الهواء الأرضي. فهرس ملفات علم الأحياء. نظام درجة حرارة البيئة الأرضية والجوية

في البيئة الأرضية والجوية ، تتمتع العوامل البيئية التشغيلية بعدد من السمات المميزة: كثافة إضاءة أعلى مقارنة بالبيئات الأخرى ، وتقلبات كبيرة في درجات الحرارة ، وتغيرات في الرطوبة حسب الموقع الجغرافي ، والموسم ، والوقت من اليوم. يرتبط تأثير العوامل المذكورة أعلاه ارتباطًا وثيقًا بحركة الكتل الهوائية - الريح.

في عملية التطور ، طورت الكائنات الحية في البيئة الأرضية والجوية تكيفات تشريحية وصرفية وفسيولوجية وسلوكية مميزة وغيرها. دعونا ننظر في سمات تأثير العوامل البيئية الرئيسية على النباتات والحيوانات في بيئة الحياة الأرضية والجوية.

تحدد كثافة الهواء المنخفضة قوة الرفع المنخفضة وقدرة التحمل الضئيلة. يرتبط جميع سكان البيئة الهوائية ارتباطًا وثيقًا بسطح الأرض ، مما يخدمهم في التعلق والدعم. بالنسبة لمعظم الكائنات الحية ، يرتبط البقاء في الهواء فقط بالتشتت أو البحث عن الفريسة. تحدد قوة الرفع الصغيرة للهواء كتلة وحجم الكائنات الأرضية. أكبر الحيوانات التي تعيش على سطح الأرض أصغر من عمالقة البيئة المائية.

نظرًا لحركة الهواء الموجود في الطبقات السفلية من الغلاف الجوي ، فإن الحركة الرأسية والأفقية للكتل الهوائية ، والتحليق السلبي لأنواع معينة من الكائنات الحية ممكنة ، تم تطوير anemochory - الاستقرار بمساعدة التيارات الهوائية. تحتوي النباتات الملقحة بالرياح على عدد من التعديلات التي تعمل على تحسين الخصائص الديناميكية الهوائية لحبوب اللقاح.

عادة ما يتم تقليل أغطية أزهارهم ولا يتم حماية الأنثرات من الرياح. في إعادة توطين النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة ، يتم لعب الدور الرئيسي بواسطة التيارات الهوائية العمودي والرياح الضعيفة. العواصف والأعاصير لها تأثير بيئي كبير على الكائنات الأرضية.

في المناطق التي تهب فيها الرياح القوية باستمرار ، كقاعدة عامة ، يكون تكوين أنواع الحيوانات الصغيرة الطائرة ضعيفًا ، لأنها غير قادرة على مقاومة التيارات الهوائية القوية. تسبب الرياح تغيرًا في شدة النتح في النباتات ، والذي يظهر بشكل خاص خلال الرياح الجافة التي تجفف الهواء ، ويمكن أن تؤدي إلى موت النباتات. الدور البيئي الرئيسي لحركات الهواء الأفقية (الرياح) غير مباشر ويتكون في تقوية أو إضعاف التأثير على الكائنات الأرضية لمثل هذه العوامل البيئية الهامة مثل درجة الحرارة والرطوبة.

أي موطن هو نظام معقد يتميز بمجموعته الفريدة من العوامل اللاأحيائية والحيوية ، والتي في الواقع تشكل هذه البيئة. تطوريًا ، نشأت بيئة الأرض - الهواء في وقت متأخر عن البيئة المائية ، والتي ترتبط بالتحولات الكيميائية لتكوين الهواء الجوي. تعيش معظم الكائنات الحية ذات النواة في البيئة الأرضية ، والتي ترتبط بمجموعة متنوعة من المناطق الطبيعية والعوامل الفيزيائية والبشرية والجغرافية وغيرها من العوامل المحددة.

خصائص البيئة الأرضية والجوية

تتكون هذه البيئة من الطبقات العليا من التربة ( يصل عمقها إلى 2 كم) والجو السفلي ( تصل إلى 10 كم). تتميز البيئة بمجموعة متنوعة من أشكال الحياة المختلفة. من بين اللافقاريات ، يمكن للمرء أن يلاحظ: الحشرات ، وعدد قليل من أنواع الديدان والرخويات ، بالطبع ، الفقاريات هي السائدة. أدى محتوى الأكسجين العالي في الهواء إلى تغيير تطوري في الجهاز التنفسي ووجود عملية أيض أكثر كثافة.

يحتوي الغلاف الجوي على رطوبة غير كافية وغالبًا ما تكون متغيرة ، مما يحد غالبًا من انتشار الكائنات الحية. في المناطق ذات درجات الحرارة المرتفعة والرطوبة المنخفضة ، تطور حقيقيات النوى العديد من التكيفات الذاتية ، والغرض منها هو الحفاظ على مستوى الماء الحيوي (تحويل أوراق النبات إلى إبر ، وتراكم الدهون في حدبات الإبل).

تتميز الحيوانات الأرضية بهذه الظاهرة الضوئيةوبالتالي فإن معظم الحيوانات تنشط فقط أثناء النهار أو في الليل فقط. كما تتميز البيئة الأرضية باتساع كبير للتقلبات في درجات الحرارة والرطوبة وشدة الضوء. يرتبط التغيير في هذه العوامل بالموقع الجغرافي وتغير الفصول والوقت من اليوم. بسبب انخفاض كثافة الغلاف الجوي وضغطه ، تطورت أنسجة العضلات والعظام وأصبحت أكثر تعقيدًا.

طورت الفقاريات أطرافًا معقدة تكيفت لدعم الجسم والتحرك على طول ركيزة صلبة في ظروف كثافة الغلاف الجوي المنخفضة. تمتلك النباتات نظامًا جذريًا تدريجيًا ، مما يسمح لها بإصلاح نفسها في التربة ونقل المواد إلى ارتفاع كبير. أيضًا ، طورت النباتات الأرضية أنسجة ميكانيكية وأساسية ولحاء وخشب. معظم النباتات لديها تكيفات تحميها من النتح المفرط.

التربة

على الرغم من تصنيف التربة على أنها موطن أرضي - هواء ، إلا أنها تختلف كثيرًا عن الغلاف الجوي في خصائصها الفيزيائية:

كثافة عالية وضغط.
كمية غير كافية من الأكسجين.
السعة المنخفضة لتقلبات درجات الحرارة.
شدة إضاءة منخفضة.

في هذا الصدد ، فإن السكان تحت الأرض لديهم تكيفاتهم الخاصة ، والتي يمكن تمييزها عن الحيوانات الأرضية.

الموائل المائية

بيئة تشمل الغلاف المائي بأكمله ، كل من المسطحات المائية المالحة والعذبة. تتميز هذه البيئة بتنوع أقل في الحياة وظروفها الخاصة. يسكنها اللافقاريات الصغيرة التي تشكل العوالق والأسماك الغضروفية والعظمية والديدان والرخويات وأنواع قليلة من الثدييات.

يعتمد تركيز الأكسجين بشكل كبير على العمق. في الأماكن التي يتلامس فيها الغلاف الجوي والغلاف المائي ، يوجد الكثير من الأكسجين والضوء أكثر من العمق. يحدد الضغط المرتفع ، الذي يكون في الأعماق الكبيرة أعلى بمقدار 1000 مرة من الضغط الجوي ، شكل الجسم لمعظم السكان تحت الماء. اتساع تغير درجة الحرارة صغير ، لأن انتقال حرارة الماء أقل بكثير من انتقال حرارة سطح الأرض.

الاختلافات بين بيئة الماء وبيئة الأرض - الهواء

كما ذكرنا سابقًا ، يتم تحديد السمات المميزة الرئيسية للموائل المختلفة بواسطة العوامل غير الحيوية. تتميز بيئة الأرض والجو بتنوع بيولوجي عالٍ ، وتركيز عالي من الأكسجين ، ودرجة حرارة ورطوبة متغيرة ، وهي العوامل الرئيسية التي تحد من استقرار الحيوانات والنباتات. تعتمد الإيقاعات البيولوجية على طول ساعات النهار والموسم والمنطقة المناخية الطبيعية. في البيئة المائية ، توجد معظم المواد العضوية المغذية في عمود الماء أو على سطحه ، ولا توجد سوى نسبة صغيرة في القاع ؛ في بيئة الأرض والهواء ، توجد جميع المواد العضوية على السطح.

يتميز سكان الأرض بأفضل تطور للأنظمة الحسية والجهاز العصبي ككل ، كما تغيرت بشكل كبير في الجهاز العضلي الهيكلي والدورة الدموية والجهاز التنفسي. تختلف أغطية الجلد اختلافًا كبيرًا ، لأنها مختلفة وظيفيًا. تحت الماء ، تعتبر النباتات السفلية (الطحالب) شائعة ، والتي لا تحتوي في معظم الحالات على أعضاء حقيقية ، على سبيل المثال ، تعمل الجذور كأعضاء ملحقة. غالبًا ما يرتبط انتشار الكائنات المائية بالتيارات السفلية الدافئة. إلى جانب الاختلافات بين هذه الموائل ، هناك حيوانات تكيفت لتعيش في كليهما. وتشمل هذه الحيوانات البرمائيات.

5.2 بيئة الحياة الأرضية والجوية

الخصائص العامة. في سياق التطور ، تم إتقان بيئة الأرض والجو في وقت متأخر جدًا عن الماء. تطلبت الحياة على الأرض مثل هذه التعديلات التي لم تكن ممكنة إلا بمستوى عالٍ نسبيًا من التنظيم لكل من النباتات والحيوانات. من سمات بيئة الحياة الأرضية والجوية أن الكائنات الحية التي تعيش هنا محاطة بالهواء وبيئة غازية تتميز بانخفاض الرطوبة والكثافة والضغط ومحتوى الأكسجين العالي. كقاعدة عامة ، تتحرك الحيوانات في هذه البيئة على طول التربة (الركيزة الصلبة) ، وتتأصل النباتات فيها.

في البيئة الأرضية والجوية ، تشتمل العوامل البيئية التشغيلية على عدد من السمات المميزة: كثافة إضاءة أعلى مقارنة بالبيئات الأخرى ، وتقلبات كبيرة في درجات الحرارة ، وتغيرات في الرطوبة اعتمادًا على الموقع الجغرافي ، والموسم والوقت من اليوم (الجدول 5.3) .

