유기체의 지상 공기 서식지. 지상 생활 조건

새로운 모습지상 공기 환경에 사는 유기체에 대한 유기체의 적응 지상 대기 환경공기에 둘러싸여 있습니다. 공기는 밀도가 낮고 결과적으로 양력이 낮고 지지력이 미미하며 유기체의 움직임에 대한 저항이 낮습니다. 육상 생물은 공기 밀도가 낮기 때문에 상대적으로 낮고 일정한 대기압 조건에서 삽니다.

공기는 열용량이 낮기 때문에 빠르게 가열되고 빠르게 냉각됩니다. 이 과정의 속도는 포함된 수증기의 양에 반비례합니다.

가벼운 기단은 수평 및 수직으로 더 큰 이동성을 갖습니다. 이것은 공기의 가스 구성을 일정 수준으로 유지하는 데 도움이 됩니다. 공기 중의 산소 함량은 물보다 훨씬 높기 때문에 육지의 산소는 제한 요소가 아닙니다.

육상 거주 조건의 빛은 대기의 높은 투명도로 인해 수중 환경과 달리 제한 요소로 작용하지 않습니다.

지상 대기 환경열대 지방의 일부 지역에서 수증기로 공기가 완전하고 일정하게 포화되는 것부터 사막의 건조한 공기가 거의 없을 때까지 다양한 습도 체계가 있습니다. 낮과 계절의 공기 습도의 변동성도 큽니다.

토지의 수분은 제한 요소로 작용합니다.

중력의 존재와 부력의 부족으로 인해 육지의 육지 거주자들은 몸을 지지하는 잘 발달된 지지 시스템을 가지고 있습니다. 식물에서 이들은 다양한 기계적 조직이며, 특히 나무에서 강력하게 발달합니다. 동물은 진화 과정에서 외부(절지동물)와 내부(척추동물) 골격을 모두 발달시켰습니다. 동물의 일부 그룹에는 수골격(회충 및 환형동물)이 있습니다. 우주에서 몸을 유지하고 중력을 극복하는 지상 생물의 문제는 최대 질량과 크기를 제한했습니다. 가장 큰 육상 동물은 수중 환경의 거인보다 크기와 질량이 열등합니다 (코끼리의 질량은 5 톤, 푸른 고래는 150 톤에 이릅니다).

낮은 공기 저항은 육상 동물의 운동 시스템의 점진적인 진화에 기여했습니다. 따라서 포유류는 육지에서 가장 빠른 이동 속도를 얻었고 새는 비행 능력을 발달시켜 공기 환경을 마스터했습니다.

수직 및 수평 방향의 높은 공기 이동성은 기류 (어린 거미, 곤충, 포자, 종자, 식물 과일, 원생 생물 낭종)의 도움으로 정착하기 위해 발달 단계가 다른 일부 육상 유기체에 의해 사용됩니다. 수중 플랑크톤 유기체와 유사하게 공중에서 수동적으로 치솟는 것에 대한 적응으로 곤충은 유사한 적응을 개발했습니다. 작은 몸 크기, 몸이나 그 일부의 상대적인 표면을 증가시키는 다양한 파생물. 바람에 의해 퍼진 씨앗과 과일에는 계획하는 능력을 향상시키는 다양한 익상 및 파라가야 부속지가 있습니다.

수분 보존에 대한 육상 유기체의 적응도 다양합니다. 곤충에서 신체는 다층 키틴화 큐티클에 의해 건조로부터 확실하게 보호되며, 그 외층에는 지방과 왁스 같은 물질이 포함되어 있습니다. 유사한 물 절약 적응이 파충류에서도 개발됩니다. 육상 동물에서 발달된 내부 수정 능력은 수중 환경의 존재와 독립적으로 만들었습니다.

흙공기와 물로 둘러싸인 고체 입자로 구성된 복잡한 시스템입니다.

종류에 따라 - 찰흙, 모래, 찰흙-모래및 기타 - 토양은 가스와 수용액의 혼합물로 채워진 공동으로 다소 침투합니다. 토양에서는 공기의 표층에 비해 온도 변동이 완만해지고 깊이 1m에서는 계절별 온도 변화도 감지할 수 없습니다.

최상층의 토양 수평선은 다소 부식질,어떤 식물의 생산성이 의존하는지. 그 아래에 위치한 중간층은 윗층에서 씻겨 나온 내용물과 변환된 물질.하단 레이어는 어머니 품종.

토양의 물은 가장 작은 공간인 공극에 존재합니다. 토양 공기의 구성은 깊이에 따라 극적으로 변합니다. 산소 함량은 감소하고 이산화탄소는 증가합니다. 토양이 물로 범람되거나 유기 잔류물의 집중적인 붕괴가 발생하면 무산소 구역이 나타납니다. 따라서 토양의 존재 조건은 지평에 따라 다릅니다.

진화 과정에서 이 환경은 물보다 늦게 마스터되었습니다. 그 특이성은 그것이 기체라는 사실에 있으므로 낮은 습도, 밀도 및 압력, 높은 산소 함량이 특징입니다.

진화 과정에서 살아있는 유기체는 필요한 해부학 적, 형태 학적, 생리적, 행동 적 및 기타 적응을 개발했습니다.

지상 공기 환경의 동물은 토양 또는 공기(새, 곤충)를 통해 이동하고 식물은 토양에 뿌리를 내립니다. 이와 관련하여 동물은 폐와 기관을 발달시킨 반면 식물은 기공 장치를 발달시켰습니다.

행성의 육지 거주자가 공기에서 직접 산소를 흡수하는 기관. 물보다 수천 배 적은 저밀도의 매체 조건에서 육지에서 자율성을 제공하고 모든 장기로 신체를지지하는 골격 기관은 강력한 발전을 받았습니다.

지상-대기 환경의 환경 요인은 높은 광도, 기온 및 습도의 상당한 변동, 지리적 위치와의 모든 요인의 상관성, 계절 및 시간의 변화에서 다른 서식지와 다릅니다.

유기체에 대한 영향은 공기의 이동 및 바다 및 해양에 대한 상대적 위치와 불가분의 관계가 있으며 수중 환경에 미치는 영향과는 매우 다릅니다(표 1).

표 5

공기와 물 유기체의 생활 조건

(D. F. Mordukhai-Boltovsky, 1974에 따름)

대기 환경

수중 환경

습기	매우 중요(종종 공급 부족)	없다(항상 과잉)
밀도	마이너(토양 제외)	공중의 주민에 대한 역할에 비해 큼
압력	거의 없다	대형(1000기압 도달 가능)
온도	중요(-80 ~ + 100 ° С 등 매우 넓은 범위 내에서 변동)	공기 거주자에 대한 값보다 작음(훨씬 덜 변동, 일반적으로 -2 ~ + 40°C)
산소	경미(대부분 초과)	필수(종종 공급 부족)
부유 고체	중요하지 않은; 식품으로 사용되지 않음(주로 미네랄)	중요(식품 공급원, 특히 유기물)
환경의 용질	어느 정도(토양 용액에만 해당)	중요(일정량 필요)

육상 동물과 식물은 신체와 그 외피의 복잡한 구조, 생활주기의 빈도와 리듬, 온도 조절 메커니즘 등 불리한 환경 요인에 대한 고유의 독창적 인 적응을 개발했습니다.

개발 된 음식을 찾는 동물의 의도적 인 이동성, 바람에 날리는 포자, 식물의 씨앗 및 꽃가루뿐만 아니라 생명이 공기와 완전히 연결된 식물과 동물이 나타났습니다. 토양과 매우 밀접한 기능적, 자원 및 기계적 관계가 형성되었습니다.

우리가 위에서 논의한 많은 적응은 비생물적 환경 요인의 특성화에 대한 예입니다.

따라서 실제 연습으로 돌아갈 것이기 때문에 지금 반복하는 것은 의미가 없습니다.

서식지로서의 토양

지구는 토양(edasphere, pedosphere)을 가지고 있는 유일한 행성입니다.

이 껍질은 역사적으로 예측 가능한 시기에 형성되었습니다. 이는 지구상의 육지 생명체와 같은 시대입니다. 처음으로 토양의 기원에 대한 질문에 M.V. Lomonosov ( "지구의 층에") : "... 토양은 동물과 식물의 몸이 구부러져 ... 시간이 지남에 따라 ...".

그리고 위대한 러시아 과학자 당신. 너. Dokuchaev(1899: 16)는 토양을 독립적인 자연체라고 처음으로 주장했으며 토양은 "... 어떤 식물, 어떤 동물, 어떤 광물과도 같은 동일한 독립적인 자연-역사적 유기체 ... 그 결과입니다. 주어진 지역의 기후, 동식물 유기체, 국가의 구호 및 연령의 누적, 상호 활동의 기능 ... 마지막으로 심토, 즉.

지상 부모 바위. ... 이러한 모든 토양 형성제는 본질적으로 크기가 완전히 동일하며 정상적인 토양 형성에 동등한 부분을 차지합니다 ... ".

그리고 현대의 잘 알려진 토양 과학자 N.A.

Kachinsky("Soil, its properties and life", 1975)는 토양에 대해 다음과 같이 정의합니다. "토양 아래에는 기후(빛, 열, 공기, 물), 식물 및 동물 유기체" .

토양의 주요 구조 요소는 광물, 유기물, 공기 및 물입니다.

미네랄 베이스(스켈레톤)(전체 토양의 50-60%)는 풍화 결과 아래에 있는 산(모체, 토양 형성) 암석의 결과로 형성된 무기 물질입니다.

골격 입자의 크기: 바위와 돌에서 가장 작은 모래 알갱이와 실트 입자까지. 토양의 물리화학적 특성은 주로 모암의 조성에 의해 결정됩니다.

물과 공기의 순환을 보장하는 토양의 침투성과 다공성은 토양의 점토와 모래의 비율, 파편의 크기에 따라 다릅니다.

온대 기후에서는 토양이 동일한 양의 점토와 모래로 형성되는 것이 이상적입니다. 양토를 나타냅니다.

이 경우 토양은 침수 또는 건조에 의해 위협받지 않습니다. 둘 다 식물과 동물 모두에게 똑같이 해롭습니다.

유기물- 토양의 최대 10%는 죽은 바이오매스(식물 덩어리 - 나뭇잎, 가지와 뿌리의 쓰레기, 죽은 줄기, 풀 넝마, 죽은 동물의 유기체)로 형성되며, 미생물 및 특정 그룹에 의해 분쇄되고 토양 부식질로 처리됩니다. 동물과 식물.

유기물의 분해의 결과로 형성된 더 단순한 요소는 다시 식물에 의해 동화되어 생물학적 순환에 관여합니다.

공기토양의 (15-25 %)는 유기 입자와 미네랄 입자 사이의 구멍 - 구멍에 들어 있습니다. 물이 없을 때(무거운 점토 토양) 또는 공극이 물로 채워지면(홍수 중, 영구 동토층이 해동되는 동안), 토양의 폭기가 악화되고 혐기성 조건이 발생합니다.

이러한 조건에서는 산소를 소비하는 유기체(호기성)의 생리학적 과정이 억제되고 유기물의 분해가 느려집니다. 점차적으로 축적되어 토탄을 형성합니다. 이탄 매장량은 늪, 늪지대 숲, 툰드라 공동체의 특징입니다. 토탄 축적은 토양의 차가움과 침수가 상호 결정되고 서로를 보완하는 북부 지역에서 특히 두드러집니다.

물토양의 (25-30 %)는 중력, 흡습성 (결합), 모세관 및 증기의 4 가지 유형으로 표시됩니다.

중력- 토양 입자 사이의 넓은 틈을 차지하는 이동수는 자체 무게로 지하수 수준으로 스며듭니다.

식물에 쉽게 흡수됩니다.

흡습성 또는 결합– 토양의 콜로이드 입자(점토, 석영) 주위에 흡착되어 수소결합으로 인해 박막 형태로 유지됩니다. 고온(102-105°C)에서 방출됩니다. 식물에 접근할 수 없으며 증발하지 않습니다. 점토 토양에서 그러한 물은 최대 15%, 모래 토양에서는 5%입니다.

모세관- 표면 장력에 의해 토양 입자 주위에 유지됩니다.

좁은 구멍과 채널 - 모세관을 통해 지하수 수준에서 상승하거나 중력수가있는 공동에서 분기됩니다. 점토 토양에 더 잘 유지되고 쉽게 증발합니다.

식물은 그것을 쉽게 흡수합니다.

증기 비슷한- 수분이 없는 모든 모공을 차지합니다. 먼저 증발합니다.

자연의 일반적인 물 순환의 연결 고리로서 지표 토양과 지하수의 끊임없는 교환이 있으며 계절과 기상 조건에 따라 속도와 방향이 변합니다.

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대기의 가스 조성중요한 기후 요인이기도 하다.

약 30~35억 년 전 대기에는 질소, 암모니아, 수소, 메탄 및 수증기가 포함되어 있었으며 그 안에는 유리 산소가 없었습니다. 대기의 구성은 주로 화산 가스에 의해 결정되었습니다.

동물의 상온 온도가 발생한 것은 육상 환경에서 신체의 높은 산화 과정을 기반으로했습니다. 공기 중 지속적으로 높은 함량으로 인해 산소는 육상 환경에서 생명을 제한하는 요소가 아닙니다. 특정 조건하의 장소에서만, 예를 들어 썩어가는 식물 잔류물, 곡물, 밀가루 등의 축적과 같은 일시적인 적자가 발생합니다.

예를 들어, 대도시 중심에 바람이 없으면 집중도가 10배 증가합니다. 식물 광합성의 리듬과 관련된 표층의 이산화탄소 함량의 규칙적인 일일 변화 및 살아있는 유기체, 주로 미세한 토양 개체군의 호흡 강도의 변화로 인한 계절적 변화. 이 가스의 온천 및 기타 지하 배출구 근처의 화산 활동 구역에서 이산화탄소로 인한 공기 포화도 증가가 발생합니다.

낮은 공기 밀도낮은 리프팅 힘과 중요하지 않은 베어링 용량을 결정합니다.

공기의 주민들은 신체를 지지하는 자체 지원 시스템이 있어야 합니다. 식물 - 다양한 기계적 조직, 동물 - 고체 또는 훨씬 덜 자주 정수적 골격.

바람

폭풍우

압력

공기 밀도가 낮으면 육지에 상대적으로 낮은 압력이 가해집니다. 일반적으로 760mmHg, Art와 같습니다. 고도가 증가함에 따라 압력이 감소합니다. 고도 5800m에서는 정상의 절반에 불과하다. 저기압은 산에서 종의 분포를 제한할 수 있습니다. 대부분의 척추동물의 수명 상한선은 약 6000m이며, 압력이 감소하면 호흡수 증가로 인해 동물의 산소 공급 및 탈수가 감소합니다.

고등 식물의 산으로 진출하는 한계도 거의 같습니다. 식물 경계 위의 빙하에서 볼 수 있는 절지동물(스프링테일, 진드기, 거미)이 다소 더 강합니다.

일반적으로 모든 육상 유기체는 수생 유기체보다 훨씬 더 협착 상태입니다.

지상 공중 서식지

진화 과정에서 이 환경은 물보다 늦게 마스터되었습니다. 지상-대기 환경의 환경 요인은 높은 광도, 기온 및 습도의 상당한 변동, 지리적 위치와의 모든 요인의 상관성, 계절 및 시간의 변화에서 다른 서식지와 다릅니다.

환경은 기체이므로 낮은 습도, 밀도 및 압력, 높은 산소 함량이 특징입니다.

빛, 온도, 습도의 생물적 환경 요인의 특성화 - 이전 강의 참조.

대기의 가스 조성중요한 기후 요인이기도 하다. 약 30~35억 년 전 대기에는 질소, 암모니아, 수소, 메탄, 수증기가 포함되어 있었고 그 안에는 유리 산소가 없었습니다. 대기의 구성은 주로 화산 가스에 의해 결정되었습니다.

현재 대기는 주로 질소, 산소 및 상대적으로 적은 양의 아르곤과 이산화탄소로 구성되어 있습니다.

대기에 존재하는 다른 모든 가스는 미량으로만 포함되어 있습니다. 생물군에서 특히 중요한 것은 산소와 이산화탄소의 상대적 함량입니다.

동물의 동종온열증(homoiothermia)이 발생한 것은 육상 환경에서 신체의 높은 산화 과정의 효율성을 기반으로 했습니다. 산소는 공기 중 지속적으로 높은 함량으로 인해 육상 환경에서 생명을 제한하는 요소가 아닙니다.

예를 들어 썩어가는 식물 잔류 물, 곡물, 밀가루 등의 축적과 같은 특정 조건 하에서 특정 장소에서만 일시적인 적자가 발생합니다.

이산화탄소의 함량은 상당한 범위에서 공기 표층의 특정 영역에서 다양할 수 있습니다. 예를 들어 대도시 중심에 바람이 없으면 집중도가 10배 증가합니다. 식물 광합성의 리듬과 관련된 표층의 이산화탄소 함량의 규칙적인 일일 변화 및 살아있는 유기체, 주로 미세한 토양 개체군의 호흡 강도의 변화로 인한 계절적 변화.

이산화탄소로 인한 공기 포화도 증가는 화산 활동 구역, 온천 및 이 가스의 기타 지하 배출구 근처에서 발생합니다. 낮은 함량의 이산화탄소는 광합성 과정을 억제합니다.

실내 조건에서 광합성 속도는 이산화탄소 농도를 증가시켜 증가시킬 수 있습니다. 이것은 온실 및 온실 농업의 관행에 사용됩니다.

