Edafikus (talaj) tényezők
A talajt az anyag rétegének nevezik, amely a földkéreg szikláján fekszik. Dokuchaev orosz tudós 1870-ben a talajt inkább dinamikusnak, mint inert környezetnek tekintette. Bebizonyította, hogy a talaj folyamatosan változik és fejlődik, és az aktív zónában kémiai, fizikai és biológiai folyamatok. A talaj az éghajlat, a növények, az állatok és a mikroorganizmusok összetett kölcsönhatásából ered. A szovjet akadémikus Soil Scientist Williams újabb definíciót adott a talajnak - ez egy laza felszíni horizont a földből, amely növényi növényeket képes előállítani. A növények növekedése a talajban szükséges tápanyagok tartalmától és szerkezetétől függ.
A talaj készítmény tartalmaz négy fő szerkezeti elemek: egy ásványi bázis (általában 50-60% a teljes készítmény a talaj), a szerves anyagok (10%), a levegő (15-25%) és víz (25-30%).
A talaj ásványi vázlata olyan szervetlen komponens, amely az időjárási viszonyok következtében a szülőkövekből alakult ki.
A talaj ásványi összetételének több mint 50% -a SiO2 szilícium-dioxid. 1-től 25% -ig az alumínium-oxid Al2O3. 1-10% - a vasionok Fe2O3. 0,1-5% - magnézium, kálium, foszfor, kalcium oxidok esetében. Az ásványi elemek, amelyek a talajváz anyagát alkotják, különböző méretűek - a szikláktól és a kövektől a homokszemekig - 0,02 mm átmérőjű részecskék¸2 mm, szilán - 0,002¸0,02 mm és a legkisebb agyagrészecskék - kisebb, mint 0,002 mm átmérőjűek. Ezek aránya határozza meg a talaj szerkezetét. Nagyon fontos a mezőgazdaság számára. Agyag és homok körülbelül egyenlő mennyiségű agyagot és homokot általában alkalmas növényi növekedésre, mivel elegendő tápanyagot tartalmaznak és képesek a nedvesség megőrzésére. Homoktalajok elszívja gyorsabb és elveszíti a tápanyagok miatt kimosódás, de a nyereséges használata a korai növények, mivel ezek felülete gyorsan szárad tavasszal, mint agyagos talajok, ami jobb felmelegedés. A növekvő talajtakaróval csökken a vízvisszatartás képessége.
A humifikáció folyamatával párhuzamosan a létfontosságú elemek a szerves vegyületektől szervetlen anyagokig, például a nitrogén és az ammóniumionok között, az NH4 + -ból származnak. foszfor - az ortofoszfát ionokba H2PO4 -. kén - szulfátionok SO4 2-. Ezt a folyamatot mineralizációnak nevezik.
A talaj levegője, valamint a talajvíz a talajrészecskék pórusai között van. A porozitás (pórustérfogat) egy sorban növekszik az agyagoktól a homokig és homokig. A talaj és a légkör között szabad gázcsere van, amelynek eredményeképpen a két média levegője hasonló összetételű. Általában a talaj levegőjében a benne élő szervezetek légzése miatt valamivel kevesebb oxigén és szén-dioxid van, mint a légkörben. Oxigénre van szükség a növényi gyökerekhez, talajállatokhoz és bomló organizmusokhoz, amelyek szerves anyagokat bontanak szervetlen összetevőkké. Ha az ürítési folyamat folyamatban van, a talaj levegőjét víz váltja ki, és a körülmények anaerobizálódnak. A talaj fokozatosan savas lesz, mivel az anaerob szervezetek tovább termelnek szén-dioxidot. A talaj, ha nem bázisokban gazdag, rendkívül savas lehet, és ez együtt az oxigéntartalékok kimerülésével is hátrányosan befolyásolja a talaj mikroorganizmusokat. Hosszú anaerob körülmények vezetnek a növények halálához.
A talajrészecskék bizonyos mennyiségű vizet tartanak körülöttük. Része, amelyet gravitációs víznek neveznek, szabadon beszivároghat a talajon. Ez kiszivárgáshoz vezet, azaz. a különböző ásványi anyagok, köztük a nitrogén talajból való kimosódásához. A gravitációs víz a felszín alatti víz szintjére kerül, amelynek mélysége a csapadékmennyiségtől függően változik.
