الخصائص العامة. في سياق التطور ، تم تطوير وسيط الأرض والهواء في وقت متأخر عن المتوسط \u200b\u200bالمائي. تتطلب الحياة على الأرض مثل هذه التعديلات التي أصبحت ممكنة فقط مع مستوى عالٍ نسبياً من التنظيم لكل من النباتات والحيوانات. من سمات بيئة الحياة الجوية في الأرض أن الكائنات الحية التي تعيش هنا محاطة بالهواء والبيئة الغازية ، التي تتميز بانخفاض نسبة الرطوبة والكثافة والضغط ومحتوى الأكسجين العالي. وكقاعدة عامة ، تتحرك الحيوانات في هذه البيئة حول التربة (الركيزة الصلبة) ، وتتأصل النباتات فيها.
تشتمل العوامل البيئية في بيئة الجو الأرضي على عدد من الخصائص المميزة: ارتفاع كثافة الضوء مقارنةً بالوسائط الأخرى وتقلبات درجات الحرارة المهمة وتغيرات الرطوبة اعتمادًا على الموقع الجغرافي والموسم والوقت من اليوم (الجدول 5.3).
الجدول 5.3
الظروف المعيشية للهواء والماء
(حسب دي. مردوخاي بولتوفسكي ، 1974)

يرتبط تأثير العوامل المذكورة أعلاه ارتباطًا وثيقًا بحركة الكتل الهوائية - الرياح. في عملية التطور ، طورت الكائنات الحية في بيئة الهواء الأرضي تكيفات تشريحية ومورفولوجية وفسيولوجية وسلوكية وغيرها. على سبيل المثال ، ظهرت الأعضاء التي توفر الاستيعاب المباشر للأكسجين في الغلاف الجوي أثناء التنفس (الرئتين والقصبة الهوائية للحيوانات ، معدة النباتات). تم تطوير تكوينات هيكلية (هيكل عظمي للحيوانات ، والأنسجة الميكانيكية والأنسجة الداعمة للنباتات) التي تدعم الجسم في ظل ظروف الكثافة المنخفضة للبيئة. لقد تم تطوير عمليات التكيف للحماية من العوامل الضارة ، مثل تواتر وإيقاع دورات الحياة ، والبنية المعقدة للتكاملات ، وآليات التنظيم الحراري ، وما إلى ذلك. تم تكوين علاقة وثيقة مع التربة (الأطراف الحيوانية ، وجذور النباتات) ، وتطور تنقل الحيوانات بحثًا عن الغذاء ، وتطورت التيارات المحمولة جواً البذور والفواكه وحبوب اللقاح من النباتات والحيوانات الطائرة.
النظر في ملامح تأثير العوامل البيئية الرئيسية على النباتات والحيوانات في بيئة الحياة الجوية البرية.
انخفاض كثافة الهواء يحدد قوة الرفع المنخفضة والنزاعات التي لا تذكر. يرتبط جميع سكان بيئة الهواء ارتباطًا وثيقًا بسطح الأرض ، مما يخدمهم في التعلق والدعم. لا تتمتع كثافة الهواء بمقاومة عالية للجسم عندما تتحرك على سطح الأرض ، ومع ذلك ، فإنه يجعل من الصعب التحرك عموديًا. بالنسبة لمعظم الكائنات الحية ، يرتبط البقاء في الهواء فقط بإعادة التوطين أو البحث عن فريسة.
يحدد مصاعد الهواء المنخفضة الكتلة النهائية وحجم الكائنات الأرضية. أكبر الحيوانات على سطح الأرض أصغر من عمالقة البيئة المائية. لا يمكن للثدييات الكبيرة (حجم ووزن الحوت الحديث) العيش على الأرض ، حيث سيتم سحقها بوزنها. قاد السحالي Mesozoic العملاقة أسلوب حياة شبه المائية. مثال آخر: نباتات طويلة الأمد من نبات سيكويا (Sequoja sempervirens) ، التي يصل طولها إلى 100 متر ، لها خشب داعم قوي ، بينما في ثالي من الطحالب البنية العملاقة Macrocystis ، التي تنمو حتى 50 مترًا ، لا يتم عزل العناصر الميكانيكية إلا بشكل ضعيف جدًا في قلب الثور.
انخفاض كثافة الهواء يخلق القليل من المقاومة للحركة. الفوائد البيئية لهذه الخاصية للبيئة الجوية قد استخدمها العديد من الحيوانات الأرضية خلال التطور ، واكتسبت القدرة على الطيران. 75 ٪ من جميع أنواع الحيوانات البرية قادرة على رحلة نشطة. هذه في الغالب حشرات وطيور ، ولكن توجد ثدييات وزواحف أيضًا. الحيوانات البرية تطير بشكل رئيسي من خلال الجهد العضلي. يمكن لبعض الحيوانات أيضًا التخطيط بسبب التيارات الهوائية.
نظرًا لتنقل الهواء ، الموجود في الغلاف الجوي السفلي ، والحركة الرأسية والأفقية للكتل الهوائية ، والرحلة السلبية لأنواع معينة من الكائنات الحية أمر ممكن ، يتم تطوير anemochoria - إعادة التوطين باستخدام التيارات الهوائية. تسمى الكائنات الحية التي تنقلها التيارات الهوائية مجتمعةً بـ العوالق الهوائية ، عن طريق القياس مع سكان العوالق في البيئة المائية. لرحلات الطيران السلبية حسب N.M. تشيرنوفا الكائنات الحية في Bylova (1988) لديها تكيفات خاصة - أحجام الجسم الصغيرة ، وزيادة مساحتها بسبب النمو الهائل ، والتقطيع القوي ، والسطح النسبي الكبير للأجنحة ، واستخدام شبكة الإنترنت ، إلخ.
تحتوي بذور فقر الدم الشحمي وفواكه النباتات أيضًا على أحجام صغيرة جدًا (على سبيل المثال ، بذور الأعشاب النارية) أو مجموعة متنوعة من الجناحية (أيسر pseudoplatanum القيقب) وملحقاتها على شكل مظلة (الهندباء الهندباء)
تحتوي النباتات الملقحة بالرياح على عدد من الأجهزة التي تعمل على تحسين الخصائص الديناميكية الهوائية لحبوب اللقاح. عادة ما يتم تقليل غطاء الأزهار الخاصة بهم والأثرات غير محمية من الرياح.
في مستوطنة النباتات والحيوانات والكائنات الحية الدقيقة ، يتم لعب الدور الرئيسي من خلال تدفقات الهواء التقليدية العمودية والرياح الضعيفة. يكون للعواصف والأعاصير تأثير بيئي كبير على الكائنات البرية. في كثير من الأحيان ، تهب الرياح القوية ، وخاصة تلك التي تهب في نفس الاتجاه ، فروع الأشجار ، وجذوعها في الجانب الضبابي وتسبب في تشكيل أشكال تاج على شكل علم.
في المناطق التي تهب فيها الرياح القوية باستمرار ، وكقاعدة عامة ، يكون تكوين الأنواع من الحيوانات الطائرة الصغيرة ضعيفًا ، حيث إنها غير قادرة على مقاومة التيارات الهوائية القوية. لذلك ، يطير نحل العسل فقط مع قوة رياح تصل إلى 7-8 م / ث ، وتطير المن مع رياح ضعيفة للغاية ، لا تتجاوز 2.2 م / ث. تطور حيوانات هذه الأماكن أغطية كثيفة تحمي الجسم من التبريد وفقدان الرطوبة. في الجزر المحيطية ذات الرياح القوية والطيور وخاصة الحشرات التي فقدت القدرة على الطيران ، لا تسود ، فهي لا تملك أجنحة ، لأن أولئك القادرين على الطيران في الهواء يتم تفجيرهم عن طريق البحر ويموتون.
الرياح تسبب تغييرا في معدل النتح في النباتات وضوحا بشكل خاص في الرياح الجافة التي الهواء الجاف ، والتي يمكن أن تؤدي إلى موت النباتات. الدور الإيكولوجي الرئيسي لحركات الهواء الأفقية (الرياح) غير مباشر ويتألف من تعزيز أو إضعاف التأثير على الكائنات البرية من العوامل البيئية الهامة مثل درجة الحرارة والرطوبة. الرياح تعزز عودة الرطوبة والحرارة إلى الحيوانات والنباتات.
في مهب الريح ، يتم تحمل الحرارة بسهولة أكبر وأصعب - الصقيع ، أسرع في تجفيف وتبريد الكائنات الحية.
تتواجد الكائنات الأرضية تحت ضغط منخفض نسبيًا ، وذلك بسبب انخفاض كثافة الهواء. على وجه العموم ، فإن الكائنات البرية أكثر كروية من الكائنات المائية ، لأن تقلبات الضغط المعتادة في بيئتها هي أجزاء من الغلاف الجوي ، وبالنسبة للطيور التي ترتفع إلى ارتفاع كبير ، على سبيل المثال ، لا تتجاوز ثلثها الطبيعي.
تركيبة الغاز في الهواء ، كما كان يُعتبر سابقًا ، في الطبقة السطحية من الغلاف الجوي رتيبة إلى حد ما (الأكسجين - 20.9 ٪ ، النيتروجين - 78.1 ٪ ، م.غ الغاز - 1 ٪ ، ثاني أكسيد الكربون - 0.03 ٪ من حيث الحجم) بسبب قدرتها على نشر عالية وخلط مستمر عن طريق الحمل الحراري وتدفقات الرياح. في الوقت نفسه ، فإن الشوائب المختلفة للجزيئات الغازية وسائلة القطيرات والغبار (الصلبة) التي تدخل الغلاف الجوي من مصادر محلية غالباً ما يكون لها أهمية بيئية كبيرة.
الأكسجين ، بسبب محتواه المرتفع باستمرار في الهواء ، ليس عاملاً يحد من الحياة في البيئة الأرضية. ساهم المحتوى العالي للأكسجين في زيادة التمثيل الغذائي في الكائنات البرية ، وعلى أساس الكفاءة العالية للعمليات المؤكسدة ، نشأت المعالجة المتجانسة للحيوانات. فقط في الأماكن ، وتحت ظروف محددة ، يتم إنشاء نقص مؤقت في الأكسجين ، على سبيل المثال ، في تحطيم مخلفات النباتات ، ومخزونات الحبوب والدقيق ، إلخ.
يمكن أن يتغير محتوى ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي نتيجة حرق الوقود الأحفوري ، وتبادله مع المحيط الحيوي والمحيط.
في بعض مناطق طبقة الهواء السطحي ، يمكن أن يتنوع محتوى ثاني أكسيد الكربون في حدود كبيرة للغاية. لذلك ، في ظل غياب الرياح في المراكز والمدن الصناعية الكبيرة ، يمكن أن يزيد تركيزها عشرات المرات.
تعود التغيرات اليومية في محتوى حمض الكربونيك في الطبقات السطحية إلى إيقاع عملية التمثيل الضوئي للنبات (الشكل 5.17).

التين. 5.17. التغييرات اليومية في الملف الرأسي
  تركيز ثاني أكسيد الكربون في هواء الغابات (من و. لارشر ، 1978)

باستخدام مثال التغييرات النهارية في المظهر الرأسي لتركيز ثاني أكسيد الكربون في هواء الغابة ، يتبين أنه خلال النهار يتم استهلاك ثاني أكسيد الكربون لعملية التمثيل الضوئي على مستوى تيجان الأشجار ، وفي حالة عدم وجود الرياح ، تتشكل منطقة فقيرة في ثاني أكسيد الكربون (305 جزء في المليون) ، حيث يأتي ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي والتربة (تنفس التربة). في الليل ، يتم وضع طبقة ثابتة من الهواء مع زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون في طبقة التربة. ترتبط التقلبات الموسمية في ثاني أكسيد الكربون بالتغيرات في معدل التنفس للكائنات الحية ، ومعظم الكائنات الحية في التربة.
في التركيزات العالية ، يكون ثاني أكسيد الكربون سامًا ، لكن هذه التركيزات نادرة في الطبيعة. يمنع محتوى ثاني أكسيد الكربون المنخفض عملية التمثيل الضوئي. لزيادة معدل التمثيل الضوئي في ممارسة الدفيئات الزراعية والدفيئات (في الأرض المغلقة) ، غالبًا ما يزداد تركيز ثاني أكسيد الكربون بشكل مصطنع.
بالنسبة لمعظم سكان البيئة الأرضية ، فإن نيتروجين الهواء هو غاز خامل ، لكن الكائنات الحية الدقيقة مثل بكتريا العقيدات ، الآزوتوبكتيريا ، المطثية لديها القدرة على ربطها وإشراكها في الدورة البيولوجية.
المصدر الحديث الرئيسي للتلوث الفيزيائي والكيميائي في الغلاف الجوي هو الإنسان: المؤسسات الصناعية والنقل ، وتآكل التربة ، وما إلى ذلك. وهكذا ، فإن ثاني أكسيد الكبريت سام بالنسبة للنباتات بتركيزات تتراوح من خمسين ألف إلى مليون من حجم الهواء. الأشنات تموت بالفعل مع آثار ثاني أكسيد الكبريت في البيئة. لذلك ، غالبًا ما تستخدم النباتات الحساسة لثاني أكسيد الكربون كمؤشرات لمحتواها في الهواء. حساسة للتدخين هي الراتينجية العادية والصنوبر ، القيقب ، الزيزفون ، البتولا.
وضع الضوء. ترجع كمية الإشعاع التي تصل إلى سطح الأرض إلى خط العرض الجغرافي للأرض وطول اليوم وشفافية الغلاف الجوي وزاوية حدوث ضوء الشمس. في ظل ظروف جوية مختلفة ، يصل 42 إلى 70٪ من الثابت الشمسي إلى سطح الأرض. مروراً بالغلاف الجوي ، يخضع الإشعاع الشمسي لعدد من التغييرات ، ليس فقط من الناحية الكمية ، ولكن أيضًا في التركيب. يتم امتصاص الإشعاع الموجي القصير بواسطة شاشة الأوزون والأكسجين الجوي. يتم امتصاص الأشعة تحت الحمراء في الجو بواسطة بخار الماء وثاني أكسيد الكربون. الباقي في شكل إشعاع مباشر أو مبعثر يصل إلى سطح الأرض.
يتراوح مزيج الإشعاع الشمسي المباشر والموزع بين 7 و 7 درجات من إجمالي الإشعاع ، بينما في الأيام الغائمة يكون الإشعاع المنتشر 100٪. في خطوط العرض العالية ، تسود الإشعاعات المنتشرة ، بينما المناطق الاستوائية - مباشرة. الإشعاع المبعثر عند الظهر يحتوي على أشعة صفراء حمراء تصل إلى 80 ٪ ، مباشرة - من 30 إلى 40 ٪. في الأيام المشمسة الصافية ، يتكون الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى سطح الأرض من 45 ٪ من الضوء المرئي (380 - 720 نانومتر) و 45 ٪ من الأشعة تحت الحمراء. فقط 10 ٪ من الأشعة فوق البنفسجية. للغبار الجوي تأثير كبير على نظام الإشعاع. نظرًا لتلوثه في بعض المدن ، يمكن أن تكون الإضاءة 15٪ أو أقل من الإضاءة خارج المدينة.
الإضاءة على سطح الأرض تختلف على نطاق واسع. كل هذا يتوقف على ارتفاع الشمس فوق الأفق أو زاوية حدوث ضوء الشمس ، وطول اليوم والظروف الجوية ، وشفافية الغلاف الجوي (الشكل 5.18).

