab lühiajaline "kõrbe õitsemine" (tavaliselt kevadel).

Õhuniiskus - veeauru kogus, mis sisaldub õhu ruumalaühikus antud temperatuuril. Sagedamini kasutatakse aga suhtelise õhuniiskuse mõistet ehk absoluutse niiskuse suhet veeauru hulka, mis võib küllastuda. antud ruumi sellel temperatuuril.

Siit tuleneb niiskuse võime muuta temperatuuri mõju: niiskuse vähenemine alla teatud piiri antud temperatuuril toob kaasa õhu kuivatava toime, millel on taimede jaoks kõige olulisem ökoloogiline väärtus.

Valdav enamus taimi imab vett mullast läbi juurtesüsteemi.

Kuiv pinnas raskendab imendumist. Taimede kohanemine selliste tingimustega on imemisjõu ja juurte aktiivse pinna suurenemine. Selle jõu suurus parasvöötme juurtes on 2–4 ⋅ 106 Pa ja kuivade piirkondade taimedes kuni 6 ⋅ 106 Pa.

Niipea, kui valitud mahus saadaolev vesi on valitud, kasvavad juured veelgi sissepoole ja väljapoole ning juurestik võib ulatuda näiteks teraviljade puhul 13 km pikkuseni 1000 cm3 mulla kohta (juurekarvadeta) ( joon. 5.9).

Vett kulub fotosünteesiks, ainult umbes 0,5% imendub rakkudesse ja 97-99% läheb transpiratsioonile – aurustumisele läbi lehtede. Piisava vee ja toitainete korral on taimede kasv võrdeline transpiratsiooniga ja selle efektiivsus on kõrgeim. Transpiratsioonitõhusus on kasvu (netotoodangu) ja läbinud veekoguse suhe. Seda mõõdetakse kuivaine grammides 1000 g vee kohta. Enamiku taimede, isegi kõige põuakindlate taimede puhul võrdub see kahega, s.t iga grammi elusaine saamiseks kulub 500 g vett. Kohanemise peamine vorm ei ole transpiratsiooni vähenemine, vaid kasvu peatumine põuaperioodil.

Sõltuvalt sellest, kuidas taimed niiskusega kohanevad, eristatakse mitmeid ökoloogilisi rühmi: hügrofüüdid - maismaataimed, mis elavad väga märgadel muldadel ja kõrge õhuniiskuse tingimustes (riis, papüürus, sõnajalg, kassaba, tarnad, oksad, jõhvikad, rabataimed); mesofüüdid - taluvad kerget põuda (erinevate kliimavööndite puittaimed, rohttaimed tammemetsad, enamik kultuurtaimi jne); kserofüüdid - kõrbetaimed, kuivad

vesi, savannid, kuivad subtroopilised piirkonnad, liivaluited ja kuivad, tugevalt kuumutatud nõlvad, mis on võimelised koguma niiskust lihavatesse lehtedesse ja vartesse - sukulendid (aloe, kaktused jne), aga ka sklerofüütid - millel on suur juurte imemisjõud ja võime vähendada taimede läbitungimist kitsastest väikestest lehtedest (külm koirohi, aedlillerohi, sulghein, aruhein jne).

Hügrofüütide struktuursed ja füsioloogilised omadused on loodud liigse niiskuse pidevaks eemaldamiseks. Seda teostab intensiivne transpiratsioon, mis erineb vähe füüsiline aurustamine. Liigne niiskus eemaldatakse ka gutatsiooni teel - vee vabastamisega spetsiaalsete eritusrakkude kaudu, mis asuvad piki lehe serva. Liigne niiskus raskendab õhutamist ja seega ka hingamist

ja juurte imemisaktiivsus, seega on liigse niiskuse eemaldamine taimede võitlus õhu kättesaamise eest.

Kserofüütide struktuursed ja füsioloogilised omadused on suunatud püsiva või ajutise niiskusepuuduse ületamisele pinnases või õhus. Selle probleemi lahendamine toimub kolmel viisil: 1) vee tõhus ekstraheerimine (absorptsioon); 2) selle säästlik kasutamine; 3) võime taluda suuri veekadusid.

