Особенности наземно-воздушной среды жизни
Физико-химические условия в разных частях биосферы неодинаковы. Населяющие эти части организмы, живое вещество различаются не только по отдельным видам, но даже по целым группам. Наземные биоценозы или биомы или формации могут быть объединены в крупные совокупности. Воздушная среда не является постоянной средой жизни, живое вещество лишь временами вторгается в атмосферу вместе с воздушными потоками. В южных широтах океана обнаруживали различных животных на расстоянии нескольких тысяч километров от суши.
Характер наземных формаций в основном определяется растительностью. Растения теснейшим образом зависят от климата. Именно растительность образует большую часть биомассы.
Ветер понижает или повышает температуру. Ветер увеличивает также и скорость испарения, поэтому обладает иссушающим действием. В местах, подверженных сильным ветрам, рост растений может задерживаться, а фауна может быть частично или полностью уничтожена. Поэтому воздушная среда и ветер в ней играет важную роль в расселении организмов. Ветер сильно снижает активность организмов в частности, в особенности насекомых. Воздушный поток определяет и направление передвижения перелетной саранчи. Аэропланктон, в котором преобладают мелкие членистоногие, состоят из животных, которых воздушные потоки увлекают на разную высоту и в разном количестве.
Активность насекомых выше при низком атмосферном давлении. В воздухе постоянно находятся атмосферные ионы. Для эколога наибольший интерес представляют ионы кислорода.
Ионы бывают в форме неустойчивых, мелких, одномолекулярных ионов, и крупных, более устойчивых ионов. Изменение ионизации воздуха особенно заметно до и после грозы. Положительные ионы преобладают до грозы, а отрицательные после. Увеличение числа положительных ионов повышает активность насекомых. Отрицательные ионы не вызывают какой-либо реакции.
В природе все эти факторы – атмосферное давление, ионизация воздуха и электрическое поле оказывают сильное действие на жизнь организмов. Все химические примеси воздуха также угрожают качеству жизни.
Наземные формации бывают открытые и закрытые, т.е. тундры, пустыни, степ, саванны и леса.
Для тундры характерно полное отсутствие древесной растительности. Они не могут существовать из-за слишком короткого лета и сурового климата. Лес обычно требует средней температуры не ниже +10°С., в течение 4-х месяцев.
Растительность при переходе к югу становится постепенно богаче. На крайнем севере растут только мхи и лишайники, а южнее встречаются уже карликовые кустарники (ива, береза, вереск). Промежуточная зона занята сфагновыми и осоковыми торфяниками, которые протягиваются до полярного круга. Северный олень и овцебык в основном здесь и живут. Птицы прилетают только летом на гнездовья, мелкие грызуны передвигаются под снегом.
В тундре лимитирующим экологическим фактором является холод, а в пустыне сухость. Сухость вызывается барометрическим давлением.
Растительность пустынь редкая. Здесь преобладают многолетние растения, способные удерживать воду или растения, находящиеся в состоянии покоя подолгу. Продуктивность зависит от осадков. В основном в пустынях преобладают весенние эфемеры и эфемероиды.
Фауна приспособлена к недостатку воды. Активность бактерий в тундре и пустыне очень слабая.
В степи преобладают злаки, у которых корни достигают большой глубины почвы. Степи отличаются сильными колебаниями температуры.
Отличительная черта степей - приуроченность осадков к одному сезону и повышенная сухость в остальное время года, что препятствует развитию древесной растительности.
В степях живут многие животные, дикие лошади, газели и др., а также грызуны. Здесь много птиц. Фауна богата двукрылыми. Степь - излюбленное местообитание перелетной саранчи.
Степи представляют собой ландшафты умеренного климата. А саванны размещаются в более теплых и влажных тропических районах, но с длительным сухим сезоном. Колебания температуры в саваннах слабовыражено, чем в степи.
В саваннах также доминируют злаки, но среди них встречаются кустарники и даже редко разбросанные деревья, хорошо приспособленные к сухому сезону.
Саванны широко распространены в Южной Америке, Австралии и особенно в Африке. Незаметно она переходит в тропический лес по мере того, как сухой сезон теряет четкость своих границ.
Фауна саван очень богата: здесь населяют в основном травоядные млекопитающие и хищники, а также птицы неспособные к полету. Очень широко распространены саранчевые термиты и они составляют биомассу саван.