التين. 5.18. توزيع الإشعاع الشمسي اعتمادا على
ارتفاع الشمس فوق الأفق (A1 - مرتفع ، A2 - منخفض)
اعتمادًا على الوقت من السنة والوقت من اليوم ، تتقلب شدة الضوء أيضًا. في بعض مناطق الأرض ، لا تكون جودة الضوء مكافئة ، على سبيل المثال ، نسبة الأشعة الطويلة (الحمراء) والموجة القصيرة (الأزرق والأشعة فوق البنفسجية). من المعروف أن أشعة الموجات القصيرة أكبر من أشعة الموجات الطويلة ، وتمتصها وتنتشرها الأجواء. في المناطق الجبلية ، لذلك ، هناك دائما المزيد من الإشعاع الشمسي الموجات القصيرة.
الأشجار والشجيرات والمحاصيل النباتية تحجب التضاريس ، تخلق مناخًا مناخيًا خاصًا يضعف الإشعاع (الشكل 5.19).

التين. 5.19. تخفيف الإشعاع:
أ - في غابة الصنوبر النادرة ؛ ب - في محاصيل الذرة من الإشعاعات الضوئية النشطة الواردة 6-12 ٪ تعكس (R) من سطح المزرعة

وهكذا ، في الموائل المختلفة ، لا يتم تمييز كثافة الإشعاع فقط ، ولكن أيضًا تكوينها الطيفي ، ومدة الإضاءة النباتية ، والتوزيع المكاني والزماني للضوء بكثافات مختلفة ، إلخ. وفقًا لذلك ، تتنوع تكيفات الكائنات الحية مع الحياة في البيئة الأرضية في ظل وضع ضوئي أو آخر. . كما أشرنا سابقًا ، فيما يتعلق بالضوء ، هناك ثلاث مجموعات رئيسية من النباتات: المحبة للضوء (heliophytes) ، المحبة للظل (sciophytes) والمتحسسة للظل. النباتات المحبة للضوء ومحبة الظل تختلف في موقف البيئية الأمثل.
في النباتات الضوئية ، وهي تقع في مجال أشعة الشمس الكاملة. التظليل القوي يؤثر عليهم بشكل محبط. هذه نباتات من الأراضي المفتوحة أو سهول الأعشاب والمروج المضاءة جيدًا (الطبقة العليا من الحشائش) ، الأشنات الصخرية ، النباتات العشبية المبكرة للغابات النفضية ، معظم النباتات المزروعة للأراضي المفتوحة والأعشاب الضارة ، إلخ. النباتات المحبة للظلال لها أفضل الظروف في ظروف الإضاءة المنخفضة ولا يمكنها الوقوف ضوء قوي. هذه هي الطبقات السفلية المظللة للمجتمعات النباتية المعقدة ، حيث التظليل هو نتيجة "اعتراض" الضوء من قبل النباتات الطويلة والموائل المشتركة. وهذا يشمل العديد من النباتات الداخلية والدفيئة. بالنسبة للجزء الأكبر ، فهي تأتي من الغطاء العشبي أو النباتات الغبية من الغابات الاستوائية.
إن منحنى المواقف البيئية تجاه الضوء والمتحمل للظلال غير متماثل إلى حد ما ، حيث ينمو ويتطور بشكل أفضل في ضوء كامل ، ولكنه يتكيف جيدًا مع الإضاءة المنخفضة. هذه هي مجموعة شائعة والبلاستيك للغاية من النباتات في البيئة الأرضية.
تطورت التكيفات مع الظروف المختلفة لنظام الضوء: التشريحية ، المورفولوجية ، الفسيولوجية ، وما إلى ذلك ، في النباتات من بيئة الهواء الأرضي.
من الأمثلة الجيدة على التعديلات التشريحية والمورفولوجية تغيير في المظهر في ظل ظروف الإضاءة المختلفة ، على سبيل المثال ، الحجم المختلف لشفرات الأوراق في النباتات المرتبطة بالموقع المنهجي ، ولكن العيش في ظروف الإضاءة المختلفة (جرس المروج - جرس المرجان وجرس الغابة - C. القصبة الهوائية ، الحقل البنفسجي - فيولا arvensis ، ينمو في الحقول والمروج والحواف والبنفسج الغابات - V. mirabilis) ، والتين. 5.20.

التين. 5.20. توزيع حجم ورقة وفقا للشروط
  نباتات الموائل: من المبلل إلى الجاف ومن المظلل إلى المشمس
ملاحظة. المنطقة المظللة يتوافق مع الظروف السائدة في الطبيعة.

في ظل ظروف الزائدة ونقص الإضاءة ، يختلف ترتيب شفرات الأوراق في النباتات الموجودة في الفضاء بشكل كبير. في نباتات الهليوفيت ، تتجه الأوراق نحو انخفاض وصول الإشعاع في ساعات النهار الأكثر خطورة. توجد شفرات الأوراق عموديًا أو بزاوية كبيرة في المستوى الأفقي ، لذلك خلال اليوم تتلقى الأوراق أشعة مزلقية في الغالب (الشكل 5.21).
هذا واضح بشكل خاص في العديد من مصانع السهوب. من المثير للاهتمام أن التكيف مع توهين الإشعاع الذي تم الحصول عليه في ما يسمى بالنباتات "البوصلة" (الخس البري - Lactuca serriola ، وما إلى ذلك) أمر مثير للاهتمام. توجد أوراق الخس البري في نفس الطائرة ، متجهة من الشمال إلى الجنوب ، وعند الظهر يكون الإشعاع على سطح الورقة ضئيلًا.
في النباتات التي تتحمل الظل ، يتم ترتيب الأوراق للحصول على أكبر قدر ممكن من الإشعاع الحادث.

التين. 5.21. وصول الإشعاع الشمسي المباشر (S) والمبعثر (D) إلى النباتات ذات الأوراق الأفقية (A) ، الرأسية (B) والموجهة بشكل مختلف (C) (وفقًا لـ A. A. Shulgin ، 1967)
1،2 - يترك مع زوايا مختلفة من الميل. S1 ، S2 - استلام الإشعاع المباشر لهم ؛ Stotal - مجموع التدفق إلى المصنع

غالبًا ما تكون النباتات المقاومة للظلال قادرة على حركات الحماية: تغيير في موضع شفرات الأوراق عندما يضربها ضوء قوي. تتطابق مساحات الغطاء العشبي بأوراق حامض حامضة تمامًا مع موقع التوهجات الشمسية الكبيرة. يمكن ملاحظة عدد من الميزات التكيفية في بنية الورقة باعتبارها المتلقي الرئيسي للإشعاع الشمسي. على سبيل المثال ، في العديد من خلايا الهليوف ، يساهم سطح الورقة في انعكاس أشعة الشمس (لامعة - في الغار ، مغطاة بطبقة مشعرة خفيفة - في الصبار ، والأعشاب الضارة) أو إضعاف عملها (بشرة كثيفة ، تجويف كثيف). يتميز الهيكل الداخلي للورقة بتطور قوي للأنسجة الحاجزة ، بوجود عدد كبير من البلاستيدات الخضراء الصغيرة والخفيفة (الشكل 5.22).
واحدة من ردود الفعل الوقائية من البلاستيدات الخضراء للضوء الزائد هي قدرتها على تغيير الاتجاه والتحرك في الخلية ، وضوحا في النباتات الخفيفة.
في الضوء الساطع ، تشغل البلاستيدات الخضراء وضعًا موضعيًا في الخلية وتصبح "حافة" في اتجاه الأشعة. في الإضاءة المنخفضة ، يتم توزيعها بشكل منتشر في الخلية أو تتراكم في الجزء السفلي منها.

التين. 5.22. قيم مختلفة من البلاستيدات الخضراء في الظل المتسامح
  (أ) والنباتات (B) photophilous:
1 - الطقسوس. 2- الصنوبر 3 - حافر 4 - تنظيف الربيع (بقلم T.K. Goryshina، E.G. Pruzhina، 1978)

تشمل التكيفات الفسيولوجية للنباتات مع ظروف الإضاءة لبيئة الجو الأرضي العديد من وظائف الحياة. لقد ثبت أن عمليات النمو في النباتات التي تعمل بالضوء ، تستجيب بشكل أكثر حساسية لنقص الضوء مقارنة بعمليات الظل. نتيجة لذلك ، هناك تمدد متزايد للسيقان ، مما يساعد النباتات على اختراق الضوء ، في المستويات العليا لمجتمعات النباتات.
تكمن التعديلات الفسيولوجية الرئيسية للضوء في مجال التمثيل الضوئي. بشكل عام ، يتم التعبير عن تغيير في التمثيل الضوئي حسب شدة الضوء من خلال "منحنى ضوء التمثيل الضوئي". المعلمات التالية ذات أهمية بيئية (الشكل 5.23).
1. نقطة تقاطع المنحنى مع المحور الإحداثي (الشكل 5.23 ، أ) يتوافق مع حجم واتجاه تبادل الغازات للنباتات في ظلام كامل: التمثيل الضوئي غائب ، يحدث التنفس (وليس الامتصاص ، ولكن انبعاث ثاني أكسيد الكربون) ، وبالتالي نقطة الكذب تقع أسفل محور الإحداثي.
2. إن نقطة تقاطع منحنى الضوء مع محور الإزاحة (الشكل 5.23 ، ب) تميز "نقطة التعويض" ، أي شدة الضوء التي عندها يقوم التمثيل الضوئي (امتصاص CO2) بالتوازن بين التنفس (انبعاث ثاني أكسيد الكربون).
3. تزداد شدة التمثيل الضوئي مع زيادة الضوء فقط إلى حد معين ، في المستقبل تظل ثابتة - منحنى الضوء من عملية التمثيل الضوئي يصل إلى "هضبة التشبع".

التين. 5.23. منحنيات الضوء من التمثيل الضوئي:
مخطط تفصيلي عام ؛ ب - منحنيات للنباتات الضوئية (1) والظل المتسامحة (2)

في التين. 5.23 يشار إلى منطقة الانعكاس بشكل تعسفي بواسطة منحنى ناعم ، والذي يتطابق الكسر مع النقطة c. يميز إسقاط النقطة (ب) على محور الإحداثيات (النقطة r) شدة الضوء "المشبعة" ، أي قيمة فوقها لم يعد الضوء يزيد من شدة التمثيل الضوئي. يتوافق الإسقاط على المحور الإحداثي (النقطة هـ) مع أعلى كثافة التمثيل الضوئي لنوع معين في بيئة محمولة جواً.
4. من الخصائص المهمة لمنحنى الضوء زاوية الميل (أ) إلى الحد الأقصى ، وهو ما يعكس درجة زيادة التمثيل الضوئي مع زيادة الإشعاع (في منطقة كثافة الضوء المنخفضة نسبيًا).
في النباتات ، يتم ملاحظة الديناميات الموسمية للتفاعل مع الضوء. على سبيل المثال ، في أوراق الشجر (Carex pilosa) في أوائل الربيع في الغابة ، تحتوي الأوراق الناشئة حديثًا على هضبة من التشبع الضوئي لعملية التمثيل الضوئي لمدة 20-25 ألف لوكس ، وخلال التظليل الصيفي في هذه الأنواع نفسها ، تصبح منحنيات اعتماد عملية التمثيل الضوئي على الضوء معلمات "الظل" المقابلة أي أن الأوراق تكتسب القدرة على استخدام الضوء الضعيف بشكل أكثر كفاءة ، والأوراق نفسها بعد فصل الشتاء تحت مظلة غابة الربيع الخالية من الأوراق تُظهر مرة أخرى الملامح "الخفيفة" لعملية التمثيل الضوئي.
يتمثل أحد الأشكال الغريبة من التكيف الفسيولوجي مع نقص حاد في الضوء في فقدان النبات لقدرته على التمثيل الضوئي ، والانتقال إلى التغذية غير المتجانسة بالمواد العضوية الجاهزة. في بعض الأحيان ، أصبح هذا التحول غير قابل للإلغاء بسبب فقدان الكلوروفيل من قبل النباتات ، على سبيل المثال ، بساتين الفاكهة لغابات الراتينجية المظللة (Goodyera repens ، Weottia nidus avis) ، و Cyclarum (نقصان أحادي الساق). انهم يعيشون خارج المواد العضوية الميتة من أنواع الأشجار وغيرها من النباتات. هذه الطريقة في التغذية تسمى البلعوم ، والنباتات تسمى الخلايا اللمفية.
بالنسبة للغالبية العظمى من الحيوانات الأرضية التي لها نشاط ليلي ونهائي ، تعد الرؤية إحدى طرق التوجيه ، ومن المهم البحث عن الفريسة. العديد من أنواع الحيوانات لديها أيضا رؤية الألوان. في هذا الصدد ، للحيوانات ، وخاصة الضحايا ، ميزات تكيفية. وهي تشمل التلوين الوقائي والتقييدي والإنذاري ، والتشابه الوقائي ، والمحاكاة ، وما إلى ذلك. كما يرتبط ظهور الأزهار الزاهية الألوان للنباتات العليا بخصائص الجهاز البصري للملقحات ، وفي نهاية المطاف ، مع النظام الضوئي للبيئة.
وضع المياه. يعد نقص الرطوبة أحد أهم ميزات بيئة الهواء الأرضي. حدث تطور الكائنات الحية الأرضية من خلال التكيف مع إنتاج الرطوبة والحفاظ عليها. تكون أنماط الرطوبة على الأرض متنوعة - من التشبع الكامل والثابت للهواء بخار الماء ، حيث تنخفض عدة آلاف ملليمترات من الأمطار (مناطق المناخ الاستوائي والرياح الموسمية) إلى الغياب التام تقريبا لها في الهواء الصحراوي الجاف. وهكذا ، في الصحاري المدارية ، يبلغ متوسط \u200b\u200bهطول الأمطار السنوي أقل من 100 ملم في السنة ، ولا تسقط الأمطار كل عام.
لا تتيح الكمية السنوية لهطول الأمطار دائمًا تقييم إمدادات المياه من الكائنات الحية ، لأن نفس كمية الأمطار يمكن أن تميز المناخ الصحراوي (في المناطق شبه الاستوائية) والرطوبة للغاية (في القطب الشمالي). يتم لعب دور كبير من خلال نسبة هطول الأمطار والتبخر (إجمالي التبخر السنوي من سطح الماء الحر) ، والذي يختلف أيضًا في مناطق مختلفة من العالم. المناطق التي تتجاوز فيها هذه القيمة الكمية السنوية لهطول الأمطار تسمى القاحلة (الجافة والقاحلة). هنا ، على سبيل المثال ، تفتقر النباتات للرطوبة خلال معظم موسم النمو. تسمى المناطق التي تزود فيها النباتات بالرطوبة أو الرطب. في كثير من الأحيان المناطق الانتقالية معزولة - شبه القاحلة (شبه القاحلة).
يظهر الشكل التالي اعتماد النباتات على متوسط \u200b\u200bهطول الأمطار السنوي ودرجة الحرارة. 5.24.