Intensiivne vee ammutamine pinnasest saavutatakse kserofüütide poolt tänu hästi arenenud juurestikule. Kõrval kogumass kserofüütide juurestik on ligikaudu 10 ja mõnikord 300-400 korda kõrgem kui maapealsed osad. Juurte pikkus võib ulatuda 10-15 m-ni ja mustal saksil - 30-40 m, mis võimaldab taimedel kasutada sügavate mullahorisontide niiskust. üksikjuhtudel- ja põhjavesi. Samuti on pindmised, hästi arenenud juursüsteemid,

on võimeline absorbeerima väheseid sademeid, niisutades ainult pinnase ülemisi horisonte.

Kserofüütide säästliku niiskuse kasutamise tagab asjaolu, et nende lehed on väikesed, kitsad, kõvad, paksu küünenahaga, mitmekihilise paksuseinalise epidermisega ja suur kogus mehaanilised kuded, seetõttu ei kaota lehed isegi suure veekaotuse korral elastsust ja turgorit. Leherakud on väikesed, tihedalt pakitud, mille tõttu sisemine aurustuv pind on oluliselt vähenenud.

Lisaks on kserofüütide arv suurenenud osmootne rõhk rakumahl, tänu millele suudavad nad vett imada ka mulla suure veeeemaldusjõu korral.

Füsioloogilised kohandused hõlmavad ka rakkude ja kudede suurt veepidamisvõimet, mis on tingitud tsütoplasma suurest viskoossusest ja elastsusest, olulisest seotud vee osast kogu veevarus jne. See võimaldab kserofüütidel taluda kudede sügavat dehüdratsiooni ( kuni 75% kogu veevarust) ilma elujõulisuse vähenemiseta . Lisaks on taimede põuakindluse üheks biokeemiliseks aluseks ensüümiaktiivsuse säilimine sügava dehüdratsiooni ajal.

Mesofüüdid asuvad hügrofüütide ja kserofüütide vahel vahepealsel positsioonil. Need on levinud mõõdukalt niisketes piirkondades, kus on mõõdukalt soe režiim ja küllaltki hea mineraalse toitumisega. Mesofüütide hulka kuuluvad niitude taimed, metsade rohttaimed, parasvöötme niiske kliimaga aladelt pärit lehtpuud ja põõsad, aga ka enamik kultuurtaimi ja umbrohtu. Mesofüüte iseloomustab kõrge ökoloogiline plastilisus, mis võimaldab neil kohaneda muutuvate tingimustega. väliskeskkond. Spetsiifilised veevahetuse reguleerimise viisid on võimaldanud taimedel hõivata ökoloogiliste tingimuste poolest kõige erinevamaid maa-alasid.

Kohanemisviiside mitmekesisus on seega aluseks taimede levikule Maal, kus niiskusepuudus on ökoloogilise kohanemise üks peamisi probleeme.

12. Loomade kohanemised veerežiim .

Seoses veega loomade seas, sina

jagage järgmisi ökoloogilisi rühmi: hügrofiilid (niiskuslembesed) (puutäid, kevadsabad, maismaaplanaariad, sääsed, maismaa molluskid ja kahepaiksed); kserofiilid (kuiva armastavad) (kaamelid, kõrbernärilised, roomajad), aga ka vaherühm - mesofiilid (paljud putukad, linnud, imetajad).

Loomade veetasakaalu reguleerimise viisid on mitmekesisemad kui taimedes. Neid võib jagada käitumuslikeks, morfoloogilisteks ja füsioloogilisteks.

Käitumiskohandusteks on veekogude otsimine, elupaikade valimine, urgude kaevamine jne. Urgudes läheneb õhuniiskus 100%-le, mis vähendab aurustumist läbi katete, säilitab niiskust kehas.

To morfoloogilised viisid normaalse veetasakaalu säilitamine hõlmab moodustisi, mis aitavad kaasa vee säilimisele kehas: maismaa molluskite kestad, nahanäärmete puudumine ja roomajate naha keratiniseerumine, putukate kitiinne küünenahk jne.

