Абиотические компоненты биосферы
К абиотическим (неживым, косным) компонентам относится вещество, в создании которого не принимало участие живое вещество [9]: земная кора (кроме самого верхнего слоя – почвы, а также продуктов фоссилизации, т.е. захоронения органического вещества), минералы и вещества, поступающие в биосферу из-за её пределов (космоса, глубин планеты). Достаточно сложно выделить абсолютно «чистое» косное вещество, так как воздействие живых организмов в биосфере испытывают все неживые вещества. Поэтому, косное вещество, образовавшееся и перерабатываемое живыми организмами, называется биокосным [4] (например: почва, ил).
Биогенное вещество – это вещество, создаваемое и перерабатываемое живым веществом. На протяжении органической эволюции живые организмы тысячекратно пропустили через свои органы, ткани, клетки, кровь всю атмосферу, весь объём мирового океана, огромную массу минеральных веществ (например, так образовались уголь, нефть, минеральные породы, кислород).
Живое вещество биосферы
Живое вещество, или биомасса – совокупность всех живых организмов на Земле, способных к воспроизводству, распространению по планете, борьбе за пищу, воду, территорию и т.д. Живое вещество связано с косным веществом – атмосферой (до уровня озонового экрана), полностью с гидросферой и литосферой, главным образом в границах почвы, но не только.
Живое вещество биосферы неоднородно и обладает тремя типами трофических взаимодействий: автотрофностью, гетеротрофностью, миксотрофностью.
Трофические экологические взаимодействия способствуют преобразованию неорганического (косного) вещества в органическое и обратной перестройке органических веществ в минеральные.
Живое вещество характеризуется определенными свойствами: это огромная свободная энергия; химические реакции, протекающие в тысячи и даже миллионы раз быстрее, чем в других веществах планеты; специфические химические соединения – белки, ферменты и другие соединения, устойчивые в составе живого; возможность произвольного движения – рост или активное перемещение; стремление заполнить все окружающее пространство; разнообразие форм, размеров, химических вариантов и т.п., значительно превышающее многие контрасты в неживом, косном веществе.
Количество живого вещества биосферы в пределах отдельно рассматриваемого геологического периода является постоянным. Согласно закону биогенной миграции атомов [10], живое вещество оказывается энергетическим и химическим посредником между Солнцем и поверхностью Земли.
Понравилась статья? Добавь ее в закладку (CTRL+D) и не забудь поделиться с друзьями:
Абиотический компонент биосферы что это такое
Важнейшими составляющими абиотического компонента экосистемы помимо почв являются климатические и топографические факторы. Кроме того, в абиотический компонент может входить наличие волн, гейзеров, вулканов и прочие экзотические факторы.
К климатическим факторам относят свет, температуру, влажность и т. п. На интенсивность света влияет широта местности, время дня и года, а также наклон поверхности по отношению к горизонтали. Под действием света в растениях происходят фотосинтез и транспирация, благодаря свету животные видят. Организмы, живущие в областях с выраженной сменой времён года, выработали различные реакции на периодические изменения освещённости (у растений – цветение, опадание листьев, у животных – миграция, зимняя спячка). Необходимость света для нормальной жизнедеятельности приводит к ярусной структуре наземных сообществ, а в водных экосистемах ограничивает распространение большинства организмов поверхностными слоями воды.
Ультрафиолетовые лучи с длиной волны менее 290 нм губительны для всего живого. Жизнь на Земле возможна только потому, что это излучение задерживается озоновым слоем атмосферы, и до поверхности доходит только длинноволновая часть УФ-излучения (300–400 нм). Но даже она обладает высокой активностью и может вызывать повреждение кожного покрова.
Каждый организм может существовать только в определённом диапазоне температур. При понижении температуры до 0 °C происходит замерзание воды, и клетка погибает. При высоких температурах белки денатурируют, теряя свои функции, и жизнь также становится невозможной.