التين. 5.24. اعتماد النباتات على المتوسط \u200b\u200bالسنوي
  هطول الأمطار ودرجة الحرارة:
1 - الغابات الاستوائية ؛ 2 - الغابات المتساقطة ؛ 3 - السهوب؛
4 - الصحراء ؛ 5 - الغابات الصنوبرية ؛ 6 - تندرا في القطب الشمالي والجبل

يعتمد إمداد المياه للكائنات الأرضية على طريقة هطول الأمطار ، ووجود المسطحات المائية ، ومحميات رطوبة التربة ، وقرب المياه الجوفية ، وما إلى ذلك. وقد ساهم ذلك في تطوير العديد من التكيفات مع مختلف أنظمة إمدادات المياه في الكائنات البرية.
في التين. 5.25 ، من اليسار إلى اليمين ، لا يزال الانتقال من الطحالب السفلى التي تعيش في الماء مع خلايا بدون فجوات إلى الطحالب الأرضية poikilohydric الأولية ، وتشكيل فجوات في الطحالب المائية الخضراء والفطريات ، والانتقال من الطحالب الكبيرة ذات الفجوات إلى فتات الأعلاف المتجانسة (عالية الطحالب). الرطوبة ، في الموائل الجافة ، تصبح الطحالب poikilohydric الثانية) ؛ بين السرخس و كاسيات البذور (ولكن ليس بين عاريات البذور) هناك أيضا أشكال poikilohydric الثانية. معظم النباتات المورقة متجانسة بسبب حمايتها الجلدية ضد النتح والاخلاء القوي لخلاياها. تجدر الإشارة إلى أن انحراف الحيوانات والنباتات أمر غريب بالنسبة لبيئة الجو الأرضي فقط.

التين. 5.25. تكييف تبادل المياه من النباتات إلى الأرض
  نمط الحياة (من و. لارا ، 1978)

وغالباً ما تلعب الأمطار (الأمطار والبرد والثلج) ، بالإضافة إلى إمدادات المياه وإنشاء محميات رطوبة ، دورًا بيئيًا آخر. على سبيل المثال ، أثناء هطول الأمطار الغزيرة ، ليس لدى التربة وقت لامتصاص الرطوبة ، فالمياه تتدفق بسرعة في تيارات قوية وغالبًا ما تهب النباتات ذات الجذور الضعيفة والحيوانات الصغيرة وطبقة التربة الخصبة على البحيرات والأنهار. في السهول الفيضية ، يمكن أن تسبب الأمطار فيضانات وبالتالي يكون لها تأثير سلبي على النباتات والحيوانات التي تعيش هنا. في الأماكن التي تغمرها المياه بشكل دوري ، تتشكل الحيوانات السهول والنباتات الغريبة.
البرد أيضا له تأثير سلبي على النباتات والحيوانات. في بعض الأحيان يتم تدمير محاصيل المحاصيل في الحقول الفردية بالكامل بسبب هذه الكارثة الطبيعية.
الدور البيئي للغطاء الثلجي متنوع. بالنسبة للنباتات التي تقع براعم التجديد في التربة أو بالقرب من سطحها ، وبالنسبة للعديد من الحيوانات الصغيرة ، يلعب الثلج دور غطاء عازل للحرارة ، ويحميه من درجات الحرارة المنخفضة في فصل الشتاء. في الصقيع فوق -14 درجة مئوية تحت طبقة من الثلج 20 سم ، لا تنخفض درجة حرارة التربة إلى أقل من 0.2 درجة مئوية. يحمي الغطاء الثلجي العميق من تجميد الأجزاء الخضراء من النباتات ، مثل Veronica officinalis ، والعشب الحافر ، وما إلى ذلك ، التي تمر تحت الثلج دون إسقاط الأوراق. تقود الحيوانات البرية الصغيرة أسلوبًا نشطًا في فصل الشتاء ، حيث ترسخ العديد من صالات العرض تحت الثلج وبسمكها. في ظل وجود الأطعمة المحصّنة في فصول الشتاء الثلجية ، يمكن أن تتكاثر القوارض (الغابة والفئران الحلقية الصفراء ، وعدد من الفئران والجرذان المائية وغيرها). تختبئ الحنطة ، الحجل ، والحشوات السوداء تحت الثلج في الصقيع الشديد.
بالنسبة للحيوانات الكبيرة ، غالبًا ما يتداخل غطاء الثلج الشتوي مع الحصول على الطعام أثناء التنقل ، خاصةً عندما تتشكل قشرة الجليد على السطح. لذلك ، تتغلب moose (Alces alces) بحرية على طبقة الثلج التي يصل عمقها إلى 50 سم ، ولكن هذا غير متوفر للحيوانات الصغيرة. في كثير من الأحيان خلال فصل الشتاء الثلجي ، ويلاحظ وفاة الغزلان رو والخنازير البرية.
تساقط الثلوج الغزيرة له تأثير سلبي على النباتات. بالإضافة إلى التلف الميكانيكي في شكل كاسحات ثلجية أو كرات ثلجية ، يمكن لطبقة سميكة من الثلج أن تتسبب في ارتفاع درجة حرارة النباتات ، وخلال ذوبان الثلوج ، خاصة في فصل الربيع الطويل ، لجعل النباتات مبللة.
التين. 5.26. دعامة السطح
الحجل الأطراف
في الشتاء (أ) وفي الصيف (ب)
تعاني النباتات والحيوانات من انخفاض درجات الحرارة خلال الرياح القوية في الشتاء الثلجي الثلجي. لذلك ، في السنوات التي يكون فيها القليل من الثلج ، تموت القوارض الشبيهة بالماوس والشامات وغيرها من الحيوانات الصغيرة. في الوقت نفسه ، في خطوط العرض حيث تساقط الثلوج في فصل الشتاء ، تكيفت النباتات والحيوانات تاريخيا مع الحياة في الثلج أو على سطحه ، بعد أن طورت العديد من السمات التشريحية المورفولوجية والفسيولوجية والسلوكية وغيرها. على سبيل المثال ، في بعض الحيوانات ، يزداد السطح الداعم للساقين بحلول فصل الشتاء عن طريق اكتظاظها بشعر صلب (الشكل 5.26) ، والريش ، والدروع قرنية.
يهاجر آخرون أو يسقطون في حالة غير نشطة - النوم ، السبات ، الشُعب. يتحول عدد من الحيوانات إلى أنواع معينة من الطعام.
بياض الغطاء الثلجي يكشف عن الحيوانات المظلمة. يرتبط تغيير اللون الموسمي في الأجزاء البيضاء والتندرا ، ermine (الشكل 5.27) ، الأرنب الأبيض ، ابن عرس ، الثعلب القطبي الشمالي ، بلا شك بالتحديد لإخفاء لون الخلفية.
يحدد الهطول ، بالإضافة إلى تأثيره المباشر على الكائنات الحية ، رطوبة هواء معينة ، والتي ، كما ذُكر سابقًا ، تلعب دورًا مهمًا في حياة النباتات والحيوانات ، لأنها تؤثر على شدة استقلاب الماء. إن التبخر من سطح جسم الحيوان والانتحار في النباتات يتواصلان بشكل مكثف ، حيث يقل الهواء المشبع ببخار الماء.
يحدث امتصاص الأجزاء فوق الأرض من الرطوبة بالتنقيط السائلة المتساقطة على شكل مطر ، وكذلك الرطوبة البخارية من الهواء ، في النباتات العليا في نباتات الغابة الاستوائية التي تمتص الرطوبة على كامل سطح الأوراق والجذور الهوائية. يمكن امتصاص بخار الرطوبة من الهواء بواسطة فروع بعض الشجيرات والأشجار ، على سبيل المثال ، ساكسول - هالاكسيلون بيرسيكوم ، H. أفيلوم. في الأبواغ الأعلى وخاصة النباتات الأقل ، فإن امتصاص الرطوبة من الأجزاء الموجودة فوق سطح الأرض هو الطريقة المعتادة لإمداد المياه (الطحالب ، الأشنات ، إلخ). مع عدم وجود رطوبة في الطحالب ، تكون الأشنات قادرة على البقاء لفترة طويلة في حالة قريبة من الهواء الجاف ، وتقع في الرسوم المتحركة المعلقة. لكن الأمر يستحق المطر ، حيث تمتص هذه النباتات بسرعة الرطوبة من جميع الأجزاء الأرضية ، وتصبح ناعمة ، وتستعيد التورم ، وتستأنف عمليات التمثيل الضوئي والنمو.

غالبًا ما تحتاج النباتات الموجودة في الموائل الأرضية شديدة الرطوبة إلى إزالة الرطوبة الزائدة. وكقاعدة عامة ، يحدث هذا عندما تكون التربة مُسخنة جيدًا وتمتص الجذور الماء بنشاط ، ولا يوجد نتح (في الصباح أو في الضباب ، عندما تكون الرطوبة 100٪).
تتم إزالة الرطوبة الزائدة عن طريق التمزق - وهذا هو إطلاق الماء من خلال خلايا إفراز خاصة تقع على طول الحافة أو على طرف الورقة (الشكل 5.28).

التين. 5.28. أنواع التمزق في النباتات المختلفة
  (وفقًا لـ A.M. Grodzinsky ، 1965):
1 - للحبوب ، 2 - للفراولة البرية ، 3 - لالزنبق ، 4 - لالعشب المجفف ،
5 - في سارماتيان بلفاليا ، 6 - في البرسيم

ليس فقط نباتات الرطوبة ، ولكن أيضًا العديد من الخلايا الفطرية قادرة على التمزق. على سبيل المثال ، في السهوب الأوكرانية ، تم العثور على الأمعاء في أكثر من نصف جميع الأنواع النباتية. العديد من أعشاب المروج تفلت لدرجة أنها تبلل سطح التربة. لذلك تتكيف الحيوانات والنباتات مع التوزيع الموسمي لهطول الأمطار ، على كميتها وطبيعتها. هذا يحدد تكوين النباتات والحيوانات ، وتوقيت تدفق مراحل معينة في دورة تطورها.
تتأثر الرطوبة أيضًا بتكثيف بخار الماء ، والذي يحدث غالبًا في الطبقة السطحية من الهواء عندما تتغير درجة الحرارة. يحدث فقدان الندى عندما تنخفض درجة الحرارة في المساء. في كثير من الأحيان ، يسقط الندى بكميات تُرطب النباتات بكثرة ، ويصرف في التربة ، ويزيد من رطوبة الهواء ويخلق ظروفًا مواتية للكائنات الحية ، خاصة عندما يكون هناك القليل من الأمطار الأخرى. النباتات تساهم في ترسب الندى. التبريد في الليل ، فإنها تكثف بخار الماء على أنفسهم. تتأثر الرطوبة بشكل كبير بالضباب والغيوم الكثيفة والظواهر الطبيعية الأخرى.
عند تحديد كمية الموائل للنباتات بواسطة عامل الماء ، يتم استخدام مؤشرات تعكس محتوى الرطوبة وتوزيعها ليس فقط في الهواء ، ولكن أيضًا في التربة. مياه التربة ، أو رطوبة التربة ، هي واحدة من المصادر الرئيسية للرطوبة للنباتات. المياه في التربة في حالة مجزأة ، تتخللها مسام من مختلف الأحجام والأشكال ، ولها واجهة كبيرة مع التربة ، وتحتوي على عدد من الكاتيونات والأنيونات. وبالتالي ، فإن رطوبة التربة غير متجانسة في الخواص الفيزيائية والكيميائية. لا يمكن استخدام جميع المياه الموجودة في التربة بواسطة النباتات. وفقا للحالة المادية ، والتنقل ، وسهولة الوصول وأهمية النباتات ، وتنقسم مياه التربة إلى الجاذبية ، استرطابي والشعيرات الدموية.
تحتوي التربة أيضًا على رطوبة بخار ، والتي تشغل جميع المسام الخالية من الماء. هو دائما تقريبا (باستثناء التربة الصحراوية) بخار الماء المشبعة. عندما تنخفض درجة الحرارة إلى أقل من 0 درجة مئوية ، تمر رطوبة التربة إلى جليد (في البداية مياه حرة ، مع مزيد من التبريد ، جزء من الماء المرتبط).
تسمى الكمية الإجمالية للمياه التي يمكن أن تحتفظ بها التربة (يتم تحديدها بإضافة الماء الزائد ثم الانتظار حتى تتوقف عن التسرب) بقدرة رطوبة المجال.
يسمى محتوى الرطوبة في التربة ، حيث لا يلبي النبات حاجته للمياه ، معامل الذبول. بالنسبة لأنواع النباتات نفسها على أنواع مختلفة من التربة ، يختلف معامل الذبول وهو ، على سبيل المثال ، 16.3 ٪ للطين الثقيل ، و 0.9 ٪ للرمال الخشنة.
لذلك ، لا يمكن أن تحدد الكمية الإجمالية للمياه في التربة الدرجة التي تزود بها النباتات بالرطوبة. لتحديد ذلك من إجمالي كمية المياه ، من الضروري طرح معامل الذبول. ومع ذلك ، فإن مياه التربة التي يمكن الوصول إليها فعليًا لا يمكن الوصول إليها دائمًا من الناحية الفسيولوجية للنباتات بسبب انخفاض درجة حرارة التربة ، ونقص الأكسجين في مياه التربة وهواء التربة ، وحموضة التربة ، وارتفاع تركيز الأملاح المعدنية الذائبة في مياه التربة. عدم التوافق بين امتصاص الماء من الجذور وعودة أوراقها يؤدي إلى ذبول النباتات. لا يعتمد تطوير الأجزاء الموجودة فوق سطح الأرض فحسب ، بل يعتمد أيضًا على نظام الجذر للنباتات على كمية المياه التي يمكن الوصول إليها من الناحية الفسيولوجية. في النباتات التي تنمو على التربة الجافة ، يكون نظام الجذر ، كقاعدة عامة ، أكثر تشعبًا ، وأكثر قوة منه في الأنواع الرطبة (الشكل 5.29).

