Фактори навколишнього середовища та їх дія на організми

4. Помірно холодна. Середня річна  температура вища 0°С. Чітко виділяються  сезони року. Найтепліший місяць  — липень, його середня температура  становить понад +10°С. Вегетаційний  період триває 7-8 місяців і переривається  через нестачу тепла наприкінці осені. Однак деревна рослинність може тут існувати, витримуючи досить низькі температури.

5. Холодна полярна. Середньорічна  температура території Крайньої  Півночі (окрім Кольського п-ва, який  омивається Гольфстрімом) нижче 0°С. Середня липнева температура менше 10°С. Вегетаційний період триває 3,5-4 місяці, а саме літо — 2-3 місяці, Протягом усього вегетаційного періоду спостерігаються нічні заморозки.

Перехід від одної зони до іншої здійснюється поступово, і на кожний градус широти середня температура зменшується приблизно на 0,5°. Зниження середньої річної температури спостерігається і з підвищенням над рівнем моря. Найтепліші нижні пояси, найхолодніші — найвищі.

Стосовно температури як екологічного фактора розрізняють дві групи рослин: теплолюбні (термофіли) і холодолюбні (психрофіли). Теплолюбними називають рослини, які добре розвиваються в умовах високих температур, холодолюбними — рослини, які можуть рости в умовах досить низьких температур.

Відносно погодних умов рослини поділяють на морозостійкі та неморозостійкі. За ступенем адаптації до умов крайнього дефіциту тепла можна виділити три групи рослин:

1. Нехолодостійкі — сильно пошкоджуються  або гинуть при температурах, вищих за точку замерзання води. Загибель пов'язана з інактивацією ферментів, порушенням обміну нуклеїнових кислот і білків, руйнуванням мембран і припиненням дії асиміляторів. Це рослини дощових тропічних лісів, водорості теплих морів.

2. Неморозостійкі — переносять  низькі температури, але гинуть, як тільки у тканинах починає утворюватись лід. При настанні холодного періоду року в них підвищується концентрація осмотично активних речовин у клітинному соці і цитоплазмі, що знижує точку замерзання до -5°-7°С.

За ступенем адаптації до високих температур виділяють такі групи організмів:

1) нежаростійкі — пошкоджуються  вже при температурі ЗО —40°С (водні квіткові, наземні мезофіти);

2) жаровитривалі еукаріоти —  рослини сухих місцезростань  з сильною інсоляцією (степи, пустелі, савани, сухі субтропіки і т.п.) переносять півгодинне нагрівання до 50 - 60°С;

3) жаростійкі прокаріоти — термофільні  бактерії і деякі види синьо-зелених водоростей, які можуть жити в гарячих джерелах при температурі 85-90°С.

Відома ще одна група рослин, які витримують температуру пожеж, що сягає сотень градусів, їх називають гігрофітами (рослини саван з грубою корою і товстошкірим насінням).

Температурні адаптації тварин мають свої особливості, які можна згрупувати в три види:

1) хімічна терморегуляція —  активне збільшення теплопродукції  у відповідь на зниження температури;

2) фізична терморегуляція —  зміна рівня тепловіддачі, завдяки  особливостям волосяного чи пір'яного покриву, розподілу жирових запасів, деталям будови кров'яної системи, можливості випаровування тощо;

3) поведінка організмів — переміщуючись у просторі або змінюючи свою поведінку, тварини можуть активно уникати критичних температур.

Біотичні фактори поділяють на дві групи: внутрішньовидові та міжвидові взаємодії. Під внутрішньовидовими, або гомотипічними, реакціями розуміють взаємодію між особинами одного виду. Ефект групи — це вплив групи як такої і числа індивідів у групі на поведінку, фізіологію, розвиток і розмноження особин, зумовлений сприйняттям присутності особин свого виду за допомогою органів чуття. Ефект маси, на відміну від ефекту групи, не пов'язаний зі сприйняттям особинами одного виду присутності одна одної.

До гомотипічних реакцій крім групового і масового ефектів належить ще одна форма взаємодії між особинами одного виду — внутрішньовидова конкуренція — боротьба за можливість вижити, для чого необхідна енергія, яку отримують рослини у вигляді сонячного світла, а тварини у вигляді різної поживи. Тому в боротьбі за оволодіння джерелами енергії відбувається напружена конкуренція, виникає суперництво між особинами одного виду. Відносно всіх видів конкуренції Існує правило: чим більше збігаються потреби конкурентів, тим жорстокіша конкуренція (правило конкурентної боротьби). Отже, основним результатом внутрішньовидової конкуренції є дивергенція особин, що завершується формуванням популяцій.