Füsioloogilised kohandused vee ainevahetuse reguleerimiseks võib jagada kolme rühma: 1) mitmete liikide võime moodustada ainevahetusvett ja olla rahul toidust saadava niiskusega (paljud putukad, väikesed kõrbenärilised); 2) võime säästa seedetraktis niiskust tänu vee imendumisele soole seinte kaudu, samuti väga kontsentreeritud uriini moodustumisest

(lambad, jerboad); 3) niiskuse puuduse äärmuslikel juhtudel - niiskuse termoregulatsiooni (niiskuse tagastamise) lakkamine, nagu juhtub kaamelite puhul, kellel puudub juurdepääs veele. Sellises olukorras lülitatakse higistamine välja ja aurustumine hingamisteedest väheneb järsult.

NIISKUS KUI ÖKOLOOGILINE TEGUR Bioloogia. 11. klass E.A. Belova, G.G. Yukhnevich 2012 Niiskus kui abiootiline keskkonnategur Vee roll elusorganismide elus on hüdrofiilsete ainete universaalne lahusti, seetõttu osaleb ta ainevahetuses kui biokeemiliste reaktsioonide kandja rakus osaleb substraadina vahetult mõnes biokeemilises reaktsioonis ( hüdrolüüs, fotosüntees) määrab rakkude turgori ja mõnel loomal (ümarussid ja anneliidid) toimib hüdrostaatilise skeletina. transpordifunktsioon(ainete liikumine) organismis tänu suurele erisoojusmahule, soojusjuhtivusele ja aurustumissoojusele tagab soojusbilansi säilimise organismis ja hoiab ära selle ülekuumenemise toimib elupaigana veeorganismidele 1. Niiskus kui abiootiline keskkond tegur 2 Taimede ökoloogilised rühmad niiskuse ja nende kohanemise suhtes Klassifikatsioon maa taimed niiskuse suhtes Hügrofüüdid elavad väga niisketel muldadel ja kõrge õhuniiskuse korral Mesofüüdid elavad mõõduka niiskuse tingimustes Kserofüüdid elavad kuivades kohtades Sukulendid säilitavad vett oma kudedes ja elundites ning kasutavad seda siis säästlikult Sklerofüüdid, millel on vähenenud transpiratsioon ja võime aktiivselt liikuda. ammutama vett selle puudusel pinnases 2. Taimede kohanemine erinevate veerežiimidega 3 õhukest lehelaba püsivalt avatud stoomiga, seal on spetsiifilised "vee stoomid", mille kaudu eraldub vesi tilk-vedelas olekus; mehaaniline kude, küünenahk ja epidermis on halvasti arenenud (kutiikulaarne transpiratsioon on võimalik); lehtede mesofüllis on suured rakkudevahelised ruumid, mõnel liigil juurtes ja vartes võib esineda aerenhüüm - kude, mis salvestab õhku rakkudevahelistes ruumides; juurestik on halvasti arenenud (juured on õhukesed, sageli ilma juurekarvadeta); 2. Taimede kohanemine erinevate veerežiimidega Hügrofüütide ehituslikud iseärasused 4 Hügrofüütide hulgas on: varjulised – need on erinevates kliimavööndites asuvate märgade metsade madalama astme taimed. Kõrge õhuniiskuse tõttu võib nende transpiratsioon olla raskendatud, seetõttu tekivad lehtedele veevahetuse parandamiseks hüdatoodid ehk vesistoomid, mis eritavad tilgavett. Lehed on sageli õhukesed, varjustruktuuriga, halvasti arenenud küünenahaga ning sisaldavad palju vaba ja vähesel määral seotud vett. Isegi lühikese ja kerge põua alguses tekib kudedes negatiivne veebilanss, taimed närbuvad ja võivad hukkuda. valgus - need on avatud kasvukohtade taimed, mis kasvavad pidevalt niiskel pinnasel ja niiskes õhus (papüürus, riis, südamikud, soo-peenar, päikesekaste jne). 