대부분의 육상 환경 거주자들을 위한 공기 질소는 불활성 기체이지만 다수의 미생물(결절 박테리아, 아조토박터, 클로스트리디아, 남조류 등)은 이를 결합하여 생물학적 순환에 관여시키는 능력을 가지고 있습니다.

공기 중으로 유입되는 국부적 불순물도 살아있는 유기체에 상당한 영향을 미칠 수 있습니다.

이것은 유독 가스 물질(메탄, 황산화물(IV), 일산화탄소(II), 산화질소(IV), 황화수소, 염소 화합물, 공기를 오염시키는 먼지, 그을음 등의 입자)에 특히 해당됩니다. 산업 분야에서. 대기의 화학적 및 물리적 오염의 주요 현대 원인은 인위적인 것입니다 : 다양한 산업 기업 및 운송, 토양 침식 등의 작업.

명사. 산화황(SO2)은 예를 들어 공기 부피의 5만분의 1에서 100만분의 1의 농도에서도 식물에 유독합니다. 일부 식물 종은 특히 SO2에 민감하며 축적에 대한 민감한 지표 역할을 합니다. 공중(예: 이끼류.

낮은 공기 밀도낮은 리프팅 힘과 중요하지 않은 베어링 용량을 결정합니다. 공기의 주민들은 식물 - 다양한 기계적 조직, 동물 - 고체 또는 훨씬 덜 자주 수압 골격과 같은 신체를 지원하는 자체 지원 시스템이 있어야 합니다.

또한 대기 환경의 모든 거주자는 지구 표면과 밀접하게 연결되어있어 부착 및 지원을 제공합니다. 공중에 매달린 상태에서의 삶은 불가능합니다. 사실, 많은 미생물과 동물, 식물의 포자, 씨앗 및 꽃가루가 정기적으로 공기 중에 존재하고 기류(무질서)에 의해 운반되며, 많은 동물이 능동적으로 비행할 수 있지만 이러한 모든 종에서 수명 주기의 주요 기능 재생산입니다.-지구 표면에서 수행됩니다.

그들 대부분에게 공중에 있는 것은 재정착이나 먹이 찾기와 관련이 있습니다.

바람그것은 유기체의 활동과 분포에 제한적인 영향을 미칩니다. 바람은 특히 다른 요인이 제한되는 고산 지대와 같은 서식지에서 식물의 모양을 바꿀 수도 있습니다. 개방된 산악 서식지에서 바람은 식물의 성장을 제한하여 식물이 바람이 부는 쪽으로 구부러지게 합니다.

또한, 바람은 습도가 낮은 조건에서 증발산을 증가시킵니다. 매우 중요한 것은 폭풍우, 그들의 행동은 순전히 지역적이지만. 허리케인과 일반 바람은 동식물을 장거리로 수송할 수 있어 지역 사회의 구성을 변화시킬 수 있습니다.

압력, 분명히 직접적인 행동의 제한 요소는 아니지만 직접적인 제한 효과가 있는 날씨 및 기후와 직접 관련이 있습니다.

공기 밀도가 낮으면 육지에 상대적으로 낮은 압력이 가해집니다. 일반적으로 760mmHg, Art와 같습니다. 고도가 증가함에 따라 압력이 감소합니다. 고도 5800m에서는 정상의 절반에 불과하다.

저기압은 산에서 종의 분포를 제한할 수 있습니다.

대부분의 척추동물의 수명 상한선은 약 6000m이며, 압력이 감소하면 호흡수 증가로 인해 동물의 산소 공급 및 탈수가 감소합니다. 고등 식물의 산으로 진출하는 한계도 거의 같습니다. 식물 경계 위의 빙하에서 볼 수 있는 절지동물(스프링테일, 진드기, 거미)이 다소 더 강합니다.

상트페테르부르크 주립 아카데미

수의학.

일반 생물학, 생태 및 조직학 부서.

주제에 대한 생태학 개요:

지상 공기 환경, 그 요인

그리고 그들에 대한 유기체의 적응

완성자: 1학년 학생

오 그룹 퍄토첸코 N.L.

확인자: 학과 부교수

바흐미스트로바 S.F.

상트 페테르부르크

소개

삶의 조건(존재의 조건)은 몸이 불가분의 관계에 있고 없이는 존재할 수 없는 몸에 필요한 요소들의 집합입니다.

유기체가 환경에 적응하는 것을 적응이라고 합니다. 적응 능력은 일반적으로 생명의 주요 속성 중 하나이며 존재, 생존 및 번식의 가능성을 제공합니다. 적응은 세포의 생화학과 개별 유기체의 행동에서부터 공동체와 생태계의 구조와 기능에 이르기까지 다양한 수준에서 나타납니다. 적응은 종의 진화 중에 발생하고 변경됩니다.

유기체에 영향을 미치는 별도의 특성 또는 환경 요소를 환경 요인이라고 합니다. 환경적 요인은 다양하다. 그들은 가지고있다 다른 자연그리고 구체적인 행동. 환경적 요인은 두 가지로 나뉜다. 대규모 그룹: 비생물적 및 생물적.

비생물적 요인- 이것은 온도, 빛, 방사능, 압력, 공기 습도, 물의 염 조성 등 살아있는 유기체에 직간접적으로 영향을 미치는 무기 환경의 조건 세트입니다.

생물학적 요인은 살아있는 유기체가 서로에게 미치는 모든 형태의 영향입니다. 각 유기체는 다른 사람들의 직간접적인 영향을 지속적으로 경험하여 자신 및 다른 종의 대표자와 의사 소통을 시작합니다.

어떤 경우에는 인위적 요인이 생물적 요인과 비생물적 요인과 함께 독립된 집단으로 분리되어 인위적 요인의 이례적인 효과를 강조하기도 한다.

인위적 요인은 다른 종의 서식지로서 자연의 변화를 일으키거나 그들의 삶에 직접적인 영향을 미치는 인간 사회의 모든 형태의 활동입니다. 지구 전체의 살아있는 세계에 대한 인위적 영향의 중요성은 계속해서 빠르게 증가하고 있습니다.

시간 경과에 따른 환경 요인의 변화는 다음과 같습니다.

1) 하루 중 시간, 계절 또는 바다의 조수 리듬과 관련하여 영향의 강도를 변경하는 규칙적 상수;

2) 예를 들어, 다른 연도의 기상 조건 변화, 폭풍, 호우, 이류 등과 같이 명확한 주기성이 없는 불규칙한 것;

3) 특정 또는 장기간에 걸친 지시, 예를 들어 기후의 냉각 또는 온난화, 저수지의 과도한 성장 등.

환경 요인은 생물체에 다양한 영향을 미칠 수 있습니다.

1) 생리적 및 생화학적 기능의 적응적 변화를 일으키는 자극제로서;

2) 제약으로 데이터에 존재 불가능

정황;

3) 유기체의 해부학적 및 형태학적 변화를 일으키는 수정자로서;

4) 다른 요인의 변화를 나타내는 신호로.

엄청난 다양성에도 불구하고 환경적 요인, 유기체와의 상호 작용의 본질과 살아있는 존재의 반응에서 많은 일반적인 패턴을 구별 할 수 있습니다.

유기체의 생명에 가장 유리한 환경 요인의 강도가 최적이고 최악의 영향을 주는 것이 가장 비관적입니다. 유기체의 생명 활동이 최대한 억제되지만 여전히 존재할 수 있는 조건. 따라서 다른 온도 조건에서 식물을 키울 때 최대 성장이 관찰되는 지점이 최적입니다. 대부분의 경우 이것은 몇 도의 특정 온도 범위이므로 여기에서 최적의 영역에 대해 이야기하는 것이 좋습니다. 성장이 여전히 가능한 전체 온도 범위(최소에서 최대까지)를 안정성 범위(내구성) 또는 허용 오차라고 합니다. 거주 가능한 온도(즉, 최소 및 최대)를 제한하는 지점은 안정성의 한계입니다. 최적 영역과 안정성 한계 사이에서 후자에 접근함에 따라 플랜트는 스트레스가 증가합니다. 우리는 안정성 범위 내에서 스트레스 영역 또는 억압 영역에 대해 이야기하고 있습니다.

강도에 대한 환경 요인의 작용 의존성 (V.A. Radkevich, 1977에 따름)

스케일이 위아래로 움직일수록 스트레스가 증가할 뿐만 아니라 궁극적으로 유기체의 저항 한계에 도달하면 죽음이 발생합니다. 다른 요인의 영향을 테스트하기 위해 유사한 실험을 수행할 수 있습니다. 결과는 그래픽으로 유사한 유형의 곡선을 따릅니다.

생명의 지상 공기 환경, 그 특성 및 적응 형태.

육지에서의 생활은 고도로 조직화된 생물체에서만 가능한 그러한 적응을 필요로 했습니다. 지상 공기 환경은 생명체가 살기에 더 어렵고 높은 산소 함량, 소량의 수증기, 낮은 밀도 등이 특징입니다. 이것은 호흡, 물 교환 및 생물의 움직임 조건을 크게 변화 시켰습니다.

낮은 공기 밀도는 낮은 양력과 중요하지 않은 지지력을 결정합니다. 공기 유기체는 식물 - 다양한 기계적 조직, 동물 - 고체 또는 정수압 골격과 같은 신체를 지원하는 자체 지원 시스템이 있어야 합니다. 또한 대기 환경의 모든 거주자는 지구 표면과 밀접하게 연결되어있어 부착 및 지원을 제공합니다.

낮은 공기 밀도는 낮은 움직임 저항을 제공합니다. 따라서 많은 육지 동물이 날 수 있는 능력을 획득했습니다. 주로 곤충과 새를 포함한 모든 육상 생물의 75%가 활발한 비행에 적응했습니다.

공기의 이동성, 대기의 하층에 존재하는 기단의 수직 및 수평 흐름으로 인해 유기체의 수동 비행이 가능합니다. 이와 관련하여 많은 종들이 기류의 도움으로 재정착 - anemochory를 개발했습니다. Anemochory는 식물의 포자, 종자 및 과일, 원생 동물 포낭, 작은 곤충, 거미 등의 특징입니다. 기류에 의해 수동적으로 운반되는 유기체를 총칭하여 에어로플랑크톤이라고 합니다.

육상 생물은 공기 밀도가 낮아 상대적으로 낮은 압력 조건에서 존재합니다. 일반적으로 760mmHg와 같습니다. 고도가 증가함에 따라 압력이 감소합니다. 저기압은 산에서 종의 분포를 제한할 수 있습니다. 척추동물의 수명 상한선은 약 60mm입니다. 압력의 감소는 호흡수의 증가로 인한 동물의 산소 공급 및 탈수의 감소를 수반합니다. 산에서 거의 같은 전진 한계는 더 높은 식물을 가지고 있습니다. 다소 더 강건한 것은 초목 위의 빙하에서 발견할 수 있는 절지동물입니다.

공기의 가스 구성. 대기 환경의 물리적 특성 외에도 화학적 특성은 육상 유기체의 존재에 매우 중요합니다. 대기의 표층에 있는 공기의 기체 조성은 주성분(질소 - 78.1%, 산소 - 21.0%, 아르곤 0.9%, 이산화탄소 - 0.003부피%)의 함량 측면에서 상당히 균질합니다.

높은 산소 함량은 1차 수생 생물에 비해 육상 생물의 대사 증가에 기여했습니다. 동물의 항온증이 발생한 것은 육상 환경에서 신체의 높은 산화 과정의 효율성을 기반으로 했습니다. 산소는 공기 중 지속적으로 높은 함량으로 인해 육상 환경에서 생명을 제한하는 요소가 아닙니다.

이산화탄소의 함량은 상당히 중요한 한계 내에서 공기 표면층의 특정 영역에서 다양할 수 있습니다. CO로 공기 포화도 증가? 이 가스의 온천 및 기타 지하 배출구 근처의 화산 활동 지역에서 발생합니다. 고농도에서는 이산화탄소가 유독합니다. 자연에서 이러한 농도는 드뭅니다. 낮은 CO2 함량은 광합성 과정을 느리게 합니다. 실내 조건에서는 이산화탄소 농도를 높여 광합성 속도를 높일 수 있습니다. 이것은 온실과 온실의 실천에 사용됩니다.

대부분의 육상 환경 거주자들을 위한 공기 질소는 불활성 기체이지만 개별 미생물(결절 박테리아, 질소 박테리아, 남조류 등)은 이를 결합하여 물질의 생물학적 순환에 관여시키는 능력이 있습니다.

수분 결핍은 생명의 지상 공기 환경의 필수적인 특징 중 하나입니다. 육상 유기체의 전체 진화는 수분의 추출 및 보존에 대한 적응의 징후였습니다. 육지의 환경 습도 모드는 열대 지방의 일부 지역에서 수증기로 공기가 완전하고 일정하게 포화되는 것부터 사막의 건조한 공기에서 거의 완전히 부재하는 것까지 매우 다양합니다. 대기 중 수증기 함량의 일별 및 계절적 변동성 또한 중요합니다. 육상 유기체의 물 공급은 또한 강수 방식, 저수지의 존재, 토양 수분 보유량, 지하수의 근접성 등에 따라 달라집니다.

이것은 다양한 물 공급 체제에 ​​대한 육상 유기체의 적응 개발로 이어졌습니다.

온도 체제. 지상 환경의 다음으로 구별되는 특징은 상당한 온도 변동입니다. 대부분의 육지 지역에서 일일 및 연간 온도 진폭은 수십 도입니다. 육상 거주자의 환경에서 온도 변화에 대한 저항은 그들이 사는 특정 서식지에 따라 매우 다릅니다. 그러나 일반적으로 육상 유기체는 수생 유기체보다 훨씬 더 urythermic입니다.

지상 대기 환경에서의 생활 조건은 날씨 변화의 존재로 인해 복잡합니다. 날씨 - 약 20km 높이(대류권 경계)까지 빌린 표면 근처에서 지속적으로 변화하는 대기 상태. 날씨 변동성은 온도, 대기 습도, 흐림, 강수량, 바람의 세기 및 방향 등과 같은 환경 요인의 조합이 지속적으로 변하는 것으로 나타납니다. 장기 기상 체제는 해당 지역의 기후를 나타냅니다. "기후"의 개념에는 기상 현상의 평균값뿐만 아니라 연간 및 일일 코스, 편차 및 빈도가 포함됩니다. 기후는 그 지역의 지리적 조건에 의해 결정됩니다. 주요 기후 요인(온도 및 습도)은 강수량과 수증기로 공기의 포화도에 의해 측정됩니다.

대부분의 육상 유기체, 특히 작은 유기체의 경우 해당 지역의 기후는 즉각적인 서식지의 조건만큼 중요하지 않습니다. 매우 자주 환경의 국부적 요소(부조, 박람회, 초목 등)는 특정 지역의 기후 조건과 크게 다른 방식으로 특정 지역의 온도, 습도, 빛, 공기 이동 체제를 변경합니다. 공기의 표층에서 형태를 취하는 기후의 이러한 변형을 미기후라고 합니다. 각 구역에서 미기후는 매우 다양합니다. 매우 작은 지역의 미기후를 구별할 수 있습니다.

지상 공기 환경의 밝은 체제에도 몇 가지 특징이 있습니다. 여기에서 빛의 강도와 양은 가장 크며 실제로 물이나 토양에서와 같이 녹색 식물의 수명을 제한하지 않습니다. 육지에서는 극도로 광물질인 종의 존재가 가능합니다. 주간 및 심지어 야행성 활동을 하는 대다수의 육상 동물에게 시각은 주요 방향 설정 방법 중 하나입니다. 육상 동물에서 시력은 먹이를 찾는 데 필수적이며 많은 종은 색각을 가지고 있습니다. 이와 관련하여 피해자는 방어 반응, 마스킹 및 경고 착색, 모방 등과 같은 적응 기능을 개발합니다.

수생 생물에서는 그러한 적응이 훨씬 덜 발달되어 있습니다. 고등 식물의 밝은 색 꽃의 출현은 또한 수분 조절 장치의 특성과 궁극적으로 환경의 밝은 체제와 관련이 있습니다.

지형의 완화와 토양의 특성은 또한 육상 생물, 그리고 무엇보다도 식물의 생명을위한 조건입니다. 주민에게 생태학적 영향을 미치는 지표면의 특성은 "edaphic 환경 요인"(그리스어 "edaphos"- "토양"에서)에 의해 통합됩니다.

쪽으로 다른 속성흙을 구별할 수 있다 전선식물의 생태 그룹. 따라서 토양의 산도에 대한 반응에 따라 다음을 구별합니다.

1) 호산성 종 - pH가 6.7 이상인 산성 토양에서 자랍니다(물이끼 습지 식물).

2) 호중구는 pH 6.7~7.0의 토양에서 자라는 경향이 있습니다(대부분 재배 식물);

3) 7.0 이상의 pH에서 호염기성 성장(mordovnik, 숲 말미잘);

4) 무관심한 것들은 pH 값이 다른 토양에서 자랄 수 있습니다(은방울꽃).

식물은 또한 토양 수분과 관련하여 다릅니다. 특정 종은 서로 다른 기질에 국한되어 있습니다. 예를 들어, 암석식물은 돌이 많은 토양에서 자라며 유성식물은 자유롭게 흐르는 모래에 서식합니다.

지형과 토양의 특성은 동물의 움직임에 영향을 미칩니다. 예를 들어 유제류, 타조, 열린 공간에 사는 흉상, 단단한 땅은 달릴 때 반발력을 향상시킵니다. 느슨한 모래에 사는 도마뱀의 손가락에는 지지력을 높이는 각질 비늘이 있습니다. 구덩이를 파는 육상 거주자의 경우 밀도가 높은 토양은 바람직하지 않습니다. 어떤 경우에는 토양의 성질이 땅에 구멍을 파거나 굴을 파거나 토양에 알을 낳는 육상 동물의 분포에 영향을 미칩니다.