التين. 5.29. نظام جذر القمح الشتوي
  (وفقًا لـ V.G. Khrzhanovsky and others، 1994):
1 - مع كمية كبيرة من الأمطار ؛ 2 - بمتوسط
3 - للصغير

أحد مصادر رطوبة التربة هو المياه الجوفية. في مستواها المنخفض ، لا تصل المياه الشعرية إلى التربة ولا تؤثر على نظامها المائي. يؤدي ترطيب التربة بسبب هطول الأمطار فقط في الجو إلى تقلبات قوية في رطوبته ، مما يؤثر سلبًا على النباتات. ارتفاع مستوى المياه الجوفية ضار للغاية ، لأنه يؤدي إلى تشبع التربة بالمياه ، واستنفاد الأكسجين وإثراء الأملاح المعدنية. توفر الرطوبة الثابتة في التربة ، بغض النظر عن تقلبات الطقس ، المستوى الأمثل من المياه الجوفية.
وضع درجة الحرارة. الميزة المميزة لبيئة الهواء الأرضي هي مجموعة كبيرة من تقلبات درجة الحرارة. في معظم مناطق اليابسة ، تبلغ درجات الحرارة اليومية والسنوية عشرات الدرجات. تغييرات كبيرة بشكل خاص في درجة حرارة الهواء في الصحاري والمناطق القارية المحيطة. على سبيل المثال ، تتراوح درجة الحرارة الموسمية في صحاري آسيا الوسطى 68-77 درجة مئوية ، ويبلغ المعدل اليومي 25-38 درجة مئوية. في محيط ياكوتسك ، يبلغ متوسط \u200b\u200bدرجة الحرارة لشهر يناير -43 درجة مئوية ، ومتوسط \u200b\u200bدرجة الحرارة لشهر يوليو هو + 19 درجة مئوية ، والمدى السنوي هو -64 إلى +35 درجة مئوية. في المناطق العابرة للأورال ، يكون التغير السنوي في درجة حرارة الهواء حادًا ويتحد مع تباين كبير في درجات حرارة أشهر الشتاء والربيع في سنوات مختلفة. أكثر شهور دفئًا هو يناير / كانون الثاني ، حيث يبلغ متوسط \u200b\u200bدرجة حرارة الهواء من -16 إلى -19 درجة مئوية ، في بعض السنوات تنخفض درجة الحرارة إلى -50 درجة مئوية ، بينما يكون يوليو الأكثر دفئًا مع درجة حرارة 17.2 إلى 19.5 درجة مئوية درجات الحرارة القصوى زائد هي 38-41 درجة مئوية.
تقلبات درجات الحرارة على سطح التربة أكثر أهمية.
تحتل النباتات الأرضية منطقة مجاورة لسطح التربة ، أي "السطح البيني" ، حيث يتم نقل أشعة الحادث من وسط إلى آخر أو بطريقة أخرى - من شفاف إلى غير شفاف. يتم إنشاء نظام حراري خاص على هذا السطح: خلال النهار - تسخين قوي بسبب امتصاص أشعة الحرارة ، في الليل - تبريد قوي بسبب الإشعاع. من هنا ، تعاني الطبقة السطحية من الهواء من تقلبات درجة الحرارة النهارية الأكثر حدة ، والتي تكون أكثر وضوحًا على التربة العارية.
يتميز النظام الحراري للموائل النباتية ، على سبيل المثال ، على أساس قياسات درجة الحرارة مباشرة في الغطاء النباتي. في مجتمعات الحشائش ، تُجرى القياسات داخل سطح الحشيش وعلى سطحه ، وفي الغابات التي يوجد فيها تدرج حرارة عمودي معين ، في عدد من النقاط على ارتفاعات مختلفة.
تختلف مقاومة التغيرات في درجات الحرارة في بيئة الكائنات الحية الأرضية وتعتمد على الموائل المحددة حيث تحدث حياتهم. لذلك ، تنمو النباتات الورقية المطحونة في معظمها في نطاق واسع من درجات الحرارة ، أي أنها شديدة الحرارة. يمتد العمر الافتراضي في الحالة النشطة ، كقاعدة عامة ، من 5 إلى 55 درجة مئوية ، بينما تكون هذه النباتات منتجة ما بين 5 و 40 درجة مئوية. تتطور النباتات في المناطق القارية ، والتي تتميز بمسار نهاري واضح لدرجة الحرارة ، بشكل أفضل عندما تكون درجة الحرارة في الليل 10-15 درجة مئوية عن اليوم. ينطبق هذا على معظم النباتات في المنطقة المعتدلة - مع اختلاف في درجة الحرارة من 5 إلى 10 درجات مئوية ، والنباتات الاستوائية ذات السعة الأقل - حوالي 3 درجات مئوية (الشكل 5.30).

التين. 5.30. مجالات درجات الحرارة المثلى للنمو و
  تطوير نباتات مختلفة (وفقًا لـ Went ، 1957)
في الكائنات poikilothermic مع ارتفاع درجة الحرارة (T) ، فإن مدة التطور (t) تتناقص بسرعة أكبر. يمكن التعبير عن معدل تطور Vt بالصيغة Vt \u003d 100 / t.
لتحقيق مرحلة معينة من التطور (على سبيل المثال ، في الحشرات - من البويضة) ، أي pupation ، المرحلة التخيلية ، تتطلب دائمًا قدرًا معينًا من الحرارة. يعطي ناتج درجة الحرارة الفعالة (درجة الحرارة أعلى من نقطة الصفر للتنمية ، أي T-To) خلال مدة التطوير (t) الثابت الحراري للتنمية المحدد لهذا النوع c \u003d t (T-To). باستخدام هذه المعادلة ، من الممكن حساب وقت بداية مرحلة معينة من التطور ، على سبيل المثال ، آفة نباتية ، تكون فيها المعركة فعالة.
النباتات ككائنات poikilothermic لا تملك درجة حرارة الجسم ثابتة. يتم تحديد درجة حرارتها من خلال التوازن الحراري ، أي نسبة الامتصاص ونقل 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 الأوراق وموقعها ، وما إلى ذلك). لعبت الدور الرئيسي من خلال تأثير التبريد من النتح ، والذي يمنع الانهاك الشديد للنباتات في الموائل الساخنة. نتيجة للأسباب المذكورة أعلاه ، تختلف درجة حرارة النباتات عادة (بدرجة كبيرة في كثير من الأحيان) عن درجة حرارة الهواء المحيط. هناك ثلاثة مواقف ممكنة: درجة حرارة المصنع أعلى من درجة الحرارة المحيطة ، أسفلها ، مساوية أو قريبة جدًا منها. تم العثور على فائض درجة حرارة النبات على درجة حرارة الهواء ليس فقط في درجة حرارة عالية ، ولكن أيضا في الموائل الباردة. يتم تسهيل ذلك من خلال اللون الداكن أو الخواص البصرية الأخرى للنباتات ، مما يزيد من امتصاص الإشعاع الشمسي ، بالإضافة إلى الخصائص التشريحية والمورفولوجية التي تسهم في تقليل النتح. يمكن أن تصبح النباتات في القطب الشمالي ملحوظة للغاية (الشكل 5.31).
مثال آخر هو الصفصاف القزم - Salix arctica في ألاسكا ، والذي يحتوي على أوراق أكثر دفئًا بمعدل 2-11 درجة مئوية خلال النهار وحتى 1-3 درجة مئوية حتى في الليل خلال "اليوم على مدار الساعة" القطبي.
توفر الزوائد الربيعية المبكرة ، ما يسمى بـ "قطرات الثلج" ، التي تسخن الأوراق ، إمكانية التمثيل الضوئي الشديد في أيام الربيع المشمسة ، ولكن لا تزال باردة. بالنسبة للموائل الباردة أو تلك المرتبطة بتقلبات درجات الحرارة الموسمية ، تعد زيادة درجة حرارة النباتات مهمة للغاية من الناحية البيئية ، حيث أن العمليات الفسيولوجية في نفس الوقت تكتسب الاستقلال ، ضمن حدود معينة ، عن الخلفية الحرارية المحيطة.

التين. 5.31. توزيع درجة الحرارة في مصنع وردة التندرا في القطب الشمالي (Novosieversia glacialis) في صباح مشمس يونيو عند درجة حرارة الهواء من 11.7 درجة مئوية (وفقا ل B. A. تيخوميروف ، 1963)
على اليمين توجد كثافة العمليات الحيوية في المحيط الحيوي: 1 - أبرد طبقة من الهواء ؛ 2 - الحد الأقصى لنمو تبادل لاطلاق النار ؛ 3 ، 4 ، 5 - منطقة النشاط الأكبر للعمليات الحيوية والحد الأقصى لتراكم المواد العضوية ؛ 6 - مستوى التربة الصقيعية والحد الأدنى للتجذير ؛ 7 - المنطقة من أدنى درجات حرارة التربة

غالبًا ما يتم ملاحظة انخفاض في درجة حرارة النبات مقارنة بالهواء المحيط في المناطق ذات الإضاءة الشديدة الحرارة في الكرة الأرضية (الصحراء والسهوب) ، حيث يتم تقليل سطح أوراق النباتات بشدة ، ويساعد النتح المعزز على إزالة الحرارة الزائدة ويمنع الانهاك الزائد. بعبارات عامة ، يمكننا القول أن درجة حرارة الأجزاء الهوائية للنباتات في الموائل الحارة أقل ، وفي البرد - أعلى من درجة حرارة الهواء. يكون تزامن درجة حرارة النبات مع درجة الحرارة المحيطة أقل شيوعًا - في ظل ظروف تستثني تدفقًا قويًا من الإشعاع والنتح الشديد ، على سبيل المثال ، في النباتات العشبية تحت مظلة الغابات ، وفي المناطق المفتوحة في الطقس الغائم أو المطر.
بشكل عام ، تعد الكائنات الأرضية مقارنة بالكائنات المائية أكثر حرارة.
في البيئة المحمولة جواً ، تكون الظروف المعيشية معقدة بسبب وجود تغيرات جوية. الطقس حالة متغيرة باستمرار من الغلاف الجوي على سطح الأرض ، على ارتفاع حوالي 20 كم (حدود التروبوسفير). يتجلى التغير في الطقس في التباين المستمر لمجموعة من العوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة ، والغطاء السحابي ، وهطول الأمطار ، وقوة الرياح واتجاهها ، إلخ (الشكل 5.32).

التين. 5.32. جبهات جوية فوق أراضي روسيا

بالنسبة للتغيرات المناخية ، إلى جانب تناوبها المنتظم في الدورة السنوية ، فإن التقلبات غير الدورية مميزة ، مما يعقد ظروف وجود الكائنات الحية الأرضية بشكل كبير. في التين. 5.33 ، يظهر اعتماد الوفيات على درجة الحرارة والرطوبة النسبية على مثال كاتربيلر من عثة الترميز Carpocapsa pomonella.

