Начав обсуждение экологических концепций с рассмотрения концепции экосистемы, мы стремились к тому, чтобы у читателя не сложилось впечатление, будто факторы среды действуют независимо друг от друга. В этой главе мы стараемся показать, что рассмотрение отдельных факторов — это не конечная цель экологического исследования, а способ подойти к сложным экологическим проблемам, оценить сравнительную важность различных факторов, действующих совместно в реальных экосистемах. Температура и влажность имеют столь универсальное значение в наземных местообитаниях и так тесно взаимосвязаны, что их обычно считают самыми важными климатическими факторами. Поэтому прежде чем перейти к другим факторам, целесообразно рассмотреть совместное действие этих двух.[ ...]
Взаимодействие температуры и влажности, как н взаимодействие большинства других факторов, зависит не только от относительной, но и от абсолютной величины каждого из них. Так, температура оказывает более выраженное лимитирующее влияние на организмы, если условия влажности близки к критическим, т. е. если влажность очень велика или очень мала. Точно так же влажность играет более критическую роль, если температура близка к предельным значениям. Можно считать, что это еще один аспект рассмотренного выше в этой главе принципа взаимодействия факторов. Например, хлопковый долгоносик при низкой и умеренной влажности переносит более высокие температуры, чем прп очень высокой влажности. Сухая п жаркая погода в хлопковом поясе США — сигнал для фермеров ожидать увеличения популяции долгоносика, но, к сожалению, она не так хороша и для хлопчатника.[ ...]
Крупные водоемы значительно смягчают климат суши, поскольку воде свойственна высокая скрытая теплота парообразования и таяния, т. е., чтобы расплавить лед и испарить воду, нужно много калорий тепла. Фактически существуют два основных типа климата: 1) континентальный, характеризующийся крайними значениями температуры и влажности, и 2) морской, которому свойственны менее резкие колебания, что объясняется смягчающим влиянием крупных водоемов (поэтому вблизи больших озер образуются местные «морские климаты»).[ ...]
В зоне листопадных лесов вода может быть серьезным лимитирующим фактором только в конце лета, особенно в южной части этой зоны. Местная естественная растительность адаптирована к периодическим летним засухам, но некоторые выращиваемые здесь культуры к ним не адаптированы. Фермеры на юге США, которые приобрели горький опыт после неоднократной гибели урожая, начинают наконец переходить на орошение в конце лета. В районах выпадения зимних дождей основной продуктивный сезон— конец зимы и весна; в пустыне эффективный вегетационный сезон сильно сокращен.[ ...]
Другой полезный подход к изучению комбинаций физических факторов — применение климатических камер. Существуют различные модели — от простых камер с регулируемой влажностью и температурой, используемых во многих лабораториях, до больших теплиц с контролируемыми условиями наподобие «фитотрона», в котором можно поддерживать любую желаемуто комбинацию температуры, влажности и освещенности. Эти камеры часто позволяют регулировать факторы среды, так что исследователь может изучать в них генетику и физиологию культурных растений и домашних животных. Однако такие камеры могут быть полезными и для экологических исследований, особенно если конструкция позволяет воспроизводить естественные ритмы температуры и влажности. Эксперименты такого рода позволяют выделить «функционально важные» факторы, но они раскрывают только часть истины, так как многие существенно важные аспекты экосистемы нельзя воспроизвести в лаборатории; их изучение и опыты с ними надо проводить в полевых условиях.[ ...]
В более глубоких слоях почвы и отложений (а также в организме крупных животных, например в рубце жвачных, где существуют анаэробные условия) увеличивается содержание СО2, а кислород становится лимитирующим фактором для аэробов. В результате замедляется процесс разложения (о значении которого подробно говорилось в гл. 2), или изменяются его конечные продукты, или же происходит и то и другое. Роль человека в круговороте СО2 рассматривалась в гл. 4.[ ...]
В водных местообитаниях количество кислорода, двуокиси углерода и других атмосферных газов, растворенных в воде и потому доступных организмам, сильно варьирует во времени и в пространстве, чего в наземных местообитаниях не бывает. В озерах и в водоемах с высоким содержанием органических веществ кислород является лимитирующим фактором первостепенной важности. Хотя кислород лучше растворяется в воде, чем азот, даже в самом благоприятном случае в воде содержится значительно меньше кислорода, чем в атмосферном воздухе. Так, если на долю кислорода в воздухе приходится 21% (по объему), т. е. в 1 л воздуха содержится 210 см3 кислорода, то в воде содержание кислорода не превышает 10 см3 на 1 л. Температура воды и количество растворенных солей сильно влияют на способность воды удерживать кислород: растворимость кислорода повышается с понижением температуры и снижается с повышением солености. Запас кислорода в воде пополняется главным образом из двух источников: путем диффузии из воздуха и благодаря фотосинтезу водных растений. Кислород диффундирует в воду очень медленно; диффузии способствует ветер и движение воды; важнейшим фактором, обеспечивающим фотосинтетическую продукцию кислорода, является свет, проникающий в толщу воды. Таким образом, содержание кислорода в водной среде сильно меняется в зависимости от времени суток, времени года и местоположения.[ ...]
Аналогичные главы в дргуих документах:
| См. далее:Совместное действие температуры и влажности |