الجدول 5.3

الظروف المعيشية للكائنات المائية والهواء

(وفقًا لـ D.F Mordukhai-Boltovsky ، 1974)

مقيم	أهمية شروط الكائنات الحية
مقيم	بيئة الهواء	البيئة المائية
رطوبة	مهم جدًا (غالبًا ما يكون قليل العرض)	لا يوجد (دائما في الزائدة)
كثافة	طفيفة (باستثناء التربة)	كبير بالمقارنة مع دوره لسكان الهواء
ضغط	تقريبا لا	كبير (يمكن أن يصل إلى 1000 الغلاف الجوي)
درجة الحرارة	كبير (يتقلب ضمن حدود واسعة جدًا (من -80 إلى +100 درجة مئوية وأكثر)	أقل من القيمة بالنسبة لسكان الهواء (تتقلب أقل بكثير ، عادة من -2 إلى + 40 درجة مئوية)
الأكسجين	طفيفة (في الغالب زائدة)	أساسي (غالبًا ما يكون قليل العرض)
موزون مواد	غير مهم؛ لا يستخدم للطعام (المعدني بشكل رئيسي)	هام (مصدر غذائي ، خاصة المواد العضوية)
يذوب في البيئة	إلى حد ما (ذات صلة فقط بمحاليل التربة)	هام (مطلوب بكمية معينة)

يرتبط تأثير العوامل المذكورة أعلاه ارتباطًا وثيقًا بحركة الكتل الهوائية - الرياح. في عملية التطور ، طورت الكائنات الحية في البيئة الأرضية والجوية تكيفات تشريحية وصرفية وفسيولوجية وسلوكية مميزة وغيرها. على سبيل المثال ، ظهرت أعضاء توفر الامتصاص المباشر للأكسجين الجوي في عملية التنفس (الرئتين والقصبة الهوائية للحيوانات ، وثغور النباتات). شهدت التكوينات الهيكلية (الهيكل العظمي للحيوانات والأنسجة الميكانيكية والداعمة للنباتات) التي تدعم الجسم في ظل ظروف كثافة منخفضة من الوسط تطوراً قوياً. تم تطوير تكيفات للحماية من العوامل الضارة ، مثل تواتر وإيقاع دورات الحياة ، والبنية المعقدة للتكامل ، وآليات التنظيم الحراري ، وما إلى ذلك ، البذور ، والفواكه وحبوب اللقاح للنباتات ، والحيوانات الطائرة.

دعونا ننظر في سمات تأثير العوامل البيئية الرئيسية على النباتات والحيوانات في بيئة الحياة الأرضية والجوية.

تحدد الكثافة المنخفضة للهواء قوة الرفع المنخفضة والقابلية التافهة. يرتبط جميع سكان البيئة الهوائية ارتباطًا وثيقًا بسطح الأرض ، مما يخدمهم في التعلق والدعم. لا توفر كثافة بيئة الهواء مقاومة عالية للجسم عندما تتحرك على طول سطح الأرض ، ومع ذلك ، فإنها تجعل من الصعب التحرك عموديًا. بالنسبة لمعظم الكائنات الحية ، يرتبط البقاء في الهواء فقط بالتشتت أو البحث عن الفريسة.

تحدد قوة الرفع الصغيرة للهواء كتلة وحجم الكائنات الأرضية. أكبر الحيوانات على سطح الأرض أصغر من عمالقة البيئة المائية. لا تستطيع الثدييات الكبيرة (بحجم ووزن الحوت الحديث) أن تعيش على الأرض ، لأنها سوف تسحق بوزنها. قادت السحالي العملاقة في حقبة الحياة الوسطى أسلوب حياة شبه مائي. مثال آخر: نباتات السيكويا عالية الارتفاع (Sequoja sempervirens) ، التي تصل إلى 100 متر ، لها خشب داعم قوي ، بينما في ثالي الطحالب البنية العملاقة Macrocystis ، التي تنمو حتى 50 مترًا ، تكون العناصر الميكانيكية معزولة بشكل ضعيف جدًا في القلب جزء من القبة.

تخلق كثافة الهواء المنخفضة مقاومة طفيفة للحركة. تم استخدام الفوائد البيئية لهذه الخاصية لبيئة الهواء من قبل العديد من الحيوانات الأرضية أثناء التطور ، واكتسبت القدرة على الطيران. 75٪ من جميع أنواع الحيوانات البرية قادرة على الطيران النشط. هذه في الغالب حشرات وطيور ، ولكن هناك أيضًا ثدييات وزواحف. تطير الحيوانات البرية بشكل أساسي بمساعدة الجهد العضلي. يمكن لبعض الحيوانات أيضًا أن تنزلق باستخدام التيارات الهوائية.

نظرًا لحركة الهواء الموجودة في الطبقات السفلية من الغلاف الجوي ، فإن الحركة الرأسية والأفقية للكتل الهوائية ، والتحليق السلبي لأنواع معينة من الكائنات الحية ممكنة ، تم تطوير شذوذ - الاستقرار بمساعدة التيارات الهوائية. الكائنات الحية التي تحملها التيارات الهوائية بشكل سلبي تلقت مجتمعة اسم العوالق الهوائية ، قياساً على العوالق التي تعيش في البيئة المائية. للرحلة السلبية على طول N.M. تشيرنوفا ، أ.م. تمتلك كائنات Bylovoy (1988) تكيفات خاصة - أحجام أجسام صغيرة ، وزيادة في مساحتها بسبب النواتج ، والتشريح القوي ، والسطح النسبي الكبير للأجنحة ، واستخدام خيوط العنكبوت ، إلخ.

تحتوي بذور وثمار نباتات Anemochore أيضًا على أحجام صغيرة جدًا (على سبيل المثال ، بذور الأعشاب النارية) أو ملاحق مختلفة على شكل جناح (Acer pseudoplatanum maple) وشبيهة بالمظلة (Taraxacum officinale dandelion).

تحتوي النباتات الملقحة بالرياح على عدد من التعديلات التي تعمل على تحسين الخصائص الديناميكية الهوائية لحبوب اللقاح. عادة ما يتم تقليل أغطية أزهارهم ولا يتم حماية الأنثرات من الرياح.

في استقرار النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة ، تلعب التيارات الهوائية التقليدية العمودية والرياح الضعيفة الدور الرئيسي. للعواصف والأعاصير أيضًا تأثير بيئي كبير على الكائنات الحية الأرضية. في كثير من الأحيان ، تؤدي الرياح القوية ، خاصة تلك التي تهب في اتجاه واحد ، إلى ثني أغصان الأشجار والجذوع إلى الجانب المواجه للريح وتتسبب في تكوين أشكال تاج تشبه العلم.

في المناطق التي تهب فيها الرياح القوية باستمرار ، كقاعدة عامة ، يكون تكوين أنواع الحيوانات الصغيرة الطائرة ضعيفًا ، لأنها غير قادرة على مقاومة التيارات الهوائية القوية. لذلك ، يطير نحل العسل فقط عندما تصل قوة الرياح إلى 7-8 م / ث ، وحشرات المن - مع رياح ضعيفة جدًا ، لا تتجاوز 2.2 م / ث. تقوم الحيوانات في هذه الأماكن بتطوير أغطية كثيفة تحمي الجسم من التبريد وفقدان الرطوبة. في الجزر المحيطية ذات الرياح القوية المستمرة ، تهيمن الطيور وخاصة الحشرات التي فقدت القدرة على الطيران ، فهي تفتقر إلى الأجنحة ، لأن أولئك القادرين على الطيران في الهواء ينفجرون في البحر بفعل الرياح ويموتون.

تسبب الرياح تغيرًا في شدة النتح في النباتات وتظهر بشكل خاص أثناء الرياح الجافة التي تجفف الهواء ويمكن أن تؤدي إلى موت النباتات. الدور البيئي الرئيسي لحركات الهواء الأفقية (الرياح) هو دور غير مباشر ويتمثل في تقوية أو إضعاف التأثير على الكائنات الأرضية لعوامل بيئية مهمة مثل درجة الحرارة والرطوبة. تزيد الرياح من عودة الرطوبة والحرارة للحيوانات والنباتات.

مع الرياح ، يمكن تحمل الحرارة بسهولة أكبر ويكون الصقيع أكثر صعوبة ، كما يحدث جفاف وتبريد الكائنات الحية بشكل أسرع.

توجد الكائنات الحية الأرضية في ظل ظروف ضغط منخفض نسبيًا ، وهو ما يرجع إلى انخفاض كثافة الهواء. بشكل عام ، الكائنات الأرضية أكثر شدة من الكائنات المائية ، لأن تقلبات الضغط المعتادة في بيئتها هي أجزاء من الغلاف الجوي ، وبالنسبة لأولئك الذين يرتفعون إلى ارتفاعات كبيرة ، على سبيل المثال ، الطيور ، لا تتجاوز ثلث المستوى الطبيعي.

تركيبة الغاز في الهواء ، كما نوقش سابقًا ، في الطبقة السطحية للغلاف الجوي موحدة تمامًا (أكسجين 20.9٪ ، نيتروجين - 78.1٪ ، غازات ملغ - 1٪ ، ثاني أكسيد الكربون - 0.03٪ من حيث الحجم) بسبب ارتفاعها قدرة الانتشار والخلط المستمر بالحمل الحراري وتيارات الرياح. في الوقت نفسه ، غالبًا ما يكون للشوائب المختلفة للجزيئات الغازية والقطيرة والسائلة والغبار (الصلبة) التي تدخل الغلاف الجوي من مصادر محلية أهمية بيئية كبيرة.

الأكسجين ، بسبب محتواه العالي باستمرار في الهواء ، ليس عاملاً يحد من الحياة في البيئة الأرضية. ساهم محتوى الأكسجين العالي في زيادة التمثيل الغذائي للكائنات الأرضية ، وعلى أساس الكفاءة العالية للعمليات المؤكسدة ، نشأت الحرارة المتجانسة للحيوانات. فقط في الأماكن ، في ظل ظروف محددة ، يحدث نقص مؤقت في الأكسجين ، على سبيل المثال ، في بقايا النباتات المتحللة ، ومخزونات الحبوب ، والدقيق ، إلخ.

في بعض مناطق الطبقة السطحية من الهواء ، يمكن أن يختلف محتوى ثاني أكسيد الكربون في حدود كبيرة إلى حد ما. لذلك ، في حالة عدم وجود الرياح في المراكز الصناعية والمدن الكبيرة ، يمكن أن يزيد تركيزها عشرة أضعاف.