التين. 5.33. وفيات اليرقات من عثة الترميز Carpocapsa
بومونيلا اعتمادا على درجة الحرارة والرطوبة (وفقا ل R. Dajo ، 1975)
ويترتب على ذلك أن منحنيات الوفيات المتساوية متحدة المركز وأن المنطقة المثلى محدودة بالرطوبة النسبية 55 و 95٪ ودرجة الحرارة 21 و 28 درجة مئوية.
لا يحدد الضوء ودرجة الحرارة ورطوبة الهواء في النباتات عادة الحد الأقصى ، ولكن متوسط \u200b\u200bدرجة فتح الثغور ، نظرًا لأن تزامن جميع الحالات المؤدية إلى فتحها أمر نادر الحدوث.
الظروف الجوية على المدى الطويل تميز مناخ المنطقة. لا يشمل مفهوم المناخ متوسط \u200b\u200bقيم ظواهر الأرصاد الجوية ، بل يشمل أيضًا التغيرات السنوية واليومية ، والانحراف عنها ، وتواترها. يتم تحديد المناخ حسب الظروف الجغرافية للمنطقة.
العوامل المناخية الرئيسية هي درجة الحرارة والرطوبة ، تقاس بهطول الأمطار وتشبع الهواء مع بخار الماء. لذلك ، في البلدان البعيدة عن البحر ، هناك انتقال تدريجي من مناخ رطب إلى منطقة متوسطة شبه قاحلة مع فترات جفاف عشوائية أو دورية إلى الأراضي القاحلة ، والتي تتميز بالجفاف لفترة طويلة ، وتملح التربة والمياه (الشكل 5.34). alt \u003d "" /\u003e

التين. 5.34. يتغير نمط المناخ والغطاء النباتي والتربة على طول الصورة من خلال المناظر الطبيعية الرئيسية للجزء الأوروبي من روسيا من الشمال الغربي إلى الجنوب الشرقي إلى الأراضي المنخفضة لبحر قزوين (وفقًا لـ V.N. Sukachev ، 1934)
ملاحظة: عندما يعبر منحنى هطول الأمطار خط التبخر التصاعدي ، يوجد الحد الفاصل بين المناخ الرطب (يسار) والمناخ الجاف (يمين). يظهر أفق الدبال باللون الأسود ؛ والأفق غير المظلل مظلل

يتميز كل موئل بمناخ بيئي محدد ، أي مناخ طبقة الهواء السطحي ، أو المناخ البيئي.
الغطاء النباتي له تأثير كبير على العوامل المناخية. لذلك ، تحت مظلة الغابة ، تكون رطوبة الهواء أعلى دائمًا ، وتقلبات درجات الحرارة أقل مما هي عليه في الألواح الزجاجية. وضع الضوء من هذه الأماكن هو أيضا مختلفة. تشكل جمعيات النباتات المختلفة نظامها الخاص للضوء ودرجة الحرارة والرطوبة ، أي مناخ نباتي غريب.
لتوصيف الظروف المناخية لموئل معين بشكل كامل ، لا تكفي دائمًا بيانات المناخ البيئي أو بيانات المناخ. غالبًا ما تغير العناصر المحلية للبيئة (الإغاثة ، التعرض ، الغطاء النباتي ، إلخ) نظام الضوء ودرجة الحرارة والرطوبة وحركة الهواء في منطقة معينة بحيث يمكن أن تختلف اختلافًا كبيرًا عن الظروف المناخية في المنطقة. تسمى التعديلات المناخية المحلية التي تتطور في الطبقة السطحية من الهواء المناخ المحلي. على سبيل المثال ، تختلف الظروف المعيشية المحيطة بيرقات الحشرات التي تعيش تحت لحاء الشجرة عن تلك الموجودة في الغابة حيث تنمو هذه الشجرة. يمكن أن تكون درجة حرارة الجانب الجنوبي من الجذع أعلى من 10 إلى 15 درجة مئوية عن درجة حرارة الجانب الشمالي. المناخ المستقر يمتلك الجحور التي تسكنها الحيوانات وأجوف الأشجار والكهوف. لا توجد فروق واضحة بين المناخ البيئي والمناخ المحلي. يُعتقد أن المناخ البيئي هو مناخ المساحات الكبيرة ، والمناخ المصغر هو مناخ المناطق الصغيرة الفردية. يؤثر المناخ المحلي على الكائنات الحية في منطقة معينة ، محلية (الشكل 5.35).

التين. 5.35. تأثير المناخ المحلي على الغطاء النباتي في التندرا
  (حسب يو. آي. تشيرنوف ، 1979):
أعلاه - منحدر جيد التعرض للتعرض الجنوبي ؛
أدناه - القسم الأفقي من المرتفعات (تكوين الأزهار هو نفسه في كلا القسمين)

إن وجود العديد من المناخات الصغيرة في مكان واحد يضمن التعايش بين الأنواع ذات المتطلبات البيئية غير المتكافئة.
تقسيم المناطق الجغرافية وتقسيمها. يرتبط توزيع الكائنات الحية على الأرض ارتباطًا وثيقًا بالمناطق والمناطق الجغرافية. الأحزمة لها ضربة طولية ، والتي ، بالطبع ، ترجع في المقام الأول إلى حدود الإشعاع وطبيعة الدورة الدموية في الغلاف الجوي. يوجد على سطح الكرة الأرضية 13 منطقة جغرافية تنتشر في القارات والمحيطات (الشكل 5.36).

التين. 5.36. نسبة مساحة الأرض التي تحتلها مختلف
المناطق المادية والجغرافية ، في ٪ (وفقا ل N.F. Reimers ، 1990)

هذه هي مثل المنطقة القطبية الشمالية والقطب الجنوبي والقطب الجنوبي والقارة القطبية الشمالية والجنوبية المعتدلة والشمالية والجنوبية القطبية الشمالية الاستوائية الشمالية والجنوبية وشبه الاستوائية الشمالية والجنوبية الاستوائية. تتميز المناطق الجغرافية داخل المناطق ، حيث تؤخذ في الاعتبار ، مع ظروف الإشعاع ، ترطيب حجم السطح ونسبة الحرارة والرطوبة الكامنة في هذه المنطقة. على عكس المحيط ، حيث يكون إمداد الرطوبة مكتملًا ، يمكن أن يكون لنسبة الحرارة والرطوبة في القارات اختلافات كبيرة. وبالتالي ، تمتد المناطق الجغرافية لتشمل القارات والمحيطات ، والمناطق الجغرافية - حتى القارات فقط. تميز المناطق الطولية الطولية أو الطولية أو الطولية. السابق يمتد من الغرب إلى الشرق ، والأخير من الشمال إلى الجنوب. في الاتجاه الطولي ، تنقسم المناطق الطولية إلى مناطق فرعية ، وفي الاتجاه العرضي ، إلى المقاطعات.
مؤسس عقيدة المناطق الطبيعية هو VV Dokuchaev (1846-1903) ، الذي برر تقسيم المناطق باعتباره قانونًا عالميًا للطبيعة. جميع الظواهر داخل المحيط الحيوي تخضع لهذا القانون. الأسباب الرئيسية لتقسيم المناطق هي شكل الأرض وموقعها بالنسبة إلى الشمس. بالإضافة إلى خط العرض ، يتأثر توزيع الحرارة على الأرض بطبيعة الإغاثة وارتفاع المنطقة فوق مستوى سطح البحر ، ونسبة الأرض والبحر ، والتيارات البحرية ، إلخ.
بعد ذلك ، تم تطوير أساس الإشعاع لتشكيل تقسيم الكرة الأرضية بواسطة A. A. Grigoriev و M. I. Budyko. لتحديد خاصية كمية لنسبة الحرارة والرطوبة للمناطق الجغرافية المختلفة ، حددوا بعض المعاملات. يتم التعبير عن نسبة الحرارة والرطوبة كنسبة توازن إشعاع السطح إلى الحرارة الكامنة للتبخر وكمية الهطول (مؤشر إشعاع الجفاف). تم إنشاء قانون يسمى قانون المناطق الجغرافية الدورية (A. A. Grigoriev - M. I. Budyko) ، والذي ينص على أنه مع تغيير المناطق الجغرافية ، تتكرر المناطق الجغرافية (المناظر الطبيعية والطبيعية) المشابهة وبعض خصائصها المشتركة بشكل دوري.
تقتصر كل منطقة على مجموعة معينة من قيم المؤشرات: الطبيعة الخاصة للعمليات الجيومورفولوجية ، ونوع خاص من المناخ ، والغطاء النباتي ، والتربة ، والحياة البرية. ولوحظت المناطق الجغرافية التالية على أراضي الاتحاد السوفيتي السابق: الجليد ، التندرا ، غابات التندرا ، التايغا ، الغابات المختلطة. السهل الروسي ، غابات الرياح الموسمية المختلطة في الشرق الأقصى ، غابات السهوب ، السهوب ، شبه الصحارى ، الصحارى المعتدلة ، الصحاري في المنطقة شبه الاستوائية ، البحر الأبيض المتوسط \u200b\u200bوشبه الاستوائية.
أحد الشروط المهمة لتغير الكائنات الحية وتوزيعها على الأرض هو تباين التركيب الكيميائي للوسط. في هذا الصدد ، فإن تعاليم A.P. Vinogradov في المقاطعات الجيوكيميائية الحيوية ، والتي تحددها منطقة التركيب الكيميائي للتربة ، وكذلك المناطق المناخية والجغرافية النباتية والجيوكيميائية للمحيط الحيوي ، لها أهمية كبيرة. المقاطعات الجيوكيميائية الحيوية هي مناطق على سطح الأرض تختلف في محتوى (في التربة ، المياه ، إلخ) للمركبات الكيميائية التي ترتبط بها تفاعلات بيولوجية معينة من النباتات والحيوانات المحلية.
جنبا إلى جنب مع المناطق الأفقية في البيئة الأرضية ، تتجلى بوضوح المناطق الارتفاعية أو الرأسية.
إن الغطاء النباتي في البلدان الجبلية أغنى منه في السهول المجاورة ، ويتميز بزيادة انتشار الأشكال المستوطنة. لذلك ، ووفقًا لبيانات O. E. Agakhanyants (1986) ، تحتوي نباتات القوقاز على 6350 نوعًا ، 25٪ منها مستوطنة. تُقدر نباتات جبال آسيا الوسطى بـ 5500 نوعًا ، منها 25-30٪ مستوطنة ، بينما يوجد 200 نوع من النباتات في السهول المجاورة للصحاري الجنوبية.
عند تسلق الجبال ، يتكرر نفس التغيير في المناطق من خط الاستواء إلى القطبين. عند سفح الصحراء عادة ما توجد الصحارى ، ثم السهوب والغابات ذات الأوراق العريضة والغابات الصنوبرية والتندرا ، وأخيرا الجليد. ومع ذلك ، لا يوجد حتى الآن تشبيه كامل. عند تسلق الجبال ، تنخفض درجة حرارة الهواء (متوسط \u200b\u200bدرجة حرارة الهواء هو 0.6 درجة مئوية لكل 100 متر) ، ينخفض \u200b\u200bالتبخر ، الإشعاع فوق البنفسجي ، زيادة الإضاءة ، إلخ. كل هذا يجعل النباتات تتكيف مع الضرر الجاف أو الرطب. أشكال الحياة على شكل وسادة ، المعمرة ، التي طورت تكيفًا مع الأشعة فوق البنفسجية القوية وتقليل النتح ، تسود بين النباتات.
الحياة البرية في المرتفعات هي أيضا غريبة. ساهم انخفاض ضغط الهواء ، والإشعاع الشمسي الكبير ، والتقلبات الحادة في درجات الحرارة ليلا ونهارا ، والتغيرات في رطوبة الهواء مع ارتفاع في تطوير التكيف الفسيولوجي محددة لكائن الحيوانات الجبلية. على سبيل المثال ، في الحيوانات ، يزداد الحجم النسبي للقلب ، ويزيد محتوى الهيموغلوبين في الدم ، مما يسمح بامتصاص المزيد من الأكسجين من الهواء. التربة الصخرية تعقد أو تقضي تقريبا على نشاط تختبئ الحيوانات. تجد العديد من الحيوانات الصغيرة (القوارض الصغيرة ، البيكا ، السحالي ، إلخ) ملجأ في شقوق الصخور ، في الكهوف. من بين الطيور ، تتميز المناطق الجبلية بالديوك الرومية الجبلية (Ulars) ، والعشائر الجبلية ، والقشور ، والطيور الكبيرة وتشمل اللحية والنسور والكوندور. في الجبال من الثدييات الكبيرة تعيش الأغنام والماعز (بما في ذلك الماعز الثلج) ، الشامواه ، والياك ، إلخ. يتم تمثيل الحيوانات المفترسة من قبل الأنواع مثل الذئاب والثعالب والدببة ، الوشق ، ليوبارد الثلج (ليوبارد الثلج) ، إلخ.

1.2. الهواء كموئل
نظرًا لوجود الجاذبية على الأرض ، فضلاً عن انخفاض كثافة الهواء ، والذي يحدد دعمها المنخفض ، فإن الحياة في التعليق في الهواء أمر مستحيل. ومع ذلك ، فإن العديد من الكائنات الحية الدقيقة والحيوانات موجودة بانتظام في الهواء ، وذلك باستخدام مقاومتها المنخفضة ووجود التيارات الهوائية للحركة. وبالتالي ، يتم تكييف ~ 75 ٪ من أنواع الحيوانات البرية (الحشرات والطيور والخفافيش) لرحلة نشطة.
طورت أنواع كثيرة من الكائنات الحية القدرة على الطيران السلبي ، ما يسمى بنقاخ الشقائق - إعادة التوطين باستخدام التيارات الهوائية. هذا ممكن إما بسبب الأحجام الصغيرة (الجراثيم ، حبوب اللقاح ، وما إلى ذلك) ، أو بسبب الملاحق التي تزيد من القدرة على التخطيط (المظلات ، بتلات ، زغب ، إلخ). في إعادة توطين هذه الكائنات ، يكون لتدفقات الهواء الحراري (العمودي) والرياح (الأفقية) أهمية كبيرة.
يلعب الدور المهم في حياة الكائنات الحية عن طريق الضغط الجوي ، والذي عادة ما يكون 101325 باسكال (760 ملم زئبق) ، مما يقلل من ارتفاع الأنواع في الجبال بتناقصها مع ارتفاعها. بالنسبة لمعظم الفقاريات ، يبلغ الحد الأقصى للحياة حوالي 6000 متر ، حيث يكون الضغط الجوي حوالي 50 ٪ من المعدل الطبيعي ، مما يؤدي إلى انخفاض في الضغط الجزئي للأكسجين ، ونتيجة لذلك ، إلى زيادة وتيرة التنفس وفقدان الرطوبة.
بالنسبة للكائنات الأرضية ، بالإضافة إلى الخواص الفيزيائية للهواء ، فإن تركيبها الكيميائي مهم للغاية. يتكون الهواء في الطبقة السطحية للغلاف الجوي من المواد التالية (٪ بالوزن): النيتروجين (N 2) - 78 ؛ الأكسجين (O 2) - 20.95 ؛ ثاني أكسيد الكربون (CO 2) - 0.03 ؛ الباقي هو الأرجون (Ar) ، الميثان (CH 4) ، الهيدروجين (H 2) ، الأوزون (O 3) والغازات الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، تأتي المواد الأخرى (الغازات والأبخرة والغبار وما إلى ذلك) التي لها أهمية بيئية كبيرة من مصادر مختلفة في الغلاف الجوي.
محتوى الأكسجين العالي في الهواء ليس عاملاً يحد من الحياة في بيئة الجو - الأرض. يمكن أن يتنوع محتوى ثاني أكسيد الكربون في طبقة الهواء السطحي على نطاق واسع ، مما قد يؤثر بشكل كبير على النشاط الحيوي للكائنات. المصدر الرئيسي لثاني أكسيد الكربون هو التربة التي تعيش فيها الكائنات الحية الدقيقة وتتنفس. على سبيل المثال ، تنبعث التربة الحرجية ما يصل إلى 20 كجم / (هكتار) ، والتربة الرملية فقط 2 كجم / (هكتار).
تلعب الأنشطة البشرية دورًا مهمًا في تغيير محتوى ثاني أكسيد الكربون في طبقة الهواء السطحي. لذلك ، في المدن الكبيرة في الطقس الهادئ ، يزيد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء عشرة أضعاف. يحد محتوى ثاني أكسيد الكربون من عملية التمثيل الضوئي في النباتات. بتركيزات عالية (\u003e 0.5٪ حجم) ، يكون ثاني أكسيد الكربون سامًا للكائنات الحية.
يتم إصلاح نيتروجين الهواء عن طريق عدد من الكائنات الحية الدقيقة (بكتيريا العقيدات ، والطحالب الخضراء المزرقة ، وما إلى ذلك) وهو عنصر ضروري لتوليف بعض المواد العضوية ، مثل البروتين.
غالبًا ما تكون المواد التي تدخل الهواء بسبب الأنشطة البشرية والعوامل الطبيعية سامة للكائنات (ثاني أكسيد الكربون ، NO + NO 2 ، SO 2 ، إلخ). لذلك ، على سبيل المثال ، ثاني أكسيد الكبريت (SO 2) شديد السمية للنباتات حتى في أجزاء لكل مليون فيما يتعلق بحجم الهواء. نتيجة لذلك ، تموت جميع النباتات تقريبًا حول المراكز الصناعية التي تلوث الغلاف الجوي بهذا الغاز. حساس بشكل خاص للأحماض SO 2 ، يدل وجودها في منطقة معينة على نقاء الهواء.
في الجو ، يتم تشكيل مناخ المنطقة - نظام الطقس متعدد السنوات ، وكذلك المناخ المحلي في مناطق معينة من المنطقة. يؤثر كلا العاملين على التوزيع الجغرافي للكائنات الحية على الأرض.
في الهواء الجوي ، تتشكل الظروف اللازمة لهطول الأمطار. الهطول ، بالإضافة إلى التغيرات في الرطوبة ، يوفر المياه العذبة للشرب ، له تأثير ميكانيكي على الكائنات الحية (المطر والبرد) ، ويحميها من آثار درجات الحرارة المنخفضة (الغطاء الثلجي) ، وكذلك له آثار بيئية أخرى.