5 2. Taimede kohanemine erinevate veerežiimidega Taimede näited - hügrofüütid Aiahügrofüüt - hügrofüüt Päikesepuu on rabataim ja armastab niisket mulda ja niisket õhku Paljud sõnajalad ja samblad pole mitte ainult varju-, vaid ka niiskust armastavad taimed 2. Taimede kohanemine erinevate veerežiimidega 6 Veetaimed - taimed, vajalik tingimus kelle elu on vees olemine. Mõned neist on täielikult või enamasti vee all (hüdatofüüdid – sina), nad jäävad ebaolulisele sügavusele värske ja soolane vesi või pinnal hõljuda. Teised on ainult vee all põhja(hüdrofüüdid), elavad üle ajutise põua või nõuavad ainult nende juurte rikkalikku niisutamist; need on madalad, ranniku- ja soovormid. Väike-pardlill ja vesiroos on hüdatofüüdid. Kassisaba laialehine on hüdrofüüt. 7 2. Taimede kohanemine erinevate veerežiimidega Kserofüütide omadused on võimelised taluma pikka aega ebapiisavat niiskust; piirata transpiratsiooni vee maksumust; ammutage aktiivselt vett, kui seda mullas napib; säilitada põua ajal vett kudedes ja elundites. 8 2. Taimede kohanemine erinevate veerežiimidega Sukulendid (ladina keelest succulentus - mahlakad) on mitmeaastased taimed, mis on võimelised oma kudedesse ja elunditesse vett säilitama ning seejärel säästlikult kasutama. Sukulentide tüübid sõltuvalt organitest, milles vett hoitakse, lehevarre juur 2. Taimede kohandumine erinevate veerežiimidega 9 Kuivades piirkondades võib kohata lehtedega sukulente Kesk-Ameerika(agaav), Aafrika ja Kesk-Aasia(aloe), meie vabariigi kuivadel liivastel muldadel (sedum, juveniil) Agave Aloe molodilo Sedum söövitav ja kivikrobu kreeker 2 . Taimede kohanemine erinevate veerežiimidega 10 Varrega sukulendid on laialdaselt esindatud Ameerika kõrbetes (kaktuseliste sugukonna liigid) ja Aafrika kuivades piirkondades (sugukonna Euphorbiaceae liigid). Varre sukulentides on lehed taandunud okkadeks (kaktused). Fotosünteesi funktsioon kandus üle varrele, mis muutus roheliseks. Kaktused Euphorbia trihedral (euphorbia) 2. Taimede kohanemine erinevate veerežiimidega 11 Juursukkulente leidub tavaliselt kõrbetes, kus nad mitte ainult ei ole kohanenud põua üle elama, vaid peavad ka vastu. tugevad tuuled ja loomad. Selliste sukulentide juurestik on tavaliselt mugul- või naeris. Juured arenevad maapinna lähedal, et imada viimse piisani endasse ka kõige väiksem kogus neile langenud niiskust. Juure sukulentide varred ja lehed on tavaliselt lühiealised ja kuivema hooaja saabudes närbuvad, samas kui nende mulla eest kaitstud juured suudavad ellu jääda ja säilitada kudede elastsust pikka aega. 2. Taimede kohanemised erinevatele veerežiimidele Ceiba väikeselehine - Mehhikos kasvav väike baobabipuu, mille juurtel on kuni 30 cm läbimõõduga paistetus, mille käsnjas parenhüüm kogub niiskust. 12 sklerofüüti (kreeka keelest scleros – kõva) – taimed, millel on vähenenud transpiratsioon ja võime aktiivselt vett ammutada, kui seda mullas napib. Nad ei säilita niiskust põuaperioodiks, vaid tõmbavad selle välja ja kasutavad säästlikult. Tüüpilised sklerofüütide esindajad on sulghein, saksipuu, aga ka koirohi, liivane immortelle ja kanarbik. Sulghein Saxaul Koirohi immortelle liivane kanarbik 2. Taimede kohanemine erinevate veerežiimidega 13 On ka teisi taimede vorme, mis on kohastunud kõrbes kasvama niiskuse puudumisega: üheaastased taimed, mis väldivad kuumust, kuna on kohanenud kasvama ainult piisava niiskusega perioodil. ; kõrbepõõsad, mis kuival hooajal lehti heidavad. 