A vizet az egyes kolloid részecskék körül is megtarthatjuk vékony, erős kötésű film formájában. Ezt a vizet higroszkóposnak hívják. Adszorbeálódik a kvarc és agyag felületén lévő hidrogénkötéseknek vagy az agyag ásványi anyagokkal és humuszokkal kapcsolatos kationokkal. Ez a víz a legkevésbé elérhető növényi gyökerekhez, és ez az utóbbi nagyon száraz talajon marad. A higroszkópos víz mennyisége a talajban lévő kolloid részecskék tartalmától függ, így az agyagos talajokban sokkal nagyobb - a talaj tömegének mintegy 15% -a, mint homokos - kb. 0,5%. Ahogy a vízrétegek felhalmozódnak a talajrészecskék köré, elkezdik először tölteni a keskeny pórusokat a részecskék között. majd egyre szélesebb pórusokra terjed. A higroszkópos víz fokozatosan kapilláris vízké alakul át, amelyet a talaj részecskéi a felületi feszítőerőkkel megtartanak. Kapilláris víz keletkezhet szűk pórusokon és tubulusokon a felszín alatti vizetől. A növények könnyen felszívják a kapilláris vizet, amely a rendszeres vízellátásban játszik szerepet. A higroszkópos vízzel ellentétben ez a víz könnyen elpárolog. A finom szerkezetű talajok, például az agyagok megtartják a kapilláris vizet, mint a durva szemcsés talajok, például a homok.
A víz minden talaj szervezet számára szükséges. Osmózissal belép a sejtbe. A víz fontos szerepet játszik a növényi gyökerekből a vizes oldatból felszívódó tápanyagok és gázok oldószerként is. Részt vesz a talajképződés során a talaj alatti kőzet megsemmisítésében.
A talaj kémiai tulajdonságai az ásványi anyagok ásványi anyagok tartalmától függenek. Néhány ion mérgező a növények számára, mások létfontosságúak. A talajok jellemzőire gyakorolt specifikus hatást a hidrogénionok koncentrációja gyakorolja. A talajok növénye, amelynek savtartalma közel van semlegeshez (pH 7), különösen gazdag fajokban. A mész és a sós talaj pH = 8 ¸9, és a tőzeg - 4-re. Ezek a talajok különleges vegetációt termelnek.
A talajban számos növényi és állati szervezet található. befolyásolva fizikai-kémiai tulajdonságait: baktériumok, algák, gombák vagy protozoák egysejtűek, férgek és ízeltlábúak. Biomassza a különböző talajokban (kg / ha): 1000 baktérium¸7000, mikroszkópos gombák - 100¸1000; hínár 100¸300, ízeltlábúak - 1000; féreg 350¸1000.
A talajban, a szintézis folyamatokban, a bioszintézisben a baktériumok létfontosságú aktivitásához kapcsolódó átalakulás különböző kémiai reakciói jelentkeznek. A baktériumok speciális csoportjainak hiányában a talajban szerepet játszanak azok a talajállatok, amelyek a nagy növényi maradványokat mikroszkopikus részecskékké alakítják át, és így a szerves anyagokat a mikroorganizmusok számára hozzáférhetővé teszik.
A szerves anyagokat ásványi sókat, napenergiát és vizet használó növények termelik. Így a talaj elveszti azokat az ásványi anyagokat, amelyeket a növények elvettek tőle. Az erdőkben a tápanyagok egy része visszatér a talajba a lombhullás következtében. A termesztett növények egy időre sokkal több tápanyagot távolítanak el a talajból, mint vissza. Általában a tápanyagok elvesztését kiegészíti az ásványi műtrágyák bevezetése, amelyeket közvetlenül a növények közvetlenül nem használnak fel, és amelyeket mikroorganizmusokkal biológiailag hozzáférhető formában kell átalakítani. Ilyen mikroorganizmusok hiányában a talaj elveszíti termékenységét.
A legfontosabb biokémiai folyamatok a talaj felső rétegében, legfeljebb 0,4 méter vastagok, mivel a legtöbb mikroorganizmus él. Egyes baktériumok csak egy elem átalakulásának ciklusában vesznek részt, mások - sok elem átalakulásának ciklusaiban. Ha a baktériumok mineralizálják a szerves anyagokat - a szerves anyagot szervetlen vegyületekké bontják le, a protozoonok túlságosan sok baktériumot pusztítanak el. A földigiliszták, bogárlárvák, atkák lazítják a talajt, és ezt megkönnyíti a levegőztetés. Ezen túlmenően a nehéz eloszlású szerves anyagokat is feldolgozzák.