공기의 구성에 대하여.

우리가 호흡하는 공기의 가스 구성은 질소 78%, 산소 21%, 기타 가스 1%입니다. 그러나 대도시의 분위기에서는 이 비율이 종종 위반됩니다. 상당한 비율은 기업 및 차량에서 배출되는 유해한 불순물로 구성됩니다. 자동차 운송은 구성을 알 수 없는 탄화수소, 벤조(a) 피렌, 이산화탄소, 황 및 질소 화합물, 납, 일산화탄소 등 많은 불순물을 대기 중으로 가져옵니다.

대기는 콜로이드 불순물이 부유하는 공기 - 먼지, 물방울, 결정 등의 여러 가스의 혼합물로 구성됩니다. 높이에 따라 조성 대기작은 변화. 그러나 약 100km의 높이에서 시작하여 분자 산소 및 질소와 함께 분자 해리의 결과로 원자 산소도 나타나며 가스의 중력 분리가 시작됩니다. 300km 이상에서는 원자 산소가 대기에서 우세하고 1000km 이상에서는 헬륨과 원자 수소가 우세합니다. 대기의 압력과 밀도는 높이에 따라 감소합니다. 전체 대기 질량의 약 절반은 하위 5km, 9/10 - 하위 20km 및 99.5% - 하위 80km에 집중되어 있습니다. 약 750km의 고도에서 공기 밀도는 10-10g/m3까지 떨어지지만(지구 표면 근처에서는 약 103g/m3), 이러한 낮은 밀도로도 여전히 오로라가 발생하기에 충분합니다. 대기는 예리한 상한선이 없습니다. 구성 가스의 밀도

우리 각자가 호흡하는 대기의 구성에는 질소(78.09%), 산소(20.95%), 수소(0.01%) 이산화탄소(이산화탄소)(0.03%) 및 불활성인 여러 가스가 포함됩니다. 가스(0.93%). 또한 공기에는 항상 일정량의 수증기가 있으며 그 양은 항상 온도에 따라 변합니다. 온도가 높을수록 증기 함량이 높고 그 반대의 경우도 마찬가지입니다. 공기 중의 수증기 양의 변동으로 인해 가스의 비율도 다양합니다. 공기 중의 모든 기체는 무색, 무취입니다. 공기의 무게는 온도뿐만 아니라 그 안의 수증기 함량에 따라 달라집니다. 같은 온도에서 건조한 공기의 무게는 습한 공기의 무게보다 큽니다. 수증기는 공기 증기보다 훨씬 가볍습니다.

표는 주요 구성 요소의 수명뿐만 아니라 체적 질량 비율로 대기의 가스 구성을 보여줍니다.

요소	부피로 %	% 대량의
N2	78,09	75,50
O2	20,95	23,15
아르	0,933	1,292
이산화탄소	0,03	0,046
네	1,8 10-3	1,4 10-3
그	4,6 10-4	6,4 10-5
CH4	1,52 10-4	8,4 10-5
크	1,14 10-4	3 10-4
H2	5 10-5	8 10-5
N2O	5 10-5	8 10-5
세	8,6 10-6	4 10-5
O3	3 10-7 - 3 10-6	5 10-7 - 5 10-6
Rn	6 10-18	4,5 10-17

대기를 구성하는 가스의 특성은 압력 하에서 변화합니다.

예: 2기압 이상의 압력을 받는 산소는 신체에 독성 영향을 미칩니다.

5기압 이상의 압력을 받는 질소는 마취 효과(질소 중독)가 있습니다. 수심에서 급격한 상승은 혈액에서 거품을 일으키듯 빠르게 질소 기포가 방출되어 감압병을 유발합니다.

호흡 혼합물에서 이산화탄소가 3% 이상 증가하면 사망에 이를 수 있습니다.

공기의 일부인 각 구성 요소는 특정 한계까지 압력이 증가하면 신체를 독살시킬 수 있는 독이 됩니다.

대기의 가스 구성에 대한 연구. 대기 화학

대기 화학이라는 비교적 젊은 과학 분야의 급속한 발전의 역사를 위해 고속 스포츠에서 사용되는 "스퍼트"(던지기)라는 용어가 가장 적합합니다. 출발 권총에서 발사된 총알은 아마도 1970년대 초에 출판된 두 기사일 것입니다. 그들은 질소 산화물(NO 및 NO2)에 의한 성층권 오존의 가능한 파괴를 다루었습니다. 첫 번째는 미래의 노벨상 수상자였고, 다음은 스톡홀름 대학의 직원인 P. Krutzen에 속했습니다. 그는 성층권에서 질소 산화물의 가능한 출처가 햇빛의 작용에 의해 붕괴되는 자연적으로 발생하는 아산화질소 N2O라고 생각했습니다. 두 번째 기사의 저자인 버클리 캘리포니아 대학의 화학자인 G. Johnston은 질소 산화물이 인간 활동의 결과로 성층권에 나타난다고 제안했습니다. 고도 항공기.

물론 위의 가설이 처음부터 나온 것은 아닙니다. 질소, 산소, 수증기 등의 분자와 같은 대기의 적어도 주요 구성 요소의 비율은 훨씬 더 일찍 알려져 있습니다. 이미 XIX 세기 후반에. 유럽에서는 지표 공기의 오존 농도를 측정했습니다. 1930년대에 영국 과학자 S. Chapman은 순수한 산소 대기에서 오존 형성 메커니즘을 발견했는데, 이는 다른 공기 성분이 없는 상태에서 오존뿐만 아니라 산소 원자와 분자의 일련의 상호 작용을 나타냅니다. 그러나 1950년대 후반에 기상 로켓 측정은 성층권에 채프먼 반응 주기에 따른 것보다 훨씬 적은 오존이 있음을 보여주었습니다. 이 메커니즘은 오늘날까지 여전히 기본적이지만, 대기 오존 형성에 적극적으로 관여하는 다른 과정도 있다는 것이 분명해졌습니다.

1970년대 초까지 대기 화학 분야의 지식은 주로 개별 과학자의 노력을 통해 얻어졌다는 점은 언급할 가치가 있습니다. 또 다른 것은 Johnston의 작업입니다. 그의 계산에 따르면 하루에 7시간씩 비행하는 500대의 항공기는 성층권 오존의 양을 최소 10%까지 줄일 수 있습니다! 그리고 이러한 평가가 공정하다면 문제는 즉시 사회 경제적 문제가 될 것입니다. 이 경우 초음속 운송 항공 및 관련 인프라 개발을 위한 모든 프로그램이 상당한 조정을 거쳐 폐쇄되어야 하기 때문입니다. 또한, 처음으로 인위적 활동이 지역적이 아니라 세계적 대격변을 일으킬 수 있다는 질문이 실제로 제기되었습니다. 당연히 현 상황에서 이론은 매우 강력하고 동시에 신속한 검증이 필요했습니다.

위 가설의 핵심은 산화질소가 오존 NO + O3 ® ® NO2 + O2와 반응하면 이 반응에서 형성된 이산화질소가 산소 원자 NO2 + O ® NO + O2와 반응하여 NO의 존재를 회복한다는 것이었습니다. 대기에서 오존 분자는 돌이킬 수 없을 정도로 손실됩니다. 이 경우, 오존 파괴의 질소 촉매 순환을 구성하는 이러한 한 쌍의 반응은 화학적 또는 물리적 프로세스가 대기에서 질소 산화물을 제거할 때까지 반복됩니다. 따라서 예를 들어 NO2는 물에 잘 용해되는 질산 HNO3로 산화되어 구름과 강수에 의해 대기에서 제거됩니다. 질소 촉매 주기는 매우 효율적입니다. 하나의 NO 분자는 대기 중에 머무는 동안 수만 개의 오존 분자를 파괴합니다.

그러나 아시다시피 문제는 혼자 오지 않습니다. 곧 미시간 대학(R. Stolyarsky 및 R. Cicerone)과 Harvard(S. Wofsi 및 M. McElroy)와 같은 미국 대학의 전문가들은 오존이 훨씬 더 무자비한 적인 염소 화합물을 가질 수 있음을 발견했습니다. 그들의 추정에 따르면 오존 파괴의 염소 촉매 순환(Cl + O3 ® ClO + O2 및 ClO + O ® Cl + O2 반응)은 질소보다 몇 배 더 효율적입니다. 신중한 낙관론의 유일한 이유는 대기에서 자연적으로 발생하는 염소의 양이 상대적으로 적기 때문에 오존에 미치는 영향의 전반적인 영향이 너무 강하지 않을 수 있음을 의미합니다. 그러나 1974년 캘리포니아 대학교 어바인 소재 S. Rowland와 M. Molina의 직원들이 성층권의 염소 공급원이 냉장에 널리 사용되는 CFC(클로로플루오로탄화수소 화합물)라는 사실을 발견하면서 상황이 극적으로 바뀌었습니다. 유닛, 에어로졸 패키지 등 불연성, 무독성 및 화학적 수동성인 이 물질은 지표면에서 성층권으로 상승하는 기류에 의해 천천히 운반되며, 성층권에서는 분자가 햇빛에 의해 파괴되어 유리 염소 원자가 방출됩니다. 1930년대에 시작된 CFC의 산업적 생산과 대기 중으로의 배출량은 이후 모든 해, 특히 70년대와 80년대에 꾸준히 증가했습니다. 따라서 이론가들은 매우 짧은 시간 내에 강렬한 인위적 오염으로 인한 대기 화학의 두 가지 문제를 확인했습니다.

그러나 제안된 가설의 실행 가능성을 테스트하기 위해서는 많은 작업을 수행해야 했습니다.

첫째,광유속을 결정하거나 개선할 수 있는 실험실 연구를 확장하기 위해 화학 반응대기의 서로 다른 구성 요소 사이. 당시에 존재했던 이러한 속도에 대한 아주 빈약한 데이터에도 상당한(최대 수백 퍼센트) 오류가 있었습니다. 또한, 측정이 이루어진 조건은 일반적으로 대기의 현실과 많이 일치하지 않아 오류를 심각하게 악화시켰습니다. 대부분의 반응의 강도가 온도에 의존하고 때로는 압력이나 대기에 의존하기 때문입니다. 밀도.

둘째,실험실 조건에서 여러 작은 대기 가스의 복사 광학 특성을 집중적으로 연구합니다. 대기의 상당 수의 구성 요소의 분자는 태양의 자외선에 의해 파괴되며 (광분해 반응에서) 그 중에는 위에서 언급 한 CFC뿐만 아니라 분자 산소, 오존, 질소 산화물 등이 있습니다. 따라서 각 광분해 반응의 매개변수를 추정하는 것은 서로 다른 분자 사이의 반응 속도와 마찬가지로 대기 화학 과정을 정확하게 재현하는 데 필요하고 중요했습니다.

셋째,대기 성분의 상호 화학적 변형을 가능한 한 완전히 설명할 수 있는 수학적 모델을 만드는 것이 필요했습니다. 이미 언급했듯이 촉매 주기에서 오존 파괴의 생산성은 촉매(NO, Cl 또는 기타)가 대기 중에 얼마나 오래 머무르는가에 따라 결정됩니다. 일반적으로 이러한 촉매는 수십 가지 대기 성분과 반응하여 이 과정에서 빠르게 분해될 수 있으며 성층권 오존에 대한 피해는 예상보다 훨씬 적습니다. 반면에 대기에서 매초 많은 화학적 변형이 발생하면 오존의 형성과 파괴에 직간접적으로 영향을 미치는 다른 메커니즘이 확인될 가능성이 매우 높습니다. 마지막으로, 그러한 모델은 대기를 구성하는 다른 가스의 형성에서 개별 반응 또는 그 그룹의 중요성을 식별하고 평가할 수 있을 뿐만 아니라 측정에 접근할 수 없는 가스 농도를 계산할 수 있습니다.

그리고 마지막으로이를 위해 지상국을 이용한 질소화합물, 염소 등 다양한 기체의 함량을 측정하기 위한 광범위한 네트워크를 구성하고, 기상풍선과 기상 로켓을 발사하고, 항공기 비행을 할 필요가 있었다. 물론 데이터베이스를 생성하는 것은 단시간에 해결할 수 없는 가장 비용이 많이 드는 작업이었습니다. 그러나 측정만이 이론적 연구의 출발점을 제공할 수 있으며, 동시에 표현된 가설의 진실성에 대한 시금석이 될 수 있습니다.

1970년대 초부터 광분해 반응을 포함하여 모든 중요한 대기 반응에 대한 정보를 포함하는 특별하고 지속적으로 업데이트되는 컬렉션이 적어도 3년에 한 번 출판되었습니다. 또한 오늘날 공기의 기체 성분 사이의 반응 매개 변수를 결정할 때의 오류는 일반적으로 10-20%입니다.

2000년대 후반에는 대기의 화학적 변형을 설명하는 모델의 급속한 발전을 목격했습니다. 대부분은 미국에서 만들어졌지만 유럽과 소련에서도 나타났습니다. 처음에는 이것들이 boxed(0차원) 모델이었고, 그 다음에는 1차원 모델이었습니다. 전자는 이들 사이의 화학적 상호작용의 결과로 주어진 부피(박스(따라서 이름))에 있는 주요 대기 가스의 함량을 다양한 신뢰도로 재현했습니다. 공기 혼합물의 총 질량 보존이 가정되었기 때문에 예를 들어 바람에 의해 상자에서 공기 혼합물의 일부를 제거하는 것은 고려되지 않았습니다. 상자 모델은 대기 가스의 화학 형성 및 파괴 과정에서 개별 반응 또는 그 그룹의 역할을 설명하고 반응 속도를 결정할 때 부정확성에 대한 대기 가스 구성의 민감도를 평가하는 데 편리했습니다. 그들의 도움으로 연구원들은 항공 비행 고도에 해당하는 상자에 대기 매개변수(특히 대기 온도 및 밀도)를 설정하여 대기 오염 물질의 농도가 배출의 결과로 어떻게 변할지 대략적으로 추정할 수 있었습니다. 항공기 엔진에 의한 연소 생성물. 동시에 상자 모델은 지구 표면에서 성층권으로 이동하는 과정을 설명할 수 없기 때문에 CFC(클로로플루오로카본) 문제를 연구하는 데 적합하지 않았습니다. 여기에서 1차원 모델이 유용했으며, 이는 대기의 화학적 상호작용과 수직 방향의 불순물 이동에 대한 자세한 설명을 고려하여 결합되었습니다. 그리고 여기에서 수직 전송이 다소 대략적으로 설정되었지만 1차원 모델을 사용하면 실제 현상을 어떻게든 기술할 수 있게 되었기 때문에 눈에 띄게 발전한 것입니다.

돌이켜보면, 우리의 현대 지식은 1차원 및 박스형 모델의 도움으로 그 해에 수행된 거친 작업에 크게 기초하고 있다고 말할 수 있습니다. 그것은 대기의 가스 구성 형성 메커니즘을 결정하고 개별 가스의 화학 소스와 흡수원의 강도를 추정하는 것을 가능하게 했습니다. 대기 화학 발전에서 이 단계의 중요한 특징은 탄생한 새로운 아이디어가 모델에서 테스트되고 전문가들 사이에서 널리 논의되었다는 것입니다. 얻은 결과는 현장 측정이 분명히 충분하지 않고 정확도가 매우 낮기 때문에 종종 다른 과학 그룹의 추정치와 비교되었습니다. 또한, 특정 화학적 상호작용 모델링의 정확성을 확인하기 위해 모든 참여 시약의 농도를 동시에 결정해야 하는 복잡한 측정을 수행할 필요가 있었는데, 이는 당시와 현재에도 현실적으로 불가능했습니다. (지금까지 2-5일에 걸쳐 Shuttle의 기체 복합체에 대한 몇 가지 측정만 수행되었습니다.) 따라서 모델 연구는 실험 연구보다 앞서 있었고 이론은 현장 관찰을 기여한 만큼 설명하지 못했습니다. 그들의 최적의 계획에. 예를 들어, 질산염소 ClONO2와 같은 화합물은 모델 연구에 처음 등장한 후 대기에서 발견되었습니다. 사용 가능한 측정값을 모델 추정치와 비교하는 것조차 어려웠습니다. 1차원 모델은 수평 공기 이동을 고려할 수 없었기 때문에 대기가 수평으로 균질하다고 가정하고 얻은 모델 결과가 일부 전지구 평균과 일치했기 때문입니다. 그것의 상태. 그러나 실제로 유럽이나 미국의 산업 지역의 공기 구성은 호주 또는 태평양의 구성과 매우 다릅니다. 따라서 자연 관찰의 결과는 측정 장소와 시간에 크게 좌우되며 물론 전체 평균과 정확히 일치하지 않습니다.

모델링의 이러한 격차를 없애기 위해 1980년대에 연구자들은 수직 운송과 함께 자오선을 따른 항공 운송도 고려한 2차원 모델을 만들었습니다(위도 원을 따라 대기는 여전히 균질한 것으로 간주됨). 이러한 모델의 생성은 처음에 상당한 어려움과 관련이 있었습니다.

첫째,외부 모델 매개변수의 수가 급격히 증가했습니다. 각 그리드 노드에서 수직 및 위도 간 운송 속도, 기온 및 밀도 등을 설정해야 했습니다. 많은 매개변수(우선 위에서 언급한 속도)는 실험에서 안정적으로 결정되지 않았으므로 정성적 고려 사항을 기반으로 선택되었습니다.

