Kaikki ympäristöolosuhteita kuvaavat ympäristötekijät on jaettu kahteen pääryhmään - abioottisiin (niihin kuuluvat ilmastolliset ja maaperäiset) ja bioottiset (eläinperäiset ja kasviperäiset). Yhdessä ne yhdistetään eläinten elinympäristöksi tai kasvien kasvuun.
Ympäristötekijät
Riippuen niiden vaikutuksen ominaisuuksista eläimiin ja kasveihin, ne jaetaan seuraaviin pääryhmiin:
1) ilmasto, mukaan lukien valo- ja lämpöjärjestelmän ominaisuudet, kosteustaso ja ilmanlaatu;
2) maaperä-maa, jotka kuvaavat kasvien saaman ravinnon laatua maaperän, emäkiven ja pohjaveden tyypistä riippuen;
3) topografinen, vaikuttaa epäsuorasti, koska ilmasto ja maaperän laatu riippuvat elävien organismien elinympäristön relaatiosta;
4) bioottiset: fytogeeniset, eläinperäiset ja mikogeeniset tekijät;
5) antropogeeninen, mukaan lukien kaikenlaiset ihmisen ympäristövaikutukset.
On syytä huomata, että kaikki nämä tekijäryhmät eivät toimi erikseen, vaan yhdessä toistensa kanssa. Tämän indikaattoreiden muutoksen vuoksi ainakin yksi niistä johtaaepätasapainoa tässä kompleksissa. Esimerkiksi lämpötilan nousu liittyy ilman kosteuden nousuun, ilman kaasukoostumus muuttuu, maaperä kuivuu, fotosynteesi lisääntyy jne. Eliöt itse pystyvät kuitenkin vaikuttamaan näihin ympäristöolosuhteisiin.
Bioottiset tekijät
Elöstö on cenoosin elävä osa, joka sisältää paitsi kasveja ja eläimiä myös mikro-organismeja. Jokainen näistä elävistä organismeista esiintyy tietyssä biokenoosissa ja on tiiviissä vuorovaikutuksessa oman lajinsa lisäksi myös muiden lajien edustajien kanssa. Kaikki ne vaikuttavat ympärillään oleviin eläviin olentoihin, mutta saavat myös vastauksen heiltä. Tällaiset vuorovaikutukset voivat olla negatiivisia, positiivisia tai neutraaleja.
Vuorovaikutusten kokonaisuutta keskenään ja ympäristön elottoman osan kanssa kutsutaan bioottisiksi ympäristötekijöiksi. Näitä ovat:
- Fytogeeniset tekijät ovat vaikutuksia, joita kasveilla on itseensä, muihin kasveihin ja eläimiin.
- Eläinperäiset tekijät ovat eläinten vaikutusta itseensä, muihin eläimiin ja kasveihin.
Tiettyjen bioottisten tekijöiden vaikutus ekosysteemitasolla määrää aineiden ja energioiden muuntumisen piirteet, nimittäin niiden suunnan, intensiteetin ja luonteen.
Kasvitogeeniset tekijät
Kasvien suhteita yhteisöissä akateemikko V. N. Sukachevin ehdotuksesta alettiin kutsua yhteistoiminnaksi. Hän tunnisti niistä kolme luokkaa:
1. Suorat (kontakti) yhteistoiminnat. Tähän ryhmään hän kuului suoraankasvien vaikutus niiden kanssa kosketuksiin joutuviin organismeihin. Näitä ovat mm. kasvien mekaaniset ja fysiologiset vaikutukset toisiinsa. Esimerkki tästä fytogeenisesta tekijästä - kasvien välisestä suorasta vuorovaikutuksesta - on nuorten havupuiden latvojen latvojen vaurioituminen lyömällä niitä lähekkäin olevien lehtipuiden joustavilla oksilla. Tai esimerkiksi läheinen kosketus eri kasvien juurijärjestelmien kanssa. Myös suoria kasviperäisiä ympäristötekijöitä ovat kilpailu, epifyyttisyys, parasitismi, saprofytismi ja vastavuoroisuus.
2. Epäsuorat transabioottiset yhteisvaikutukset. Tapa, jolla kasvit vaikuttavat ympärillään oleviin organismeihin, on muuttaa elinympäristöjensä fysikaalis-kemiallisia ominaisuuksia. Monet kasvit ovat rakentajia. Niillä on ympäristövaikutuksia muihin kasveihin. Esimerkki tällaisesta fytogeenisesta bioottisesta tekijästä on kasvillisuuden peittoon tunkeutuvan auringonvalon intensiteetin heikkeneminen, mikä tarkoittaa valaistuksen vuodenaikojen muutosta, metsän lämpötilaa ja paljon muuta.