Закрытые формации или леса - это тайга. Здесь в основном растут хвойные леса. Они широко распространены в Голарктике. Это целый пояс к югу от тундры. Образование этой формации обусловлено холодным климатом, почти сходным с климатом тундры. Зима суровая, но лето довольно теплое, поэтому здесь развивается древесная растительность. Хвойный лес очень густой и поэтому подлесок развит слабо. Размножение хвои идет очень медленно. Из-за холодов и деревья растут очень медленно. Здесь встречаются широко торфяники.
Фауна представлена бедно. В летнее время очень много насекомых: чешуекрылые , жуки, а также кровососущие двукрылые.
Умеренный пояс состоит в основном из лиственных лесов. Это территория средней Европы к югу от тайги, восток США, а также часть Китая и Японии.
Существование лиственных лесов связано с умеренным климатом.
Фауна богата и разнообразна.
Тропический лес покрывает обширные экваториальные пространства в Южной Америке, Центральной Африке и в Малайзии. Тропический лес сложился под влиянием жаркого климата, который здесь не меняется в течение года. Сезонные колебания температуры слабее суточных, а осадки обильны во все сезоны года.
Растительность здесь чрезвычайно богата. На крайнем юге Африки встречаются около 500 эндемических родов цветковых растений. На основании этого ботаники выделили этот район в особую фитографическую область.
В тропических лесах особенно разнообразна деревья, кустарники, лианы и эпифиты. Травянистая растительность из-за нехватки света слабо развита.
В отличие от лесов умеренного климата или тайги здесь редко произрастают рядом два дерева из одного и того же вида.
Фауна также очень богата и разнообразна. Это связано с древностью формации, достигший высокой степени дифференциации.
Почва как среда жизни
Фауна и флора очень богаты и разнообразны. В основном это бактерии, водоросли, грибы, простейшие черви, многоножки, ногохвостки, клещи, нематоды и дождевые черви.
В различных формациях и в различных областях земного шара население почвы неодинаково, но отличается большой однородностью, потому, что организмы почвы сильно защищены от колебания климатических условий. Однако, сухость оказывает огромное влияние.
В горных районах с повышением высоты и падением температуры население почвы также меняется.
Рельеф , наклон, глубина почвы имеют огромное значение для организмов населяющих почвы. Экологическое значение имеет гранулометрия почвы. Например, личинки насекомых не могут жить в слишком каменистой почве. Роющие перепончатокрылые, многие саранчовые нуждаются в рыхлой почве.
Наземные почвенные условия часто меняются, поэтому здесь населяет неширокое разнообразие организмов. Почва как среда жизни, имеет свои особенности. Например, на незначительной глубине в почве существует полная темнота. Здесь живут организмы, избегающие светоосвещения. По мере погружения в почву колебания температуры становятся незначительными. Чем глубже, тем уменьшается в ней содержание О2 а содержание СО2 увеличивается. На большой глубине условия приближаются к анаэробным, где обитают анаэробные бактерии. Дождевые черви преобладают в среде с высоким содержанием СО2.
Фауна и флора почвы очень чувствительны и к влажности и к сухости. Организмы почвы чувствительны также к содержанию химических элементов. Например, некоторые ионы отдельных элементов являются ядом для организмов, а другие наоборот жизненно необходимы.
Почва имеющая РН среды нейтральную, очень богата почвенной фауной и флорой. Некоторые ионы имеют большое экологическое значение. Они могут способствовать усилению и ослаблению флоры и фауны почвы. На почвах, залегающих на известняках, развивается специфическая растительность. Их называют кальцефитами (это эдельвейсы, многие виды орхидей). Существует и кальцефобная растительность. Это каштан, папоротник орляк, большинство вересковых. Их называют иногда кремневыми. Здесь почва бедна кальцием, содержание кремния больше. Эти растения избегают кальция.
Некоторые животные испытывают потребность в кальции. Например, куры перестают нести яйца в твердой скорлупе, если почва и корм бедны кальцием.
Растения галофиты способны произрастать лишь в почве с достаточным содержанием соли. На почвах богатых ионом NO3 азота также развивается специфическая флопа. Их называют нитрофильными. Например, солянки, кратеса и др.
В почве содержатся также органические вещества, образующиеся при разложении мертвых растений и животных. Ею питаются организмы-деструкторы — растения сапрофиты и животные –сапрофиты. Сапрофиты —это бактерии и грибы.
Почва как среды жизни играла особую роль в эволюции живого вещества. Для многих групп, в частности членистоногих почва послужила средой обитания, через которую водные организмы перешли к наземному образу жизни и завоевали сушу.