تغييرات يومية منتظمة في محتوى حمض الكربونيك في الطبقات السطحية ، بسبب إيقاع التمثيل الضوئي للنبات (الشكل 5.17).

أرز. 5.17. تغييرات نهارية في الملف الرأسي

تركيزات ثاني أكسيد الكربون في هواء الغابات (من V. Larcher ، 1978)

باستخدام مثال التغييرات اليومية في المظهر الجانبي الرأسي لتركيز ثاني أكسيد الكربون في هواء الغابة ، يتضح أنه في النهار ، على مستوى تيجان الأشجار ، يتم استهلاك ثاني أكسيد الكربون في عملية التمثيل الضوئي ، وفي حالة عدم وجود الرياح ، تكون المنطقة فقيرة في يتكون ثاني أكسيد الكربون (305 جزء في المليون) هنا ، حيث يدخل ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي والتربة (تنفس التربة). في الليل ، يتم إنشاء طبقات هواء مستقرة مع زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في طبقة التربة التحتية. ترتبط التقلبات الموسمية في ثاني أكسيد الكربون بالتغيرات في شدة تنفس الكائنات الحية ، ومعظمها كائنات التربة الدقيقة.

يعتبر ثاني أكسيد الكربون سامًا بتركيزات عالية ، لكن هذه التركيزات نادرة في الطبيعة. يمنع المحتوى المنخفض من ثاني أكسيد الكربون عملية التمثيل الضوئي. لزيادة معدل التمثيل الضوئي في ممارسة البيوت البلاستيكية والدفيئات (تحت ظروف الأرض المغلقة) ، غالبًا ما يتم زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون بشكل مصطنع.

بالنسبة لمعظم سكان البيئة الأرضية ، يعتبر نيتروجين الهواء غازًا خاملًا ، لكن الكائنات الحية الدقيقة مثل بكتيريا العقيدات والبكتيريا الأزوتوبكتريا والمطثيات لديها القدرة على ربطها وإشراكها في الدورة البيولوجية.

المصدر الرئيسي الحديث للتلوث الفيزيائي والكيميائي للغلاف الجوي هو من صنع الإنسان: المنشآت الصناعية والنقل ، وتآكل التربة ، وما إلى ذلك ، وبالتالي ، فإن ثاني أكسيد الكبريت سام للنباتات بتركيزات تتراوح من واحد إلى خمسين ألفًا إلى واحد في المليون من حجم الهواء. تموت الأشنات بالفعل بسبب آثار ثاني أكسيد الكبريت في البيئة. لذلك ، غالبًا ما تستخدم النباتات الحساسة بشكل خاص لثاني أكسيد الكبريت كمؤشرات على محتواها في الهواء. شجرة التنوب والصنوبر والقيقب والزيزفون والبتولا حساسة للدخان.

وضع الضوء. يتم تحديد كمية الإشعاع التي تصل إلى سطح الأرض من خلال خط العرض الجغرافي للمنطقة وطول اليوم وشفافية الغلاف الجوي وزاوية حدوث أشعة الشمس. في ظل ظروف مناخية مختلفة ، يصل 42-70٪ من الثابت الشمسي إلى سطح الأرض. يمر الإشعاع الشمسي عبر الغلاف الجوي بعدد من التغييرات ليس فقط من الناحية الكمية ، ولكن أيضًا في التركيب. يتم امتصاص إشعاع الموجات القصيرة بواسطة شاشة الأوزون والأكسجين الجوي. يتم امتصاص الأشعة تحت الحمراء في الغلاف الجوي بواسطة بخار الماء وثاني أكسيد الكربون. يصل الباقي في شكل إشعاع مباشر أو متناثر إلى سطح الأرض.

يتراوح إجمالي الإشعاع الشمسي المباشر والمتناثر من 7 إلى 7 ن من إجمالي الإشعاع ، بينما في الأيام الملبدة بالغيوم يكون الإشعاع المتناثر 100٪. في خطوط العرض العالية ، يسود الإشعاع المنتشر ، في المناطق المدارية - الإشعاع المباشر. يحتوي الإشعاع المتناثر على ما يصل إلى 80٪ من الأشعة الصفراء-الحمراء عند الظهيرة ، مباشرة - من 30 إلى 40٪. في الأيام المشمسة الصافية ، يصل الإشعاع الشمسي إلى سطح الأرض بنسبة 45٪ من الضوء المرئي (380-720 نانومتر) و 45٪ من الأشعة تحت الحمراء. 10٪ فقط هي المسؤولة عن الأشعة فوق البنفسجية. محتوى الغبار في الغلاف الجوي له تأثير كبير على نظام الإشعاع. بسبب تلوثها ، يمكن أن تكون الإضاءة في بعض المدن 15٪ أو أقل من الإضاءة خارج المدينة.

تختلف الإضاءة على سطح الأرض على نطاق واسع. كل هذا يتوقف على ارتفاع الشمس فوق الأفق أو زاوية سقوط أشعة الشمس ، وطول اليوم وظروف الطقس ، وشفافية الغلاف الجوي (الشكل 5.18).

أرز. 5.18 توزيع الاشعاع الشمسي حسب

ارتفاع الشمس فوق الأفق (A1 - مرتفع ، A2 - منخفض)

تتقلب شدة الضوء أيضًا تبعًا للوقت من السنة والوقت من اليوم. في بعض مناطق الأرض ، تكون جودة الضوء أيضًا غير متكافئة ، على سبيل المثال ، نسبة أشعة الموجة الطويلة (الحمراء) والموجة القصيرة (الزرقاء والأشعة فوق البنفسجية). كما هو معروف ، فإن أشعة الموجة القصيرة يمتصها الغلاف الجوي ويتناثرها أكثر من الموجات الطويلة. لذلك ، في المناطق الجبلية ، يوجد دائمًا المزيد من الإشعاع الشمسي قصير الموجة.

تعمل الأشجار والشجيرات والمحاصيل النباتية على تظليل المنطقة ، وتخلق مناخًا خاصًا ، مما يضعف الإشعاع (الشكل 5.19).

أرز. 5.19. التوهين الإشعاعي:

أ - في غابة صنوبر نادرة ؛ ب- في محاصيل الذرة من الإشعاع النشط الضوئي الوارد 6-12٪ ينعكس (R) من سطح الزراعة

وهكذا ، في الموائل المختلفة ، ليس فقط شدة الإشعاع ، ولكن أيضًا تكوينه الطيفي ، ومدة إضاءة النباتات ، والتوزيع المكاني والزماني للضوء بكثافة مختلفة ، وما إلى ذلك. كما أشرنا سابقًا ، فيما يتعلق بالضوء ، يتم تمييز ثلاث مجموعات رئيسية من النباتات: المحبة للضوء (نباتات الشمس) ، المحبة للظل (النباتات العلمية) والمتسامحة للظل. النباتات المحبة للضوء والمحبة للظل تختلف في وضع البيئة الأمثل.

في النباتات المحبة للضوء ، يكون في منطقة ضوء الشمس الكامل. التظليل القوي له تأثير محبط عليهم. هذه نباتات من مناطق مفتوحة من الأرض أو سهوب مضاءة جيدًا وأعشاب مرج (الطبقة العليا من الأعشاب) ، وأشنات صخرية ، ونباتات عشبية أوائل الربيع للغابات المتساقطة الأوراق ، ومعظم النباتات المزروعة في الأرض المفتوحة والأعشاب ، وما إلى ذلك. مثالي في الإضاءة المنخفضة ولا يمكنه تحمل الضوء القوي. هذه هي في الأساس الطبقات المظللة السفلية للمجتمعات النباتية المعقدة ، حيث يكون التظليل نتيجة "اعتراض" الضوء من قبل النباتات الطويلة والمتعايشين. وهذا يشمل العديد من النباتات الداخلية والدفيئة. بالنسبة للجزء الأكبر ، هؤلاء هم السكان الأصليون للغطاء العشبي أو نباتات الغابات الاستوائية.

كما أن المنحنى البيئي المتعلق بالضوء غير متماثل إلى حد ما في تلك التي تتحمل الظل ، نظرًا لأنها تنمو وتتطور بشكل أفضل في الإضاءة الكاملة ، ولكنها أيضًا تتكيف بشكل جيد مع الإضاءة المنخفضة. إنها مجموعة نباتات شائعة ومرنة للغاية في البيئات الأرضية.

طورت نباتات البيئة الأرضية والجوية تكيفات مع ظروف مختلفة لنظام الضوء: تشريحي - مورفولوجي ، فسيولوجي ، إلخ.

من الأمثلة الجيدة على التكيفات التشريحية والمورفولوجية التغيير في المظهر في ظل ظروف الإضاءة المختلفة ، على سبيل المثال ، الحجم غير المتكافئ لشفرات الأوراق في النباتات ذات الصلة في وضع منهجي ، ولكنها تعيش في ظروف إضاءة مختلفة (جرس مرج - كامبانولا وجرس الغابة - C. trachelium، field violet - Viola arvensis تنمو في الحقول ، المروج ، الحواف ، وبنفسج الغابات - V. mirabilis) ، شكل. 5.20.

أرز. 5.20. توزيع أحجام الأوراق حسب الظروف

الموائل النباتية: من الرطبة إلى الجافة ومن المظللة إلى المشمسة

ملحوظة. المنطقة المظللة تتوافق مع الظروف السائدة في الطبيعة.

في ظل ظروف الزيادة ونقص الضوء ، يختلف ترتيب شفرات الأوراق في النباتات في الفضاء بشكل كبير. في نباتات نبات الشمس ، يتم توجيه الأوراق نحو تقليل وصول الإشعاع خلال ساعات النهار الأكثر "خطورة". توجد شفرات الأوراق عموديًا أو بزاوية كبيرة على المستوى الأفقي ، لذلك خلال النهار تتلقى الأوراق في الغالب أشعة منزلقة (الشكل 5.21).

هذا واضح بشكل خاص في العديد من نباتات السهوب. تكيف مثير للاهتمام لضعف الإشعاع المتلقاة فيما يسمى بالنباتات "البوصلة" (الخس البري - Lactuca serriola ، إلخ). توجد أوراق الخس البري في نفس المستوى ، وتتجه من الشمال إلى الجنوب ، وعند الظهيرة يكون وصول الإشعاع إلى سطح الورقة ضئيلًا.