14 2. Taimede kohanemine erinevate veerežiimidega Mesofüüdid on taimed, mis elavad mõõduka niiskuse tingimustes. Nad taluvad lühiajalist niiskusepuudust. Nende hulka kuuluvad enamik heitlehiseid puittaimi, niidu- ja metsakõrrelisi, teravilja, umbrohtu, peaaegu kõiki parasvöötme kultuurtaimi. 2. Taimede kohanemised erinevatele veerežiimidele 15 Lupinus longus kask Paprika Õunapuu 2. Taimede kohanemised erinevate veerežiimidega Enamik meil kasvavatest kultuurtaimedest on mesofüüdid. 16 Pehme nisu ja sinine rukkilill Hydrangea paniculata Zinnia Phlox paniculata Loomade kohanemised erinevate veerežiimidega Loomade kohanemise tüübid sõltuvalt veerežiimist morfoloogiline füsioloogiline käitumuslik 3. Loomade kohanemine erinevate veerežiimidega 17 Morfoloogilised kohandused hõlmavad kohanemisi, mis hoiavad vett loomade kehas. . Putukatel, ämblikulaadsetel on mitmekihiline kitiniseeritud küünenahk Kiirsisalik Pronksmardikad Roomajad on sarvjas kehakattega (sarvjas soomused ja taldrikud) Ämblik 3 . Loomade kohanemised erinevate veerežiimidega Loomade morfoloogilised kohanemised 18 Maismaa molluskitel on kestad Lindude keha on kaetud sulgedega Imetajate keha on kaetud villaga. Kassipojad joovad vett Kahepaiksed imavad vett läbi naha. Närilised kõrbes saavad vett, süües mahlakate võrsetega taimi 3. Loomade kohanemine erinevate veerežiimidega Loomade füsioloogilised kohanemised 20 Mõned loomad saavad vett rasvade oksüdeerumisel. Seetõttu on rikkalikud rasvaladestused (kaameli küür) omamoodi keemiliselt seotud vee reservuaariks. Baktrikaamel 3. Loomade kohanemine erinevate veerežiimidega Loomade füsioloogilised kohanemised 21 Käitumiskohased kohanemised tähendavad, et enamik loomi otsib aktiivselt vett. Võimalus teha kaugrändeid jootmisauku on tüüpiline antiloopidele, saigadele ja metseeslitele. Mõned loomad lähevad kuivaperioodil üle öisele eluviisile või jäävad suvel talveunne (maaoravad, marmotid, kilpkonnad). Gnuu jootmisaugu juures Kilpkonnad talvituvad 3. Loomade kohanemine erinevate veerežiimidega Loomade käitumuslikud kohanemised 22 Maismaaloomad jagunevad veerežiimi suhtes ökoloogilistesse rühmadesse: hügrofiilid on niiskust armastavad loomad, kes vajavad kõrget õhuniiskust (puutäi, sääsed, kahepaiksed). ); mesofiilid - loomad, kes elavad mõõduka õhuniiskuse tingimustes; kserofiilid on kuivust armastavad loomad, kes ei talu kõrget niiskust (kaamel, kõrbenärilised, roomajad jt). 3. Loomade kohanemised erinevate veerežiimidega 23 Loomad on kõrbes kohanenud niiskuse puudumisega erineval viisil. Tumedatel mardikatel on hämmastav võime suurendada süsivesikute lagunemise tagajärjel niiskusepuudusega metaboolse vee teket. Taimede tolmustest jäänustest toitudes eraldavad tumedad mardikad neist metaboolset vett, mis võimaldab neil eksisteerida peaaegu täieliku vee puudumise tingimustes. Kondensniiskuse tilka ootuses tarduvad mardikad pikaks ajaks omapärases poosis, kõhu ülaosa üles tõstetud. Tumedad mardikad 3. Loomade kohanemine erinevate veerežiimidega 24