Розрізняють дві основні форми конкуренції — пряму і побічну. Пряма конкуренція, або інтерференція, здійснюється шляхом прямого впливу однієї особини на іншу, наприклад, шляхом агресивних зіткнень між тваринами або виділення токсинів (алелопатія) рослинами, та мікроорганізмами. Побічна конкуренція не передбачає безпосередньої взаємодії між особинами. Вона відбувається опосередковано — шляхом споживання різними тваринами одного й того самого ресурсу, який обов'язково має бути обмеженим. Тому таку конкуренцію зазвичай називають експлуатаційною.

Хижацтвом називають таку взаємодію між популяціями, за якої одна з них, несприятливо впливаючи на іншу, дістає вигоду від цієї взаємодії. Хижак вбиває жертву і з'їдає її повністю або частково (винятком є ящірки, які залишають хижаку хвіст, і рослини, у яких травоїдні, наприклад, колорадський жук, об'їдають тільки листки). Паразитизм є, по суті, хижацтвом, проте хазяїн, як правило, не гине відразу, а деякий час використовується паразитом. А відтак, паразитизм можна розглядати як особливу форму хижацтва.

Вирішальне значення в природі має міжвидова конкуренція, оскільки вона більшою мірою, ніж інші гетеротипічні реакції, визначає роль видів в екосистемах. Міжвидова конкуренція — це така взаємодія, коли два види суперничають через одні й ті самі джерела існування — поживу, життєвий простір тощо. Причому вона виникає в тих випадках, якщо використання джерела ресурсів одним видом призводить до обмеженого використання його іншим.

Внутрішньовидова конкуренція сильніша від міжвидової, однак правило конкуренції поширюється на останню. Конкуренція між двома видами тим сильніша, чим ближчі їхні потреби. Два види з цілком однаковими потребами не можуть існувати разом: один з них через деякий час обов'язково буде витіснений (принцип конкурентного витіснення, або принцип Гаузе). Узагальненням конкурентної боротьби в екосистемах є закон максимізації енергії, сформульований Г. і Ю. Одумами та доповнений М. Реймерсом: у конкуренції з іншими системами зберігається та з них, яка найбільше сприяє надходженню енергії та інформації і використовує максимальну їх кількість найефективніше.

Різноманітність форм людської діяльності, які змінюють біотичні й абіотичні елементи природи, багато вчених об'єднують під загальною назвою антропогенні впливи, або антропогенні фактори.

Український еколог О.О. Лаптев, зокрема, розглядає антропогенні фактори як породжені соціальним обміном речовин і енергії тіла, речовини, процеси і явища, які впливають на природу одночасно з природними факторами.

До антропогенних факторів належать усі види створюваних технікою і безпосередньо людиною впливів, які пригнічують природу: забруднення; технічні перетворення й руйнування природних систем ландшафтів (у процесі добування природних ресурсів, будівництва тощо); вичерпання природних ресурсів (корисні копалини, вода, повітря та ін.); глобальні кліматичні впливи (зміна клімату в зв'язку з діяльністю людини); естетичні впливи (зміна природних форм, несприятливих для візуального та іншого сприймання).

Взагалі антропогенні фактори — це впливи людини на екосистему, що зумовлюють у її компонентів (абіотичних і біотичних) суттєві відгуки (реакції). Вони можуть бути фізичними, хімічними, кліматичними, біотичними, а за характером зв'язків — вітальними і сигнальними, за часом дії — постійними і періодичними, ледве помітними і катастрофічними. Будучи за характером впливу екзогенними, вони діють на ендогенні фактори і завдяки їм "зсередини" — на екосистему або на її компоненти.

Вплив людини на природу може бути як свідомим, так і стихійним, випадковим. Користуючись знанням законів розвитку природи, людина свідомо виводить нові високопродуктивні сорти рослин і породи тварин, усуває шкідливі види, творить нові біоценози. Проте нерідко вплив людини на природу має небажаний характер.

До випадкових належать впливи, які є наслідком діяльності людини, але не були наперед передбачені або заплановані; випадкове завезення насіння бур'янів і тварин (завезення з Північної Америки колорадського жука в Європу та кролів в Австралію). Сюди слід віднести випас худоби, розорювання земель, рекреаційні деградації тощо.

Особливої шкоди природі завдають урбогенні та техногенні процеси які часто діють сумісно. Великі міста, як правило, мають промислові зони, транспортні магістралі, щільну забудову і, таким чином, творять великі площі мертвої підстилаючої поверхні, яка акумулює додаткове тепло. Над містами здіймаються "гарячі острови" з пилу та сажі, а також газові викиди, які погіршують якість життєвого середовища, роблячи його шкідливим для здоров'я людей.

Антропогенні едафічні і кліматичні фактори витісняють природну рослинність, збіднюють тваринний світ, обмежують діяльність мікроорганізмів-деструкторів. Тому екосистеми великих міст та індустріальних центрів є енергетичне субсидовані, їх діяльність часто повністю залежить від втручання людини (газони, квітники, сади, сквери, захисні смуги, агрокультури).