في النباتات التي تتحمل الظل ، يتم ترتيب الأوراق بحيث تتلقى أكبر قدر من الإشعاع الساقط.

أرز. 5.21. تلقي الإشعاع الشمسي المباشر (S) والمبعثر (D) للنباتات ذات الأوراق الأفقية (A) والعمودية (B) والأوراق (C) ذات التوجهات المختلفة (وفقًا لـ I.A. Shulgin ، 1967)

1،2 - أوراق بزوايا ميل مختلفة ؛ S1 ، S2 - إمدادهم بالإشعاع المباشر ؛ Stotal - إجمالي مدخوله من النبات

غالبًا ما تكون النباتات التي تتحمل الظل قادرة على القيام بحركات وقائية: تغيير موضع شفرات الأوراق عندما يضربها ضوء قوي. تتطابق قطع الغطاء العشبي مع أوراق الأكسالي المطوية نسبيًا تمامًا مع موقع بقع الضوء الشمسية الكبيرة. يمكن ملاحظة عدد من الميزات التكيفية في هيكل الورقة كمستقبل رئيسي للإشعاع الشمسي. على سبيل المثال ، في العديد من نباتات الشمس ، يساهم سطح الورقة في انعكاس ضوء الشمس (لامع - في الغار ، مغطى بطبقة خفيفة من الشعر - في الصبار ، وعشب الصقلاب) أو إضعاف تأثيرها (بشرة كثيفة ، وحمة كثيفة). يتميز الهيكل الداخلي للورقة بتطور قوي لأنسجة الحاجز ، ووجود عدد كبير من البلاستيدات الخضراء الصغيرة والخفيفة (الشكل 5.22).

تتمثل إحدى التفاعلات الوقائية للبلاستيدات الخضراء في الضوء الزائد في قدرتها على تغيير الاتجاه والتحرك في الخلية ، وهو ما يظهر في النباتات الخفيفة.

في الضوء الساطع ، تحتل البلاستيدات الخضراء موقعًا مهيبًا في الخلية وتصبح "حافة" لاتجاه الأشعة. في الإضاءة المنخفضة ، يتم توزيعها بشكل منتشر في الخلية أو تتراكم في الجزء السفلي منها.

أرز. 5.22. أحجام مختلفة من البلاستيدات الخضراء في الظل

(أ) والنباتات المحبة للضوء (ب):

1 - الطقسوس 2 - الصنوبر 3 - حافر 4 - الربيع chistyak (حسب T.K. Goryshina ، E.G. Springs ، 1978)

تغطي التكيفات الفسيولوجية للنباتات مع ظروف الإضاءة لبيئة الأرض والجو وظائف حيوية مختلفة. لقد ثبت أن عمليات النمو في النباتات المحبة للضوء تتفاعل بشكل أكثر حساسية مع نقص الضوء مقارنة بنقص الظل. نتيجة لذلك ، لوحظ استطالة متزايدة للسيقان ، مما يساعد النباتات على اختراق الضوء ، إلى الطبقات العليا من المجتمعات النباتية.

تكمن التعديلات الفسيولوجية الرئيسية للضوء في مجال التمثيل الضوئي. في الشكل العام ، يتم التعبير عن التغيير في عملية التمثيل الضوئي اعتمادًا على شدة الضوء من خلال "منحنى ضوء التمثيل الضوئي". المعلمات التالية ذات أهمية بيئية (الشكل 5.23).

1. تتوافق نقطة تقاطع المنحنى مع المحور الإحداثي (الشكل 5.23 ، أ) مع حجم واتجاه تبادل الغازات في النبات في ظلام تام: لا يوجد تمثيل ضوئي ، يحدث التنفس (ليس الامتصاص ، ولكن إطلاق ثاني أكسيد الكربون ) ، وبالتالي فإن النقطة a تقع أسفل محور الإحداثي.

2. إن نقطة تقاطع منحنى الضوء مع محور الإحداثيات (الشكل 5.23 ، ب) تميز "نقطة التعويض" ، أي شدة الضوء التي يوازن فيها التمثيل الضوئي (امتصاص ثاني أكسيد الكربون) التنفس (إطلاق ثاني أكسيد الكربون).

3. تزداد شدة التمثيل الضوئي مع زيادة الضوء فقط إلى حد معين ، ثم تظل ثابتة - يصل منحنى الضوء لعملية التمثيل الضوئي إلى "هضبة التشبع".

أرز. 5.23. منحنيات الضوء لعملية التمثيل الضوئي:

أ - مخطط عام ؛ ب - منحنيات للنباتات المحبة للضوء (1) والنباتات التي تتحمل الظل (2)

على التين. 5.23 يشار إلى منطقة الانعطاف بشكل مشروط من خلال منحنى سلس ، حيث يتوافق كسره مع النقطة ج. يميز إسقاط النقطة عند محور الإحداثي (النقطة د) شدة الضوء "المشبعة" ، أي هذه القيمة التي لم يعد الضوء فوقها يزيد من شدة التمثيل الضوئي. يتوافق الإسقاط على المحور الإحداثي (النقطة هـ) مع أعلى كثافة لعملية التمثيل الضوئي لنوع معين في بيئة أرضية وجوية معينة.

4. من الخصائص المهمة لمنحنى الضوء زاوية الميل (أ) إلى الحد الأقصى ، والتي تعكس درجة الزيادة في التمثيل الضوئي مع زيادة الإشعاع (في منطقة شدة الضوء المنخفضة نسبيًا).

تُظهر النباتات ديناميكيات موسمية في تفاعلها مع الضوء. وهكذا ، في أوائل الربيع في الغابة ، أوراق نبات البردي المشعر (Carex pilosa) التي ظهرت للتو في الغابة بها هضبة من التشبع الضوئي لعملية التمثيل الضوئي لـ 20-25 ألف لوكس ؛ أي أن الأوراق تكتسب القدرة لاستخدام الضوء الضعيف بشكل أكثر كفاءة ، وهذه الأوراق نفسها ، بعد قضاء الشتاء تحت مظلة غابة ربيعية بلا أوراق ، تظهر مرة أخرى السمات "الخفيفة" لعملية التمثيل الضوئي.

شكل غريب من التكيف الفسيولوجي مع نقص حاد في الضوء هو فقدان قدرة النبات على التمثيل الضوئي ، والانتقال إلى التغذية غيرية التغذية باستخدام المواد العضوية الجاهزة. في بعض الأحيان ، يصبح هذا الانتقال لا رجوع فيه بسبب فقدان الكلوروفيل بواسطة النباتات ، على سبيل المثال ، بساتين الفاكهة في غابات التنوب الظليلة (Goodyera repens ، Weottia nidus avis) ، والديدان المائية (Monotropa hypopitys). إنهم يعيشون على المواد العضوية الميتة التي تم الحصول عليها من أنواع الأشجار والنباتات الأخرى. تسمى طريقة التغذية هذه بالنباتات الرخامية ، وتسمى النباتات بالنباتات الرمية.

بالنسبة للغالبية العظمى من الحيوانات البرية التي تمارس نشاطًا ليلًا ونهارًا ، تعد الرؤية إحدى طرق التوجيه ، وهو أمر مهم للبحث عن الفريسة. العديد من أنواع الحيوانات لديها أيضًا رؤية ملونة. في هذا الصدد ، طورت الحيوانات ، وخاصة الضحايا ، ميزات تكيفية. وتشمل هذه الألوان الواقية ، والإخفاء ، والتلوين التحذيري ، والتشابه الوقائي ، والتقليد ، وما إلى ذلك. ويرتبط ظهور الزهور ذات الألوان الزاهية للنباتات العليا أيضًا بخصائص الجهاز البصري للملقحات ، وفي النهاية ، بالنظام الضوئي للبيئة.

نظام الماء. يعد نقص الرطوبة أحد أهم سمات بيئة الحياة الأرضية والجوية. حدث تطور الكائنات الأرضية من خلال التكيف مع استخراج الرطوبة والحفاظ عليها. تتنوع أنماط الرطوبة البيئية على الأرض - من التشبع الكامل والثابت للهواء ببخار الماء ، حيث تهطل عدة آلاف من المليمترات من الأمطار سنويًا (مناطق المناخ الاستوائي والرياح الموسمية الاستوائية) إلى غيابها شبه الكامل في الهواء الجاف في الصحارى. لذلك ، في الصحاري الاستوائية ، يكون متوسط هطول الأمطار السنوي أقل من 100 ملم في السنة ، وفي نفس الوقت لا تمطر كل عام.

لا تجعل الكمية السنوية لهطول الأمطار من الممكن دائمًا تقييم مدى توفر المياه للكائنات ، نظرًا لأن نفس كمية الأمطار يمكن أن تميز المناخ الصحراوي (في المناطق شبه الاستوائية) والرطوبة جدًا (في القطب الشمالي). تلعب نسبة هطول الأمطار والتبخر دورًا مهمًا (إجمالي التبخر السنوي من سطح الماء الحر) ، والتي تختلف أيضًا في مناطق مختلفة من العالم. تسمى المناطق التي تتجاوز فيها هذه القيمة المقدار السنوي لهطول الأمطار قاحلة (جافة ، قاحلة). هنا ، على سبيل المثال ، تعاني النباتات من نقص الرطوبة خلال معظم موسم النمو. تسمى المناطق التي يتم فيها تزويد النباتات بالرطوبة بالرطوبة أو الرطبة. في كثير من الأحيان ، تتميز المناطق الانتقالية أيضًا - شبه قاحلة (شبه قاحلة).

يظهر اعتماد الغطاء النباتي على متوسط هطول الأمطار السنوي ودرجة الحرارة في الشكل. 5.24.

أرز. 5.24. اعتماد الغطاء النباتي على المتوسط السنوي

هطول الأمطار ودرجة الحرارة:

1 - الغابات الاستوائية ؛ 2 - غابة نفضية ؛ 3 - السهوب

4 - الصحراء 5 - غابة صنوبرية 6 - القطب الشمالي والجبل التندرا

يعتمد الإمداد المائي للكائنات الأرضية على طريقة هطول الأمطار ، ووجود الخزانات ، واحتياطيات رطوبة التربة ، وقرب المياه الجوفية ، وما إلى ذلك. وقد ساهم ذلك في تطوير العديد من التكيفات في الكائنات الأرضية مع أنظمة إمدادات المياه المختلفة.

