Свойства почв и их роль в жизнедеятельности организмов

     При проведении сравнительной оценки земли количественно определяют степень различий качественных и пространственных характеристик участков, а также экономических факторов производства на них.

     С момента вовлечения в обработку человеческого труда и вложения в землю средств происходят окультуривание земли и изменение ее плодородия. Человек, воздействуя на почву, придает ей такие свойства, которых ранее она не имела. Поэтому почва приобретает (наряду с естественным) экономическое плодородие.

     Экономическое плодородие формируется на основе естественного, в результате воздействия человека на почву различными видами мелиорации, обработки и внесения удобрений, возделывания сельскохозяйственных растений. Поэтому экономическое плодородие зависит от технологического и экономического процессов.

     Исключительно большое значение в воздействии человека на почву и повышении ее плодородия принадлежит машинам и орудиям труда, которые используют в земледелии. Благодаря их применению в процессе обработки улучшается состав почвы, вовлекаются в обработку участки и улучшаются физические свойства почвы. Этот процесс происходит одновременно с естественным, но более ускоренными темпами.

     Таким образом, экономическое плодородие представляет собой плодородие, характеризующее степень производительности земледельческого труда. Оно тесно связано с уровнем развития производительных сил общества и общественными производственными отношениями и представляет единство естественного плодородия и производительной силы человеческой деятельности. С развитием производительных сил общества, науки и техники повышается и плодородие. Поэтому каждому уровню развития земледелия соответствует вполне определенный уровень плодородия почвы.

     Экономическое плодородие можно рассматривать как в абсолютной, так и в относительной формах. Абсолютное плодородие характеризуется выходом продукции при определенных условиях производства. Под относительным плодородием понимают разницу в плодородии разных по качеству земель. Поскольку плодородие характеризует условия произрастания растений, то оно проявляется неодинаково к отдельным их видам. Почва может быть высокоплодородной для одной культуры и малоплодородной для другой, что имеет важное значение при выборе показателей оценки земли. Плодородие может быть выявлено и количественно соизмерено непосредственно через результаты человеческого труда, т. е. через его производительность. На количество производимой продукции совокупно влияют как природные, так и производственные факторы, которые в равной мере нужно учитывать при оценке земли как средства сельскохозяйственного и лесохозяйственного производства.

     Для установления степени влияния качества земли на экономику страны, региона, муниципального образования оценивают комплекс природных факторов, характеризующих качество земли: естественные свойства почвы; производственно-технологические свойства земли (контурность, рельеф и др.); агроклиматические условия.

     Среди задач по охране природы важнейшей  является борьба с эрозией почв. Среди общих мер, призванных предотвращать  эрозию, выделяется общая противоэрозийная защита территории, предусматривающая  правильные севообороты, посадка защитных лесонасаждений, гидротехнические сооружения и другие противоэрозийные мероприятия.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     2. Температурные адаптации  растительных и  животных организмов. 

     Температура является наиболее важным климатическим фактором. От нее зависит интенсивность обмена веществ организмов и их географическое распространение. Любой организм способен жить в пределах определенного диапазона температур. И хотя для разных видов организмов (эвритермных и стенотермных) эти интервалы различны, для большинства из них зона оптимальных температур, при которых жизненные функции осуществляются наиболее активно и эффективно, сравнительно невелика. Диапазон температур, в которых может существовать жизнь, составляет примерно 300 ^oС : от -200 до +100 ^oС. Но большинство видов и большая часть активности приурочены к еще более узкому диапазону температур. Определенные организмы, особенно в стадии покоя, могут существовать, по крайней мере некоторое время, при очень низких температурах. Отдельные виды микроорганизмов, главным образом бактерии и водоросли, способны жить и размножаться при температурах, близких к точке кипения. Верхний предел для бактерий горячих источников составляет 88 ^oС, для сине-зеленых водорослей - 80 ^oС, а для самых устойчивых рыб и насекомых - около 50 ^oС. Как правило, верхние предельные значения фактора оказываются более критическими, чем нижние, хотя многие организмы вблизи верхних пределов диапазона толерантности функционируют более эффективно.