الفصل 2 الهواء كعامل بيئي للكائنات الأرضية
2.1. الهواء كعامل بيئي للكائنات الأرضية
انخفاض كثافة الهواء يحدد قوة الرفع المنخفضة والنزاعات التي لا تذكر. يجب أن يكون لدى سكان الهواء نظام دعم خاص بهم يدعم الجسم: النباتات - مجموعة متنوعة من الأنسجة الميكانيكية ، الحيوانات - هيكل عظمي صلب ، أو أقل شيوعًا ، هيدروستاتيكي. بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط جميع سكان بيئة الهواء ارتباطًا وثيقًا بسطح الأرض ، والذي يعمل كملحق ودعم. الحياة في التعليق في الهواء مستحيلة.
صحيح أن العديد من الكائنات الحية الدقيقة والحيوانات والبوغات والبذور والفواكه وحبوب اللقاح من النباتات موجودة بانتظام في الهواء والتي تحملها التيارات الهوائية ، العديد من الحيوانات قادرة على الطيران النشط ، ولكن في جميع هذه الأنواع يتم تنفيذ المهمة الرئيسية لدورة حياتها - التكاثر - على سطح الأرض. بالنسبة لمعظمهم ، يرتبط البقاء في الهواء فقط بإعادة التوطين أو البحث عن فريسة.
انخفاض كثافة الهواء يؤدي إلى انخفاض المقاومة للحركة. لذلك ، تستخدم العديد من الحيوانات الأرضية أثناء تطور الفوائد البيئية لهذه الخاصية من الهواء ، واكتسبت القدرة على الطيران. 75 ٪ من جميع الحيوانات البرية قادرة على الطيران النشط ، وخاصة الحشرات والطيور ، ولكن توجد أيضًا منشورات بين الثدييات والزواحف. تطير الحيوانات الأرضية بشكل أساسي بمساعدة الجهد العضلي ، لكن البعض قد يخطط أيضًا بسبب التيارات الهوائية.
نظرًا لتنقل الهواء ، والحركات الرأسية والأفقية للكتل الهوائية الموجودة في الطبقات السفلى من الغلاف الجوي ، فإن الطيران السلبي لعدد من الكائنات الحية أمر ممكن.
Anemofiliya    - أقدم طريقة لتلقيح النباتات. يتم تطعيم جميع عاريات البذور بالرياح ، وتشكل نباتات البذور الشاذة حوالي 10 ٪ من جميع الأنواع.
لوحظ أنيموفيليا في أسر الزان ، البتولا ، الجوز ، الدردار ، القنب ، القراص ، الكزارين ، البندق ، الرواسب ، الحبوب ، أشجار النخيل وغيرها الكثير. تحتوي النباتات الملقحة بالرياح على عدد من الأجهزة التي تعمل على تحسين الخصائص الديناميكية الهوائية لحبوب اللقاح ، بالإضافة إلى الخصائص المورفولوجية والبيولوجية التي تضمن كفاءة التلقيح.
تعتمد حياة العديد من النباتات تمامًا على الرياح ، ويتم الاستيطان بها. ويلاحظ هذا الاعتماد المزدوج في شجرة التنوب ، والصنوبر ، والحور ، البتولا ، الدردار ، والرماد ، والعشب والقطن ، cattail ، saxaul ، dzhuzgun ، الخ.
وقد طورت العديد من الأنواع anemochoria - إعادة التوطين باستخدام التيارات الهوائية. Anemochoria هي سمة من أبواغ وبذور وثمار النباتات ، وخراجات البروتوزوا ، والحشرات الصغيرة ، والعناكب ، وما إلى ذلك. الكائنات الحية التي تحملها التيارات الهوائية تسمى مجتمعة العوالق الجوية عن طريق القياس مع سكان العوالق في البيئة المائية. تكون التعديلات الخاصة بالطيران السلبي هي أحجام صغيرة جدًا للهيكل ، وهي زيادة في مساحتها بسبب الثغرات ، والتقطيع القوي ، وسطح الجناح النسبي الكبير ، واستخدام شبكة الإنترنت ، وما إلى ذلك (الشكل 1). تحتوي بذور أنيموشوري والفواكه النباتية أيضًا على أحجام صغيرة جدًا (على سبيل المثال ، بذور الأوركيد) أو مجموعة متنوعة من الزوائد الظفارية والمظلة ، مما يزيد من قدرتها على التخطيط (الشكل 2).

التين. 1. أجهزة نقل الحشرات المحمولة جوا:
1 - البعوض Cardiocrepis brevirostris ؛
2 - gall midge Porrycordila sp.
3 - غشاء البكارة Anargus fuscus ؛
4 - هيرميس دريفوسيا نوردمانيانا ؛
5 - Lymantria dispar اليرقات اليرقة القزحية.

التين. 2. التكيف لنقل الرياح في الفواكه وبذور النباتات:
1 - الزيزفون Tilia intermedia ؛
2 - القيقب أيسر monspessulanum؛
3 - البتولا البتولا البندول.
4 - عشب القطن Eriophorum؛
5 - الهندباء Taraxacum officinale ؛
6 - cattail Typha scuttbeworhii.

في إعادة توطين الكائنات الحية الدقيقة والحيوانات والنباتات ، يتم لعب الدور الرئيسي من خلال تدفق الهواء الحراري الرأسي والرياح الضعيفة. الرياح القوية والعواصف والأعاصير لها تأثير بيئي كبير على الكائنات الحية الأرضية.
انخفاض كثافة الهواء يسبب ضغطًا منخفضًا نسبيًا على الأرض. عادة ، يساوي 760 ملم RT. الفن. مع زيادة الارتفاع ، ينخفض \u200b\u200bالضغط. على ارتفاع 5800 متر وهو نصف طبيعي فقط. الضغط المنخفض يمكن أن يحد من توزيع الأنواع في الجبال. بالنسبة إلى معظم الفقاريات ، يبلغ الحد الأقصى للحياة حوالي 6000 متر ، ويستلزم انخفاض الضغط انخفاضًا في إمدادات الأكسجين وجفاف الحيوانات بسبب زيادة معدل التنفس. تقريبا نفس حدود التقدم في جبال النباتات العليا. المفصليات (أقدام القراد ، القراد ، العناكب) ، والتي يمكن العثور عليها على الأنهار الجليدية ، فوق حدود الغطاء النباتي ، هي أكثر صلابة إلى حد ما.
بشكل عام ، تكون جميع الكائنات البرية أكثر تضيقًا من الكائنات المائية ، نظرًا لأن تقلبات الضغط المعتادة في بيئتها تشكل جزءًا صغيرًا من الغلاف الجوي ، وحتى بالنسبة للطيور التي ترتفع إلى ارتفاعات كبيرة فإنها لا تتجاوز ثلثها الطبيعي.
تكوين الغاز من الهواء. بالإضافة إلى الخواص الفيزيائية للهواء ، فإن خصائصه الكيميائية مهمة للغاية لوجود كائنات أرضية. تركيبة غاز الهواء في الطبقة السطحية للغلاف الجوي موحدة تمامًا فيما يتعلق بمحتوى المكونات الرئيسية (النيتروجين - 78.1 ٪ ، الأكسجين - 21.0 ، الأرجون - 0.9 ، ثاني أكسيد الكربون - 0.035 ٪ من حيث الحجم) بسبب القدرة على نشر الغازات العالية والخلط المستمر الحمل الحراري وتدفقات الرياح. ومع ذلك ، فإن الشوائب المختلفة للجزيئات الغازية والسائلة والقطرية والصلبة (الغبار) التي تدخل الغلاف الجوي من مصادر محلية يمكن أن يكون لها أهمية بيئية كبيرة.
ساهم المحتوى العالي للأكسجين في زيادة التمثيل الغذائي في الكائنات البرية مقارنة بالمياه الأولية. في بيئة برية ، بناءً على الكفاءة العالية للعمليات المؤكسدة في الجسم ، نشأ تجانس الحيوانات. الأكسجين ، بسبب محتواه المرتفع باستمرار في الهواء ، ليس عاملاً يحد من الحياة في البيئة الأرضية. فقط في الأماكن ، وتحت ظروف محددة ، يؤدي إلى حدوث عجز مؤقت ، على سبيل المثال ، في مجموعات حطام النباتات المتحللة ، ومخزونات الحبوب والدقيق ، إلخ.
يمكن أن يتنوع محتوى ثاني أكسيد الكربون في مناطق معينة من الطبقة السطحية من الهواء في نطاق مهم إلى حد ما. على سبيل المثال ، في غياب الرياح في وسط المدن الكبيرة ، يزيد تركيزها عشرة أضعاف. التغيرات اليومية في محتوى ثاني أكسيد الكربون في الطبقات السطحية ، المرتبطة بإيقاع التمثيل الضوئي للنبات ، هي أيضًا طبيعية. تحدث التغيرات الموسمية نتيجة للتغيرات في معدل التنفس للكائنات الحية ، وخاصة السكان المجهري للتربة. تحدث زيادة تشبع الهواء مع ثاني أكسيد الكربون في مناطق النشاط البركاني ، بالقرب من الينابيع الحرارية وغيرها من المنافذ تحت الأرض لهذا الغاز. في التركيزات العالية ، يكون ثاني أكسيد الكربون سامًا. في الطبيعة ، هذه التركيزات نادرة.
في الطبيعة ، المصدر الرئيسي لثاني أكسيد الكربون هو التنفس الذي يسمى التربة. الكائنات الحية الدقيقة في التربة والحيوانات تتنفس بشكل مكثف. ينتشر ثاني أكسيد الكربون من التربة إلى الغلاف الجوي ، وخصوصًا أثناء المطر. يفرز الكثير منه برطوبة معتدلة وجيدة التسخين وغنية بالمخلفات العضوية. على سبيل المثال ، تفرز غابات الزان من ثاني أكسيد الكربون من 15 إلى 22 كجم / هكتار في الساعة ، والتربة الرملية غير المخصبة 2 كجم / هكتار فقط.
في الظروف الحديثة ، أصبح النشاط البشري لحرق احتياطيات الوقود الأحفوري مصدراً قوياً لثاني أكسيد الكربون الإضافي في الغلاف الجوي.
ثاني أكسيد الكربون المنخفض يمنع التمثيل الضوئي. في ظروف الأرض المغلقة ، يمكن زيادة معدل التمثيل الضوئي بزيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون ؛ يستخدم هذا في ممارسة الدفيئة والزراعة الدفيئة. ومع ذلك ، تؤدي الكميات المفرطة من ثاني أكسيد الكربون إلى تسمم النباتات.
نيتروجين الهواء لمعظم سكان البيئة الأرضية هو غاز خامل ، ولكن هناك عددًا من الكائنات بدائية النواة (بكتريا العقيدات ، آزوبوتوباكتر ، كلوستريديا ، الأزرق)- الطحالب الخضراء ، وما إلى ذلك) لديها القدرة على ربطها وإشراكها في الدورة البيولوجية.
الشوائب المحلية التي تدخل الهواء يمكن أن تؤثر بشكل كبير على الكائنات الحية. وينطبق هذا بشكل خاص على المواد الغازية السامة - الميثان وأكسيد الكبريت وأول أكسيد الكربون وأكسيد النيتريك وكبريتيد الهيدروجين ومركبات الكلور ، وكذلك جزيئات الغبار والسخام وما إلى ذلك ، تسد الهواء في المناطق الصناعية. المصدر الحديث الرئيسي للتلوث الكيميائي والفيزيائي للغلاف الجوي هو من صنع الإنسان: عمل مختلف المؤسسات الصناعية والنقل وتآكل التربة وما إلى ذلك ، أكسيد الكبريت (SO 2) ، على سبيل المثال ، سامة للنباتات حتى في التركيزات من واحد وخمسين ألف إلى مليون من حجم الهواء. تموت جميع النباتات تقريبًا حول مراكز صناعية تلوث الغلاف الجوي بهذا الغاز. بعض الأنواع النباتية حساسة بشكل خاص لثاني أكسيد الكربون وتستخدم كمؤشر حساس لتراكمها في الهواء. على سبيل المثال ، تموت العديد من الأشنات حتى مع وجود آثار لأكسيد الكبريت في الجو المحيط. وجودهم في الغابات المحيطة بالمدن الكبيرة يدل على درجة نقاوة عالية في الهواء. تؤخذ مقاومة النباتات للشوائب في الهواء في الاعتبار عند اختيار الأنواع لتجميل المناطق الطبيعية. حساسية للتدخين ، على سبيل المثال ، شجرة التنوب العادية والصنوبر ، القيقب ، الزيزفون ، البتولا. الأكثر استقرارا هي ثوجا ، الحور الكندي ، القيقب الأمريكي ، بلسانهم وبعض الآخرين.