على التين. يوضح الشكل 5.25 من اليسار إلى اليمين الانتقال من الطحالب السفلية التي تعيش في الماء مع وجود خلايا بدون فجوات إلى الطحالب الأرضية المائية الأولية ، وتشكيل فجوات في الطحالب الخضراء المائية والطحالب المحببة ، والانتقال من الطحالب الطويلة ذات الفجوات إلى الخلايا القرنية المتجانسة (توزيع الطحالب) - لا تزال النباتات المائية مقتصرة على الموائل ذات الرطوبة العالية للهواء ، في الموائل الجافة تصبح الطحالب مرطبة بشكل ثانوي) ؛ بين السرخس وكاسيات البذور (ولكن ليس بين عاريات البذور) توجد أيضًا أشكال ثانوية من البيكيلوهيدرات. معظم نباتات جذع الأوراق متجانسة الماء بسبب وجود حماية جلدية ضد النتح والتفريغ القوي لخلاياها. وتجدر الإشارة إلى أن جفاف الحيوانات والنباتات هو سمة مميزة فقط لبيئة الأرض والجو.

أرز. 5.25. تكيف استقلاب الماء للنباتات الأرضية

نمط الحياة (من W. Larcher ، 1978)

غالبًا ما يلعب هطول الأمطار (المطر والبرد والثلج) ، بالإضافة إلى توفير المياه وإنشاء احتياطيات الرطوبة ، دورًا بيئيًا آخر. على سبيل المثال ، أثناء هطول الأمطار الغزيرة ، لا تملك التربة وقتًا لامتصاص الرطوبة ، وتتدفق المياه بسرعة في تيارات قوية وغالبًا ما تحمل النباتات ضعيفة الجذور والحيوانات الصغيرة والتربة الخصبة إلى البحيرات والأنهار. في السهول الفيضية ، يمكن أن تسبب الأمطار فيضانات وبالتالي تؤثر سلبًا على النباتات والحيوانات التي تعيش هناك. في الأماكن التي تغمرها الفيضانات بشكل دوري ، تتشكل حيوانات ونباتات السهول الفيضية الغريبة.

كما أن لحائل تأثير سلبي على النباتات والحيوانات. أحيانًا يتم تدمير محاصيل المحاصيل الزراعية في بعض الحقول تمامًا بسبب هذه الكارثة الطبيعية.

الدور البيئي للغطاء الثلجي متنوع. بالنسبة للنباتات التي توجد براعم تجديدها في التربة أو بالقرب من سطحها ، يلعب الثلج دور غطاء عازل للحرارة للعديد من الحيوانات الصغيرة ، مما يحميها من درجات حرارة الشتاء المنخفضة. عند الصقيع فوق -14 درجة مئوية ، وتحت طبقة من الثلج يبلغ ارتفاعها 20 سم ، لا تقل درجة حرارة التربة عن 0.2 درجة مئوية. يحمي الغطاء الثلجي العميق الأجزاء الخضراء للنباتات من التجمد ، مثل فيرونيكا أوفيسيناليس ، والحافر البري ، وما إلى ذلك ، والتي تمر تحت الجليد دون تساقط أوراقها. تعيش الحيوانات البرية الصغيرة أسلوب حياة نشطًا في الشتاء ، وتضع العديد من الممرات تحت الجليد وفي سمكها. في وجود طعام محصن في فصول الشتاء الثلجية ، يمكن أن تتكاثر القوارض (الخشب والفئران ذات الحلق الأصفر ، وعدد من الفئران ، والجرذ المائي ، وما إلى ذلك) هناك. الطيهوج ، الحجل ، الطيهوج السوداء تختبئ تحت الثلج في الصقيع الشديد.

بالنسبة للحيوانات الكبيرة ، غالبًا ما يمنعها الغطاء الثلجي الشتوي من البحث عن الطعام والتحرك ، خاصةً عندما تتشكل قشرة جليدية على السطح. وهكذا ، يتغلب موس (Alces alces) بحرية على طبقة من الثلج يصل عمقها إلى 50 سم ، لكن هذا غير متاح للحيوانات الأصغر. في كثير من الأحيان ، خلال فصول الشتاء الثلجية ، لوحظ موت الغزلان والخنازير البرية.

كمية كبيرة من تساقط الثلوج لها أيضًا تأثير سلبي على النباتات. بالإضافة إلى الضرر الميكانيكي على شكل كسور ثلجية أو انجرافات ثلجية ، يمكن أن تؤدي طبقة سميكة من الثلج إلى ترطيب النباتات ، وأثناء ذوبان الجليد ، خاصة في فصل الربيع الطويل ، إلى ترطيب النباتات.

أرز. 5.26. سطح الدعم

أطرافه من الحجل الأبيض

الشتاء (أ) والصيف (ب)

تعاني النباتات والحيوانات من درجات حرارة منخفضة مع رياح قوية في الشتاء مع تساقط ثلوج قليلة. لذلك ، في السنوات التي يكون فيها الثلج قليلًا ، تموت القوارض الشبيهة بالفئران والشامات والحيوانات الصغيرة الأخرى. في الوقت نفسه ، في خطوط العرض حيث يتساقط هطول على شكل ثلج في الشتاء ، تكيفت النباتات والحيوانات تاريخيًا مع الحياة في الثلج أو على سطحه ، بعد أن طورت العديد من السمات التشريحية والمورفولوجية والفسيولوجية والسلوكية وغيرها. على سبيل المثال ، في بعض الحيوانات ، يزداد السطح الداعم للأرجل بحلول الشتاء عن طريق تلويثها بشعر صلب (الشكل 5.26) والريش والدروع.

يهاجر آخرون أو يقعون في حالة غير نشطة - النوم ، السبات ، السبات. يتحول عدد من الحيوانات إلى التغذية على أنواع معينة من الأعلاف.

يكشف بياض الغطاء الثلجي عن الحيوانات الداكنة. تغير اللون الموسمي في الحجل الأبيض والتندرا ، ermine (الشكل 5.27) ، الأرنب ، ابن عرس ، الثعلب القطبي ، بلا شك ، يرتبط باختيار التمويه تحت لون الخلفية.

الهطول ، بالإضافة إلى التأثير المباشر على الكائنات الحية ، يحدد رطوبة الهواء ، والتي ، كما لوحظ بالفعل ، تلعب دورًا مهمًا في حياة النباتات والحيوانات ، لأنها تؤثر على كثافة تبادل المياه. يكون التبخر من سطح جسم الحيوانات والنتح في النباتات أكثر كثافة ، وكلما قل الهواء المشبع ببخار الماء.

تم العثور على امتصاص الأجزاء الهوائية للرطوبة السائلة المتساقطة على شكل مطر ، وكذلك الرطوبة البخارية من الهواء ، في النباتات العليا في نباتات الغابات الاستوائية ، التي تمتص الرطوبة على كامل سطح الأوراق والجذور الهوائية. يمكن امتصاص الرطوبة البخارية من الهواء عن طريق فروع بعض الشجيرات والأشجار ، مثل saxaul - Halaxylon persicum ، H. aphyllum. في الجراثيم الأعلى وخاصة النباتات السفلية ، فإن امتصاص الرطوبة بواسطة الأجزاء الموجودة فوق سطح الأرض هو الطريقة المعتادة لتغذية المياه (الطحالب ، الأشنات ، إلخ). مع عدم وجود رطوبة الطحالب ، يمكن للأشنات البقاء على قيد الحياة لفترة طويلة في حالة قريبة من الهواء الجاف ، والوقوع في الرسوم المتحركة المعلقة. ولكن بمجرد هطول الأمطار ، تمتص هذه النباتات الرطوبة بسرعة مع جميع أجزاء الأرض ، وتصبح ناعمة ، وتستعيد التورم ، وتستأنف عمليات التمثيل الضوئي والنمو.

غالبًا ما تحتاج النباتات في الموائل الأرضية شديدة الرطوبة إلى إزالة الرطوبة الزائدة. كقاعدة عامة ، يحدث هذا عندما يتم تسخين التربة جيدًا وتمتص الجذور الماء بفاعلية ، ولا يوجد نتح (في الصباح أو أثناء الضباب ، عندما تكون رطوبة الهواء 100٪).

تتم إزالة الرطوبة الزائدة عن طريق الإمساك - وهذا هو إطلاق الماء من خلال خلايا إفرازية خاصة تقع على طول الحافة أو على حافة الورقة (الشكل 5.28).

أرز. 5.28. أنواع الإمساك في النباتات المختلفة

(وفقًا لـ A.M. Grodzinsky ، 1965):

1 - في الحبوب ، 2 - في الفراولة ، 3 - في زهور الأقحوان ، 4 - في الصقلاب ،

5 - لسارماتيان بلفاليا ، 6 - للبرسيم

ليس فقط النباتات الرطبة قادرة على الإمساك ، ولكن أيضًا العديد من الخلايا المتوسطة. على سبيل المثال ، تم العثور على الإمساك في أكثر من نصف جميع أنواع النباتات في السهوب الأوكرانية. يتم التخلص من العديد من أعشاب المروج بقوة لدرجة أنها ترطب سطح التربة. هذه هي الطريقة التي تتكيف بها الحيوانات والنباتات مع التوزيع الموسمي لهطول الأمطار ، مع كميتها وطابعها. هذا يحدد تكوين النباتات والحيوانات ، وتوقيت تدفق مراحل معينة في دورة تطورها.

تتأثر الرطوبة أيضًا بتكثيف بخار الماء ، والذي يحدث غالبًا في الطبقة السطحية للهواء عندما تتغير درجة الحرارة. تظهر قطرات الندى عند انخفاض درجة الحرارة في المساء. في كثير من الأحيان ، يسقط الندى بمثل هذه الكمية التي تبلل النباتات بكثرة ، وتتدفق إلى التربة ، وتزيد من رطوبة الهواء وتخلق ظروفًا مواتية للكائنات الحية ، خاصة عندما يكون هناك القليل من الأمطار الأخرى. النباتات تساهم في ترسيب الندى. عندما تبرد في الليل ، تكثف بخار الماء على نفسها. يتأثر نظام الرطوبة بشكل كبير بالضباب والغيوم الكثيفة والظواهر الطبيعية الأخرى.