둘째,당시 컴퓨터 기술의 상태는 2차원 모델의 완전한 개발을 크게 방해했습니다. 경제적인 1차원, 특히 박스형 모델과 달리 2차원 모델은 높은 비용컴퓨터 메모리와 시간. 결과적으로 제작자는 대기의 화학적 변형을 설명하는 계획을 크게 단순화해야했습니다. 그럼에도 불구하고 인공위성을 사용한 모형 및 전면적인 대기 연구의 복합체 덕분에 대기 구성에 대한 완전한 그림은 아니지만 비교적 조화로운 그림을 그릴 수 있었고 주요 원인과 원인을 규명할 수 있었습니다. 개별 공기 구성 요소의 내용을 변경하는 영향 관계. 특히, 대류권에서의 항공기 비행은 대류권 오존에 심각한 해를 끼치지 않지만 성층권으로 상승하는 것은 오존권에 부정적인 영향을 미치는 것으로 보이는 수많은 연구 결과가 있습니다. CFC의 역할에 대한 대부분의 전문가의 의견은 거의 만장일치였습니다. Rowland와 Molin의 가설이 확인되었으며 이러한 물질은 실제로 성층권 오존 파괴에 기여하며 산업 생산의 정기적 인 증가는 시한 폭탄입니다. CFC의 붕괴는 즉시 일어나지 않지만 수십, 수백 년 후에 발생하므로 오염의 영향은 매우 오랜 시간 동안 대기에 영향을 미칩니다. 더욱이 장기간 보관하면 클로로플루오로카본은 대기의 가장 먼 지점에 도달할 수 있으므로 전 지구적 규모의 위협입니다. 조정된 정치적 결정이 필요한 때입니다.

1985년 비엔나에서 44개국이 참가하여 오존층 보호를 위한 협약이 개발되고 채택되어 종합적인 연구를 촉발했습니다. 그러나 CFC로 무엇을 할 것인가에 대한 질문은 여전히 ​​열려 있었습니다. 저절로 해결된다'는 원칙에 따라 문제를 방치하는 것도 불가능했지만, 경제에 막대한 피해를 주지 않고 이러한 물질의 생산을 하룻밤 사이에 금지하는 것도 불가능하다. 간단한 해결책이 있는 것 같습니다. CFC를 동일한 기능을 수행할 수 있는 다른 물질(예: 냉장 장치에서)과 동시에 오존에 무해하거나 최소한 덜 위험한 물질로 교체해야 합니다. 하지만 생명을 불어넣다 간단한 솔루션종종 매우 어렵습니다. 그러한 물질의 생성 및 생산의 확립에는 막대한 투자와 시간이 필요할 뿐만 아니라 대기 및 기후에 대한 물질의 영향을 평가하기 위한 기준이 필요했습니다.

이론가들이 다시 주목을 받고 있습니다. D. 리버모어 국립 연구소의 웨블은 이 목적을 위해 오존층 파괴 가능성을 사용할 것을 제안했는데, 이는 대체 물질의 분자가 CFCl3(프레온-11) 분자보다 얼마나 더 강한(또는 약한) 대기 오존에 영향을 미치는지 보여줍니다. 그 당시에는 지표 공기층의 온도가 특정 기체 불순물(온실 가스라고 함), 주로 이산화탄소 CO2, 수증기 H2O, 오존 등의 농도에 크게 의존한다는 것도 잘 알려져 있었습니다. CFC도 이 범주에 포함되며 많은 잠재적인 대체품입니다. 측정에 따르면 산업 혁명 동안 지표 대기층의 연간 평균 지구 온도가 증가했으며 계속 증가하고 있으며 이는 지구 기후의 중요하지만 항상 바람직한 변화는 아님을 나타냅니다. 이러한 상황을 통제하기 위해 물질의 오존층 파괴 가능성과 함께 지구 온난화 가능성도 고려하기 시작했습니다. 이 지수는 연구된 화합물이 같은 양의 이산화탄소보다 공기 온도에 얼마나 더 강하거나 약하게 영향을 미치는지 나타냅니다. 수행된 계산에 따르면 CFC와 대안은 지구 온난화 잠재력이 매우 높지만 대기 중 농도가 CO2, H2O 또는 O3 농도보다 훨씬 낮기 때문에 지구 온난화에 대한 총 기여도는 무시할 수 있었습니다. 당분간…

클로로플루오로카본의 오존층 파괴 및 지구 온난화 잠재력에 대한 계산된 값 표 및 가능한 대체물은 많은 CFC(1987년 몬트리올 의정서 및 이후에 추가됨)의 생산 및 사용을 줄이고 후속적으로 금지하기 위한 국제 결정의 기초를 형성했습니다. 아마도 몬트리올에 모인 전문가들은 그렇게 만장일치로 만장일치되지 않았을 것입니다(결국 의정서의 기사는 자연 실험에 의해 확인되지 않은 이론가의 "생각"에 기반을 둡니다). 그러나 다른 관심 있는 "사람"이 이 문서에 서명하기 위해 말했습니다. 분위기 그 자체.

1985년 말 영국 과학자들이 남극 대륙의 "오존 구멍"을 발견했다는 소식에 대한 메시지는 언론인의 참여 없이는 아니지만 올해의 센세이션이 되었으며 이 메시지에 대한 세계 공동체의 반응은 가장 잘 설명될 수 있습니다. 한 마디로 - 충격. 오존층 파괴의 위협이 장기적으로만 존재할 때와 우리 모두가 공범에 직면했을 때입니다. 마을 사람들도, 정치인도, 전문 이론가도 이에 대한 준비가 되어 있지 않았습니다.

당시의 기존 모델 중 어느 것도 오존의 현저한 감소를 재현할 수 없다는 것이 빠르게 분명해졌습니다. 이것은 일부 중요한 자연 현상이 고려되지 않았거나 과소 평가되었음을 의미합니다. 곧, 남극 현상을 연구하기 위한 프로그램의 일환으로 수행된 현장 연구가 일반적인 (기체상) 대기 반응과 함께 "오존 구멍"의 형성에서 중요한 역할이 대기의 특징에 의해 수행된다는 것을 확립했습니다. 남극 성층권의 항공 수송(겨울에는 대기의 나머지 부분과 거의 완전히 격리됨)과 그 당시 이질적인 반응(대기 에어로졸 표면의 반응 - 먼지 입자, 그을음, 빙원, 물방울)에 대한 연구는 거의 없었습니다. , 등.). 위의 요소들을 고려해야만 모델 결과와 관측 데이터 사이에 만족스러운 일치를 달성할 수 있었습니다. 그리고 남극의 “오존 구멍”이 가르쳐 준 교훈은 대기 화학의 발전에 심각한 영향을 미쳤습니다.

첫째, 기상과정을 결정짓는 법칙과 다른 법칙에 따라 진행되는 이질적 과정에 대한 상세한 연구에 박차를 가했다. 둘째, 대기인 복잡한 시스템에서 요소의 동작은 내부 연결의 전체 복합체에 의존한다는 것을 분명히 깨달았습니다. 즉, 대기 중 가스의 함량은 화학 공정의 강도뿐만 아니라 대기 온도, 기단의 이동, 대기의 여러 부분의 에어러솔 오염 특성 등에 의해 결정됩니다. 차례로 , 성층권 공기의 온도장을 형성하는 복사 가열 및 냉각은 온실 가스의 농도와 공간 분포, 그리고 결과적으로 대기의 동적 과정에 따라 달라집니다. 마지막으로, 지구의 다른 벨트와 대기 부분의 불균일한 복사 가열은 대기의 움직임을 생성하고 강도를 제어합니다. 따라서 모델의 피드백을 고려하지 않으면 얻은 결과에 큰 오류가 발생할 수 있습니다. ).

80년대에 2차원 모델에서 기온과 가스 조성 사이의 관계를 고려했다면, 대기의 일반적인 순환에 대한 3차원 모델을 사용하여 대기 불순물의 분포를 설명할 수 있게 되었습니다. 90년대에만 컴퓨터 붐. 이러한 첫 번째 일반 순환 모델은 화학적 수동 물질(추적자)의 공간적 분포를 설명하는 데 사용되었습니다. 나중에 컴퓨터 메모리가 부족하여 화학 공정은 대기 중 불순물의 체류 시간이라는 하나의 매개 변수만으로 설정되었으며 비교적 최근에야 화학 변형 블록이 3차원 모델의 본격적인 부분이 되었습니다. 대기 화학 공정을 3D로 자세히 표현하는 어려움은 여전히 ​​남아 있지만 오늘날에는 더 이상 극복할 수 없는 것처럼 보이며 최고의 3D 모델에는 지구 대기에서 공기의 실제 기후 수송과 함께 수백 가지 화학 반응이 포함됩니다.

동시에 널리 사용 현대 모델위에서 논의한 더 간단한 것들의 유용성에 대해 전혀 의심하지 않습니다. 모델이 복잡할수록 "모델 노이즈"에서 "신호"를 분리하고, 얻은 결과를 분석하고, 주요 원인과 결과 메커니즘을 식별하고, 특정 현상의 영향을 평가하는 것이 더 어렵다는 것은 잘 알려져 있습니다. 최종 결과(따라서 모델에서 고려하는 편의) . 그리고 여기서 더 단순한 모델이상적인 시험장 역할을 하기 때문에 3차원 모델에 추가로 사용되는 예비 추정치를 얻고 더 복잡한 모델에 포함되기 전에 새로운 자연 현상을 연구하는 등의 작업을 수행할 수 있습니다.

급속한 과학 및 기술 발전으로 인해 대기 화학과 관련된 여러 연구 분야가 생겨났습니다.

대기의 위성 모니터링.위성에서 데이터베이스의 정기적인 보충이 확립되었을 때, 거의 전 지구를 덮는 대기의 가장 중요한 구성 요소의 대부분에 대해 처리 방법을 개선할 필요가 있게 되었습니다. 여기에는 데이터 필터링(신호 및 측정 오류의 분리), 대기 기둥의 총 함량에서 불순물 농도의 수직 프로파일 복원 및 기술적인 이유로 직접 측정이 불가능한 영역의 데이터 보간이 있습니다. 또한 위성 모니터링은 열대 태평양, 북대서양, 심지어 북극 여름 성층권과 같은 다양한 문제를 해결하기 위해 계획된 항공 탐사로 보완됩니다.

현대 연구의 중요한 부분은 다양한 복잡성의 모델에서 이러한 데이터베이스의 동화(동화)입니다. 이 경우 매개변수는 점(영역)에서 불순물 함량의 측정값 및 모델 값에 가장 근접한 조건에서 선택됩니다. 따라서 모델의 품질이 확인되고 측정 영역 및 측정 기간을 넘어 측정된 값의 외삽이 확인됩니다.

수명이 짧은 대기 불순물의 농도 추정. 하이드록실 OH, 퍼하이드록실 HO2, 산화질소 NO, 여기 상태 O(1D)의 원자 산소 등과 같이 대기 화학에서 핵심적인 역할을 하는 대기 라디칼은 화학 반응성이 가장 높기 때문에 매우 작습니다( 몇 초 또는 몇 분 ) 대기에서 "일생". 따라서 이러한 라디칼의 측정은 매우 어렵고 공기 중 함량의 재구성은 종종 이러한 라디칼의 화학적 소스 및 싱크의 모델 비율을 사용하여 수행됩니다. 오랫동안 소스와 싱크의 강도는 모델 데이터에서 계산되었습니다. 적절한 측정의 출현으로 라디칼의 농도를 기초로 재구성하는 것이 가능하게 되었으며 모델을 개선하고 대기의 기체 구성에 대한 정보를 확장할 수 있게 되었습니다.

산업화 이전 시대와 지구의 초기 시대에 대기의 가스 구성을 재구성합니다.나이가 수백에서 수십만 년에 이르는 남극과 그린란드 빙하 코어의 측정 덕분에 이산화탄소, 아산화질소, 메탄, 일산화탄소의 농도와 당시의 온도가 알려졌습니다. 그 시대의 대기 상태를 모델로 재구성하고 현재와 비교하면 지구 대기의 진화를 추적하고 자연 환경에 대한 인간의 영향 정도를 평가할 수 있습니다.

가장 중요한 공기 성분의 근원 강도 평가.메탄, 일산화탄소, 질소 산화물과 같은 지표 공기의 가스 함량에 대한 체계적인 측정은 역 문제를 해결하는 기초가 되었습니다. . 불행히도, 지구적 혼란의 가해자인 CFCs의 목록을 작성하는 것은 비교적 간단한 작업입니다. 왜냐하면 이러한 물질의 거의 모두는 천연 공급원이 없고 대기 중으로 방출되는 총량은 생산량에 따라 제한되기 때문입니다. 나머지 가스는 이질적이고 유사한 전원을 가지고 있습니다. 예를 들어, 메탄의 출처는 침수된 지역, 늪, 유정, 탄광입니다. 이 화합물은 흰개미 군체에서 분비되며 심지어 소의 배설물입니다. 일산화탄소는 메탄 및 많은 유기 화합물의 산화 동안뿐만 아니라 연료 연소의 결과로 배기 가스의 일부로 대기로 들어갑니다. 이러한 가스의 배출량을 직접적으로 측정하기는 어렵지만, 전 세계적으로 오염 가스의 발생원을 추정하는 기술이 개발되고 있으며, 그 오차는 여전히 크지만 최근 몇 년 동안 크게 감소했습니다.

지구의 대기 및 기후 구성의 변화 예측추세를 고려 - 대기 가스의 함량, 그 출처 추정, 지구 인구의 성장률, 모든 유형의 에너지 생산 증가율 등 - 특수 전문가 그룹은 가능한 시나리오를 만들고 지속적으로 조정합니다. 10년, 30년, 100년 후의 대기 오염. 이를 기반으로 모델의 도움으로 가스 구성, 온도 및 대기 순환의 가능한 변화가 예측됩니다. 따라서 대기 상태의 불리한 경향을 미리 감지하고 제거하려고 할 수 있습니다. 1985년의 남극 쇼크는 반복되어서는 안 됩니다.

대기의 온실 효과 현상

최근 몇 년 동안 일반 온실과 대기의 온실 효과 사이의 비유가 완전히 정확하지 않다는 것이 분명해졌습니다. 지난 세기 말 미국의 유명한 물리학자 우드는 온실의 실험실 모델에서 일반 유리를 석영으로 교체했지만 온실의 기능에 어떤 변화도 발견하지 못했다는 것이 열복사를 지연시키는 문제가 아님을 보여주었습니다. 태양 복사를 전달하는 유리에 의한 토양의 경우, 이 경우 유리의 역할은 토양 표면과 대기 사이의 난류 열 교환을 "차단"하는 것으로만 구성됩니다.

대기의 온실(온실) 효과는 태양 복사는 통과시키지만 지상 복사를 지연시켜 지구에 의한 열 축적에 기여하는 속성입니다. 지구의 대기는 지구 표면에 거의 완전히 흡수되는 단파 태양복사를 비교적 잘 전달합니다. 태양 복사의 흡수로 인해 가열되는 지구 표면은 주로 장파 복사의 지표가 되며 일부는 우주 공간으로 방출됩니다.

CO2 농도 증가 효과

과학자 - 연구자들은 소위 온실 가스의 구성에 대해 계속해서 논쟁하고 있습니다. 이와 관련하여 가장 흥미로운 것은 대기의 온실 효과에 대한 이산화탄소(CO2) 농도 증가의 영향입니다. "이산화탄소 농도의 증가가 온실 효과를 강화하여 지구 기후의 온난화로 이어진다"는 잘 알려진 계획은 가장 중요한 "온실 가스”는 전혀 CO2가 아니라 수증기입니다. 동시에, 대기 중 수증기 농도가 기후 시스템 자체의 매개변수에 의해서만 결정된다는 유보는 오늘날 지구 물 순환에 대한 인위적 영향이 확실하게 입증되었기 때문에 더 이상 유효하지 않습니다.

과학적 가설로서 우리는 다가오는 온실 효과의 다음과 같은 결과를 지적합니다. 첫째,가장 일반적인 추정에 따르면 21세기 말까지 대기 중 CO2의 함량이 두 배로 증가하여 필연적으로 평균 지구 표면 온도가 3-5oC 증가합니다. 동시에 온난화는 북반구의 온대 위도에서 더 건조한 여름에 예상됩니다.

둘째,이러한 평균 지구 표면 온도의 증가는 물의 열팽창으로 인해 세계 해양의 수위를 20-165cm 증가시킬 것으로 가정합니다. 남극의 빙상은 녹는 데 더 높은 온도가 필요하기 때문에 파괴가 불가피한 것은 아닙니다. 어쨌든 남극의 얼음이 녹는 과정은 매우 오랜 시간이 걸립니다.

셋째,대기 중 CO2 농도는 작물 수확량에 매우 유익한 영향을 미칠 수 있습니다. 수행된 실험의 결과는 대기 중 CO2 함량이 점진적으로 증가하는 조건에서 자연 및 재배 식물이 최적 상태에 도달할 것이라고 가정할 수 있습니다. 식물의 잎 표면이 증가하고 잎의 건조물의 비중이 증가하고, 평균 크기과일과 씨앗의 수가 많아지면 곡류의 숙성이 빨라지고 수확량이 증가합니다.

네번째,고위도에서 자연림, 특히 아한대림은 온도 변화에 매우 민감할 수 있습니다. 온난화는 아한대 산림 지역의 급격한 감소를 초래할 수 있을 뿐만 아니라 국경이 북쪽으로 이동하기 때문에 열대 및 아열대 지방의 산림은 아마도 기온보다는 강수량의 변화에 ​​더 민감할 것입니다.