2.2. الطقس والميزات المناخية للبيئة الأرض الجوية
ميزات الطقس. تزداد تعقيد الظروف المعيشية في البيئة المحمولة جواً بسبب التغيرات المناخية. الطقس هو حالة متغيرة باستمرار من الغلاف الجوي بالقرب من سطح الأرض إلى ارتفاع حوالي 20 كم (حدود التروبوسفير). يتجلى التغير في الطقس في التباين المستمر لمجموعة من العوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة ، والغطاء السحابي ، وهطول الأمطار ، وقوة الرياح واتجاهها ، وما إلى ذلك. بالنسبة للتغيرات المناخية جنبًا إلى جنب مع تناوبها المعتاد في الدورة السنوية ، فإن التقلبات غير الدورية مميزة ، مما يعقد ظروف الوجود إلى حد كبير الكائنات الأرضية. يؤثر الطقس على حياة السكان المائيين بدرجة أقل بكثير وعلى سكان الطبقات السطحية فقط.
مناخ المنطقة.   الظروف الجوية على المدى الطويل تميز مناخ المنطقة. لا يشمل مفهوم المناخ متوسط \u200b\u200bقيم ظواهر الأرصاد الجوية ، بل يشمل أيضًا مساره السنوي واليومي ، والانحرافات عنه وتواترها. يتم تحديد المناخ حسب الظروف الجغرافية للمنطقة.
إن تنوع المناطق المناخية معقد بسبب عمل الرياح الموسمية ، وتوزيع الأعاصير والأعاصير المضادة ، وتأثير سلاسل الجبال على حركة الكتل الهوائية ، ودرجة البعد عن المحيط (القارية) ، والعديد من العوامل المحلية الأخرى. في الجبال ، تتم ملاحظة المناطق المناخية ، في كثير من النواحي مشابهة لتغيير المناطق من خطوط العرض المنخفضة إلى خطوط العرض العليا. كل هذا يخلق مجموعة متنوعة غير عادية من ظروف الأرض.
بالنسبة لمعظم الكائنات الأرضية ، خاصة الكائنات الصغيرة ، ليس مناخ المنطقة مهمًا مثل ظروف موائلها المباشرة. في كثير من الأحيان ، تغير العناصر البيئية المحلية (الإغاثة ، التعرض ، الغطاء النباتي ، إلخ) نظام درجة الحرارة والرطوبة والضوء وحركة الهواء في منطقة معينة بحيث تختلف اختلافًا كبيرًا عن الظروف المناخية في المنطقة. وتسمى هذه التعديلات المناخية المحلية ، قابلة للطي في طبقة الهواء السطحية ، المناخ المحلي. في كل منطقة ، المناخ المحلي متنوع للغاية. يمكن تمييز المناخ المحلي للأقسام الصغيرة بشكل تعسفي. على سبيل المثال ، يتم إنشاء نظام خاص في كورولا من الزهور التي تستخدمها الحشرات التي تعيش هناك. الاختلافات في درجات الحرارة والرطوبة وقوة الرياح معروفة على نطاق واسع في المساحات المفتوحة وفي الغابة ، وفي الحشائش وعلى التربة العارية ، وعلى سفوح المعارض الشمالية والجنوبية ، وما إلى ذلك. ويحدث مناخ مناخي مستقر خاص في الجحور والأعشاش والجوفاء والكهوف وغيرها. أماكن مغلقة.
هطول الأمطار. بالإضافة إلى إمدادات المياه وتخزين الرطوبة ، يمكنهم لعب دور بيئي آخر. وبالتالي ، فإن الأمطار الغزيرة أو البرد يكون لها في بعض الأحيان تأثير ميكانيكي على النباتات أو الحيوانات.
الدور البيئي للغطاء الثلجي متنوع بشكل خاص. تقلبات درجة الحرارة اليومية تخترق سماكة الثلج حتى 25 سم فقط ، وعمق درجة الحرارة بالكاد تتغير. في الصقيع من 20-30 درجة مئوية تحت طبقة ثلجية من 30-40 سم ، تكون درجة الحرارة أقل بقليل من الصفر. الغطاء الثلجي العميق يحمي براعم التجديد ، ويحمي الأجزاء الخضراء من النباتات من التجمد ؛ العديد من الأنواع تمر تحت الثلج دون إسقاط أوراق الشجر ، على سبيل المثال ، فروة الرأس ، فيرونيكا شعر ، عشب حافر ، إلخ.
تؤدي الحيوانات الصغيرة أيضًا أسلوب حياة نشطًا في فصل الشتاء ، حيث تقوم بوضع صالات كاملة للممرات تحت الثلج وبسمكها. يتسم عدد من الأنواع التي تتغذى على الغطاء النباتي المغطى بالثلوج بالتربية الشتوية ، والتي لوحظت ، على سبيل المثال ، في حيوانات الليمون والفئران الحلقية الصفراء وعدد من فئران الحقل والجرذان المائية والطيور الأخرى التي تتغذى على الجليد - طاحونة البندق ، الطحالب السوداء - الطحالب في الثلج لقضاء الليلة الماضية.
بالنسبة للحيوانات الكبيرة ، يجعل الغطاء الثلجي الشتوي من الصعب الحصول على الطعام. تتغذى العديد من ذوات الحوافر (الرنة ، الخنازير البرية ، ثيران المسك) حصريًا على الغطاء النباتي المغطى بالثلوج في فصل الشتاء ، والغطاء الثلجي العميق ، وخاصة القشرة الصلبة على سطحها ، والتي تظهر في الجليد ، تدينهم بكلام فارغ. مع تربية الماشية البدوية في روسيا ما قبل الثورة ، كان الجوت كارثة هائلة في المناطق الجنوبية - موت هائل للماشية نتيجة للجليد ، مما حرم الحيوانات من الأعلاف. كما يصعب على الحيوانات تساقط الثلوج الكثيفة العميقة. تفضل الثعالب ، على سبيل المثال ، في الشتاء الثلجي ، مناطق في الغابة تحت أشجار التنوب السميكة ، حيث تكون طبقة الثلج أرق ، وتقريباً لا تخرج إلى الزجاجات والحواف المفتوحة. عمق الثلج قد يحد من التوزيع الجغرافي للأنواع. على سبيل المثال ، لا تخترق الغزلان الحقيقية شمالًا إلى تلك المناطق التي يزيد سمك الثلج فيها في فصل الشتاء عن 40-50 سم.
بياض الغطاء الثلجي يكشف عن الحيوانات المظلمة. في حالة حدوث تغيير لون موسمي في الحواجز البيضاء والتندرا ، الأرنب- الشعر الأبيض ، ermine ، الملاعبة ، الثعلب ، بو- على ما يبدو ، لعب اختيار التمويه تحت لون الخلفية دورًا كبيرًا. على جزر الكوماندر ، مع الأبيض ، هناك العديد من الثعالب الزرقاء. وفقًا لملاحظات علماء الحيوان ، يتم الاحتفاظ بالأخير بالقرب من الصخور المظلمة وقطاع ركوب الأمواج الخالي من الجليد ، بينما يفضل البيض المناطق ذات الغطاء الثلجي.
  الخ .................

تتطلب الحياة على الأرض مثل هذه التعديلات التي كانت ممكنة فقط مع الكائنات الحية عالية التنظيم. تعد بيئة الهواء الأرضي أكثر صعوبة للحياة ، فهي تتميز بوجود نسبة عالية من الأكسجين ، وكمية صغيرة من بخار الماء ، والكثافة المنخفضة ، إلخ. غير هذا إلى حد كبير شروط التنفس وتبادل المياه وحركة الكائنات الحية.

انخفاض كثافة الهواء يحدد الرفع المنخفض وقدرة تحمل منخفضة. يجب أن يكون للكائنات الهوائية نظام دعم خاص بها يدعم الجسم: النباتات - مجموعة متنوعة من الأنسجة الميكانيكية ، الحيوانات - هيكل عظمي صلب أو هيدروستاتي. بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط جميع سكان بيئة الهواء ارتباطًا وثيقًا بسطح الأرض ، والذي يعمل كملحق ودعم.

توفر كثافة الهواء المنخفضة مقاومة منخفضة للحركة. لذلك ، اكتسبت العديد من الحيوانات البرية القدرة على الطيران. 75 ٪ من جميع تلك الأرضية ، وخاصة الحشرات والطيور ، تتكيف مع الطيران النشط.

نظرًا لتنقل الهواء ، تعد التدفقات الرأسية والأفقية للكتل الهوائية الموجودة في الغلاف الجوي السفلي بمثابة رحلة سلبية للكائنات الحية. في هذا الصدد ، وضعت العديد من الأنواع anemochoria - إعادة التوطين باستخدام التيارات الهوائية. أنيموتشوريا هو سمة من الجراثيم وبذور وثمار النباتات وخراجات البروتوزوا والحشرات الصغيرة والعناكب ، إلخ. تسمى الكائنات الحية التي تنقلها التيارات الهوائية مجتمعةً العوالق الهوائية.

تتواجد الكائنات الأرضية تحت ضغط منخفض نسبيًا ، بسبب انخفاض كثافة الهواء. عادة ، تساوي 760 مم زئبق. مع زيادة الارتفاع ، ينخفض \u200b\u200bالضغط. الضغط المنخفض يمكن أن يحد من انتشار الأنواع في الجبال. بالنسبة للفقاريات ، يبلغ الحد الأقصى للحياة حوالي 60 مم. إن انخفاض الضغط يستلزم انخفاضًا في إمدادات الأكسجين وجفاف الحيوانات عن طريق زيادة معدل التنفس. حول نفس حدود التقدم في الجبال والنباتات العليا. المفصليات ، التي يمكن العثور عليها على الأنهار الجليدية ، أكثر صلابة إلى حد ما ، فوق حدود الغطاء النباتي.

تكوين الغاز من الهواء. بالإضافة إلى الخواص الفيزيائية للهواء ، فإن خواصه الكيميائية مهمة جدًا لوجود الكائنات الأرضية. تركيبة غاز الهواء في الطبقة السطحية للغلاف الجوي موحدة تمامًا فيما يتعلق بمحتوى المكونات الرئيسية (النيتروجين - 78.1٪ ، الأكسجين - 21.0٪ ، الأرجون - 0.9٪ ، ثاني أكسيد الكربون - 0.003٪ من الحجم).

ساهم ارتفاع نسبة الأكسجين في زيادة التمثيل الغذائي في الكائنات البرية مقارنة بالكائنات المائية الأولية. في بيئة برية ، على أساس الكفاءة العالية للعمليات المؤكسدة في الجسم ، نشأت درجة حرارة الحيوانات المثلية. بسبب محتواه العالي الثابت في الهواء ، فإن الأكسجين ليس عاملاً مقيدًا في الحياة في البيئة الأرضية.

يمكن أن يتنوع محتوى ثاني أكسيد الكربون في مناطق معينة من الطبقة السطحية من الهواء في نطاق مهم إلى حد ما. زيادة تشبع الهواء مع؟ يحدث في مناطق النشاط البركاني ، بالقرب من الينابيع الحرارية وغيرها من منافذ تحت الأرض من هذا الغاز. في التركيزات العالية ، يكون ثاني أكسيد الكربون سامًا. في الطبيعة ، هذه التركيزات نادرة. انخفاض CO 2 يمنع التمثيل الضوئي. في بيئة مغلقة ، يمكنك زيادة معدل التمثيل الضوئي عن طريق زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون. يستخدم هذا في ممارسة الدفيئة وتربية الدفيئة.

بالنسبة لمعظم سكان البيئة الأرضية ، فإن نيتروجين الهواء هو غاز خامل ، لكن الكائنات الحية الدقيقة الفردية (بكتريا العقيدات ، بكتيريا النيتروجين ، الطحالب الخضراء المزرقة ، إلخ) لديها القدرة على ربطها وإشراكها في الدورة البيولوجية للمواد.

يعد نقص الرطوبة أحد الميزات الأساسية لبيئة المعيشة المحمولة بالهواء. كان تطور الكائنات الحية الأرضية بأكمله تحت علامة التكيف مع إنتاج الرطوبة والحفاظ عليها. تكون أنماط الرطوبة على الأرض متنوعة جدًا - من التشبع الكامل والثابت للهواء بخار الماء في بعض المناطق في المناطق المدارية إلى غيابها الكامل تقريبًا في هواء الصحراء الجاف. التباين اليومي والموسمي لمحتوى بخار الماء في الغلاف الجوي مهم أيضًا. يعتمد توافر المياه للكائنات الأرضية أيضًا على طريقة الهطول ، ووجود الأحواض ، ومحميات رطوبة التربة ، وقرب مياه الجنيه ، إلخ.

وأدى ذلك إلى تطور الكائنات الحية في الأرض للتكيف مع أنماط مختلفة من إمدادات المياه.

وضع درجة الحرارة. الميزة المميزة التالية لبيئة الجو - الأرض هي تقلبات كبيرة في درجات الحرارة. في معظم مناطق اليابسة ، تبلغ درجات الحرارة اليومية والسنوية عشرات الدرجات. تختلف مقاومة التغيرات في درجات الحرارة في بيئة سكان الأرض اختلافًا كبيرًا ، وهذا يتوقف على البيئة المعيشية المحددة التي تمر بها حياتهم. ومع ذلك ، بشكل عام ، الكائنات الحية الأرضية أكثر حرارة بكثير مقارنة بالكائنات المائية.