عند التوصيف الكمي لموائل النباتات بواسطة عامل الماء ، يتم استخدام المؤشرات التي تعكس محتوى وتوزيع الرطوبة ليس فقط في الهواء ، ولكن أيضًا في التربة. تعتبر مياه التربة ، أو رطوبة التربة ، أحد المصادر الرئيسية لرطوبة النباتات. الماء في التربة في حالة مجزأة ، يتخللها مسام بأحجام وأشكال مختلفة ، وله واجهة كبيرة مع التربة ، ويحتوي على عدد من الكاتيونات والأنيونات. ومن ثم ، فإن رطوبة التربة غير متجانسة في الخصائص الفيزيائية والكيميائية. لا يمكن للنباتات استخدام كل المياه الموجودة في التربة. وفقًا للحالة الفيزيائية ، والتنقل ، والتوافر ، والأهمية للنباتات ، تنقسم مياه التربة إلى الجاذبية ، والرطوبة ، والشعيرية.

تحتوي التربة أيضًا على رطوبة بخارية ، والتي تحتل جميع المسام الخالية من الماء. هذا دائمًا ما يكون بخار الماء المشبع (باستثناء التربة الصحراوية). عندما تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 0 درجة مئوية ، تتحول رطوبة التربة إلى جليد (في البداية ، مياه مجانية ، ومع مزيد من التبريد ، جزء من الماء المربوط).

الكمية الإجمالية للمياه التي يمكن أن تحتفظ بها التربة (يتم تحديدها بإضافة الماء الزائد ثم الانتظار حتى تتوقف عن التنقيط) تسمى سعة الحقل.

وبالتالي ، فإن الكمية الإجمالية للمياه في التربة لا يمكن أن تميز درجة توفير الرطوبة للنباتات. لتحديد ذلك ، يجب طرح معامل الذبول من إجمالي كمية الماء. ومع ذلك ، فإن مياه التربة المتاحة ماديًا لا تتوفر دائمًا من الناحية الفسيولوجية للنباتات بسبب انخفاض درجة حرارة التربة ، ونقص الأكسجين في مياه التربة وهواء التربة ، وحموضة التربة ، والتركيز العالي للأملاح المعدنية الذائبة في مياه التربة. يؤدي التناقض بين امتصاص الجذور للماء وإطلاقه من الأوراق إلى ذبول النباتات. يعتمد تطوير ليس فقط الأجزاء الموجودة فوق سطح الأرض ، ولكن أيضًا نظام الجذر للنباتات على كمية المياه المتاحة من الناحية الفسيولوجية. في النباتات التي تنمو في التربة الجافة ، يكون نظام الجذر ، كقاعدة عامة ، أكثر تشعبًا وأقوى من التربة الرطبة (الشكل 5.29).

أرز. 5.29. نظام جذر القمح الشتوي

(وفقًا لـ V.G.Krzhanovsky et al. ، 1994):

1 - مع كمية كبيرة من الأمطار ؛ 2 - بمتوسط

3 - ذات حجم صغير

تعتبر المياه الجوفية من مصادر رطوبة التربة. عند مستواها المنخفض ، لا تصل المياه الشعرية إلى التربة ولا تؤثر على نظام المياه فيها. يؤدي ترطيب التربة بسبب هطول الأمطار وحده إلى تقلبات قوية في محتواها من الرطوبة ، والتي غالبًا ما تؤثر سلبًا على النباتات. كما أن وجود مستوى مرتفع جدًا من المياه الجوفية له تأثير ضار ، لأن هذا يؤدي إلى تشبع التربة بالمياه ، ونضوب الأكسجين وإثرائه بالأملاح المعدنية. توفر رطوبة التربة الثابتة ، بغض النظر عن تقلبات الطقس ، المستوى الأمثل للمياه الجوفية.

نظام درجة الحرارة. السمة المميزة لبيئة الأرض - الهواء هي النطاق الكبير لتقلبات درجات الحرارة. في معظم مناطق اليابسة ، تبلغ اتساع درجات الحرارة اليومية والسنوية عشرات الدرجات. تعتبر التغيرات في درجة حرارة الهواء ذات أهمية خاصة في الصحاري والمناطق القارية شبه القطبية. على سبيل المثال ، النطاق الموسمي لدرجة الحرارة في صحراء آسيا الوسطى هو 68-77 درجة مئوية ، والمدى اليومي هو 25-38 درجة مئوية. على مقربة من ياكوتسك ، يبلغ متوسط درجة حرارة الهواء لشهر يناير -43 درجة مئوية ، ومتوسط درجة حرارة يوليو هو +19 درجة مئوية ، والمدى السنوي من -64 إلى +35 درجة مئوية. في جبال الأورال ، يكون المسار السنوي لدرجة حرارة الهواء حادًا ويقترن بتنوع كبير في درجات الحرارة في أشهر الشتاء والربيع في سنوات مختلفة. أبرد شهر هو يناير ، حيث يتراوح متوسط درجة حرارة الهواء من -16 إلى -19 درجة مئوية ، وفي بعض السنوات تنخفض إلى -50 درجة مئوية ، والشهر الأكثر دفئًا هو يوليو مع درجات حرارة من 17.2 إلى 19.5 درجة مئوية. درجات الحرارة القصوى الإيجابية هي 38-41 درجة مئوية.

تعتبر تقلبات درجات الحرارة على سطح التربة أكثر أهمية.

تحتل النباتات الأرضية منطقة متاخمة لسطح التربة ، أي إلى "الواجهة" ، حيث يتم انتقال الأشعة الساقطة من وسط إلى آخر ، أو بطريقة أخرى ، من شفافة إلى معتمّة. يتم إنشاء نظام حراري خاص على هذا السطح: أثناء النهار - تسخين قوي بسبب امتصاص الأشعة الحرارية ، في الليل - تبريد قوي بسبب الإشعاع. من هنا ، تتعرض الطبقة السطحية من الهواء لأشد تقلبات درجات الحرارة اليومية ، والتي تكون أكثر وضوحًا على التربة العارية.

النظام الحراري للموئل النباتي ، على سبيل المثال ، يتميز على أساس قياسات درجة الحرارة مباشرة في المظلة. في المجتمعات العشبية ، يتم أخذ القياسات داخل وعلى سطح العشب ، وفي الغابات ، حيث يوجد تدرج درجة حرارة عمودي معين ، في عدد من النقاط على ارتفاعات مختلفة.

تختلف مقاومة تغيرات درجة الحرارة في البيئة في الكائنات الأرضية وتعتمد على الموطن المحدد الذي تعيش فيه. وبالتالي ، تنمو النباتات المورقة الأرضية في الغالب في نطاق درجات حرارة واسع ، أي أنها دائمة الحرارة. تمتد فترة حياتها في الحالة النشطة ، كقاعدة عامة ، من 5 إلى 55 درجة مئوية ، بينما تتراوح درجة حرارة هذه النباتات بين 5 و 40 درجة مئوية. تنمو نباتات المناطق القارية ، التي تتميز بتباين واضح في درجات الحرارة اليومية ، بشكل أفضل عندما يكون الليل أكثر برودة من النهار بمقدار 10-15 درجة مئوية. ينطبق هذا على معظم نباتات المنطقة المعتدلة - مع اختلاف درجة الحرارة من 5-10 درجة مئوية ، والنباتات الاستوائية ذات السعة الأصغر - حوالي 3 درجات مئوية (الشكل 5.30).

أرز. 5.30 مناطق درجات الحرارة المثلى للنمو و

تطوير نباتات مختلفة (حسب Went، 1957)

في الكائنات الحية المتغيرة الحرارة ، مع زيادة درجة الحرارة (T) ، تقل مدة التطور (t) بسرعة أكبر. يمكن التعبير عن معدل التطوير Vt بالصيغة Vt = 100 / t.

لتحقيق مرحلة معينة من التطور (على سبيل المثال ، في الحشرات - من بيضة) ، أي يتطلب التشرنق ، المرحلة التخيلية ، دائمًا قدرًا معينًا من درجات الحرارة. ناتج درجة الحرارة الفعالة (درجة الحرارة فوق نقطة الصفر للتطور ، أي T-To) بمدة التطور (t) يعطي الثابت الحراري للتطور c = t (T-To). باستخدام هذه المعادلة ، من الممكن حساب وقت بداية مرحلة معينة من التطور ، على سبيل المثال ، لآفة نباتية ، تكون فيها مكافحتها فعالة.

لا تمتلك النباتات ككائنات حية متغيرة الحرارة درجة حرارة جسمها المستقرة. يتم تحديد درجة حرارتها من خلال توازن الحرارة ، أي نسبة الامتصاص وعودة الطاقة. تعتمد هذه القيم على العديد من خصائص كل من البيئة (حجم وصول الإشعاع ، ودرجة حرارة الهواء المحيط وحركته) والنباتات نفسها (اللون والخصائص البصرية الأخرى للنبات ، وحجم وترتيب الأوراق ، وما إلى ذلك). يتم لعب الدور الأساسي من خلال تأثير التبريد الناتج عن النتح ، والذي يمنع ارتفاع درجة حرارة النباتات في الموائل الساخنة. نتيجة للأسباب المذكورة أعلاه ، عادة ما تختلف درجة حرارة النباتات (غالبًا بشكل كبير جدًا) عن درجة حرارة الهواء المحيط. هناك ثلاث حالات ممكنة هنا: درجة حرارة النبات أعلى من درجة الحرارة المحيطة ، أو تحتها ، أو مساوية لها أو قريبة جدًا منها. لا تحدث الزيادة في درجة حرارة النبات على درجة حرارة الهواء فقط في الموائل شديدة الحرارة ، ولكن أيضًا في الموائل الباردة. يتم تسهيل ذلك من خلال اللون الداكن أو الخصائص البصرية الأخرى للنباتات ، والتي تزيد من امتصاص الإشعاع الشمسي ، فضلاً عن السمات التشريحية والمورفولوجية التي تقلل من النتح. يمكن أن ترتفع درجة حرارة نباتات القطب الشمالي بشكل ملحوظ (الشكل 5.31).

مثال آخر هو الصفصاف القزم - Salix arctica في ألاسكا ، التي تكون أوراقها أكثر دفئًا من الهواء بمقدار 2-11 درجة مئوية أثناء النهار وحتى بمقدار 1-3 درجة مئوية خلال ساعات الليل في القطب الشمالي "على مدار الساعة" ".