태양의 빛 에너지는 대기를 관통하여 지표면에 흡수되어 가열합니다. 이 경우 빛 에너지는 열 에너지로 변환되어 적외선 또는 열 복사의 형태로 방출됩니다. 지구 표면에서 반사된 이 적외선은 이산화탄소에 흡수되는 동시에 자체 가열되어 대기를 가열합니다. 이것은 대기 중 이산화탄소가 많을수록 지구의 기후를 더 많이 포착한다는 것을 의미합니다. 온실에서도 같은 일이 일어나기 때문에 이 현상을 온실 효과라고 합니다.

소위 온실 가스가 현재 속도로 계속 흐르면 다음 세기에 지구의 평균 온도가 4-5 ° C 증가하여 지구의 지구 온난화로 이어질 수 있습니다.

결론

자연에 대한 태도를 바꾼다고 해서 기술 발전을 포기해야 하는 것은 아닙니다. 중지한다고 문제가 해결되지는 않지만 해결이 지연될 수 있습니다. 우리는 원자재, 에너지 소비를 절약하고 식목 수를 늘리는 새로운 환경 기술의 도입, 인구 사이의 생태 세계관 교육 활동을 통해 배출을 줄이기 위해 지속적이고 참을성 있게 노력해야 합니다.

예를 들어 미국에서는 합성 고무 생산 기업 중 하나가 주거 지역 옆에 있으며 환경 친화적 인 기술 계획이 운영되고 있기 때문에 주민들의 항의를 일으키지 않습니다. 기술은 깨끗하지 않았습니다.

이는 가장 엄격한 기준을 충족하는 기술의 엄격한 선택이 필요함을 의미하며, 현대의 유망한 기술은 모든 산업 및 운송의 생산에서 높은 수준의 환경 친화성을 달성할 수 있을 뿐만 아니라 심는 수의 증가를 가능하게 합니다. 산업 지역 및 도시의 녹지 공간.

최근 몇 년 동안 실험은 대기 화학의 발전에서 주도적 인 위치를 차지했으며 이론의 위치는 고전적이고 존경받는 과학에서와 같습니다. 그러나 여전히 우선순위로 남아 있는 이론적인 연구 영역이 있습니다. 예를 들어, 모델 실험만이 대기 조성의 변화를 예측하거나 몬트리올 의정서에 따라 구현된 제한 조치의 효과를 평가할 수 있습니다. 중요하지만 사적인 문제의 해결로 시작하여 오늘날 대기 화학은 관련 분야와 협력하여 연구 및 보호 문제의 전체 복합물을 다룹니다. 환경. 아마도 우리는 대기 화학 형성의 첫 해가 "늦지 마십시오!"라는 모토 아래 지나갔다고 말할 수 있습니다. 출발 스퍼트는 끝났고 달리기는 계속된다.

Ⅱ. 세포의 오르가노이드에 따라 특성을 분배합니다(오르가노이드의 이름 앞에 오르가노이드의 특성에 해당하는 문자를 입력). (26점)

Ⅱ. 모든 비철학 전문 분야의 전일제 학생을 위한 교육 및 방법론 권장 사항 1 페이지

서식지는 살아있는 유기체(동물 또는 식물)가 존재하는 직접적인 환경입니다. 그것은 살아있는 유기체와 무생물의 개체를 모두 포함 할 수 있으며 특정 생활 공간에 공존하는 여러 종에서 수천 가지의 다양한 유기체를 포함 할 수 있습니다. 지상파 서식지에는 산, 사바나, 숲, 툰드라, 극지방 얼음 등과 같은 지표면이 포함됩니다.

서식지 - 행성 지구

행성 지구의 다른 부분에는 생물 종의 거대한 생물학적 다양성이 있습니다. 특정 유형의 동물 서식지가 있습니다. 뜨겁고 건조한 지역은 종종 뜨거운 사막으로 덮여 있습니다. 따뜻하고 습한 지역에서는 습한

지구에는 10가지 주요 유형의 육지 서식지가 있습니다. 그들 각각은 그것이 위치한 세계에 따라 많은 종류가 있습니다. 특정 서식지의 전형적인 동물과 식물은 그들이 사는 조건에 적응합니다.

아프리카 사바나

이 열대 풀이 무성한 공대지 공동체 서식지는 아프리카에서 발견됩니다. 폭우와 함께 우기에 이어 긴 건조 기간이 특징입니다. 아프리카 사바나에는 엄청난 수의 초식 동물과 이들을 잡아먹는 강력한 포식 동물이 있습니다.

산

높은 산맥의 정상은 매우 춥고 그곳에서는 식물이 거의 자라지 않습니다. 이 높은 곳에 사는 동물들은 낮은 온도, 식량 부족, 가파르고 바위가 많은 지형에 적응하도록 적응되어 있습니다.

상록수림

침엽수림은 종종 캐나다, 알래스카, 스칸디나비아 및 러시아 지역과 같은 세계의 서늘한 지역에서 발견됩니다. 상록 가문비나무가 우세하며 이 지역은 엘크, 비버, 늑대와 같은 동물의 서식지입니다.

낙엽수

춥고 습한 지역에서는 많은 나무가 여름에 빠르게 성장하지만 겨울에는 잎을 잃습니다. 이 지역의 야생 동물의 수는 많은 수가 다른 지역으로 이주하거나 겨울 동안 동면하기 때문에 계절에 따라 다릅니다.

온대

건조한 풀이 무성한 대초원과 대초원, 초원, 더운 여름 및 추운 겨울. 이 육지-공기 서식지는 영양과 들소와 같은 사교적인 초식 동물의 고향입니다.

지중해 지역

지중해 주변의 땅은 기후가 덥지만 이곳은 사막 지역보다 강우량이 더 많습니다. 이 지역은 물이 있어야만 생존할 수 있는 관목과 식물의 고향이며 종종 다양한 유형의 곤충이 들끓습니다.

동토대

툰드라와 같은 공대륙 서식지는 일년 중 많은 시간 동안 얼음으로 덮여 있습니다. 자연은 봄과 여름에만 살아납니다. 이곳에는 사슴이 살고 새가 둥지를 틀고 있습니다.

열대우림

이 울창한 녹색 숲은 적도 근처에서 자라며 생물 다양성이 가장 풍부합니다. 열대 우림으로 덮인 지역만큼 많은 주민을 자랑하는 서식지는 없습니다.

북극 얼음

북극과 남극 근처의 추운 지역은 얼음과 눈으로 덮여 있습니다. 이곳에서 바다의 얼음 바다에서 생계를 꾸리는 펭귄, 물개, 북극곰을 만날 수 있습니다.

지상 대기 서식지의 동물

서식지는 지구의 광대한 영토에 흩어져 있습니다. 각각은 특정 생물학적 및 식물 세계가 특징이며, 그 대표자는 우리 행성을 고르지 않게 채우고 있습니다. 극지방과 같은 세계의 추운 지역에는 이 지역에 서식하며 특히 저온 생활에 적응하는 동물군이 많지 않습니다. 일부 동물은 먹는 식물에 따라 전 세계에 분포합니다. 예를 들어 자이언트 팬더가 서식하는 지역

공중 서식지

모든 살아있는 유기체는 생존에 필요한 안전, 이상적인 온도, 음식 및 번식을 제공할 수 있는 집, 피난처 또는 환경이 필요합니다. 서식지의 중요한 기능 중 하나는 이상적인 온도를 제공하는 것입니다. 극단적인 변화는 전체 생태계를 파괴할 수 있기 때문입니다. 중요한 조건은 또한 물, 공기, 토양 및 햇빛의 존재입니다.

지구의 온도는 모든 곳에서 동일하지 않으며 행성의 일부(북극과 남극)에서는 온도계가 -88°C까지 떨어질 수 있습니다. 다른 곳, 특히 열대 지방에서는 매우 따뜻하고 심지어 덥습니다(최대 +50°C). 온도 체계는 지상 공기 서식지의 적응 과정에서 중요한 역할을 합니다. 예를 들어, 저온에 적응한 동물은 더위에서 생존할 수 없습니다.

서식지는 유기체가 살고 있는 자연 환경입니다. 동물은 다른 양의 공간을 필요로 합니다. 서식지는 크거나 밍크처럼 숲 전체를 차지하거나 작을 수 있습니다. 일부 주민들은 거대한 영토를 방어하고 방어해야 하는 반면, 다른 주민들은 근처에 사는 이웃들과 비교적 평화롭게 공존할 수 있는 작은 공간이 필요합니다.

일반적 특성.진화 과정에서 지상의 공기 환경은 물보다 훨씬 늦게 마스터되었습니다. 육지에서의 생활은 식물과 동물 모두의 상대적으로 높은 수준의 조직화를 통해서만 가능해진 그러한 적응을 필요로 했습니다. 육지-공기 생활 환경의 특징은 여기에 서식하는 유기체가 공기와 낮은 습도, 밀도 및 압력, 높은 산소 함량을 특징으로 하는 기체 환경으로 둘러싸여 있다는 것입니다. 일반적으로이 환경의 동물은 토양 (고체 기질)을 따라 움직이고 식물은 그 안에 뿌리를 내립니다.

지상 공기 환경에서 작동 환경 요인은 다른 매체에 비해 높은 광도, 큰 온도 변동, 지리적 위치, 계절 및 시간에 따른 습도 변화와 같은 여러 가지 특성을 가지고 있습니다(표 3 ).

표 3

공기 및 물 유기체의 서식지 조건(D.F. Mordukhai-Boltovsky, 1974에 따름)

생활 환경	유기체에 대한 조건의 중요성
대기 환경	수중 환경
습기	매우 중요(종종 공급 부족)	없다(항상 과잉)
중간 밀도	마이너(토양 제외)	공중의 주민에 대한 역할에 비해 큼
압력	거의 없다	대형(1000기압 도달 가능)
온도	중요(매우 넓은 한계 내에서 변동(-80 ~ +100 °С 이상)	공기 거주자에 대한 값보다 작음(훨씬 덜 변동, 일반적으로 -2 ~ + 40°C)
산소	경미(대부분 초과)	필수(종종 공급 부족)
부유 고체	중요하지 않은; 식품으로 사용되지 않음(주로 미네랄)	중요(식품 공급원, 특히 유기물)
환경의 용질	어느 정도(토양 용액에만 해당)	중요(일정량 필요)

위 요인의 영향은 기단의 움직임인 바람과 불가분의 관계가 있습니다. 진화 과정에서 지상-대기 환경의 살아있는 유기체는 해부학적, 형태학적, 생리적, 행동적 및 기타 적응의 특징을 발전시켜 왔습니다. 예를 들어, 호흡 과정(동물의 폐와 기관, 식물의 기공)에서 대기 산소의 직접적인 동화를 제공하는 기관이 나타났습니다. 낮은 밀도의 배지 조건에서 신체를 지지하는 골격 형성(동물의 골격, 식물의 기계적 및 지지 조직)이 강력한 발전을 받았습니다. 수명 주기의 빈도와 리듬, 외피의 복잡한 구조, 체온 조절 메커니즘 등과 같은 불리한 요소로부터 보호하기 위해 적응이 개발되었습니다. 긴밀한 연결토양 (동물의 팔다리, 식물의 뿌리), 발달 된 음식을 찾는 동물의 이동성, 기류에 의해 운반되는 식물의 씨앗, 과일 및 꽃가루, 날아 다니는 동물이 나타났습니다.

생명의 지상 공기 환경에서 식물과 동물에 대한 주요 환경 요인의 영향의 특징을 고려합시다.

낮은 공기 밀도낮은 상승도와 무시할 수 있는 논쟁 가능성을 결정합니다. 대기 환경의 모든 거주자는 지구 표면과 밀접하게 연결되어있어 부착 및 지원을 제공합니다. 공기 환경의 밀도는 지구 표면을 따라 이동할 때 신체에 높은 저항을 제공하지 않지만 수직으로 이동하기 어렵게 만듭니다. 대부분의 유기체에서 공중에 머무르는 것은 먹이를 흩어버리거나 탐색하는 것과 관련이 있습니다.

공기의 작은 양력은 육상 유기체의 제한 질량과 크기를 결정합니다. 지구 표면의 가장 큰 동물은 수중 환경의 거인보다 작습니다. 큰 포유류(현대 고래의 크기와 무게)는 자신의 무게로 인해 부서지기 때문에 육지에서 살 수 없습니다. 중생대의 거대한 도마뱀은 반 수생 생활 방식을 이끌었습니다. 또 다른 예: 100m에 달하는 높은 직립 세쿼이아 식물(Sequoja sempervirens)은 강력한 지지 목재를 가지고 있는 반면, 최대 50m까지 자라는 거대 갈조류 Macrocystis의 조체에서는 기계적 요소가 코어에서 매우 약하게 분리되어 있습니다. 탈러스의 일부.

낮은 공기 밀도는 움직임에 약간의 저항을 만듭니다. 이러한 대기 환경 속성의 생태학적 이점은 진화 과정에서 많은 육상 동물이 사용하여 비행 능력을 획득했습니다. 모든 육상 동물 종의 75%가 활동적인 비행이 가능합니다. 이들은 대부분 곤충과 새이지만 포유류와 파충류도 있습니다. 육상 동물은 주로 근육질의 도움으로 날아갑니다. 일부 동물은 기류를 사용하여 활공할 수도 있습니다.

대기의 하층에 존재하는 공기의 이동성으로 인해 기단의 수직 및 수평 이동, 특정 유형의 유기체의 수동 비행이 가능, 개발 무호흡증 --기류에 의한 정착. 기류에 의해 수동적으로 운반되는 유기체를 총칭하여 에어로플랑크톤,수중 환경의 플랑크톤 거주자와 유추하여. N.M.을 따라 수동 비행 체르노바, A.M. Bylovoy (1988) 유기체는 작은 몸 크기, 파생물로 인한 면적 증가, 강한 해부, 날개의 큰 상대적 표면, 거미줄 사용 등의 특별한 적응이 있습니다.

식물의 아네모코어 씨앗과 열매는 크기가 매우 작거나(예: 파이어위드 씨앗) 다양한 날개 모양(Acer pseudoplatanum 단풍나무)과 낙하산 모양(Taraxacum officinale dandelion) 부속지가 있습니다.

바람에 수분되는 식물은 꽃가루의 공기역학적 특성을 개선하는 여러 가지 적응 기능을 가지고 있습니다. 그들의 꽃 덮개는 일반적으로 줄어들고 꽃밥은 바람으로부터 보호되지 않습니다.

식물, 동물 및 미생물의 정착에서 주요 역할은 수직 기존 기류와 약한 바람에 의해 수행됩니다. 폭풍과 허리케인은 또한 육상 생물에 상당한 환경적 영향을 미칩니다. 종종 강한 바람, 특히 한 방향으로 부는 바람은 나무 가지, 줄기를 바람이 불어오는 쪽으로 휘게 하여 깃발 모양의 왕관 모양을 만듭니다.

강한 바람이 끊임없이 불고있는 지역에서는 일반적으로 작은 비행 동물의 종 구성이 좋지 않습니다. 왜냐하면 그들은 강력한 기류에 저항 할 수 없기 때문입니다. 따라서 꿀벌은 풍속이 7~8m/s일 때만 날아가고 진딧물은 바람이 매우 약하여 2.2m/s를 넘지 않을 때만 날아갑니다. 이 장소의 동물은 냉각 및 수분 손실로부터 신체를 보호하는 조밀한 덮개를 개발합니다. 바람이 지속적으로 부는 대양의 섬에서는 새, 특히 날지 못하는 곤충이 우세하며 날개가 없는 것은 하늘을 나는 것이 바람에 바다로 날아가 죽기 때문이다.

바람은 식물의 증산 강도를 변화시키며 공기를 건조시키는 건조한 바람에 특히 두드러지며 식물의 죽음을 초래할 수 있습니다. 수평 기류(바람)의 주요 생태학적 역할은 간접적이며 온도 및 습도와 같은 중요한 환경 요인이 육상 유기체에 미치는 영향을 강화하거나 약화시키는 것으로 구성됩니다. 바람은 동식물에 수분과 열을 더 많이 반환합니다.

바람이 불면 더위는 더 쉽게 견디고 서리는 더 견디기 어려우며 유기체의 건조와 냉각이 더 빨리 발생합니다.

육상 생물은 공기 밀도가 낮기 때문에 상대적으로 낮은 압력 조건에서 존재합니다. 일반적으로 육상 생물은 수생 생물보다 더 협착증(stenobatic)이 있는데, 그 이유는 주변 환경의 일반적인 압력 변동이 대기의 일부이기 때문입니다. 큰 키, 예를 들어 새는 정상의 1/3을 초과하지 않습니다.

공기의 가스 구성, 앞에서 이미 논의한 바와 같이 대기의 표층에서는 높은 확산 능력과 일정한 일정으로 인해 다소 균일합니다(산소 - 20.9%, 질소 - 78.1%, m.g 가스 - 1%, 이산화탄소 - 0.03부피%). 대류와 바람의 흐름에 의한 혼합. 동시에, 지역 소스에서 대기로 유입되는 기체, 액적-액체, 먼지(고체) 입자의 다양한 불순물은 종종 상당한 환경적 중요성을 갖습니다.

공기 중 지속적으로 높은 함량으로 인해 산소는 육상 환경에서 생명을 제한하는 요소가 아닙니다. 높은 산소 함량은 육상 유기체의 신진 대사 증가에 기여했으며 높은 산화 과정을 기반으로 동물의 상온 온도가 발생했습니다. 특정 조건하의 장소에서만 일시적인 산소 결핍이 생성됩니다(예: 썩어가는 식물 잔류물, 곡물, 밀가루 등).