الظروف المعيشية في البيئة المحمولة بالهواء معقدة ، بالإضافة إلى وجود تغيرات في الطقس. الطقس - يتغير باستمرار في ظروف الغلاف الجوي عند السطح المقترض ، على ارتفاع حوالي 20 كم (حدود التروبوسفير). يتجلى تقلب الطقس في التباين المستمر لمجموعة من العوامل البيئية مثل درجة الحرارة ، الرطوبة الجوية ، الغطاء السحابي ، هطول الأمطار ، قوة الرياح واتجاهها ، إلخ. الظروف الجوية على المدى الطويل تميز مناخ المنطقة. لا يشمل مفهوم "المناخ" فقط متوسط \u200b\u200bقيم ظواهر الأرصاد الجوية ، بل يشمل أيضًا مساره السنوي واليومي ، والانحراف عنها وتكرارها. يتم تحديد المناخ حسب الظروف الجغرافية للمنطقة. العوامل المناخية الرئيسية - درجة الحرارة والرطوبة - تقاس بهطول الأمطار وتشبع الهواء مع بخار الماء.

بالنسبة لمعظم الكائنات الأرضية ، خاصة الكائنات الصغيرة ، فإن مناخ المنطقة ليس مهمًا مثل ظروف موائلها المباشرة. في كثير من الأحيان ، تغير العناصر المحلية للبيئة (الإغاثة ، التعرض ، الغطاء النباتي ، إلخ) نظام درجة الحرارة والرطوبة والضوء وحركة الهواء في منطقة معينة بحيث تختلف بشكل كبير عن الظروف المناخية في المنطقة. وتسمى هذه التعديلات المناخية ، النامية في الطبقة السطحية من الهواء ، المناخ المحلي. في كل منطقة ، المناخ المحلي متنوع للغاية. المناخات الصغيرة جداً يمكن تمييزها.

يحتوي وضع الإضاءة للبيئة الجوية أيضًا على بعض الميزات. تعد شدة وكمية الضوء هنا الأعظم ولا تقيد عملياً حياة النباتات الخضراء ، كما في الماء أو التربة. على اليابسة ، قد توجد أنواع شائعة الحركة. بالنسبة إلى الغالبية العظمى من الحيوانات الأرضية ذات النشاط الليلي والليلي ، تعد الرؤية إحدى الطرق الرئيسية للتوجيه. في الحيوانات الأرضية ، تعتبر الرؤية مهمة للبحث عن الفريسة ، حتى أن العديد من الأنواع لها رؤية ملونة. في هذا الصدد ، يكون للضحايا ميزات تكيفية مثل رد الفعل الوقائي ، التلوين بالأقنعة والإنذار ، المحاكاة ، إلخ. في سكان الأحياء المائية تكون هذه التعديلات أقل تطوراً. يرتبط ظهور الزهور ذات الألوان الزاهية للنباتات العليا أيضًا بخصائص جهاز الملقحات ، وفي النهاية مع نظام الضوء في الوسط.

كما أن خصائص التربة والتربة هي ظروف معيشية للكائنات الأرضية ، وقبل كل شيء النباتات. يتم الجمع بين خصائص سطح الأرض ، والتي لها تأثير بيئي على سكانها ، من خلال "العوامل البيئية الميتاوية" (من "edaphos" اليونانية - "التربة").

فيما يتعلق بخصائص التربة المختلفة ، يمكن التمييز بين عدد من المجموعات الإيكولوجية للنباتات. لذلك ، وفقا لرد الفعل على حموضة التربة ، هناك:

1) الأنواع الحمضية - تنمو على التربة الحمضية مع درجة الحموضة لا يقل عن 6.7 (نباتات مستنقعات البلعوم) ؛

2) العدلات - تميل إلى النمو على التربة مع درجة الحموضة من 6.7-7.0 (معظم النباتات المزروعة) ؛

3) basifilic - تنمو في درجة الحموضة لأكثر من 7.0 (كمامة ، شقائق النعمان الغابات) ؛

4) غير مبال - يمكن أن تنمو على التربة مع قيم الرقم الهيدروجيني المختلفة (زنبق الوادي).

النباتات تختلف فيما يتعلق رطوبة التربة. هناك أنواع معينة محصورة في ركائز مختلفة ، على سبيل المثال ، تنمو البتروفيتات على تربة صخرية ، يملأ Pasmophytes رمالًا فضفاضة.

تؤثر التضاريس وطبيعة التربة على خصوصيات حركة الحيوانات: على سبيل المثال ، ذوات الحوافر ، النعام ، الحشيش ، العيش في أماكن مفتوحة ، أرض صلبة ، لتعزيز التنافر أثناء الجري. في السحالي التي تعيش في رمال فضفاضة ، تتشابك الأصابع مع هامش بمقاييس قرنية تزيد من الدعم. بالنسبة لسكان الأرض الذين يحفرون الثقوب ، فإن التربة الكثيفة غير مواتية. تؤثر طبيعة التربة في بعض الحالات على توزيع الحيوانات الأرضية التي تحفر ثقوبًا أو تختبئ في الأرض ، أو تضع بيضًا في التربة ، إلخ.

من السمات المميزة لبيئة الجو الأرضي وجود الهواء (مزيج من الغازات المختلفة) فيه.

الهواء ذو \u200b\u200bكثافة منخفضة ، وبالتالي ، لا يمكن أن يكون بمثابة دعم للكائنات الحية (باستثناء الطيران). إنها الكثافة المنخفضة للهواء التي تحدد مقاومتها الضئيلة عند تحريك الكائنات الحية على سطح التربة. في الوقت نفسه ، يجعل من الصعب التحرك في الاتجاه الرأسي. تسبب كثافة الهواء المنخفضة أيضًا ضغطًا منخفضًا على الأرض (760 ملم زئبق الفن. أقل الهواء من الماء يعوق تغلغل أشعة الشمس. لديها شفافية أعلى من الماء.

تركيبة الغاز في الهواء ثابتة (تعرف ذلك من خلال الجغرافيا). الأكسجين وثاني أكسيد الكربون ، كقاعدة عامة ، ليست عوامل مقيدة. بخار الماء والملوثات المختلفة موجودة كشوائب في الهواء.

على مدار القرن الماضي ، ونتيجة للأنشطة البشرية في الغلاف الجوي ، زاد محتوى الملوثات المختلفة زيادة حادة. من بينها ، الأخطر هي: أكاسيد النيتروجين والكبريت ، والأمونيا ، والفورمالديهايد ، والمعادن الثقيلة ، والهيدروكربونات ، وما إلى ذلك. الكائنات الحية لا تتكيف عملياً معها. لهذا السبب ، فإن تلوث الهواء يمثل مشكلة بيئية عالمية خطيرة. لحلها ، يلزم اتخاذ تدابير لحماية البيئة على مستوى جميع حالات الأرض.

تتحرك كتل الهواء في اتجاهات أفقية ورأسية. هذا يؤدي إلى ظهور عامل بيئي مثل الرياح. الريح  قد يتسبب في تحرك الرمال في الصحاري (العواصف الرملية). إنه قادر على نفخ جزيئات التربة على أي تضاريس ، مما يقلل من خصوبة الأرض (تآكل الرياح). الرياح لها تأثير ميكانيكي على النباتات. إنه قادر على التسبب في سقوط مصدات الرياح (تحول الأشجار ذات الجذور) ، وصد الرياح (كسور جذوع الأشجار) ، وتشوه تاج الأشجار. تؤثر حركة كتل الهواء بشكل كبير على توزيع الهطول ودرجة الحرارة في بيئة الجو الأرضي.

نظام المياه المحمولة جوا

من خلال الجغرافيا ، أنت تعرف أن بيئة الهواء السطحي يمكن أن تكون مشبعة للغاية بالرطوبة (المناطق الاستوائية) وضعيفة للغاية معها (الصحاري). يتم توزيع هطول الأمطار بشكل غير متساو حسب الموسم والمنطقة الجغرافية. الرطوبة في البيئة تختلف على نطاق واسع. هذا هو العامل المحدد الرئيسي للكائنات الحية.

درجة حرارة الهواء الأرضي

درجة الحرارة في بيئة الهواء الأرضي لها تردد يومي وموسمي. لقد تكيفت الكائنات الحية معها منذ إطلاق الحياة على الأرض. لذلك ، تكون درجة الحرارة أقل احتمالا من أن تظهر الرطوبة كعامل محدد.

تكييف النباتات والحيوانات في الحياة في البيئة المحمولة جوا

مع إطلاق النباتات على الأرض ، ظهرت الأنسجة. لقد درست بنية الأنسجة النباتية في دورة علم الأحياء للصف السابع. بسبب حقيقة أن الهواء لا يمكن أن يكون بمثابة دعم يمكن الاعتماد عليه ، ظهرت الأنسجة الميكانيكية (ألياف الخشب والخفاف) في النباتات. أدت مجموعة واسعة من التغيرات في العوامل المناخية إلى تكوين أنسجة تكاثفية كثيفة - القشرة المحيطة. بسبب تنقل الهواء (الرياح) ، طورت النباتات تكيفات للتلقيح وانتشار الجراثيم والفواكه والبذور.

حياة الحيوانات المعلقة في الهواء مستحيلة بسبب كثافتها المنخفضة. العديد من الأنواع (الحشرات والطيور) تكيفت مع الطيران النشط ويمكن أن تبقى في الهواء لفترة طويلة. لكن التكاثر يحدث على سطح التربة.

يتم استخدام حركة الكتل الهوائية في الاتجاهات الأفقية والعمودية من قبل بعض الكائنات الصغيرة لإعادة التوطين السلبي. وبهذه الطريقة ، يتم تسوية المحتجين والعناكب والحشرات. أدى انخفاض كثافة الهواء إلى تحسن في الحيوانات أثناء تطور الهياكل الخارجية (المفصليات) والهيكل العظمي الداخلي (الفقري). للسبب نفسه ، هناك قيود على حجم الكتلة وحجم جسم الحيوانات الأرضية. أكبر حيوان برى هو الفيل (وزنه يصل إلى 5 أطنان) أصغر بكثير من عملاق البحر - الحوت الأزرق (ما يصل إلى 150 طن). نظرًا لظهور أنواع مختلفة من الأطراف ، تمكنت الثدييات من ملء مناطق اليابسة بمختلف أنواع الإغاثة.

الخصائص العامة للتربة كبيئة معيشية

التربة - الطبقة العليا من قشرة الأرض ، التي تمتلك الخصوبة. تم تشكيله نتيجة لتفاعل العوامل المناخية والبيولوجية مع الصخور الكامنة (الرمل ، الطين ، إلخ). تلامس التربة الهواء وتعمل كدعم للكائنات الأرضية. بل هو أيضا مصدر للتغذية المعدنية للنباتات. في الوقت نفسه ، تعتبر التربة بيئة معيشية للعديد من أنواع الكائنات الحية. بالنسبة للتربة ، تكون الخصائص التالية مميزة: الكثافة ، الرطوبة ، درجة الحرارة ، التهوية (تزويد الهواء) ، تفاعل الوسط (درجة الحموضة) ، الملوحة.

تزداد كثافة التربة مع العمق. الرطوبة ودرجة الحرارة والتهوية التربة مترابطة بشكل وثيق ومترابطة. يتم تقلب تقلبات درجة الحرارة في التربة مقارنة بالهواء السطحي ولم يعد بالإمكان تتبعها على عمق يتراوح بين 1-1.5 متر. التربة المبللة جيدا الاحماء ببطء وتبرد ببطء. الزيادة في رطوبة التربة ودرجة الحرارة تزيد من تهوية الهواء ، والعكس صحيح. يعتمد النظام المائي الحراري للتربة وتهويتها على بنية التربة. التربة الطينية بالمقارنة مع التربة الرملية تحتفظ بالرطوبة أكثر. لكن يتم تهويتها بشكل أسوأ وتدفئتها بشكل أسوأ. وفقًا لتفاعل البيئة ، تنقسم التربة إلى ثلاثة أنواع: الحمضية (pH)< 7,0), нейтральные (рН ≈ 7,0) и щелочные (рН > 7,0).

تكييف النباتات والحيوانات في الحياة في التربة

تؤدي التربة في حياة النباتات وظائف الدمج وإمدادات المياه ومصدر التغذية المعدنية. أدى تركيز العناصر الغذائية في التربة إلى تطوير نظام الجذر والأنسجة الموصلة في النباتات.

الحيوانات التي تعيش في التربة لديها عدد من التعديلات. وتتميز بأنماط مختلفة من الحركة في التربة. يمكن أن يكون حفر التحركات والثقوب ، مثل الدب والخلد. يمكن لديدان الأرض أن تنشر جزيئات التربة وتصنع ممرات. يرقات الحشرات قادرة على الزحف بين جزيئات التربة. في هذا الصدد ، في عملية التطور ، تم تطوير التعديلات المناسبة. ظهرت أطراف الحفر في الكائنات المتحركة للأرض. تحتوي الأنينيدات على هيكل عظمي هيدروستاتي ، في حين أن الحشرات والنسب المئوية لها مخالب.

حيوانات التربة لها جسم مضغوط قصير مع أغطية غير ممتصة (الثدييات) أو مغطاة بالمخاط. أدت الحياة في التربة كموئل إلى ضمور أو تخلف في أجهزة الرؤية. في الخلد ، غالبًا ما تكون العيون المتخلفة الصغيرة مخفية تحت طية من الجلد. لتسهيل الحركة في ممرات التربة الضيقة ، اكتسب شعر الشامات القدرة على التراص في اتجاهين.

في بيئة الهواء الأرضي ، الكائنات الحية محاطة بالهواء. لديها رطوبة منخفضة ، كثافة وضغط ، شفافية عالية ومحتوى الأكسجين. الرطوبة هي العامل المحدد الرئيسي. تتميز التربة باعتبارها بيئة معيشية عالية الكثافة ، ونظام تهوية مائية معين ، تهوية. في النباتات والحيوانات ، تطورت العديد من التعديلات على الحياة في بيئات الأرض والتربة.