بالنسبة لأوائل الربيع الزائدي ، ما يسمى ب "قطرات الثلج" ، فإن تسخين الأوراق يوفر إمكانية التمثيل الضوئي المكثف إلى حد ما في أيام الربيع المشمسة ، ولكن لا تزال باردة. بالنسبة للموائل الباردة أو تلك المرتبطة بتقلبات درجات الحرارة الموسمية ، فإن زيادة درجة حرارة النبات مهمة جدًا من الناحية البيئية ، حيث تصبح العمليات الفسيولوجية مستقلة ، ضمن حدود معينة ، عن الخلفية الحرارية المحيطة.

أرز. 5.31. توزيع درجات الحرارة في نبتة التندرا الوردية القطبية (Novosieversia glacialis) في صباح مشمس من شهر يونيو عند درجة حرارة هواء 11.7 درجة مئوية (وفقًا لـ B. A. Tikhomirov ، 1963)

على اليمين - شدة عمليات الحياة في المحيط الحيوي: 1 - أبرد طبقة من الهواء. 2 - الحد الأعلى لنمو البراعم ؛ 3 ، 4 ، 5 - منطقة النشاط الأكبر لعمليات الحياة والتراكم الأقصى للمواد العضوية ؛ 6 - مستوى التربة الصقيعية والحد الأدنى للتجذير ؛ 7- منطقة أدنى درجات حرارة للتربة

غالبًا ما يتم ملاحظة انخفاض في درجة حرارة النبات مقارنة بالهواء المحيط في المناطق شديدة الإضاءة والتدفئة من الكرة الأرضية (الصحراء ، السهوب) ، حيث يتم تقليل سطح أوراق النباتات بشكل كبير ، ويساعد النتح المعزز على إزالة الحرارة الزائدة ويمنع ارتفاع درجة الحرارة. بشكل عام ، يمكننا القول أنه في الموائل الحارة تكون درجة حرارة الأجزاء الموجودة فوق سطح الأرض أقل ، وفي الموائل الباردة تكون أعلى من درجة حرارة الهواء. تزامن درجة حرارة النبات مع درجة الحرارة المحيطة أقل شيوعًا - في الظروف التي تستبعد التدفق القوي للإشعاع والنتح الشديد ، على سبيل المثال ، في النباتات العشبية تحت مظلة الغابات ، وفي المناطق المفتوحة - في الطقس الغائم أو المطر.

بشكل عام ، الكائنات الحية الأرضية أكثر حرارة من الكائنات المائية.

في بيئة الأرض والجو ، تتعقد الظروف المعيشية بسبب وجود تغيرات الطقس. الطقس هو حالة الغلاف الجوي المتغيرة باستمرار بالقرب من سطح الأرض ، حتى حوالي 20 كم (حدود طبقة التروبوسفير). تتجلى تقلبية الطقس في التباين المستمر في مجموعة العوامل البيئية مثل درجة حرارة الهواء والرطوبة ، والغيوم ، وهطول الأمطار ، وقوة الرياح واتجاهها ، وما إلى ذلك (الشكل 5.32).

أرز. 5.32. الجبهات الجوية فوق أراضي روسيا

إلى جانب تناوبها المنتظم في الدورة السنوية ، تتميز التغيرات المناخية بتقلبات غير دورية ، مما يعقد بشكل كبير ظروف وجود الكائنات الأرضية. على التين. في الشكل 5.33 ، باستخدام مثال كاتربيلر لعثة الترميز Carpocapsa pomonella ، يظهر اعتماد الوفيات على درجة الحرارة والرطوبة النسبية.

أرز. 5.33. نفوق اليرقات من عثة الترميز Carpocapsa

بومونيلا اعتمادًا على درجة الحرارة والرطوبة (وفقًا لـ R.Dajo ، 1975)

ويترتب على ذلك أن منحنيات الوفيات المتساوية متحدة المركز وأن المنطقة المثلى محدودة بالرطوبة النسبية 55 و 95٪ ودرجات حرارة 21 و 28 درجة مئوية.

عادةً ما يحدد الضوء ودرجة الحرارة ورطوبة الهواء في النباتات ليس الحد الأقصى ، ولكن متوسط درجة فتح الثغور ، حيث نادرًا ما تحدث مصادفة جميع الظروف المؤدية إلى فتحها.

نظام الطقس طويل المدى يميز مناخ المنطقة. لا يشمل مفهوم المناخ متوسط قيم الظواهر الجوية فحسب ، بل يشمل أيضًا التغيرات السنوية واليومية ، والانحراف عنها ، وتواترها. يتم تحديد المناخ من خلال الظروف الجغرافية للمنطقة.

العوامل المناخية الرئيسية هي درجة الحرارة والرطوبة ، مقاسة بكمية هطول الأمطار وتشبع الهواء ببخار الماء. وهكذا ، في البلدان البعيدة عن البحر ، هناك انتقال تدريجي من مناخ رطب عبر منطقة وسيطة شبه قاحلة مع فترات جفاف عرضية أو دورية إلى منطقة قاحلة تتميز بالجفاف لفترات طويلة وتملح التربة والمياه (الشكل 5.34).

في سياق التطور ، تم إتقان هذه البيئة في وقت متأخر عن الماء. تكمن خصوصيته في حقيقة أنه غازي ، لذلك يتميز بانخفاض الرطوبة والكثافة والضغط ومحتوى الأكسجين العالي. في سياق التطور ، طورت الكائنات الحية التعديلات التشريحية والصرفية والفسيولوجية والسلوكية وغيرها من التعديلات الضرورية.

تتحرك الحيوانات في بيئة الأرض والجو عبر التربة أو عبر الهواء (الطيور والحشرات) ، وتتأصل النباتات في التربة. في هذا الصدد ، طورت الحيوانات الرئتين والقصبة الهوائية ، بينما طورت النباتات جهازًا للفم ، أي الأعضاء التي يمتص بها سكان الأرض الأكسجين مباشرة من الهواء. إن أعضاء الهيكل العظمي ، التي توفر استقلالية الحركة على الأرض وتدعم الجسم بجميع أعضائه في ظروف كثافة منخفضة من الوسط ، أقل بآلاف المرات من الماء ، قد تلقت تطورًا قويًا. تختلف العوامل البيئية في البيئة الأرضية والجوية عن الموائل الأخرى في شدة الضوء العالية ، والتقلبات الكبيرة في درجة حرارة الهواء والرطوبة ، وارتباط جميع العوامل بالموقع الجغرافي ، وتغير فصول السنة والوقت من اليوم. يرتبط تأثيرها على الكائنات الحية ارتباطًا وثيقًا بحركة الهواء والموقع بالنسبة للبحار والمحيطات ويختلف تمامًا عن التأثير في البيئة المائية (الجدول 1).

الجدول 5

الظروف المعيشية للكائنات المائية والهواء

(وفقًا لـ D.F Mordukhai-Boltovsky ، 1974)

بيئة الهواء

البيئة المائية

رطوبة	مهم جدًا (غالبًا ما يكون قليل العرض)	لا يوجد (دائما في الزائدة)
كثافة	طفيفة (باستثناء التربة)	كبير بالمقارنة مع دوره لسكان الهواء
ضغط	تقريبا لا	كبير (يمكن أن يصل إلى 1000 الغلاف الجوي)
درجة الحرارة	كبير (يتقلب ضمن حدود واسعة جدًا - من -80 إلى + 100 درجة مئوية وأكثر)	أقل من القيمة بالنسبة لسكان الهواء (تتقلب أقل بكثير ، عادة من -2 إلى + 40 درجة مئوية)
الأكسجين	طفيفة (في الغالب زائدة)	أساسي (غالبًا ما يكون قليل العرض)
المواد الصلبة العالقة	غير مهم؛ لا يستخدم للطعام (المعدني بشكل رئيسي)	هام (مصدر غذائي ، خاصة المواد العضوية)
يذوب في البيئة	إلى حد ما (ذات صلة فقط بمحاليل التربة)	هام (مطلوب بكمية معينة)

طورت الحيوانات والنباتات البرية تكيفات أصلية خاصة بها مع العوامل البيئية الضارة: التركيب المعقد للجسم وتكامله ، وتواتر وإيقاع دورات الحياة ، وآليات التنظيم الحراري ، وما إلى ذلك ، وقد تطورت الحركة الهادفة للحيوانات بحثًا عن الطعام والجراثيم التي تنقلها الرياح والبذور وحبوب اللقاح للنباتات وكذلك النباتات والحيوانات التي ترتبط حياتها بالكامل ببيئة الهواء. تم تشكيل علاقة وظيفية وموارد وميكانيكية وثيقة بشكل استثنائي مع التربة.

العديد من التعديلات التي ناقشناها أعلاه كأمثلة في توصيف العوامل البيئية اللاأحيائية. لذلك لا معنى للتكرار الآن ، لأننا سنعود إليهم في تمارين عملية

التربة كموطن

الأرض هي الوحيدة من بين الكواكب التي بها تربة (Edasphere ، Pedosphere) - قشرة أرضية خاصة أعلى. تشكلت هذه القوقعة في وقت متوقع تاريخيًا - إنه نفس عمر الحياة على الأرض على هذا الكوكب. لأول مرة ، أجاب M.V. Lomonosov ("على طبقات الأرض"): "... أتت التربة من انحناء الأجسام الحيوانية والنباتية ... حسب طول الوقت ...". و أنت العالم الروسي العظيم. أنت. كان Dokuchaev (1899: 16) أول من أطلق على التربة جسماً طبيعياً مستقلاً وأثبت أن التربة "... نفس الجسم الطبيعي التاريخي المستقل مثل أي نبات أو حيوان أو أي معدن ... وظيفة النشاط التراكمي المتبادل للمناخ في منطقة معينة ، والكائنات الحية النباتية والحيوانية فيها ، وتضاريس البلد وعمره ... ، وأخيراً ، التربة التحتية ، أي الصخور الأصلية ... كل هذه العوامل المكونة للتربة ، في جوهرها ، متكافئة تمامًا من حيث الحجم وتشاركان بشكل متساوٍ في تكوين التربة الطبيعية ... ".

وعالم التربة الحديث المعروف ن. أ. يعطي Kachinsky ("التربة ، خصائصها وحياتها" ، 1975) التعريف التالي للتربة: "تحت التربة يجب فهم جميع الطبقات السطحية للصخور ، ومعالجتها وتغييرها من خلال التأثير المشترك للمناخ (الضوء والحرارة والهواء ، الماء) والكائنات الحية النباتية والحيوانية ".

العناصر الهيكلية الرئيسية للتربة هي: القاعدة المعدنية والمواد العضوية والهواء والماء.