Õhuniiskus, mis annab oma väärtuse temperatuurile, on siiski üks peamisi keskkonnategureid.

Suurema osa eluslooduse ajaloost esindasid orgaanilist maailma eranditult veeorganismide vormid. Olles maa vallutanud, ei kaotanud nad sõltuvust veest. Lisaks on vesi valdava enamuse elusolendite lahutamatu osa ning paljunemise või vähemalt selle keskse sündmuse – sugurakkude ühinemise – teostamiseks vajavad peaaegu kõik neist veekeskkonda. On märkimisväärne, et maismaaloomad on sunnitud looma oma kehas kunstliku veekeskkonna viljastamiseks ja see viib selleni, et viimane muutub sisemiseks.

AT sõna otseses mõttes Niiskus on veeauru hulk õhus. Seda saab väljendada grammides kuupmeetri kohta. Siiski eelistavad nad kujundlikumat ja indikatiivsemat vormi - õhu suhtelist niiskust as protsenti tegelik veeauru rõhk f rõhuks küllastunud aur F samal temperatuuril. Seega on + 15 ° juures küllastunud aururõhk F 12,73 mm Hg. Art. mis vastab ligikaudu 11 g veele 1 m 3 õhus. Suhteline õhuniiskus 75% vastab veeauru rõhule 12,73 X 0,75 = 9,56 mm Hg. Art. või umbes 8 g vett 1 m 3 õhu kohta.

Suhtelist õhuniiskust on raske täpselt mõõta. Selleks kasuta juuksehügromeetrit või psühromeetrit, viimane annab küll täpsemad näidud, kuid on keerulisem käsitseda. Lisaks on õhuniiskus sarnaselt temperatuuriga väga erinev ja suure ala skaalal on selle mõõtmine üsna töömahukas, kuna niiskuse määramine peab toimuma mitmes punktis üheaegselt. Seetõttu peame enam-vähem niiske kliima iseloomustamiseks sellest indikaatorist loobuma. Selle asemel saate kasutada andmeid, millel ei ole küll sama väärtust ja mõju, kuid mida on lihtne koguda ja töödelda. Lihtsaim näitaja on sademete hulk sentimeetrites või millimeetrites, mis aasta jooksul antud kohta sajab. Selle arvu kuude kaupa jaotus annab täpsemaid andmeid.

Praktikas ei ole sademete hulgal alati sama kliima- ja bioloogiline tähtsus. Kliima suurema või väiksema õhuniiskuse hindamiseks on vaja arvestada ka temperatuuriga. Tõepoolest, sama sademete taseme juures on külmem piirkond niiskem, kuna aurustumine on seal aeglasem. Kliima suurema või väiksema kuivuse väljendamiseks on välja pakutud mitmeid viise, mille puhul võetakse üheaegselt arvesse nii sademeid (või suhtelist õhuniiskust) kui ka temperatuuri. Lihtsaim on Martonne kuivuse indeks:

kus P - aastane sademete hulk, mm; T - aastane temperatuur, kraadi.

Mida kõrgem on kuivuse indeks, seda niiskem on kliima. Kuivusindeksit saab arvutada iga kuu kohta eraldi järgmise valemi abil: i = 12 p/(t + 10), kus p on kuu sademete hulk ja t on keskmine temperatuur samal kuul. Et tulemused oleksid võrreldavad aastaarvudega, korrutatakse need 12-ga – kuude arvuga aastas.

Gossen peab kuud kuivaks, kui selle sademete hulk millimeetrites on väiksem kui kahekordne tähendus kraadides väljendatud temperatuur. Ta tugevalt

soovitab kõige visuaalsema väljendusviisina kasutada teatud piirkonna jaoks joonistatud nn ombrotermilisi diagramme. Selleks kantakse abstsissteljele aasta kuud, ordinaatteljel aga sademete hulk ja kahekordistunud temperatuurid. Kui temperatuurikõver läheb üle sademete kõvera, siis on kliima kuiv, kui suhe on vastupidine, on kliima niiske.

Teatud niiskustase on maismaaloomade ja -taimede jaoks hädavajalik. Nende hulgas vajavad paljud normaalse elu tagamiseks 100% suhtelist õhuniiskust; vastupidi, normaalses olekus organism ei saa absoluutselt kuivas õhus kaua elada, sest kaotab pidevalt vett. Kuna vesi sisaldub elusaine koostises vajaliku komponendina, põhjustab selle kadu teatud koguses surma.

Taimed kasutavad oma juuri, et ammutada mullast vajalikku vett. Samblikud, mille hulgas on väikese koguse veega rahulolevaid vorme, suudavad veeauru imada. Madalamad taimed suudavad kogu oma aktiivse pinnaga vett imada. Kuiva kliimaga taimedel on mitmeid morfoloogilisi kohandusi, mis tagavad minimaalse veekao (stoomide sukeldamine lehe sügavusse; varre mahlasus; okaste või okasteks muutuvate lehtede vähenemine; lehtede kõverdumisvõime, katab stomata ja vähendab seeläbi aurustumispinda).