공기 표층의 일부 영역에서 이산화탄소 함량은 상당히 중요한 한계 내에서 변할 수 있습니다. 따라서 대규모 산업 센터, 도시에 바람이 없으면 집중도가 10배 증가할 수 있습니다.

식물 광합성의 리듬으로 인해 표층의 탄산 함량의 매일 변화는 규칙적입니다(그림 17).

쌀. 17. 산림 공기 중 CO 2 농도의 수직 프로파일의 일일 변화(W. Lacher, 1978)

산림 공기 중 CO 2 농도의 수직 프로파일의 일일 변화의 예를 사용하여 주간에는 나무 수관 수준에서 광합성을 위해 이산화탄소가 소비되고 바람이 없으면 열악한 지역 여기에서 CO2(305ppm)가 형성되며 CO는 대기와 토양(토양 호흡)에서 들어갑니다. 밤에는 하층토층의 CO 2 농도가 증가하여 안정된 공기층이 형성됩니다. 이산화탄소의 계절적 변동은 살아있는 유기체, 주로 토양 미생물의 호흡 강도의 변화와 관련이 있습니다.

이산화탄소는 고농도에서 유독하지만 그러한 농도는 자연에서 드뭅니다. 낮은 함량의 CO 2는 광합성 과정을 억제합니다. 온실 및 온실(폐쇄된 지상 조건에서) 실행에서 광합성 속도를 증가시키기 위해 이산화탄소 농도가 종종 인위적으로 증가합니다.

지상 환경의 대부분의 거주자에게 공기 질소는 불활성 기체이지만 결절 박테리아, 아조토박테리아 및 클로스트리디아와 같은 미생물은 이를 결합하여 생물학적 순환에 관여시키는 능력이 있습니다.

대기의 물리적 및 화학적 오염의 주요 현대 원인은 인위적인 산업 및 운송 기업, 토양 침식 등입니다. 따라서 이산화황은 공기 부피의 50,000분의 1에서 100만분의 1의 농도로 식물에 유독합니다. 이끼류는 이미 환경에서 미량의 이산화황으로 죽습니다. 따라서 SO 2에 특히 민감한 식물은 종종 공기 중 함량의 지표로 사용됩니다. 일반적인 가문비나무와 소나무, 단풍나무, 린든, 자작나무는 연기에 민감합니다.

라이트 모드.지구 표면에 도달하는 방사선의 양은 해당 지역의 지리적 위도, 낮의 길이, 대기의 투명도 및 태양 광선의 입사각에 의해 결정됩니다. 다양한 기상 조건에서 태양 상수의 42-70%가 지표면에 도달합니다. 대기를 통과하는 태양 복사는 양적 측면뿐만 아니라 구성 측면에서도 많은 변화를 겪습니다. 단파 복사는 오존 스크린과 대기 산소에 의해 흡수됩니다. 적외선은 수증기와 이산화탄소에 의해 대기 중으로 흡수됩니다. 직접 또는 산란된 복사의 형태로 나머지는 지구 표면에 도달합니다.

직접 및 산란 태양 복사의 총합은 총 복사의 7에서 7n이며 흐린 날의 산란 복사는 100%입니다. 고위도에서는 확산 복사가 우세하고 열대 지방에서는 직접 복사가 우세합니다. 산란 방사선은 정오에 황적색 광선을 최대 80%, 직접적으로 30~40% 포함합니다. 맑은 날에 지구 표면에 도달하는 태양 복사는 가시광선(380 - 720nm) 45%와 적외선 45%입니다. 10%만이 자외선에 의해 설명됩니다. 대기의 먼지 함량은 방사선 체제에 상당한 영향을 미칩니다. 오염으로 인해 일부 도시에서는 조명이 도시 외부의 조명보다 15% 이하일 수 있습니다.

지구 표면의 조명은 매우 다양합니다. 그것은 모두 수평선 위의 태양 높이 또는 태양 광선의 입사각, 낮의 길이와 기상 조건, 대기의 투명도에 따라 다릅니다(그림 18).

쌀. 십팔. 수평선 위의 태양 높이에 따른 일사량 분포(A 1 - 높음, A 2 - 낮음)

빛의 강도도 시간과 시간에 따라 변동합니다. 지구의 일부 지역에서는 장파(빨간색)와 단파(파란색 및 자외선) 광선의 비율과 같이 빛의 품질도 동일하지 않습니다. 알려진 바와 같이 단파 광선은 장파 광선보다 대기에 더 많이 흡수되고 산란됩니다. 따라서 산악 지역에는 항상 더 많은 단파 태양 복사가 있습니다.

나무, 관목, 식물 작물은 지역을 그늘지게하고 특별한 미기후를 만들어 방사선을 약화시킵니다 (그림 19).

쌀. 십구.

A - 희귀 소나무 숲에서; B - 옥수수 작물에서 들어오는 광합성 활성 방사선에서 6--12%가 재배 표면에서 반사(R)

따라서 다른 서식지에서는 방사선의 강도뿐만 아니라 스펙트럼 구성, 식물의 조명 지속 시간, 강도가 다른 빛의 공간적 및 시간적 분포 등이 다릅니다. 하나 또는 다른 광 체제를 가진 지상 환경도 다양합니다. . 앞에서 언급했듯이 빛과 관련하여 세 가지 주요 식물 그룹이 구별됩니다. 빛을 사랑하는(헬리오파이트), 그늘을 좋아하는(Sciophytes) 및 그늘에 강한.빛을 좋아하는 식물과 그늘을 좋아하는 식물은 생태학적 최적의 위치가 다릅니다.

빛을 좋아하는 식물에서는 완전한 햇빛 영역에 있습니다. 강한 음영은 우울한 영향을 미칩니다. 이들은 토지 또는 조명이 밝은 대초원 및 초원 풀 (초목의 상위 계층), 암석 이끼, 낙엽 활엽수림의 이른 봄 초본 식물, 열린 땅과 잡초의 대부분 재배 식물 등의 식물입니다. 그늘을 좋아하는 식물은 낮은 조명에서 최적이며 강한 조명을 견딜 수 없습니다. 이들은 주로 복잡한 식물 군집의 낮은 음영 계층이며, 음영은 키가 큰 식물과 동거에 의한 빛의 "차단"의 결과입니다. 여기에는 많은 실내 및 온실 식물이 포함됩니다. 대부분의 경우 이들은 열대림 착생식물의 초본 덮개 또는 식물군의 토착종입니다.

빛에 대한 생태학적 곡선은 또한 그늘에 내성이 있는 것들에서 다소 비대칭입니다. 왜냐하면 그것들은 완전한 빛에서 더 잘 성장하고 발달하지만 또한 저조도에도 잘 적응하기 때문입니다. 육상 환경에서 흔하고 매우 유연한 식물 그룹입니다.

지상 공기 환경의 식물은 해부학 적 형태, 생리학 등 빛 체제의 다양한 조건에 대한 적응을 개발했습니다.

해부학적 및 형태학적 적응의 좋은 예는 다양한 조명 조건에서 모양의 변화입니다. 예를 들어 식물의 잎날의 크기가 같지 않은 것은 체계적인 위치와 관련되어 있지만 다른 조명 조건에서 사는 것입니다(초원 종 - Campanula patula 및 숲 - C trachelium, field 바이올렛 -- Viola arvensis, 들판, 초원, 숲 가장자리 및 숲 제비꽃 -- V. mirabilis), 그림. 이십.

쌀. 이십. 식물 서식지 조건에 따른 잎 크기 분포: 습한 것에서 건조한 것, 그늘에서 맑은 것까지

메모.음영 처리된 영역은 자연의 일반적인 조건에 해당합니다.

빛의 과잉 및 부족 조건에서 공간에 있는 식물의 잎날 배열은 크게 다릅니다. heliophyte 식물에서 잎은 가장 "위험한"낮 시간 동안 방사선의 도달을 줄이는 방향으로 향합니다. 잎자루는 수직으로 또는 수평면에 대해 큰 각도로 위치하므로 낮에는 잎이 대부분 활공광선을 받습니다(그림 21).

이것은 많은 대초원 식물에서 특히 두드러집니다. 소위 "나침반" 식물(야생 상추 - Lactuca serriola 등)에서 받은 방사선의 약화에 대한 흥미로운 적응. 야생 상추의 잎은 북쪽에서 남쪽으로 같은 평면에 있으며 정오에 잎 표면에 방사선이 도달하는 것은 최소화됩니다.

그늘에 강한 식물에서 잎은 입사 방사선의 최대량을 받도록 배열됩니다.

쌀. 21.

1,2 - 경사각이 다른 잎; S 1 , S 2 - 직접 복사의 흐름; S total -- 식물의 총 섭취량

종종 그늘에 강한 식물은 보호 운동이 가능합니다. 강한 빛이 잎에 닿을 때 잎의 위치를 ​​바꿉니다. 접힌 oxalis 잎이 있는 잔디 덮개의 플롯은 빛의 큰 태양 부분의 위치와 비교적 정확하게 일치합니다. 태양 복사의 주요 수신기인 잎의 구조에서 많은 적응 기능을 확인할 수 있습니다. 예를 들어, 많은 heliophytes에서 잎 표면은 햇빛의 반사 (빛나는 - 월계수에서, 가벼운 털이 많은 코팅으로 덮인 - 선인장, 유초에서) 또는 그 효과를 약화 (두꺼운 표피, 밀도가 높은 사춘기)에 기여합니다. 잎의 내부 구조는 palisade 조직의 강력한 발달, 작고 가벼운 엽록체가 다수 존재하는 것이 특징입니다 (그림 22).

과도한 빛에 대한 엽록체의 보호 반응 중 하나는 방향을 바꾸고 세포 내에서 움직이는 능력이며, 이는 가벼운 식물에서 두드러집니다.

밝은 빛에서 엽록체는 세포에서 훌륭한 위치를 차지하고 광선 방향의 "가장자리"가 됩니다. 저조도에서는 세포에 널리 분포하거나 하부에 축적됩니다.

쌀. 22.

1 - 주목; 2 - 낙엽송; 3 - 발굽; 4 - 봄 chistyak (T. K. Goryshina, E. G. Springs, 1978에 따름)

생리적 적응지상 공기 환경의 조명 조건에 식물은 다양한 중요한 기능을 다룹니다. 빛을 좋아하는 식물의 성장 과정은 그늘진 식물에 비해 빛의 부족에 더 민감하게 반응한다는 것이 입증되었습니다. 결과적으로 줄기의 증가된 신장이 관찰되어 식물이 식물 군집의 상위 계층으로 빛을 뚫고 통과하는 데 도움이 됩니다.

빛에 대한 주요 생리적 적응은 광합성 분야에 있습니다. 일반적인 형태로 빛의 세기에 따른 광합성의 변화를 "광합성 광도곡선"으로 표현한다. 다음 매개변수는 생태학적으로 중요합니다(그림 23).

• 1. 곡선과 y축의 교차점(그림 23, ㅏ)완전한 어둠 속에서 식물 가스 교환의 크기와 방향에 해당합니다. 광합성이 없고 호흡이 이루어지므로(흡수가 아니라 CO 2 방출) 점은 가로축 아래에 있습니다.
• 2. 가로축과 광곡선의 교차점(그림 23, 비)"보상점", 즉 광합성(CO 2 흡수)이 호흡(CO 2 방출)의 균형을 이루는 빛의 강도를 특징으로 합니다.
• 3. 빛이 증가함에 따라 광합성의 강도는 특정 한계까지만 증가하고 일정하게 유지됩니다. 광합성의 광 곡선은 "포화 고원"에 도달합니다.

쌀. 23.

A - 일반 계획; B - 빛을 좋아하는(1) 식물과 그늘에 강한(2) 식물에 대한 곡선

무화과에. 23, 변곡 영역은 조건부로 부드러운 곡선으로 표시되며, 그 틈은 점에 해당합니다. V.가로축(점 d)의 점 c 투영은 "포화" 광 강도, 즉 그 이상에서 광합성의 강도를 증가시키지 않는 값을 특징으로 합니다. Y축에 투영(점 이자형)주어진 지상 공기 환경에서 주어진 종에 대한 가장 높은 광합성 강도에 해당합니다.

4. 광 곡선의 중요한 특성은 횡축에 대한 경사각(a)이며, 이는 방사선이 증가함에 따라 광합성이 증가하는 정도를 반영합니다(상대적으로 광도가 낮은 영역에서).

식물은 빛에 대한 반응에서 계절적 역학을 보여줍니다. 따라서 숲의 이른 봄에 새로 나타난 털이 많은 쐐기풀 (Carex pilosa)의 잎은 20-25,000 럭스에 대한 광합성의 광포화 고원을 가지며, 이러한 종의 여름 음영 동안 광합성 의존도 곡선 즉, 잎은 약한 빛을 보다 효율적으로 사용할 수 있는 능력을 갖게 되며, 잎이 없는 봄 숲의 캐노피 아래에서 월동한 이 동일한 잎은 다시 광합성의 "빛" 특성을 드러냅니다.

빛이 급격히 부족한 생리적 적응의 독특한 형태는 식물의 광합성 능력 상실, 기성 유기 물질로 종속 영양 영양으로의 전환입니다. 때로는 그늘진 가문비 나무 숲의 난초 (Goodyera repens, Weottia nidus avis), 수생 벌레 (Monotropa hypopitys)와 같은 식물의 엽록소 손실로 인해 그러한 전환이 되돌릴 수 없게되었습니다. 그들은 나무 종과 다른 식물에서 얻은 죽은 유기물을 먹고 산다. 이 영양 방법을 부영양화라고하며 식물은 부생식물.

밤낮으로 활동하는 대다수의 육상 동물에게 시각은 방향 지정 방법 중 하나이며 먹이를 찾는 데 중요합니다. 많은 동물 종에도 색각이 있습니다. 이와 관련하여 동물, 특히 희생자는 적응 기능을 개발했습니다. 여기에는 보호, 마스킹 및 경고 착색, 보호 유사, 모방 등이 포함됩니다. 고등 식물의 밝은 색 꽃의 모양은 또한 수분 조절자의 시각 장치의 기능 및 궁극적으로 환경의 조명 체제와 관련이 있습니다.

물 정권.수분 결핍은 생명의 지상 공기 환경의 가장 중요한 특징 중 하나입니다. 육상 생물의 진화는 수분의 추출과 보존에 적응함으로써 일어났다. 육지의 환경 습도 모드는 수증기로 공기가 완전하고 일정하게 포화되는 것부터 매년 수천 밀리미터의 강수량이 떨어지는 것(적도 및 몬순 열대 기후 지역)에서 건조한 공기가 거의 완전히 없는 것까지 다양합니다. 사막의. 따라서 열대 사막에서는 연간 평균 강우량이 100mm 미만이며 매년 비가 오지 않습니다.

같은 양의 강수량이 사막 기후(아열대 지역)와 매우 습한(북극 지역) 특성을 나타낼 수 있기 때문에 연간 강수량이 유기체의 물 가용성을 항상 평가할 수 있는 것은 아닙니다. 강수량과 증발의 비율(자유수면에서 연간 총 증발)이 중요한 역할을 하며, 이는 지구의 다른 지역에서도 동일하지 않습니다. 이 값이 연간 강수량을 초과하는 지역을 호출합니다. 건조한(건조한, 건조한). 예를 들어, 여기에서 식물은 대부분의 성장 기간 동안 수분 부족을 경험합니다. 식물에 수분이 공급되는 영역을 습한,또는 젖은. 종종 과도기 영역도 있습니다. 반건조(반건조).

평균 연간 강수량과 온도에 대한 식생의 의존성은 그림 1에 나와 있습니다. 24.

쌀. 24.

1 - 열대 우림; 2 - 낙엽 활엽수림; 3 - 대초원; 4 - 사막; 5 - 침엽수림; 6 -- 북극 및 산악 툰드라

육상 유기체의 물 공급은 강수 체제, 저수지의 존재, 토양 수분 보유량, 지하수의 근접성에 달려 있습니다. 이것은 다양한 물 공급 체제에 ​​대한 육상 유기체의 많은 적응 개발에 기여했습니다.

무화과에. 25 왼쪽에서 오른쪽으로 액포가 없는 세포가 있는 물에 사는 하부 조류에서 1차 poikilohydric 육상 조류로의 전환, 수생 녹지 및 charophyte algae에서 액포 형성, 액포가 있는 talophytes에서 homoiohydric cormophytes로의 전환을 보여줍니다. - 수생식물은 여전히 ​​습도가 높은 공기가 있는 서식지로 제한되며, 건조한 서식지에서는 이끼가 2차적으로 poikilohydric 상태가 됩니다. 양치류와 속씨식물(그러나 겉씨식물은 아님)에는 2차 poikilohydric 형태도 있습니다. 대부분의 잎이 많은 식물은 증산과 세포의 강한 공포화에 대한 표피 보호의 존재로 인해 동종이수성입니다. 동식물의 친수성은 지상 공기 환경에서만 나타나는 특성이라는 점에 유의해야 합니다.

쌀. 2

강수(비, 우박, 눈)는 물을 제공하고 수분을 저장하는 것 외에도 종종 또 다른 생태학적 역할을 합니다. 예를 들어, 폭우가 내리면 토양은 수분을 흡수할 시간이 없고 물은 강한 물줄기로 빠르게 흐르고 종종 뿌리가 약한 식물, 작은 동물 및 비옥한 토양을 호수와 강으로 운반합니다. 범람원에서 비가 홍수를 일으켜 그곳에 사는 동식물에 악영향을 미칠 수 있습니다. 주기적으로 범람하는 장소에서는 독특한 범람원 동물군과 식물군이 형성됩니다.