قاعدة معدنية (هيكل عظمي)(50-60٪ من إجمالي التربة) عبارة عن مادة غير عضوية تكونت نتيجة الصخور الجبلية الكامنة (الأم ، الأصل) نتيجة للعوامل الجوية. أحجام الجزيئات الهيكلية: من الصخور والأحجار إلى أصغر حبيبات الرمل وجزيئات الطمي. يتم تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للتربة بشكل أساسي من خلال تكوين الصخور الأم.

تعتمد نفاذية ومسامية التربة ، والتي تضمن دوران كل من الماء والهواء ، على نسبة الطين والرمل في التربة ، وحجم الشظايا. في المناخات المعتدلة ، يكون مثاليًا إذا كانت التربة تتكون من كميات متساوية من الطين والرمل ، أي يمثل طفال. في هذه الحالة ، لا تكون التربة مهددة إما بالتشبع بالمياه أو بالجفاف. كلاهما ضار بنفس القدر لكل من النباتات والحيوانات.

المواد العضوية- ما يصل إلى 10 ٪ من التربة ، تتكون من الكتلة الحيوية الميتة (الكتلة النباتية - فضلات الأوراق ، والفروع والجذور ، والجذوع الميتة ، وخرق العشب ، وكائنات الحيوانات النافقة) ، يتم سحقها ومعالجتها إلى دبال التربة بواسطة الكائنات الحية الدقيقة ومجموعات معينة من الحيوانات والنباتات. العناصر الأبسط التي تشكلت نتيجة تحلل المواد العضوية يتم استيعابها مرة أخرى بواسطة النباتات وتشارك في الدورة البيولوجية.

هواء(15-25٪) في التربة محتواة في التجاويف - المسام ، بين الجزيئات العضوية والمعدنية. في حالة عدم وجود (تربة طينية ثقيلة) أو عندما تمتلئ المسام بالماء (أثناء الفيضانات ، ذوبان الجليد السرمدي) ، تتفاقم التهوية في التربة وتتطور الظروف اللاهوائية. في ظل هذه الظروف ، يتم تثبيط العمليات الفسيولوجية للكائنات التي تستهلك الأكسجين - الهوائية - ، كما أن تحلل المواد العضوية يكون بطيئًا. تتراكم تدريجيا ، فإنها تشكل الجفت. تعتبر الاحتياطيات الكبيرة من الخث من سمات المستنقعات وغابات المستنقعات ومجتمعات التندرا. يتجلى تراكم الخث بشكل خاص في المناطق الشمالية ، حيث البرودة والتشبع بالمياه في التربة يحددان ويكمل كل منهما الآخر.

ماء(25-30٪) في التربة ممثلة بأربعة أنواع: الجاذبية ، والرطوبة (المربوطة) ، والشعري ، والبخار.

الجاذبية- المياه المتنقلة ، التي تشغل فجوات واسعة بين جزيئات التربة ، تتسرب تحت وزنها إلى مستوى المياه الجوفية. تمتصه النباتات بسهولة.

استرطابي ، أو ملزمة- يتم امتصاصه حول الجسيمات الغروية (الطين ، الكوارتز) من التربة ويتم الاحتفاظ به في شكل غشاء رقيق بسبب الروابط الهيدروجينية. يتم إطلاقها منها عند درجة حرارة عالية (102-105 درجة مئوية). لا يمكن الوصول إليه من النباتات ، ولا يتبخر. في التربة الطينية ، تصل هذه المياه إلى 15 ٪ ، في التربة الرملية - 5 ٪.

شعري- يقبع حول جزيئات التربة بقوة التوتر السطحي. من خلال المسام والقنوات الضيقة - الشعيرات الدموية ، ترتفع من مستوى المياه الجوفية أو تنحرف عن التجاويف بمياه الجاذبية. من الأفضل الاحتفاظ بها عن طريق التربة الطينية ، وتتبخر بسهولة. تمتصه النباتات بسهولة.

الموطن هو البيئة المباشرة التي يوجد فيها كائن حي (حيوان أو نبات). يمكن أن تحتوي على كائنات حية وأشياء ذات طبيعة غير حية وأي عدد من أنواع الكائنات الحية من عدة أنواع إلى عدة آلاف ، تتعايش في مساحة معيشية معينة. يشمل الموطن الجوي الأرضي مناطق من سطح الأرض مثل الجبال والسافانا والغابات والتندرا والجليد القطبي وغيرها.

الموطن - كوكب الأرض

أجزاء مختلفة من كوكب الأرض هي موطن لتنوع بيولوجي ضخم لأنواع الكائنات الحية. هناك أنواع معينة من موائل الحيوانات. غالبًا ما تغطي الصحاري الساخنة المناطق الحارة والجافة. في المناطق الرطبة الدافئة هناك رطبة

هناك 10 أنواع رئيسية من موائل الأرض على الأرض. كل واحد منهم لديه العديد من الأصناف ، اعتمادًا على مكان وجوده في العالم. تتكيف الحيوانات والنباتات التي تميز موطنًا معينًا مع الظروف التي تعيش فيها.

السافانا الأفريقية

تم العثور على هذا الموطن المجتمعي العشبي المداري جو-أرض في إفريقيا. يتميز بفترات جفاف طويلة بعد مواسم رطبة مع هطول أمطار غزيرة. تعد السافانا الأفريقية موطنًا لعدد كبير من الحيوانات العاشبة ، فضلاً عن الحيوانات المفترسة القوية التي تتغذى عليها.

الجبال

يكون الجو شديد البرودة على قمم السلاسل الجبلية العالية وهناك القليل من النباتات التي تنمو هناك. تتكيف الحيوانات التي تعيش في هذه الأماكن المرتفعة مع درجات الحرارة المنخفضة ونقص الغذاء والتضاريس الصخرية شديدة الانحدار.

غابات دائمة الخضرة

غالبًا ما توجد الغابات الصنوبرية في المناطق الباردة من العالم: كندا وألاسكا والدول الاسكندنافية ومناطق من روسيا. يهيمن عليها التنوب دائم الخضرة وهذه المناطق هي موطن لحيوانات مثل الأيائل والقندس والذئب.

الأشجار المتساقطة

في المناطق الباردة والرطبة ، تنمو العديد من الأشجار بسرعة في الصيف ولكنها تفقد أوراقها في الشتاء. يختلف عدد الحيوانات البرية في هذه المناطق بشكل موسمي حيث يهاجر الكثيرون إلى مناطق أخرى أو يدخلون في سبات خلال فصل الشتاء.

منطقة معتدلة

وهي تتميز بمروج وسهول عشبية جافة ومراعي وصيف حار وشتاء بارد. هذا الموطن الأرضي والجوي هو موطن للحيوانات العاشبة مثل الظباء والبيسون.

منطقة البحر الأبيض المتوسط

تتمتع الأراضي المحيطة بالبحر الأبيض المتوسط بمناخ حار ، ولكن هطول الأمطار هنا أكثر من المناطق الصحراوية. هذه المناطق هي موطن للشجيرات والنباتات التي لا يمكن أن تعيش إلا من خلال الوصول إلى المياه وغالبًا ما تكون موبوءة بالعديد من أنواع الحشرات المختلفة.

التندرا

موطن من الجو إلى الأرض مثل التندرا مغطى بالجليد لجزء كبير من العام. الطبيعة تنبض بالحياة فقط في الربيع والصيف. تعيش الغزلان هنا وعش الطيور.

الغابات المطيرة

تنمو هذه الغابات الخضراء الكثيفة بالقرب من خط الاستواء ولديها أغنى تنوع بيولوجي للكائنات الحية. لا يوجد موطن آخر يضم العديد من السكان كمنطقة مغطاة بالغابات الاستوائية.

الجليد القطبي

المناطق الباردة بالقرب من القطبين الشمالي والجنوبي مغطاة بالجليد والثلج. هنا يمكنك مقابلة طيور البطريق والفقمات والدببة القطبية ، الذين يحصلون على عيشهم في المياه الجليدية للمحيطات.

حيوانات موطن الأرض والجو

تنتشر الموائل على مساحة شاسعة من كوكب الأرض. يتميز كل منها بعالم بيولوجي ونباتي معين ، يسكن ممثلوه بشكل غير متساو كوكبنا. في الأجزاء الأكثر برودة من العالم ، مثل المناطق القطبية ، لا توجد أنواع كثيرة من الحيوانات التي تعيش في هذه المناطق والتي تم تكييفها خصيصًا للعيش في درجات حرارة منخفضة. يتم توزيع بعض الحيوانات في جميع أنحاء العالم اعتمادًا على النباتات التي تأكلها ، على سبيل المثال ، يسكن الباندا العملاقة المناطق

الموطن الجوي الأرضي

يحتاج كل كائن حي إلى منزل أو مأوى أو بيئة يمكن أن توفر الأمن ودرجة الحرارة المثالية والغذاء والتكاثر - كل ما هو ضروري للبقاء على قيد الحياة. تتمثل إحدى الوظائف المهمة للموئل في توفير درجة الحرارة المثالية ، حيث يمكن للتغيرات الشديدة أن تدمر النظام البيئي بأكمله. الشرط المهم أيضًا هو وجود الماء والهواء والتربة وأشعة الشمس.

درجة الحرارة على الأرض ليست هي نفسها في كل مكان ، في بعض أجزاء الكوكب (القطب الشمالي والجنوبي) يمكن أن ينخفض مقياس الحرارة إلى -88 درجة مئوية. في أماكن أخرى ، خاصة في المناطق الاستوائية ، يكون الجو دافئًا جدًا وحتى حارًا (حتى +50 درجة مئوية). يلعب نظام درجة الحرارة دورًا مهمًا في عمليات التكيف مع موائل الهواء الأرضي ، على سبيل المثال ، لا يمكن للحيوانات التي تتكيف مع درجات الحرارة المنخفضة أن تعيش في الحرارة.

الموطن هو البيئة الطبيعية التي يعيش فيها الكائن الحي. تتطلب الحيوانات مساحات مختلفة. يمكن أن يكون الموطن كبيرًا ويحتل غابة كاملة أو صغيرة ، مثل المنك. يتعين على بعض السكان الدفاع عن منطقة شاسعة والدفاع عنها ، بينما يحتاج البعض الآخر إلى مساحة صغيرة حيث يمكنهم التعايش بسلام نسبيًا مع الجيران الذين يعيشون في الجوار.