У организмов с непостоянной температурой тела повышение температуры окружающей среды вызывает ускорение метаболических реакций. Млекопитающие и птицы развили способность к терморегуляции – поддержанию постоянной температуры тела. Наземные организмы выработали различные адаптационные механизмы, позволяющие уменьшить неблагоприятное воздействие температурных колебаний. В воде изменения температуры относительно невелики, и проблема приспособления организмов к колебаниям так остро не стоит.
Вода, как необходимое условие жизни, также является ограничивающим фактором в экосистемах. Водный баланс определяется выпадением осадков, дренажем и испарением воды; его смещение приводит к засухе либо, наоборот, к переувлажнению. Растения и животные, обитающие в засушливых местностях, приспособились к неблагоприятным условиям: они уменьшают потери воды (например, сбрасывают листья, снижают потоотделение или транспирацию, уменьшают площадь поверхности тела), увеличивают её потребление (длинные, глубоко проникающие корни), переживают неблагоприятный период в виде луковиц и клубней или в летней спячке.
Ветер увеличивает скорость испарения воды. Он влияет на рост растений на открытых участках, переносит семена и споры неподвижных растений и животных. Перемещения воздушных масс вызывают перераспределение осадков на поверхности Земли.
В некоторых местах (например, под корой гниющего дерева) климатические условия могут отличаться от климата окружающей среды. В этом случае говорят о микроклимате . Микроклимат играет важную роль при распространении организмов, способных обитать в ограниченном диапазоне условий.
Исключительно важную роль играет и рельеф местности. Во-первых, топография сильно сказывается на климатических; горы могут являться климатическим барьером. Во-вторых, при изменении высоты местности над уровнем моря меняются температура, влажность, атмосферное давление. Крутизна склона и его ориентация по частям света (экспозиция) также оказывают большое влияние на экосистему.
Абиотический компонент – это динамическая система. Циклические процессы перемещения и превращения веществ называются круговоротами веществ . Важнейшими из них являются круговорот воды (гидрологический цикл), кислорода, углерода, азота, фосфора, кальция и других элементов.
Вода испаряется с поверхности океанов и морей, переносится ветром в виде туч и осадками выпадает на сушу. Часть воды испаряется с суши обратно в атмосферу, другая часть через грунтовые воды даёт начало рекам, третья часть поглощается организмами. По пути сквозь горные породы вода вымывает минеральные вещества; в конце концов они попадают в океан, изменяя с течением времени его состав. На круговорот воды в природе тратится огромная энергия: 10,5 ∙ 10 32 Дж в год (10 % всей получаемой Землёй от Солнца энергии).
Углерод поглощается из атмосферы растениями, растения поедаются животными. Скорость усваивания углерода растениями составляет 1,5 ∙ 10 11 т в год (для сравнения общая масса углерода в растениях составляет около 5 ∙ 10 11 т, в животных – 5 ∙ 10 9 т, в атмосфере – 6,4 ∙ 10 11 т). В результате дыхания часть углерода возвращается обратно в атмосферу. Из остаков мёртвых организмов углерод попадает в почву и накапливается там, образуя гумус, торф, каменный уголь, нефть, природный газ. В активном круговороте углерода участвует лишь небольшое количество этого элемента; огромные запасы углерода законсервированы в известняках и других породах. Сжигание этих веществ увеличивает содержание углекислого газа в атмосфере, что по некоторым данным увеличивает парниковый эффект.
Кратко остановимся на круговоротах других важнейших веществ.
Кислород выделяется в процессе фотосинтеза в атмосферу и поглощается из неё организмами во время дыхания, связываясь при этом в углекислом газе. Используется кислород и редуцентами – при разложении мёртвой органики. В верхних слоях атмосферы происходит взаимное превращение кислорода в озон и обратно под действием солнечных лучей. Небольшое количество кислорода фиксируется в полезных ископаемых.
Человек вносит заметные изменения в круговорот кислорода. Всё больше и больше кислорода связывается за счёт сжигания органического топлива (каменного угля, нефти, газа). Использование хлорфторуглеводородов (например, фреона) истончает озоновый слой, который защищает всё живое на Земле от губительных ультрафиолетовых лучей.