우박은 또한 식물과 동물에 부정적인 영향을 미칩니다. 이 자연 재해로 인해 일부 밭의 농작물이 완전히 파괴되는 경우가 있습니다.

적설의 생태학적 역할은 다양합니다. 재생 싹이 토양 또는 표면 근처에 있는 식물의 경우 눈은 많은 작은 동물의 단열 덮개 역할을 하여 낮은 겨울 온도로부터 보호합니다. -14°C 이상의 서리, 20cm의 눈 아래에서 토양 온도는 0.2°C 아래로 떨어지지 않습니다. 깊은 눈 덮개는 잎을 흘리지 않고 눈 아래로 들어가는 Veronica officinalis, 야생 발굽 등과 같은 식물의 녹색 부분이 얼지 않도록 보호합니다. 작은 육상 동물은 겨울에 활동적인 생활 방식을 이끌고 눈 아래와 두께에 수많은 통로 갤러리를 둡니다. 눈 덮인 겨울에 강화 식품이 있는 곳에서 설치류(나무 및 노랑목쥐, 여러 들쥐, 물쥐 등)가 번식할 수 있습니다. 뇌조, 자고새, 검은 뇌조는 심한 서리의 눈 아래에 숨어 있습니다.

큰 동물의 경우, 겨울 눈 덮인 곳은 특히 표면에 얼음 껍질이 형성될 때 먹이를 찾아 돌아다니는 것을 종종 방지합니다. 따라서 무스 (Alces alces)는 최대 50cm 깊이의 눈 층을 자유롭게 극복하지만 작은 동물은 사용할 수 없습니다. 종종 눈이 내리는 겨울 동안 노루와 멧돼지의 죽음이 관찰됩니다.

많은 양의 강설은 또한 식물에 부정적인 영향을 미칩니다. 눈이 내리거나 눈이 내리는 형태의 기계적 손상 외에도 두꺼운 눈은 식물을 약화시키고 눈이 녹는 동안 특히 긴 봄에 식물을 젖게 할 수 있습니다.

쌀. 26.

동식물은 눈이 거의 내리지 않는 겨울에 강한 바람과 함께 저온에 시달린다. 따라서 눈이 거의 내리지 않는 해에는 쥐 같은 설치류, 두더지 및 기타 작은 동물이 죽습니다. 동시에 겨울에 눈 형태의 강수량이 내리는 위도에서 동식물은 역사적으로 다양한 해부학적, 형태학적, 생리학적, 행동적 및 기타 특징을 발달시켜 눈이나 표면의 생활에 적응했습니다. 예를 들어, 일부 동물의 경우 겨울에 다리를 지지하는 표면이 거친 털(그림 26), 깃털 및 각질 보호막으로 오염되어 증가합니다.

다른 사람들은 이동하거나 비활성 상태(수면, 최대 절전 모드, 휴지기)로 떨어집니다. 많은 동물들이 특정 유형의 사료를 먹도록 전환합니다.

쌀. 5.27.

하얀 눈 덮개는 검은 동물을 드러냅니다. 흰색과 툰드라 자고새, 어민(그림 27), 산토끼, 족제비, 북극여우의 계절별 색상 변화는 의심할 여지 없이 배경색과 일치하도록 위장을 선택하는 것과 관련이 있습니다.

강수는 유기체에 대한 직접적인 영향 외에도 하나 또는 다른 공기 습도를 결정하며, 이미 언급했듯이 물 교환의 강도에 영향을 미치기 때문에 식물과 동물의 삶에서 중요한 역할을 합니다. 동물의 신체 표면으로부터의 증발과 식물의 증산이 더 강할수록 공기는 수증기로 덜 포화됩니다.

높은 식물에서 비의 형태로 떨어지는 액적 수분의 공중 부분에 의한 흡수는 공기 중의 수증기 수분뿐만 아니라 잎과 기근의 전체 표면에서 수분을 흡수하는 열대림의 착생식물에서 발생합니다. 공기 중의 수증기 수분은 saxaul - Halaxylon persicum, H. aphyllum과 같은 일부 관목과 나무의 가지를 흡수할 수 있습니다. 더 높은 포자와 특히 더 낮은 식물에서, 공기 부분에 의한 수분 흡수는 일반적인 방법으로물 공급 (이끼, 이끼 등). 이끼 수분 부족으로 지의류는 공기 건조에 가까운 상태에서 오랫동안 생존 할 수 있으며 정지 된 애니메이션에 빠지게됩니다. 하지만 비가 오자마자 이 식물들은 수분을 빠르게 흡수합니다. 지상 유닛, 부드러움을 얻고, 긴장을 회복하고, 광합성 및 성장 과정을 재개합니다.

습도가 높은 육상 서식지의 식물은 종종 과도한 수분을 제거해야 합니다. 일반적으로 이것은 토양이 잘 예열되고 뿌리가 물을 적극적으로 흡수하고 증산이 없을 때 발생합니다(아침이나 안개가 낀 동안, 공기 습도가 100%일 때).

과도한 수분은 다음과 같이 제거됩니다. 배짱 --이것은 가장자리를 따라 또는 잎의 끝에 위치한 특수 배설 세포를 통한 물의 방출입니다(그림 28).

쌀. 28.

1 - 시리얼, 2 - 딸기, 3 - 튤립, 4 - 유채, 5 - Sarmatian bellevalia, 6 - 클로버

hygrophytes뿐만 아니라 많은 mesophytes도 소화가 가능합니다. 예를 들어, 소화관은 우크라이나 대초원의 모든 식물 종의 절반 이상에서 발견되었습니다. 많은 초원 풀은 토양 표면을 축축하게 하기 위해 너무 강하게 내장을 빼냅니다. 이것이 동식물이 강수량의 계절적 분포, 양과 자연에 적응하는 방법입니다. 이것은 식물과 동물의 구성, 발달주기의 특정 단계의 흐름 타이밍을 결정합니다.

습도는 또한 온도가 변할 때 공기의 표층에서 종종 발생하는 수증기의 응결에 의해 영향을 받습니다. 저녁에 기온이 떨어지면 이슬이 맺힙니다. 종종 이슬은 식물을 풍부하게 적시고 토양으로 흘러 들어가 공기 습도를 증가시키고 살아있는 유기체에 유리한 조건을 만드는 양으로 떨어집니다. 특히 다른 강수가 거의 없을 때 그렇습니다. 식물은 이슬을 내리는 데 기여합니다. 밤에 냉각되면 수증기가 스스로 응축됩니다. 습도 체계는 안개, 두꺼운 구름 및 기타 자연 현상의 영향을 크게 받습니다.

수분 요인으로 식물의 서식지를 정량적으로 특성화 할 때 공기뿐만 아니라 토양의 수분 함량과 분포를 반영하는 지표가 사용됩니다. 지하수,또는 토양 수분은 식물의 주요 수분 공급원 중 하나입니다. 토양의 물은 조각난 상태로 다양한 크기와 모양의 공극에 산재되어 있으며 토양과의 계면이 크며 많은 양이온과 음이온을 함유하고 있습니다. 따라서 토양 수분은 물리적 및 화학적 특성이 불균일합니다. 토양에 포함된 모든 물을 식물이 사용할 수 있는 것은 아닙니다. 식물의 물리적 상태, 이동성, 가용성 및 중요성에 따라 토양수는 중력, 흡습성 및 모세관으로 나뉩니다.

토양은 또한 수분이 없는 모든 공극을 차지하는 수증기 수분을 함유하고 있습니다. 이것은 거의 항상(사막 토양 제외) 포화 수증기입니다. 온도가 0 ° C 아래로 떨어지면 토양 수분이 얼음으로 변합니다(처음에는 자유수, 더 냉각되면 결합수의 일부).

토양이 보유할 수 있는 총 물의 양(과량의 물을 추가한 다음 물방울이 멈출 때까지 대기하여 결정)이라고 합니다. 필드 용량.

결과적으로, 토양에 있는 물의 총량은 식물에 수분을 제공하는 정도를 특성화할 수 없습니다. 그것을 결정하기 위해서는 시들음 계수를 총 물의 양에서 빼야 합니다. 그러나 물리적으로 접근 가능한 토양수는 낮은 토양 온도, 토양수 및 토양 공기의 산소 부족, 토양 산성도 및 토양수에 용해된 높은 농도의 무기염으로 인해 식물이 생리학적으로 항상 이용할 수 있는 것은 아닙니다. 뿌리에 의한 수분 흡수와 잎에 의한 방출 사이의 불일치는 식물의 시들음으로 이어진다. 지상 부분뿐만 아니라 식물의 뿌리 시스템의 발달은 생리학적으로 이용 가능한 물의 양에 달려 있습니다. 건조한 토양에서 자라는 식물에서 뿌리 시스템은 일반적으로 젖은 토양보다 더 분지되고 더 강력합니다 (그림 29).

쌀. 29.

1 - 많은 양의 강수량; 2 - 평균; 3 -- 작은

토양 수분의 원천 중 하나는 지하수입니다. 낮은 수준에서 모세관 물은 토양에 도달하지 않으며 수계에 영향을 미치지 않습니다. 강수만으로 토양을 습윤시키면 수분 함량이 크게 변동하여 식물에 부정적인 영향을 미치는 경우가 많습니다. 너무 높은 수준의 지하수는 토양의 침수, 산소 고갈 및 미네랄 염의 농축으로 이어지기 때문에 해로운 영향을 미칩니다. 날씨의 변화에 ​​관계없이 일정한 토양 수분은 최적의 지하수를 제공합니다.

온도 체제. 순도 검증 각인지상 공기 환경은 온도 변동의 넓은 범위입니다. 대부분의 육지 지역에서 일일 및 연간 온도 진폭은 수십 도입니다. 기온의 변화는 사막과 아한대 대륙 지역에서 특히 중요합니다. 예를 들어, 중앙 아시아 사막의 계절별 온도 범위는 68--77°C이고 일교차는 25--38°C입니다. Yakutsk 부근의 1월 평균 기온은 -43°C이고, 7월 평균 기온은 +19°C이며, 연간 편차는 -64 ~ +35°C입니다. Trans-Urals에서 기온의 연간 과정은 날카 롭고 다른 해의 겨울과 봄철 온도의 큰 변동성과 결합됩니다. 가장 추운 달은 1월이고, 평균 기온은 -16 ~ -19°C이며, 어떤 해에는 -50°C까지 떨어지며, 가장 따뜻한 달은 7월로 기온이 17.2 ~ 19.5°C입니다. 최대 플러스 온도는 38~41°C입니다.

토양 표면의 온도 변동은 훨씬 더 중요합니다.

육상 식물은 토양 표면에 인접한 영역, 즉 입사 광선이 한 매체에서 다른 매체로 또는 다른 방식으로 투명에서 불투명으로 전환되는 "인터페이스"에 인접한 영역을 차지합니다. 이 표면에 특별한 열 체제가 생성됩니다. 낮에는 열선 흡수로 인한 강한 가열, 밤에는 복사로 인한 강한 냉각. 여기에서 공기의 표층은 가장 급격한 일일 온도 변동을 경험하며, 이는 맨땅에서 가장 두드러집니다.

예를 들어, 식물 서식지의 열 영역은 캐노피에서 직접 측정된 온도를 기반으로 특성화됩니다. 초본 군락에서 측정은 초본의 내부와 표면에서 이루어지며 특정 수직 온도 구배가 있는 숲에서는 다양한 높이의 여러 지점에서 측정됩니다.

육상 유기체의 환경 온도 변화에 대한 저항은 다르며 그들이 사는 특정 서식지에 따라 다릅니다. 따라서 육지의 잎이 많은 식물은 대부분 넓은 온도 범위에서 자랍니다. 활성 상태에서의 수명 간격은 일반적으로 5°C에서 55°C까지 연장되며, 5°C에서 40°C 사이에서 이러한 식물은 생산적입니다. 뚜렷한 일교차를 특징으로 하는 대륙 지역의 식물은 밤이 낮보다 10-15°C 낮을 때 가장 잘 자랍니다. 이것은 온도 차이가 5-10 ° C이고 진폭이 훨씬 작은 열대 식물 (약 3 ° C)의 대부분의 온대 식물에 적용됩니다 (그림 30).

쌀. 서른.

온열 유기체에서 온도(T)가 증가하면 발달 기간(t)이 점점 더 빠르게 감소합니다. 현상 속도 Vt는 공식 Vt로 표현할 수 있습니다. = 100/t.

특정 발달 단계를 달성하려면(예: 곤충에서 - 알에서), 즉 상상의 단계인 번데기는 항상 일정한 온도의 합이 필요합니다. 유효 온도(발달 영점 위의 온도, 즉 T--To)와 발달 기간(t)의 곱은 종 고유의 값을 제공합니다. 열 상수개발 c=t(T-To). 이 방정식을 사용하면 예를 들어 식물 해충과의 싸움이 효과적인 특정 발달 단계의 발병 시간을 계산할 수 있습니다.

온열 유기체인 식물은 자체적으로 안정된 체온을 가지고 있지 않습니다. 그들의 온도는 열 균형, 즉 에너지의 흡수와 반환 비율에 의해 결정됩니다. 이 값은 환경(방사선 도달의 크기, 주변 공기의 온도 및 그 움직임)과 식물 자체(식물의 색상 및 기타 광학 특성, 잎의 크기 및 배열)의 많은 특성에 따라 다릅니다. , 등.). 주요 역할은 뜨거운 서식지에서 식물의 강한 과열을 방지하는 증산의 냉각 효과에 의해 수행됩니다. 위의 이유 때문에 식물의 온도는 일반적으로 주변 공기의 온도와 (종종 상당히 크게) 다릅니다. 세 가지 상황이 가능합니다. 식물의 온도가 주변 온도보다 높거나 그보다 낮거나 같거나 매우 가깝습니다. 기온에 비해 식물 온도의 초과는 강하게 온난화될 뿐만 아니라 더 추운 서식지에서도 발생합니다. 이것은 태양 복사의 흡수를 증가시키는 식물의 어두운 색 또는 기타 광학적 특성과 증산을 줄이는 해부학적 및 형태학적 특징에 의해 촉진됩니다. 북극 식물은 눈에 띄게 가열될 수 있습니다(그림 31).

또 다른 예는 드워프 버드나무(알래스카의 Salix arctica)로, 낮에는 2~11도, 극지방의 "24시간 내내" 밤에도 잎이 공기보다 1도 더 따뜻합니다. 3°C

이른 봄의 천체력, 이른바 "스노우드롭(snowdrops)"의 경우, 잎의 가열은 화창하지만 ​​여전히 추운 봄날에 상당히 강렬한 광합성의 가능성을 제공합니다. 추운 서식지 또는 계절적 온도 변동과 관련된 서식지의 경우 생리학적 과정이 특정 한계 내에서 주변 열 배경과 독립적이기 때문에 식물 온도의 증가는 생태학적으로 매우 중요합니다.

쌀. 31.

오른쪽 - 생물권에서의 생명 과정의 강도: 1 - 가장 차가운 공기층; 2 -- 새싹 성장의 상한선; 3, 4, 5 - 생명 과정의 가장 큰 활동 영역과 유기물의 최대 축적 영역; 6 - 영구 동토층의 수준과 발근의 하한선; 7 -- 토양 온도가 가장 낮은 지역

주변 공기에 비해 식물 온도의 감소는 식물의 잎 표면이 크게 감소하고 강화된 증산이 과도한 열을 제거하고 예방하는 데 도움이 되는 지구(사막, 대초원)의 강하게 조명되고 가열된 지역에서 가장 자주 관찰됩니다. 과열. 일반적으로 더운 서식지에서는 식물의 지상 부분의 온도가 낮고 추운 서식지에서는 기온보다 높다고 말할 수 있습니다. 식물의 온도와 주변 공기의 온도의 일치는 덜 일반적입니다. 예를 들어 숲의 캐노피 아래 초본 식물과 같이 강한 복사 및 집중적 증산의 유입을 배제한 조건에서 열린 공간- 흐리거나 비가 오는 날씨에.

일반적으로 육상 유기체는 수생 유기체보다 더 urythermic입니다.

지상 공기 환경에서 생활 조건은 존재로 인해 복잡합니다. 날씨 변화.날씨는 최대 약 20km(대류권 경계)까지의 지표 근처에서 지속적으로 변화하는 대기 상태입니다. 날씨의 변동성은 기온과 습도, 흐림, 강수, 바람의 세기와 풍향 등과 같은 환경적 요인의 조합이 지속적으로 변하는 것으로 나타난다(그림 32).

쌀. 32.

연간주기의 규칙적인 교대와 함께 기상 변화는 비주기적인 변동을 특징으로하며 이는 육상 유기체의 존재 조건을 상당히 복잡하게 만듭니다. 무화과에. 도 33에서, 코들링 나방 Carpocapsa pomonella의 애벌레의 예를 사용하여 온도 및 상대 습도에 대한 사망률의 의존성을 보여줍니다.

쌀. 33.

동일한 사망률의 곡선은 동심원이며 최적 영역은 상대 습도 55% 및 95% 및 온도 21°C 및 28°C에 의해 제한됩니다.

식물의 빛, 온도 및 공기 습도는 일반적으로 최대가 아니라 기공의 평균 개방 정도를 결정합니다. 기공의 개방에 도움이 되는 모든 조건의 일치는 거의 발생하지 않기 때문입니다.

장기 기상 체제는 다음을 특징으로합니다. 지역의 기후.기후의 개념에는 기상 현상의 평균값뿐만 아니라 연간 및 일별 변동, 편차 및 빈도가 포함됩니다. 기후는 그 지역의 지리적 조건에 의해 결정됩니다.