Kõik maismaaloomad vajavad perioodilist varu, et kompenseerida aurumisest ja eritumisest tingitud vee vältimatut kadu. Paljud neist joovad vett, teised imevad seda vedelas või aurulises olekus keha kaudu; viimaste hulka kuuluvad enamik kahepaikseid, mõned putukad ja lestad. Enamik kõrbeloomi ei joo kunagi; nad katavad oma vajadused toidust saadava veega. Lõpuks on loomi, kes saavad veelgi rohkem vett. raske viis- rasvade oksüdatsiooni protsessis. Näiteks kaamel ja putukad, kes on spetsialiseerunud teatud toitudele – riisikärsakad, koi Tineola biselliella röövikud ja rasvatoiduline ööliblikas Aglossa pinguinalis. Vett, mida mõnikord saadakse suurte raskustega, on loomad sunnitud kõik säästma võimalikud viisid. Seda saavutab öine eluviis, nende katete läbilaskmatus, mis vähendab aurustumist, hingamiselundite sukeldumine keha sügavustesse ja nende avauste kitsus. Enamik maismaaloomad kaotavad vett koos eritusproduktidega. Seetõttu on nende toodete vabanemine kergesti lahustuva ja mürgise ammoniaagi ja karbamiidi kujul võimalik ainult siis, kui loomal ei ole veepuudust. Vastasel juhul eemaldatakse need peamiselt peaaegu lahustumatu kusihappe kujul. See on tüüpiline roomajatele ja paljudele putukatele.

Seega on vesi elusolendite jaoks hädavajalik. Ei ole raske tuvastada, et kui see on olemas, jaotuvad liigid elupaikade vahel vastavalt nende vajadustele: veeorganismid elavad kogu aeg vees; hüdrofüüdid võivad elada ainult väga niiskes keskkonnas (kahepaiksed, vihmaussid, maismaatiod, metsatäid ja enamik koopaloomi); mesofüüte iseloomustab mõõdukas veevajadus või keskmine õhuniiskus; need on peamiselt eurygry, st organismid, mis taluvad suuri niiskuse kõikumisi. Neid leidub kõige sagedamini piirkondades parasvöötme; kserofüüdid eelistavad kuivi elupaiku, neil on spetsiaalsed kohandused, millest oli eespool juttu. Seda tüüpi organismid elavad kõrbealadel, kuid neid võib leida ka nendest keskmine rada erilise mikrokliimaga kohtades - luidetes, Vahemere küngaste lõunanõlvadel jne. Kserofiilia astmeid on palju. Vahemere kuivas mikrokliimas elavad liigid hukkuksid Saharas.

Ökoloogilise valentsuse seisukohalt tuleks hüdrofüütide ja kserofüütide liigid omistada stenogigeerijate rühma. Loomulikult on stenohügroomi aste erinev; seda võib täheldada mesofüütide seas, kuid seda juhtub harva.

Tingimustes väike vahe naabermikrokliima vahel täheldatud niiskuses liiguvad stenoigerliigid loomulikult nende jaoks soodsaima mikrokliima juurde. Vähesed liigid tõmbavad ligi õige kuivus; pigem hoiab neid ühes või teises elupaigas termofiilia. Vastupidi, maismaavormide hulgas on palju liike, mis eelistavad kõrget õhuniiskust, kuna kuivus on sageli piirav tegur. Mõned laboris testitud liigid eelistavad erakordse täpsusega teatud niiskust. Näiteks uuriti sääskede kaksikliike Anopheles maculipennis rühmast. Selgus, et Anopheles atroparvus eelistab 100% suhtelist õhuniiskust, Anopheles messeae - 97% ja Anopheles typicus - 95%.

Need vormid on võimelised jäädvustama niiskuse erinevusi 1% täpsusega. Huvitav on see, et kõigi Anopheles'ide aktiivsus suureneb 94% suhtelisest õhuniiskusest; õhuniiskuse vähenedes aktiivsus väheneb. Nagu ka temperatuuri puhul, ei ole eelistatud õhuniiskus alati sama, mis optimaalne.