Az élő szervezetek életkörülményeinek abbiotikus tényezői szintén megkönnyebbülési tényezők (topográfia). A topográfia hatása szorosan kapcsolódik más abiotikus tényezőkhöz, mivel erősen befolyásolhatja a helyi klímát és a talaj fejlődését.
A fő topográfiai tényező a magasság. Az átlaghőmérséklet a magassággal, a napi napi hőmérséklet-emelkedéssel, a csapadékkal, a szélsebességgel és a sugárzási intenzitás növekedésével, a légköri nyomás és a gázkoncentrációk csökkenésével csökken. Mindezek a tényezők befolyásolják a növényeket és az állatokat. Ennek eredményeként a függőleges zónák gyakori előfordulása lett.
A hegyláncok éghajlati akadályként szolgálhatnak. A hegyek szintén akadályozzák a szervezetek terjedését és migrációját, és korlátozó szerepet játszhatnak a speciációs folyamatokban.
Egy másik topográfiai tényező a meredekség expozíciója. Az északi féltekén a dél felé néző lejtők több napfényt kapnak, így a fény és a hőmérséklet intenzitása itt magasabb, mint a völgyek alján és az északi expozíció lejtőin. A déli féltekén fordított helyzet áll fenn.
A megkönnyebbülés egyik fontos tényezője a lejtő meredeksége. A meredek lejtőket a talajok gyors leeresztése és öblítése jellemzi, ezért a talajok vékonyak és szárazabbak, xeromorf vegetációval. Ha a lejtés meghaladja a 35 ° -ot, akkor a talaj és a növényzet általában nem alakul ki, de laza anyagból készült tárgyak keletkeznek.
Az abiotikus tényezők közül a tűz vagy a tűz különleges figyelmet érdemel. Jelenleg az ökológusok egyértelműen úgy vélték, hogy a tüzet a természetes abiotikus tényezők egyikének, a hőmérsékletnek, a csapadéknak, a talajnak stb.
A tüzek, mint környezeti tényező, különbözőek, és számos következményt hagynak maguk után. Ló vagy vad tüzek, hogy nagyon intenzív, és nem lehet az elrettentéshez, és elpusztítja az összes vegetáció és a talaj szerves egész, a hatását a felszíni tüzek teljesen más. A ló tüzek korlátozó hatást gyakorolnak a legtöbb szervezetre - a biotikus közösségnek újra kell kezdenie a maradékot, és sok évig tart, amíg a webhely ismét produktív lesz. Földi tüzek, ezzel szemben szelektív hatással: ez bizonyos organizmusok több korlátozó, a másik - kevésbé korlátozó tényező, így fejlődésének elősegítése organizmusok nagy tolerancia tüzet. Ezen túlmenően, a kis földi tüzek egészíti ki, baktériumok, bomló elhalt növények és felgyorsítja az átalakulást az ásványi tápanyagok olyan formában használható az új generáció a növények.
Ha alig néhány tíz év alatti gyulladásos tűz keletkezik, a földön kevés a váratlan csapadék, ami csökkenti a tűzkorong valószínűségét. Az olyan erdőkben, amelyek nem égtek több mint 60 évig, annyi éghető alom és holtfa gyűlik össze, hogy amikor felgyújtják, a hegyi tűz szinte elkerülhetetlen.
A növények speciálisan alkalmazkodtak a tűzhez, ahogyan azok más abiotikus tényezőkhöz hasonlóan. Különösen a gabonafélék és a fenyők vesék vannak elrejtve a levelek vagy tűk kötegeinek mélyén. Az időszakosan kiégett élőhelyeken ezek a növényfajták előnyt szereznek, és a tűz hozzájárul a megőrzéshez, szelektíven előmozdítva jólétüket; a széles levelű fajok nem rendelkeznek védőeszközökkel a tűzből, pusztító számukra.
Így a tüzek csak néhány ökoszisztéma fenntarthatóságát támogatják. Lombhullató és nedves trópusi erdők, a mérleg a kialakult hatása nélkül a tűz, még a földi tűz okozhat sok kárt pusztít a gazdag humusz felső horizonton a talaj, ami az erózió és a tápanyagok kioldódását belőle.
Az ionizáló sugárzás - a nagyon nagy energiájú sugárzás - a környezet szerves jellemzője. Az anyaggal való kölcsönhatás során a sugárzás az atomokból származó elektronokat szétrobbantja, és más pozitív és negatív ionok kialakulásával összekapcsolja őket más atomokkal. Az ionizáció a citoplazmás sugárzás károsodásának fő oka, amelynek mértéke arányos a sérült anyagban keletkező ionpárok számával. A természetes vagy háttérsugárzás forrása 1) kozmikus sugár; 2) kálium-40 in vivo (az élő szövetek összetételében szerepel); 3) természetes kőzetekben és talajban lévő radioaktív izotópok.