주요 기후 요인은 강수량과 수증기로 공기의 포화도로 측정되는 온도와 습도입니다. 따라서 바다에서 멀리 떨어진 국가에서는 습한 기후에서 가끔 또는 주기적으로 건조 기간이 있는 반건조 중간 지대를 거쳐 장기간 가뭄, 토양 및 물의 염분화를 특징으로 하는 건조 지역으로 점진적으로 전환됩니다(그림 2). 34).

쌀. 34.

메모:강수량 곡선이 상승하는 증발선을 가로지르는 곳에서 습한(왼쪽) 기후와 건조한(오른쪽) 기후 사이에 경계가 있습니다. 검은색은 부식질 지평선을 나타내고 해칭은 illuvial 지평선을 나타냅니다.

각 서식지는 특정 생태적 기후, 즉 대기 표층의 기후 또는 생태 기후.

식생은 기후 요인에 큰 영향을 미칩니다. 따라서 숲의 캐노피 아래에서는 공기의 습도가 항상 높고 온도 변동이 빈터보다 적습니다. 이 장소의 조명 체제도 다릅니다. 다른 식물 협회에서 빛, 온도, 습도의 자체 체제가 형성됩니다. 식물 기후.

생태기후 또는 식물기후 데이터는 주어진 서식지의 기후 조건을 완전히 특성화하기에 항상 충분하지 않습니다. 환경의 국부적 요소(기복, 노출, 초목 등)는 특정 지역의 기후 조건과 크게 다를 수 있는 방식으로 특정 지역의 빛, 온도, 습도 및 공기 이동 체제를 매우 자주 변경합니다. . 지표 공기층에서 형태를 취하는 국부적 기후 변화를 소기후.예를 들어, 나무 껍질 아래에 사는 곤충 유충을 둘러싼 생활 조건은 이 나무가 자라는 숲과 다릅니다. 트렁크 남쪽의 온도는 북쪽의 온도보다 10-15°C 더 높을 수 있습니다. 동물이 서식하는 굴, 나무의 움푹 들어간 곳, 동굴은 안정된 미기후를 가지고 있습니다. 생태 기후와 미기후 사이에는 명확한 차이점이 없습니다. 생태 기후는 넓은 지역의 기후이고 미기후는 개별 작은 지역의 기후라고 믿어집니다. 미기후는 특정 영토, 지역의 살아있는 유기체에 영향을 미칩니다 (그림 35).

쌀. 삼

위 - 남쪽 노출의 잘 가열 된 경사;

아래 - plakor의 수평 섹션(꽃 구성은 두 섹션에서 동일함)

많은 미기후의 한 지역에 존재하는 것은 외부 환경에 대한 다양한 요구 사항을 가진 종의 공존을 보장합니다.

지리적 구역 및 구역.지구상의 생물 분포는 지리적 영역 및 영역과 밀접한 관련이 있습니다. 벨트에는 위도 방향 타격이 있으며, 물론 이는 주로 복사 장벽과 대기 순환의 특성 때문입니다. 지구 표면에는 대륙과 바다에 분포하는 13개의 지리적 영역이 구별됩니다(그림 36).

쌀. 36.

이것들은 마치 북극, 남극, 아북극, 아남극,북부와 남부 보통의,북부와 남부 아북극,북부와 남부 열렬한,북부와 남부 적도 아래의그리고 매우 무더운.벨트 내부 할당 지리적 영역,여기에서 복사 조건과 함께 지표면의 습윤화와 주어진 구역의 열과 습기 특성의 비율이 고려됩니다. 수분 공급이 완벽하게 이루어지는 바다와 달리 대륙에서는 열과 수분의 비율이 큰 차이를 보일 수 있습니다. 여기에서 지리적 영역은 대륙과 바다로 확장되고 지리적 영역은 대륙으로만 확장됩니다. 구별하다 위도그리고 자오선또는 경도 자연 지대.전자는 서쪽에서 동쪽으로, 후자는 북쪽에서 남쪽으로 뻗어 있습니다. 경도에 따라 위도 영역은 다음과 같이 세분됩니다. 하위 구역,그리고 위도에서 지방.

자연 구역 설정 교리의 창시자는 V. V. Dokuchaev(1846-1903)로, 그는 구역 설정을 자연의 보편적 법칙으로 입증했습니다. 생물권 내의 모든 현상은 이 법칙의 적용을 받습니다. 구역 설정의 주요 이유는 지구의 모양과 태양에 대한 위치입니다. 지구에서의 열분포는 위도 외에 기복의 성질과 해발고도, 육지와 바다의 비율, 해류 등에 의해 영향을 받는다.

그 후, A. A. Grigoriev와 M. I. Budyko에 의해 지구의 구역 설정을 위한 방사선 기지가 개발되었습니다. 다양한 지리적 영역에 대한 열과 습기 비율의 정량적 특성을 설정하기 위해 몇 가지 계수를 결정했습니다. 열과 수분의 비율은 증발 잠열과 강수량의 양에 대한 표면의 복사 균형의 비율(건조의 복사 지수)로 표시됩니다. 주기적인 지리적 구역 설정법(A. A. Grigorieva - M. I. Budyko)이라는 법률이 제정되었습니다. 지리적 영역의 변경으로 인해 유사한 지리적(풍경, 자연) 영역 및 일부 일반 속성은 주기적으로 반복됩니다.

각 구역은 특정 범위의 가치 지표(지형학적 과정의 특별한 특성, 특별한 유형의 기후, 식생, 토양 및 야생 동물)로 제한됩니다. 구 소련의 영토에서 다음과 같은 지리적 영역이 기록되었습니다. 얼음, 툰드라, 숲 - 툰드라, 타이가, 혼합 숲. 러시아 평원, 극동의 몬순 혼합 숲, 산림 대초원, 대초원, 반 사막, 온대 사막, 아열대 사막, 지중해 및 습한 아열대.

유기체의 가변성과 지구상의 구역 분포에 대한 중요한 조건 중 하나는 환경의 화학적 구성의 가변성입니다. 이와 관련하여 A.P. Vinogradov의 가르침은 생지화학적 지방,이는 생물권의 기후, 식물지리학적, 지구화학적 구역뿐만 아니라 토양의 화학적 조성의 구역에 의해 결정됩니다. 생지화학적 지역은 지역 동식물의 특정 생물학적 반응과 관련된 화학 화합물의 함량(토양, 물 등)이 다른 지표면의 영역입니다.

수평적 구역과 함께 육지 환경이 명확하게 나타납니다. 고지대또는 세로설명.

산악 국가의 식생은 인접한 평야보다 풍부하며 고유 형태의 분포가 증가하는 것이 특징입니다. 따라서 O.E. Agakhanyants(1986)에 따르면 코카서스의 식물군에는 6350종이 포함되며 그 중 25%가 고유종입니다. 중앙 아시아 산지의 식물상은 5,500종으로 추산되며 그 중 25-30%가 고유종이며 남부 사막의 인접한 평야에는 200종의 식물종이 있습니다.

산을 오를 때 적도에서 극지방으로 가는 것과 같은 구역의 변화가 반복된다. 사막은 일반적으로 기슭에 위치하며 그 다음은 대초원, 활엽수림, 침엽수림, 툰드라, 마지막으로 얼음입니다. 그러나 아직 완전한 유추는 없습니다. 산을 오르면 기온이 떨어지고 (평균 기온 구배는 100m 당 0.6 ° C) 증발이 감소하고 자외선, 조명 등이 증가하여 식물이 건조하거나 습한 피해에 적응합니다. 강한 자외선 복사와 증산 감소에 대한 적응력을 발달시킨 다년생 식물인 쿠션 모양의 생명체가 이곳의 식물들 사이에서 우세합니다.

고산지대의 동물군도 독특하다. 감소 된 기압, 상당한 태양 복사, 낮과 밤 온도의 급격한 변동, 높이에 따른 공기 습도의 변화는 산 동물 유기체의 특정 생리적 적응의 발달에 기여했습니다. 예를 들어, 동물의 경우 심장의 상대적 부피가 증가하고 혈액 내 헤모글로빈 함량이 증가하여 공기에서 산소를 더 집중적으로 흡수할 수 있습니다. 돌이 많은 토양은 동물의 잠복 활동을 복잡하게하거나 거의 배제합니다. 많은 작은 동물(작은 설치류, 파이카, 도마뱀 등)이 바위 틈과 동굴에서 은신처를 찾습니다. 산악 조류는 산 칠면조 (ulars), 산 핀치새, 종달새, 큰 새 - 수염 독수리, 독수리, 콘도르가 특징입니다. 산의 대형 포유류는 숫양, 염소(눈염소 포함), 섀미 가죽, 야크 등입니다. 포식자는 늑대, 여우, 곰, 스라소니, 눈표범(irbis) 등의 종으로 대표됩니다.

식물, 동물, 인간을 둘러싼 무생물과 살아있는 자연을 서식지(생활환경, 외부환경)라고 합니다. N.P. Naumov(1963)의 정의에 따르면 환경은 "생물체를 둘러싸고 있으며 상태, 발달, 생존 및 번식에 직간접적으로 영향을 미치는 모든 것"입니다. 서식지에서 유기체는 생명에 필요한 모든 것을 받고 신진대사의 산물을 그곳으로 방출합니다.

유기체는 하나 이상의 생활 환경에서 살 수 있습니다. 예를 들어, 인간, 대부분의 새, 포유류, 종자 식물, 지의류는 지상 공기 환경에서만 서식합니다. 대부분의 물고기는 수중 환경에서만 산다. 잠자리는 물에서 한 단계를 보내고 공기에서 다른 단계를 보냅니다.

수중 생활 환경

수중 환경은 생명체에 유리한 유기체의 물리 화학적 특성의 큰 독창성을 특징으로합니다. 그 중 : 투명도, 높은 열전도율, 고밀도(공기 밀도의 약 800배) 및 점도, 동결 시 팽창, 많은 미네랄 및 유기 화합물을 용해하는 능력, 높은 이동성(유동성), 급격한 온도 변동 없음( 매일 및 계절에 따라 다름), 질량이 크게 다른 유기체를 동등하게 쉽게 지원할 수 있는 능력.

수중 환경의 불리한 특성은 다음과 같습니다. 강한 압력 강하, 통기 불량(수중 환경의 산소 함량은 대기보다 최소 20배 낮음), 빛 부족(특히 수심 깊숙한 곳에서는 거의 없음) , 질산염과 인산염이 부족합니다(생물 합성에 필요함).

구성과 용해된 미네랄의 양이 다른 담수와 해수를 구별하십시오. 해수는 나트륨, 마그네슘, 염화물 및 황산염 이온이 풍부하고 담수는 칼슘 및 탄산염 이온이 주를 이루고 있습니다.

생명의 수중 환경에 사는 유기체는 하나의 생물학적 그룹인 수생 생물을 구성합니다.

저수지에서 두 개의 생태학적으로 특별한 서식지(비오톱)는 일반적으로 수주(원양)와 바닥(저서)으로 구분됩니다. 그곳에 서식하는 생물을 펠라고스와 저서생물이라고 합니다.

펠라고스 중에서 다음과 같은 형태의 유기체가 구별됩니다. 플랑크톤 - 수동적으로 떠 다니는 작은 대표자 (식물성 플랑크톤 및 동물성 플랑크톤); nekton - 적극적으로 수영하는 큰 형태 (물고기, 거북이, 두족류); neuston - 물 표면 필름의 미시적이고 작은 주민. 담수체(호수, 연못, 강, 늪 등)에서는 이러한 생태학적 구역 설정이 명확하게 표현되지 않습니다. 원양 생물의 하한은 광합성에 충분한 햇빛의 침투 깊이에 의해 결정되며 드물게 2000m 이상의 깊이에 도달합니다.

Bentali에서는 삶의 특별한 생태 구역도 구별됩니다. 토지가 점진적으로 감소하는 구역 (최대 깊이 200-2200m); 급경사 지대, 해저(평균 깊이 2800-6000m); 해저의 함몰(최대 10,000m); 조수가 범람하는 해안의 가장자리(연안). 연안의 주민들은 온도가 빈번하고 현저하게 변동하면서 저기압에서 풍부한 햇빛 조건에서 생활합니다. 반대로 해저 지역의 주민들은 완전한 어둠 속에서 끊임없이 낮은 온도, 산소 결핍 및 엄청난 압력 하에서 거의 천 기압에 도달합니다.

생활의 지상 공기 환경

생명의 육지-공기 환경은 생태학적 조건 면에서 가장 복잡하고 다양한 서식지를 가지고 있습니다. 이것은 육지 유기체의 가장 다양성을 이끌어 냈습니다. 이 환경에 있는 대다수의 동물은 단단한 표면(토양)에서 움직이며 식물은 그 위에 뿌리를 내립니다. 이 생활 환경의 유기체는 aerobionts (라틴어 terra-earth에서 terrabionts)라고합니다.

고려중인 환경의 특징은 여기에 살고있는 유기체가 생활 환경에 큰 영향을 미치고 여러면에서 스스로를 만든다는 것입니다.

유기체에 대한 이 환경의 유리한 특성은 산소와 햇빛 함량이 높은 풍부한 공기입니다. 불리한 특징은 다음과 같습니다: 온도, 습도 및 조명의 급격한 변동(계절, 시간 및 지리적 위치에 따라 다름), 지속적인 수분 결핍 및 증기 또는 방울, 눈 또는 얼음, 바람, 계절의 변화 형태의 존재, 구호 기능 지형 등

생명의 지상 공기 환경에있는 모든 유기체는 물의 경제적 사용, 다양한 온도 조절 메커니즘, 산화 과정의 고효율, 대기 산소 동화를위한 특수 기관, 신체를 유지할 수있는 강력한 골격 형성을 특징으로합니다. 환경의 밀도가 낮은 조건과 급격한 온도 변화에 대한 보호를 위한 다양한 적응. .

물리적, 화학적 특성 면에서 지상의 대기 환경은 모든 생물과 관련하여 상당히 가혹한 것으로 간주됩니다. 그러나 그럼에도 불구하고 육지의 생명체는 유기물의 총량과 생물의 형태의 다양성 측면에서 매우 높은 수준에 도달했습니다.

흙

토양 환경은 물 환경과 지상 공기 환경 사이의 중간 위치를 차지합니다. 온도 체계, 낮은 산소 함량, 수분 포화도, 상당량의 염분 및 유기 물질의 존재는 토양을 수생 환경에 더 가깝게 만듭니다. 그리고 온도 체제의 급격한 변화, 건조, 산소를 포함한 공기 포화로 인해 토양은 생명의 지상 공기 환경에 더 가까워집니다.

토양은 물리적 및 화학적 작용제의 영향으로 암석이 썩어서 얻은 광물성 물질과 생물학적 작용제에 의해 동식물의 잔해가 분해되어 생성되는 특수 유기물이 혼합된 토지의 느슨한 표층입니다. 가장 신선한 죽은 유기물이 들어가는 토양의 표층에는 박테리아, 곰팡이, 벌레, 가장 작은 절지 동물 등 많은 파괴적인 유기체가 살고 있습니다. 그들의 활동은 물리적 및 화학적 파괴 동안 위에서 토양의 발달을 보장합니다 기반암은 아래에서 토양 형성에 기여합니다.

살아있는 환경으로서 토양은 고밀도, 빛 부족, 온도 변동의 진폭 감소, 산소 부족 및 상대적으로 높은 이산화탄소 함량과 같은 여러 가지 특징으로 구별됩니다. 또한, 토양은 기질의 느슨한(다공성) 구조가 특징입니다. 기존의 공동은 기체와 수용액의 혼합물로 채워져 있어 많은 유기체의 삶에 있어 매우 다양한 조건을 결정합니다. 평균적으로 1000억 개 이상의 원생동물 세포, 수백만 개의 로티퍼 및 완보동물, 수천만 개의 선충, 수십만 개의 절지동물, 수십 및 수백 개의 지렁이, 연체동물 및 기타 무척추동물, 수억 개의 박테리아, 미세한 진균이 있습니다. (방선균), 조류 및 기타 미생물. 토양의 전체 인구 - edaphobionts (edaphobius, 그리스어 edaphos - 토양, ​​bios - 생명)는 서로 상호 작용하여 일종의 생물 생물 복합체를 형성하고 토양 생활 환경 자체의 생성에 적극적으로 참여하고 다산을 보장합니다. 생명의 토양 환경에 서식하는 종은 pedobionts라고도합니다 (그리스의 payos에서 - 어린이, 즉 발달 단계에서 유충 단계를 통과).

진화 과정에서 edaphobius의 대표자는 독특한 해부학 적 및 형태 학적 특징을 개발했습니다. 예를 들어, 동물은 발키한 체형, 작은 크기, 상대적으로 강한 외피, 피부 호흡, 눈 축소, 무색 외피, 사프로파지(다른 유기체의 잔해를 먹는 능력)를 가지고 있습니다. 또한 호기성과 함께 혐기성(자유산소가 없는 상태에서도 존재할 수 있는 능력)이 널리 대표된다.

생활 환경으로서의 신체

생활 환경으로서 거주자를위한 유기체는 다음과 같은 긍정적 인 특징이 특징입니다. 쉽게 소화 가능한 음식; 온도, 염분 및 삼투압 체제의 불변성; 건조 위험 없음; 적으로부터 보호. 유기체 거주자에 대한 문제는 다음과 같은 요인에 의해 생성됩니다. 산소와 빛의 부족; 제한된 생활 공간; 숙주의 보호 반응을 극복해야 할 필요성; 한 호스트에서 다른 호스트로 전파됩니다. 또한 이 환경은 항상 호스트의 수명에 의해 시간이 제한됩니다.