3. Luonteeltaan transbioottiset epäsuorat yhteisvaikutukset. Kasvit vaikuttavat ympäristöön epäsuorasti muiden organismien, kuten bakteerien, kautta. Tiedetään, että erityiset kyhmybakteerit asettuvat useimpien palkokasvien juurille. Ne pystyvät kiinnittämään vapaan typen muuntamalla sen nitriiteiksi ja nitraateiksi, jotka puolestaan imeytyvät helposti melkein minkä tahansa kasvin juuriin. Siten palkokasvit lisäävät epäsuorasti maaperän hedelmällisyyttä muille kasveille välittäjän kautta -kyhmybakteerit. Esimerkkinä tästä fytogeenisesta ympäristötekijästä voidaan myös mainita tiettyjen ryhmien kasvien eläinten syöminen, mikä johtaa lajien numeerisen suhteen muutokseen. Kilpailun eliminoitumisen seurauksena syömättömät kasvit alkavat voimistua ja niillä on suurempi vaikutus viereisiin eliöihin.
Esimerkkejä
Kilpailu on yksi tärkeimmistä biokenoosien muodostumisen tekijöistä. Niissä selviytyvät vain yksilöt, jotka osoittautuivat paremmin sopeutuneiksi tiettyihin ympäristöolosuhteisiin ja onnistuivat kehittämään ravitsemukseen osallistuvat elimet aikaisemmin kuin muut, valloittivat suuren alueen ja löysivät itsensä paremmissa valaistusolosuhteissa. Luonnollisen valinnan aikana kilpailussa heikentyneet yksilöt tuhoutuvat.
Kun cenoosi muodostuu, monet ympäristön ominaisuudet muuttuvat materiaali- ja energiaresurssien kulutuksen sekä organismien jätetuotteiden päästöjen kemiallisten yhdisteiden, pudonneiden lehtien ja monen muun muodossa.. Tätä prosessia, jossa kasvit vaikuttavat suoraan tai epäsuorasti naapureihin ympäristön aineilla kyllästymisen vuoksi, kutsutaan allelopatiaksi.
Myös fyto- ja biokenoosissa esiintyy laaj alti symbioosia, joka ilmenee puumaisten kasvien ja sienten molempia osapuolia hyödyttävänä suhteena. Tällainen fytogeeninen tekijä on tyypillinen palkokasveille, pajuille, tikkuille, pyökille ja muille puumaisille kasveille. Mykorritsa ilmestyy niiden juurille, jolloin kasvit voivat vastaanottaa veteen liuenneita maaperän mineraalisuoloja ja sieniäpuolestaan päästä käsiksi orgaaniseen aineeseen.
On myös syytä huomata mikro-organismien rooli, jotka hajottavat hiekkaa, muuttavat sen mineraaliyhdisteiksi ja imevät myös ilmasta typpeä. Suuri joukko mikro-organismeja (kuten sienet ja bakteerit) loistaa puissa, jotka massiivisella kehityksellään voivat aiheuttaa korjaamatonta haittaa paitsi kasveille itselleen, myös koko biokenoosille.
Vuorovaikutusten luokittelu
1. Aiheiden mukaan. Riippuen ympäristöön vaikuttavien kasvien lukumäärästä sekä tämän vaikutuksen alaisten organismien määrästä, ne erottavat:
- Yksittäiset vuorovaikutukset, joita yksi kasvi suorittaa elävää organismia kohti.
- Kollektiivinen vuorovaikutus, johon kuuluu kasviryhmien suhde toisiinsa tai yksittäisiin yksilöihin.
2. Vaikuttamisen avulla. Kasvien suoran tai epäsuoran vaikutuksen tyypin mukaan kasviperäisiä ympäristötekijöitä ovat:
- Mekaaninen, kun vuorovaikutuksille on ominaista kehon avaruudellisen sijainnin muutos ja siihen liittyy kasvin eri osien kosketus tai paine naapuriorganismeihin.
- Fyysinen, kun puhutaan kasvien synnyttämien heikkojen sähkökenttien vaikutuksesta niiden kykyyn jakaa maaliuoksia läheisten kasvien välillä. Tämä johtuu siitä, että pienten imevien juurien välillä on tietty ero sähköisissä potentiaaleissa, mikä vaikuttaaionien maaperästä imeytymisprosessin intensiteetti.