Niiskus mõjutab oluliselt organismide elutähtsaid funktsioone. Näiteks Hamilton uuris seda mõju rändtirtsule Locusta migratoria, mis põhjustab põllukultuuride haarangute tõttu paljudele riikidele tohutut majanduslikku kahju. Autor näitas, et 70% suhtelise õhuniiskuse juures saavutas emaste puberteedi ja viljakuse tase maksimumi.

Uurides liikide levikut sõltuvalt kohaliku kliima iseärasustest ja eelkõige selle niiskusest, ei saa õhu suhtelist niiskust pidada otsustav näitaja oma suure varieeruvuse tõttu. Seetõttu kasutatakse ühte ülalmainitud näitajatest, näiteks kuivuse indikaatorit. Sest prantsuse alpidõnnestus skoori lüüa erinevad tüübid ortopteraanid; viimaseid kasvab kliima muutudes märjast kuivaks. Kuivus oli klassifitseerimise aluseks. Valik osutus väga edukaks, kuna see näitaja toimib valikulise tegurina. Ja see pole üllatav, kuna juuli mägedes on eluliselt tähtis oluline periood Orthoptera jaoks, millel on väga lühike arengutsükkel. Siin on peamiste liikide jaotus klasside kaupa:

Hüdrofüüdid - Tettigonia cantans, Chrysochraon dispar, Metioptera roeselii

Mesohügrofüüdid – Decticus verrucivorus, Omocestus viridulus

Mesofüüdid - Gryllus campestris, Tettigonia viridissima, Stenobotlrus lineatus

Mesokserofüüdid – Stauroderus scalaris

Kserofüüdid - Ephippiger ephippiger, Ephippiger bormansi, Oecanthus pellucens, Psophus stridulus, Oedipoda coerulescens

Tuleb märkida, et see aruanne on koostatud üldise kliimaga seoses. See ei võta arvesse mikrokliima erinevusi, mis mõjutavad liigi levikut. Näiteks Mecostethus grossus ei reageeri suhteliselt kõrgele niiskusele. üldine kliima, kuna see liik elab eranditult avatud veega soodes. Kohalik kliima võiks mõjutada selle levikut, kui see oleks piisavalt kuiv ja soode olemasolu uuringualal oleks välistatud. See näide näitab, kui raske on keskkonnategureid juhtida ja kui oluline on nende vahel vahet teha piirkondlik kliima ja mikrokliima, mis võivad üksteisega vastuolus olla.

Mõnel juhul on suuremat või väiksemat hügrofiiliat võimalik uurida isegi veeliikidel. See viitab organismide vastupidavusele kuivamisele mõõna ajal. Loodetevahelist rannikuvööndit nimetatakse interkotidaalseks või parem loodetevaheliseks. Roscoffi merebioloogiajaama ümbruses on kirjeldatud mitmeid rannikutaimestiku kihte, alustades kõige ülemisest, mitte kunagi üle ujutatud ja ainult pritsitud ning lõpetades kõige madalamaga, mis ei ulatu veest välja ka maksimaalse mõõna korral.

Loodetevahelises tsoonis esineb ka perekonda Littorina kuuluvate mao molluskite liikide levik kihilisust, kuid vähem eristuv kui taimedel. Viimane asjaolu ei tohiks olla üllatav, sest vaatamata oma vähesele liikuvusele on need molluskid siiski võimelised liikuma ajutiselt soodsamasse biotoopi. Mõnede liikide piirang on järgmine:

Littorina neritoides elab tavaliselt ülemise loodete joone kohal, Littorina rudis hõivab loodete tsooni, Littorina obtusata sügavamal loodete tsoonis ja Littorina littorea on haruldane.

Loodetevahelise vööndi taimestiku ja loomastiku levikul on kihistumine väga selgelt väljendunud, kuid ei tasu unustada, et seda võib mingil määral häirida ranniku piirjoon. Mõnevõrra erinev on see ka lahe sügavustes ja neeme serval, rahulikus vees ja surfist mõjutatud faatsiates. Nendel juhtudel lisanduvad eelkirjeldatud kihilisusele erinevatele faatsiatele iseloomulikud tüübid.