Fontos környezetvédelmi fontosságát egy-sugárzás (irányított áramlását a atommagok hélium-4 2 No), b- sugárzás (gyors elektro-tróna), elektromágneses g- (l = 5 × 10 -11 ¸5 · 10 -13 m) és röntgen sugárzás (l = 5 · 10 -8 ¸5 · 10 -12 m). Mindezen típusú sugárzást (mind a korpuszkuláris, mind a hullám új) végül a biológiai rendszerek abszorpciója ugyanolyan következményekkel jár: a sejtekben található atomok elektronhéjai deformálódnak és az atomok ionizáltak. Ennek eredményeképpen a sejtek biológiai károsodását gyors mozgó elektronok termelik, amelyek az atomokból kiüresednek - függetlenül a kezdeti sugárzás típusától.
Azonban a cellában lévő "megsemmisítő erő" szerint a hullám vagy részecske által megtett egységnyi távolságból kibocsátott energiafelszabadulás sűrűsége a felsorolt sugárzási típusok nagyon különbözőek egymástól. Így, a nehéz részecskéket (a-részecskék) zóna jelentenek rendkívül magas ionizációs sűrűséget, a könnyű részecskék (elektronok vagy elektronok kivezetnek X és / vagy g-sugarak) létrehozunk egy zóna alacsony ionizációs sűrűséget, ami Dru-Gie biológiai hatásokat.
A sugárzás által okozott biológiai károk két típusa létezik.
Fizikai vagy "golyószerű" (I. típus). Ebben az esetben az elpusztult elektronok elpusztítják a molekuláris kötéseket közvetlenül a szerkezetben, ahol kiütötték őket. Ez a közvetlen cselekvés, amely nagyon gyorsan megy végbe, a DNS-károsodás fő oka a sejtek magjában a besugárzás után, amely genetikai mutációkhoz és rendellenességekhez vezet.
Vegyi vagy közvetett (II. Típus). Itt a biológiai szerkezet károsodását a reaktív részecskék okozzák, amelyek ebből a struktúrából messze keletkeztek, de a vándorlás következtében közelítették meg. Például a sejtben lévő oxigén, amely leöblíti az elektronokat, radikális O2-ionvá válik. Ez a radikális ion mérgező, mivel képes aktív módon oxidálni a membránok foszfolipidjeit, megsértve azok integritását és működését.
Az első típusú biológiai kár, hogy a kemény-ionizációs ziruyuschaya részecske (például egy-részecske), áthalad a sejtmagba, megtöri mindkét DNS-szál nagyobb valószínűséggel, mint a fény részecske (b-részecske), termelő egy gyenge ionizáció. Azonban a második, közvetett típusú expozíciónál a kép megfordult. A könnyű részecskék, amelyek a sejten áthaladó szabad iongyökök vagy gyökök alacsony lokális koncentrációját okozzák, veszélyesebbek, mint a nehéz részecskék. A lényeg az, hogy a kevésbé gyök koncentráció egy bizonyos részét az útnak a ionizáló-vezető egy részecske, annál kevesebb közötti gyökök bekövetkezik újramegosztással rekombinációs és hosszabb utat jár az RA-Dick, és ezért annál nagyobb a valószínűsége egy radikális csapás fontos ragasztó pontos szerkezet (például DNS vagy membrán).
A különböző organizmusok, valamint a sejtek és szövetek állóképességének mértékét az ionizáló sugárzás hatására radioszenzitivitásnak nevezzük. Mértéke a besugárzás dózisa, amely a szervezetek vagy sejtek - LD50 50% -os halálát okozza. amelyet rudak (rem) mérnek. Az egyik rem egy ekvivalens dózisú sugárzás extra-szisztémás egysége, amely 1 g tömegű 100 erg sugárzási energiával egyenlő, figyelembe véve a sugárzás minőségét (1ep = 0,01 J / kg).
A különböző biológiai tárgyak sugárérzékenysége nagyon eltérő (6. táblázat). Például, egy adag 200 rem halálát okozza néhány rovar embriók a hasítási szakaszában 500 rem dózis vezet sterilitás bizonyos rovarfaj, dózis 1000 rem abszolút letális emlősöknek. A legtöbb tanulmány adatai szerint a gyorsan elválasztó sejtek a legérzékenyebbek a besugárzás szempontjából.