Большинство живых организмов не могут усваивать азот в газообразной форме. Исключением являются только некоторые бактерии и сине-зелёные водоросли (при этом некоторые бактерии наоборот восстанавливают нитраты до молекулярного азота). В растениях азотсодержащие соли преобразуются в органические соединения, которые передаются дальше по цепям питания. Обратно в среду соединения азота попадают с мочой или уже после гибели организма.
Чрезмерное использование азотистых удобрений приводит к увеличению содержания нитратов в пищи. Кроме того, растения усваивают лишь часть (меньшую часть) удобрений, а остальное смывается дождями в водоёмы, что в конечном итоге приводит к зарастанию водоёмов водорослями.
Сера поступает в пищевые цепи через растения. Сера содержится в любом организме как составная часть протеинов. После гибели организма сера редуценты разлагают серосодержащие соединения до сульфатов и сероводорода (последний является причиной характерного запаха, например, от тухлых яиц). Окисление и восстановление серы также производится с участием бактерий-продуцентов.
Накапливаясь в горных породах и полезных ископаемых, сера постепенно выводится из круговорота. Обратно она возвращается с вулканическими газами и в процессе выветривания горных пород.
Сжигание полезных ископаемых приводит к выбросу в атмосферу оксида серы SO3. Растворяясь в дождевой воде, это вещество вызывает кислотные дожди, губительно действующие на наземные и водные экосистемы.
В отличие от других макроэлементов из круговорота фосфора исключена газообразная форма; в атмосфере он может присутствовать только в виде пыли. В пищевую цепь фосфор поступает в виде фосфатов, преобразуясь в продуцентах в органические вещества. После гибели организма редуценты разлагают органику с выделением фосфатов, замыкая круговорот фосфора. Часть фосфора изымается из круговорота в осадочных породах; обратно этот фосфор возвращается в процессе выветривания.
Человек вносит на поля фосфатные удобрения; большая часть из них смывается в водоёмы. При изобилии фосфатов начинается взрывообразный рост одноклеточных водорослей – водоёмы «цветут». Редуценты перестают справляться с разложением отмерших водорослей, и над водоёмом появляется характерный запах. Кроме того, при разложении отмерших водорослей расходуется большое количество кислорода; его перестаёт хватать рыбам и другим водным животным.
Абиотический
В экосистемах мы находим факторы абиотический которые формируют ландшафт и местность, а также биотику, которая «дает жизнь». Чтобы просто понять, что такое абиотические факторы, мы должны сначала знать типы экосистем. Эти экосистемы имеют важную взаимосвязь с абиотическими факторами, которые их обусловливают.
Вы хотите знать, что такое абиотические факторы и как они влияют на экосистемы? Здесь мы вам все подробно объясним.
Абиотический фактор
Когда мы анализируем всю экосистему, мы обнаруживаем, что она состоит из группы живых организмов и других неживых элементов. Живые организмы — это все те организмы, которые составляют флору и фауну, с одной стороны, и микроорганизмы и бактерии, с другой. Все, что имеет жизнь, одновременно влияет на характеристики экосистемы.
В свою очередь, эти живые существа поддерживаются абиотическими факторами. Это неживые элементы, из которых состоят физические элементы. Эти элементы также называют необходимыми ресурсами для живых существ. Среди абиотических факторов мы находим неорганические вещества, горные породы и минералы, количество падающего солнечного света, воду, кислород и любые неживые элементы. Организмы могут использовать эти элементы для жизни и развития.
Например, коренная порода, в которой есть расщелины, в которых обитают определенные лишайники, считается небольшой экосистемой. Эта микроэкосистема состоит из лишайник как биотический фактор и скала как абиотический фактор. То, что абиотический фактор не имеет жизни, не означает, что он со временем эволюционирует или что он изменяет свой состав.
Допустим, скала долгое время подвергается большим перепадам температур, снегопаду, сильной эрозии, ветру и т. Д. С годами скала будет фрагментироваться, двигаться, разрушаться, трескаться и т. Д. Также в зависимости от субстрата, на котором он находится, и воздействия на него различных живых существ, он может изменять свой состав. Например, осадки карбоната кальция в сталактитах и сталагмитах.