- Ekologinen, edustaa tärkeimpiä kasviperäisiä tekijöitä. Ne ilmenevät koko ympäristön muutoksena kasvien tai vain osan siitä vaikutuksen alaisena. Mutta samalla niillä ei ole erityistä luonnetta, tämä vaikutus ei eroa elottomien esineiden vaikutuksesta.
- Kanoottinen, ominaista yksinomaan eläville organismeille (kasveille ja eläimille), joille on ominaista aktiivisuus. Esimerkki fytogeenisesta tekijästä on se, että naapurikasvit kuluttavat samanaikaisesti tiettyjä ravinteita yhdestä lähteestä, ja niiden puutteessa huomioidaan tietty kemiallisten yhdisteiden jakautuminen kasvien välillä.
- Kemia, jota kutsutaan myös allelopatiaksi. Ne ilmenevät peruselämän prosessien estymisenä tai stimuloitumisena kasvien elinaikana (tai niiden kuollessa) vapautuvilla kemikaaleilla. Tärkeää on, että ne eivät ole eläin- tai kasviperäisiä ruokia.
- Tieto-biologinen, kun geneettistä tietoa siirretään.
3. Ympäristön osallistumisella. Tämän ominaisuuden mukaan kasviperäiset tekijät jaetaan:
- Suora, mukaan lukien kaikki mekaaniset vuorovaikutukset, kuten lomitukset ja juurien yhdistäminen.
- Ajankohtaista, rajoittuu siihen, että kasvit muuttavat tai luovat ympäristön elementtejä (valo, ravinto, lämpö jne.).
4. Ympäristön roolin mukaan ravinnon saamisessa on:
- Trophic,muodostuu aineiden määrän tai koostumuksen, niiden tilan muutoksesta kasvien vaikutuksesta.
- Tilannekohtaisia, jotka vaikuttavat välillisesti vastaanotetun ruoan laatuun ja määrään. Esimerkki fytogeenisesta tekijästä on siis joidenkin kasvien kyky muuttaa maaperän pH:ta, mikä vaikuttaa muiden eliöiden ravinteiden imeytymiseen siitä.
5. Seurausten mukaan. Riippuen siitä, kuinka kasvien elintärkeä toiminta vaikuttaa vierekkäisiin kasveihin, ne erottavat:
- Kilpailu ja keskinäiset rajoitukset.
- Sopeutuminen.
- Eliminaatio, joka on tärkein kasvien välisen vuorovaikutuksen muoto niiden yhteisöissä tapahtuvien muutosten aikana.
- Enn altaehkäisy, joka ilmenee siten, että yksi kasvilaji luo epäsuotuisia kasviperäisiä ympäristötekijöitä muiden lajien kehittymiselle siementen itämisvaiheessa tai esikoisvaiheessa, mikä johtaa taimien kuolemaan.
- Itserajoittuminen, joka tapahtuu kasviorganismien intensiivisen kasvun vaiheessa. Se johtuu kivennäisravinteiden aktiivisesta siirrosta saavuttamattomista muodoista saatavilla oleviin, mutta kasvien kulutus jää tämän prosessin jälkeen nopeudeltaan. Tämä johtaa niiden kasvun viivästymiseen tai pysähtymiseen.
- Itse suosiminen, eli kasvien kyky muuttaa ympäristöään itselleen. Tällaiset fytogeeniset tekijät ja niiden ominaisuudet määräävät minkä tahansa sammalsynusioiden biotoopin, kuten männikön, tilan.
On syytä huomata, että sama vaikutus voidaan tämän luokituksen eri ominaisuuksien mukaan johtua eri tyypeistä. Eli kilpailuvuorovaikutuksen seuraus on myös troofinen, ajankohtainen, koenoottinen ja yksilöllinen.
Kilpailu
Kilpailun käsite biologian tieteessä on saanut huomiota jo yli kymmenen vuoden ajan. Sen tulkinta oli epämääräinen tai päinvastoin liian suppea.
Nykyään kilpailu ymmärretään sellaiseksi vuorovaikutukseksi, jossa rajoitettu määrä ruokaa jakautuu suhteettomasti vuorovaikutuksessa olevien organismien tarpeisiin. Suorien vuorovaikutusten seurauksena fytogeeniset tekijät johtavat siihen, että suuria tarpeita vaativat kasvit saavat suurempia määriä ravintoa kuin suhteellisella jakautumisella. Kilpailua syntyy käytettäessä samaa virtalähdettä samanaikaisesti.