Основними урбогенними негативними факторами є теплові, хімічні, радіаційні, електромагнітні, світлові, звукові, вібраційні тощо. Часто в містах вони діють одночасно, особливо це стосується транспортних магістралей із високою інтенсивністю руху. Однак не лише у великих містах діє цей комплекс антропогенних факторів. Якщо звернути увагу на лісові Карпати, то побачимо, що і в цьому віддаленому регіоні транспортні, електро- і нафтогазові магістралі, потужні трактори й автомобілі на трелюванні лісу і лісовивезенні завдають непоправної шкоди лісовим екосистемам. Зникають окремі види рослин і тварин, руйнується грунт, порушується екологічна рівновага.

Однак не можна всю антропогенну діяльність вважати негативною: впливи, які оптимізують екосистеми, є позитивними. Інтродукція, фітомеліорація, біологічні методи боротьби зі шкідниками рослин і тварин — це позитивна антропогенна діяльність, яка в умовах ноосферного управління повинна переважати. Згідно з висловом відомого російського еколога С.С. Шварца, прогноз розвитку науки на найближчі-десятиліття включає в себе суттєві зміни структури біоценозів Землі, створення здатних до самовідновлення і саморегулювання специфічних біогеоценозів. Учений відзначає антропогенні ландшафти, які будуть вирізнятися підвищеною. стабільністю і підвищеною здатністю до біологічного очищення. Загальний баланс біосфери має підтримуватися на рівні, що забезпечуватиме оптимальний розвиток людського суспільства.

На Конференції ЮНЕСКО "Середовище і розвиток", яка відбулася в 1992 р. у Ріо-де-Жанейро, прийнято два фундаментальні документи: "Декларація з Ріо в справах середовища" та "Глобальна програма дій — Агенда 21", в яких викладена ідея екологічного розвитку сучасної цивілізації. Про актуальність цієї ідеї свідчить те, що вона проникнула у всі галузі життя: філософію, науку, господарську діяльність, міжнародні стосунки та побут. Від уміння розв'язувати екологічні проблеми залежить наше майбутнє.

2. Екологічний блок урбоекосистеми. Ландшафтно-типологічний аналіз  міст. Еколого-економічне районування.

          Життя  і  діяльність  людини  пов’язані  з  конкретним,  досить  тонким шаром  біосфери  —  “плівкою  життя”  (Аболін,  1925),  біогеоценотичним покривом (Сукачов,1964). В.І. Вернадський (1967) називав цей шар “живою речовиною”, інші автори — “вітасферою” (Александрова,1971; “біогеосферою” (Диліс,1978), “біогеоценотичною оболонкою” (Сукачов,1964) і т.п. У біогеоценотичному шарі сконцентрована основна маса існуючих живих організмів. Тут активно, в тісній взаємодії фітоценозів, зооценозів і мікробіоценозів перебігають біоценотичні процеси. Вважають що до біогеоценотичного шару (вітасфери) суші належать біоценози ті нижні шари тропосфери потужністю в декілька десятків метрів, а також ґрунт з підґрунтям — місце зосередження кореневих систем рослин мікроорганізмів і багатьох видів тваринних організмів.

         Місто існує в межах біосфери, пише акад. М.А. Голубець (1997), займає певний екологічний простір і має в своєму складі незмінну екологічну підсистему. Вона виникла на місці природних лісів, лучних та степових екосистем, компоненти яких редукованими чи антропогенно перетвореними увійшли до складу міських соціоекосистем. Міська територія з якої уявно вилучається соціальний колшонент, наближається до таких екосистем, як рукотворний ставок чи штучне рослинне угруповання, В якому вимальовуються певний видовий склад організмів, трофічні зв’язки між ними, особливості ґрунтового покриву (у парках, скверах), газообмін чи біотичний кругообіг. Тому цю територію (міський об’єм біосфери чи біогеоценотичного покриву) можна розглядати як своєрідну екосистему, і як екологічний блок міської соціальної системи (соціосистеми). Саме цей блок, а не ціле місто доречно називати екосистемою (урбоекосистемою), беручи до уваги, що вона ніколи не існує самостійно, а завжди є одиницею, підпорядкованою міській соціосистемі, є її структурною підсистемою.

Слід зауважити, що місто (з лат. urbs) — це явище суспільне (з лат. societas — суспільство), і підпорядкування йому екосистеми (природного блоку) не зовсім виправдане. Незважаючи на намагання людини “царювати” над природою, природна підсистема все ж залишається у місті автономною і дуже часто проявляє свій “характер”: в карстових зонах провалюються будинки, розмиваються набережні, зносяться мости, ерозійні потоки руйнують ґрунтовий покрив, а повітряні потоки у висотній забудові взимку нагадують холодні гірсько-долинні вітри.