Биоцен и биотоп
Чтобы не было особых трудностей в понимании концепции абиотики, мы собираемся добавить четкое разделение, добавив две концепции, которые прояснят, что это такое.
- Биоцен: это все живые существа, которые находятся в экосистеме. Растения, животные, грибы и бактерии.
- Биотоп: все они являются характеристиками неживых элементов экосистемы. Ветер, вода, минералы, камни, солнечный свет, дождь, земля и т. Д.
Можно резюмировать, что абиотические факторы — это все те факторы, в которых нет жизни, но которые являются важными компонентами, которые образуют экосистему и поддерживают жизнь. Вода — самый важный абиотический элемент (в относительном выражении) для существования жизни. Без него растительность не смогла бы выжить, а вместе с ней и травоядные животные, плотоядные животные, питающиеся травоядными животными, и т. Д. Пищевая цепочка не существовала бы в том виде, в каком мы ее знаем сегодня.
Эти физические факторы также влияют на способность организмов не только выживать, но и воспроизводиться. Это как если бы это была инертная среда. В зависимости от дождей наличие защиты, укрытия, сильного ветра, солнечной радиации и т. Д. Многие виды вынуждены искать более оптимальные условия окружающей среды для своего выживания и последующего размножения.
Основные абиотические элементы в морских и наземных экосистемах
Теперь мы собираемся привести примеры абиотических факторов, которые могут существовать как в морских, так и в наземных экосистемах. Таким образом, вы сможете лучше увидеть, в каких условиях живые существа должны подчиняться, если хотят выжить.
Их важно изучать, потому что они они определят тип жизни, который может развиваться в разных местах. Экосистема, где много снега, — это не то же самое, что место с высокими температурами и большим количеством песка.
- Наземные экосистемы. В этих экосистемах основными абиотическими факторами мы считаем климат, почву, доступность воды, рельеф и высоту. Эти факторы являются определяющими для существования того или иного типа жизни.
- Морские экосистемы. Здесь больше факторов, определяющих жизнь. Солнце, растворенный в воде воздух, космос, рельеф, степень солености, температура, климат, температура и давление. Это обусловливает жизнь различных животных, таких как рыба-капля, которая считается самое уродливое животное в мире который живет в глубине или планктон ближе к поверхности, так как там больше солнечной радиации.
Описания
Мы собираемся более подробно описать основные абиотические факторы.
- Свет. Это энергия, исходящая от солнца. Совершенно необходим для фотосинтеза растений. Чем больше света в водной экосистеме, тем больше будет фитопланктона. Этот фитопланктон служит пищей для многих видов.
- Освободить. Жизнь, которая рождается на уровне моря, отличается от жизни на высоте 3.000 метров над уровнем моря. То же самое, если это равнина или крутая гора.
- Давление. Действует в основном на морском дне. В этой среде живые существа должны адаптироваться, чтобы жить.
- Вода. Незаменим для жизни. Это также ограничивающий элемент в определенных экосистемах.
- Влажность. Многие живые существа, такие как грибы и некоторые виды растений, нуждаются во влаге для жизни.
- Ветер. Он может изменить температуру и эрозию помещения.
- Соленость воды. В зависимости от способности каждого организма адаптироваться к большей или меньшей солености, будет зависеть фауна и флора, растущие в соленой экосистеме.
- Температура. Очевидно, что температура, при которой растут организмы, меняет правила игры. Полярная шапка — это не пустыня.
- Питательные вещества Количество растворенного в воде кислорода, азота, который включают растения, или CO2, который служит для газообмена, также являются питательными веществами, ограничивающими существование живых существ.
Я надеюсь, что с помощью всей этой информации вы сможете более подробно узнать, что такое абиотические факторы и какое значение они имеют для экосистем. Как видите, равновесие в природе необходимо для того, чтобы жизнь была такой, какой мы ее знаем.
Содержание статьи соответствует нашим принципам редакционная этика. Чтобы сообщить об ошибке, нажмите здесь.