     У водных животных диапазон толерантности  к температуре обычно более узок по сравнению с наземными животными, так как диапазон колебаний температуры  в воде меньше, чем на суше.

     С точки зрения воздействия на живые  организмы крайне важна изменчивость температуры. Температура, колеблющаяся от 10 до 20 ^oС (в среднем составляющая 15 ^oС), не обязательно действует на организм так же, как постоянная температура 15 ^oС. Жизнедеятельность организмов, которые в природе обычно подвергаются воздействию переменных температур, подавляется полностью или частично или замедляется под действием постоянной температуры. С помощью переменной температуры удалось ускорить развитие яиц кузнечика в среднем на 38,6 % по сравнению с их развитием при постоянной температуре. Пока не ясно, обусловлен ли ускоряющий эффект самими колебаниями температуры или усиленным ростом, вызываемым кратковременным повышением температуры и не компенсирующимся замедлением роста при ее понижении.

     Таким образом, температура является важным и очень часто лимитирующим фактором. Температурные ритмы в значительной степени контролируют сезонную и  суточную активность растений и животных. Температура часто создает зональность  и стратификацию в водных и  наземных местообитаниях.

     По  степени адаптации растений к  условиям крайнего дефицита тепла можно выделить три группы:

     1) нехолодостойкие растения-сильно повреждаются или гибнут при температурах выше точки замерзания воды. Гибель связана с инактивацией ферментов, нарушением обмена нуклеиновых кислот и белков, проницаемости мембран и прекращением тока ассимилятов. Это растения дождевых тропических лесов, водоросли теплых морей;

     2) неморозостойкие растения-переносят низкие температуры, но гибнут, как только в тканях начинает образовываться лед. При наступлении холодного времени года у них повышается концентрация осмотически активных веществ в клеточном соке и цитоплазме, что понижает точку замерзания до -5...-7^oC. Вода в клетках может охлаждаться ниже точки замерзания без немедленного образования льда. Переохлажденное состояние неустойчиво и длится чаще всего несколько часов, что, однако, позволяет растениям переносить заморозки. Таковы некоторые вечнозеленые субтропические виды. В период вегетации все листостебельные растения неморозостойки;

     3) льдоустойчивые , или морозоустойчивые, растения - произрастают в областях с сезонным климатом, с холодными зимами. Во время сильных морозов надземные органы деревьев и кустарников промерзают, но тем не менее сохраняют жизнеспособность.

     Растения  подготавливаются к перенесению  морозов постепенно, проходя предварительную  закалку после того, как заканчиваются  ростовые процессы. Закалка заключается  в накоплении в клетках сахаров (до 20-30%), производных углеводов, некоторых  аминокислот и других защитных веществ, связывающих воду. При этом морозоустойчивость клеток повышается, так как связанная  вода труднее оттягивается образующимися  в тканях кристаллами льда. Ультраструктуры  и ферменты перестраиваются таким  образом, что клетки переносят обезвоживание, связанное с образованием льда.

     Оттепели  в середине, а особенно в конце  зимы вызывают быстрое снижение устойчивости растений к морозам. После окончания  зимнего покоя закалка утрачивается. Весенние заморозки, наступившие внезапно, могут повредить тронувшиеся  в рост побеги и особенно цветки даже у морозоустойчивых растений.

     По  степени адаптации к высоким температурам можно выделить следующие группы организмов:

     1) нежаростойкие виды - повреждаются уже при +30...+40^oС (эукариотические водоросли, водные цветковые, наземные мезофиты);

     2) жаровыносливые эукариоты -растения сухих местообитаний с сильной инсоляцией (степей, пустынь, саванн, сухих субтропиков и т. п.); переносят получасовое нагревание до +50...+60^oС;

     3) жароустойчивые прокариоты - термофильные бактерии и некоторые виды сине-зеленых водорослей, могут жить в горячих источниках при температуре +85...+90^oС.