Kilpailusuhteiden mekanismia on kätevä tarkastella esimerkkinä kolmen samasta lähteestä ruokkivan puun vuorovaikutuksesta. Ympäristön resursseista on pulaa tarvitsemistaan aineista. Jonkin ajan kuluttua niistä kahden kasvu hidastuu (sorretut puut), kolmannessa kasvaa tasaisesti (dominoiva kasvi). Mutta tässä tilanteessa ei oteta huomioon mahdollisuutta naapuripuiden samoihin tarpeisiin, mikä ei johtaisi kasvueroon.
Todellisuudessa ympäristöresurssit ovat epävakaita seuraavista syistä:
- avaruuden tutkiminen;
- ilmasto-olosuhteet muuttuvat.
Puun elintärkeä toiminta voidaan ilmaista melkoisesti kolmen suuren suhteella:
- tarpeet - aineiden ja energian enimmäismäärä, jonka kasvi voi ottaa;
- vähimmäisvaatimushänen elämänsä;
- todellinen ravitsemustaso.
Koon kasvaessa tarvetaso ainakin nousee ennen ikääntymistä. Puiden saama ravinnon todellinen taso riippuu monista tekijöistä, mukaan lukien "sosiaaliset suhteet" cenoosissa. Sorretut puut saavat minimaalisen määrän ravinteita, mikä on syy niiden hävittämiseen. Hallitsevat yksilöt riippuvat vähemmässä määrin koenoottisesta ympäristöstä. Ja kasvu riippuu abioottisen ympäristön olosuhteista.
Ajan myötä puiden määrä pinta-alayksikköä kohden laskee ja kennonoottisten luokkien suhde muuttuu: hallitsevien puiden osuus kasvaa. Tämä johtaa kypsään metsään, jossa hallitsevat puut.
Joten kilpailu organismien välisen suoran vuorovaikutuksen fytogeenisenä tekijänä voidaan esittää resurssien epätasaisen jakautumisen prosessina, jolle on ominaista tarpeiden yhteensopimattomuus, mikä johtaa kasvien jakautumiseen erilaisiin yhteisvaikutusryhmiin ja sorrettujen kuolema.
Keskinäinen rajoitus eroaa kilpailusta ympäristön ravinnevarojen suhteellisessa jakautumisessa. Vaikka monet tutkijat pitävät sitä yhtenä kilpailun tyypeistä - symmetrisestä. Tällainen vuorovaikutus tapahtuu yksilöiden välillä, joilla on suunnilleen samat kilpailukyvyt samasta tai eri lajista.
Kilpailun nousu
Kasvien välinen kilpailu voi tapahtua vain, jos seuraavat ehdot täyttyvät:
- laadullinen ja määrällinen samank altaisuustarpeet;
- jaettu resurssien kulutus yhteisestä lähteestä;
- ympäristöresurssien puute.
On selvää, että resurssien ylittämisessä jokaisen kasvin tarpeet tyydytetään täysin, mikä ei koske kasvien tekijöitä. Kuitenkin päinvastaisessa tapauksessa ja jopa yhteisen ravinnon avulla alkaa taistelu olemassaolosta. Jos kasvien aktiiviset juuret ovat samassa maakerroksessa ja ovat kosketuksissa toisiinsa, on ravinteiden tasaista jakautumista vaikea arvioida. Jos juuret tai kruunut sijaitsevat eri kerroksissa, ravintoa ei pidetä samanaikaisena (se on peräkkäistä), mikä tarkoittaa, että emme voi puhua kilpailusta.
Esimerkkejä kasvien välisestä kilpailusta
Kilpailua voi tulla valosta, maaperän ravintoaineista ja pölyttävistä hyönteisistä. Siihen voivat vaikuttaa paitsi itse ravinteet, myös monet kasviperäiset tekijät. Esimerkkinä on tiheiden pensaiden muodostuminen maaperille, joissa on paljon mineraaliravintoa ja kosteutta. Suurin taistelu tässä tapauksessa on valosta. Mutta köyhillä maaperällä jokainen kasvi saa yleensä tarvittavan määrän ultraviolettisäteitä, ja taistelu on maaperän resursseja.
Sisäisen kilpailun tuloksena on saman lajin puiden jakautuminen käsityöluokkiin. Tehonsa mukaan kasvit voivat tarkoittaa:
- I luokka, jos ne ovat hallitsevia, niillä on paksu runko ja paksut oksat rungon tyvestä, niillä on leviävä kruunu. He nauttivatriittävä auringonpaiste ja v altavien vesi- ja ravintoaineiden imeminen maaperästä kehittyneen juurijärjestelmän ansiosta. Löytyi yksittäin metsästä.