     Некоторые растения регулярно испытывают влияние  пожаров, когда температура кратковременно повышается до сотен градусов. Пожары особенно часты в саваннах, в сухих  жестколистных лесах и кустарниковых  зарослях типа чапарраля. Там выделяют группу растений пирофитов , устойчивых к пожарам. У деревьев саванн на стволах толстая корка, пропитанная огнеупорными веществами, надежно защищающая внутренние ткани. Плоды и семена пирофитов имеют толстые, часто одревесневшие покровы, которые растрескиваются, будучи опалены огнем.

     Температурные адаптации животных . В отличие от растений животные, обладающие мускулатурой, производят гораздо больше собственного, внутреннего тепла. При сокращении мышц освобождается значительно больше тепловой энергии, чем при функционировании любых других органов и тканей, так как КПД использования химической энергии для совершения мышечной работы относительно низок. Чем мощнее и активнее мускулатура, ТЕМ больше тепла может генерировать животное. По сравнению с растениями животные обладают более разнообразными возможностями регулировать, постоянно или временно, температуру собственного тела. Основные пути температурных адаптаций у житных следующие:

     I) химическая терморегуляция-активное увеличение теплопродукции в ответ на понижение температуры среды;

     2) физическая терморегуляция-изменение  уровня теплоотдачи, способность  удерживать тепло или, наоборот, рассеивать его избыток. Физическая  терморегуляция осуществляется  благодаря особым анатомическим  и морфологическим чертам строения  животных: волосяному и перьевому  покровам, деталям устройств кровеносной системы, распределению жировых запасов, возможностям испарительной теплоотдачи и т. п.;

     3) поведение организмов. Перемещаясь  в пространстве или изменяя  свое поведение более сложным  образом, животные могут активно  избегать крайних температур. Для  многих животных поведение является  почти единственным и очень  эффективным способом поддержания  теплового баланса. 

     Тот или иной способ преобладает у  гомойотермных или пойкилотермных организмов.

     Гомойотермия - способность к поддержанию постоянства температуры тела- развилась у млекопитающих и птиц из пойкилотермии путем усовершенствования способов регуляции теплообмена. Способность к такой регуляции слабо выражена у детенышей млекопитающих и птенцов и полностью проявляется лишь во взрослом состоянии.

     Взрослые  гомойотермные животные отличаются настолько эффективной регуляцией поступления и отдачи тепла, что  это позволяет им поддерживать постоянную оптимальную температуру тела во все времена года. Механизмы терморегуляции у каждого вида множественны и разнообразны. Это обеспечивает большую надежность механизма поддержания температуры тела. Такие обитатели севера, как песец, заяц-беляк, куропатка достаточно жизнедеятельны и активны даже в самые сильные морозы, когда разница температуры воздуха и тела составляет свыше 70 ^oС.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     3. Правило оптимума. Экологическая валентность.

     3.1 Правило оптимума.

     Помимо  качественной специфики фактора (влияние  на те или иные процессы в организме), зависящей от его физико-химической природы, характер воздействия и реакция на него со стороны организма во многом определяются интенсивностью воздействия фактора, его «дозировкой». Количественное влияние условий среды определяется тем, что естественные факторы (температура, кислород, соленость и др.) в той или иной дозе необходимы для нормального функционирования организма, тогда как недостаток или избыток того же фактора тормозит жизнедеятельность. Количественное выражение (доза) фактора, соответствующее потребностям организма и обеспечивающее наиболее благоприятные условия для его жизни, рассматривают как оптимальное. На шкале количественных изменений фактора диапазон колебаний, соответствующий указанным, условиям, составляет зону оптимума.