- II luokka, jos ne ovat myös hallitsevia, korkein, mutta pienempi rungon halkaisija ja hieman vähemmän voimakas kruunu.
- III luokka, jos ne ovat pienempiä kuin edellinen luokka, mutta silti niiden yläosa on avoin auringonsäteille. Ne hallitsevat myös metsää ja muodostavat II luokan ohella suurimman osan puista.
- IV luokka, jos puut ovat ohuita, pieniä, eivät saa suoraa auringonvaloa.
- V-luokka, jos puut ovat kuolleet tai jo kuolleet.
Kilpailu pölyttäjistä on tärkeää myös kasveille, missä hyönteisiä parhaiten houkutteleva laji voittaa. Enemmän nektaria tai makeutta voi olla etu.
Adaptiiviset vuorovaikutukset
Ne ilmenevät siinä, että ympäristöä muuttavat fytogeeniset tekijät tekevät sen ominaisuuksista hyväksyttäviä vastaanottajakasveille. Useimmiten muutos tapahtuu merkityksettömästi ja ne ilmenevät täysin vasta silloin, kun vaikuttajalaji on voimakas kehittäjä ja se on esitettävä koko kehityssuunnassa.
Yksi mekaanisen kosketuksen muoto on se, että yksi organismi käyttää toista kasvia substraattina. Tätä ilmiötä kutsutaan epifytismiksi. Noin 10 % kaikista kasvilajeista on epifyyttejä. Tämän ilmiön ekologinen merkitys on eräänlainen sopeutuminen valojärjestelmään tiheän trooppisen ilmaston olosuhteissa.metsät: epifyytit saavat mahdollisuuden päästä valonsäteisiin ilman merkittäviä kasvukustannuksia.
Erilaisten kasvien fysiologisia kontakteja ovat muun muassa parasitismi ja saprotrofi, mikä koskee myös kasviperäisiä tekijöitä. Älä unohda keskinäisyyttä, josta esimerkkinä on sienirihmaston ja kasvien juurten symbioosi. Huolimatta siitä, että sienet saavat hiilihydraatteja kasveista, niiden hyyfit kymmenkertaistavat juuren imukykyisen pinnan.
Yhteyslomakkeet
Kaikenlaiset mekanismit sekä positiivisille että negatiivisille vuorovaikutuksille eri elävien organismien välillä voivat olla hyvin hienovaraisia ja ei-ilmeisiä. Suhteellisen äskettäin joukko tutkijoita tutki yksityiskohtaisesti kasvien vaikutuksia ympäristöön eliminoimalla elinikäisiä monimutkaisia orgaanisia aineita, joilla on suojaava tehtävä ympäristöön. Tällaisia kasvien välisiä suhteita kutsutaan allelopaattisiksi. Ne vaikuttavat merkittävästi saatujen kasvien (ei vain viljeltyjen, vaan myös luonnonvaraisten) biotuotteiden kokoon ja määrittävät myös parhaat tavat viljelyn kiertoon puutarhaistutuksissa (esimerkiksi omenapuu kehittyy paremmin herukoiden tai vadelmien jälkeen, luumut ovat parhaiten istutettu paikkoihin, joissa ennen kasvatettiin päärynöitä tai persikoita).
Kasvien ja eläinten välisten yhteyksien päämuodot biokenoosissa V. N. Beklemishevin mukaan ovat:
- Ajankohtaisia yhteyksiä, jotka syntyvät siitä, että yksi tai useampi organismi muuttaa toisten ympäristöä suotuisaan suuntaan. Esimerkiksi sfagnum sammalilla on taipumus happamoittaa maaperän liuosta, mikä luo suotuisat olosuhteet auringonkasteelle ja karpalolle soissa.
- Troofiset yhteydet, jotka koostuvat siitä, että yhden lajin edustajat käyttävät ravinnonlähteenä toisen lajin yksilöä, sen jätetuotteita tai jäämiä. Troofisten yhteyksien ansiosta haikarat pääsevät kosteikkoalueisiin, ja hirvet asettuvat yleensä haapametsiin.
- Tehdassidokset, joita syntyy, kun joidenkin lajien yksilöt käyttävät muiden lajien jäseniä pesiensä tai asuntojensa rakentamiseen. Esimerkiksi puut tarjoavat linnuille onteloita tai oksia pesän rakentamista varten.
