Primjeri kopnenih zračnih životinja. Zemljište-vazdušno stanište
Vrsta lekcije - kombinovano
Metode: djelomično pretraživanje, prezentacija problema, reproduktivna, eksplanatorna i ilustrativna.
Cilj:
Svest učenika o značaju svih tema o kojima se raspravlja, sposobnost da svoje odnose sa prirodom i društvom grade na osnovu poštovanja života, svega živog kao jedinstvenog i neprocenjivog dela biosfere;
Zadaci:
Obrazovni: pokazati višestrukost faktora koji djeluju na organizme u prirodi, relativnost pojma „štetnih i korisnih faktora“, raznolikost života na planeti Zemlji i mogućnosti prilagođavanja živih bića na čitav niz uslova sredine.
edukativni: razvijati komunikacijske vještine, sposobnost samostalnog stjecanja znanja i stimuliranja kognitivne aktivnosti; sposobnost analize informacija, isticanje glavne stvari u materijalu koji se proučava.
edukativni:
Negovati kulturu ponašanja u prirodi, osobine tolerantne ličnosti, usađivati interesovanje i ljubav prema živoj prirodi, formirati stabilan pozitivan stav prema svakom živom organizmu na Zemlji, razvijati sposobnost sagledavanja lepote.
Lični: kognitivni interes za ekologiju. Razumijevanje potrebe za stjecanjem znanja o raznolikosti biotičkih odnosa u prirodnim zajednicama radi očuvanja prirodne biocenoze. Sposobnost odabira ciljeva i značenja u svojim postupcima i postupcima u odnosu na živu prirodu. Potreba za pravičnom ocjenom vlastitog rada i rada drugova iz razreda
Kognitivni: sposobnost rada sa različitim izvorima informacija, transformacija iz jednog oblika u drugi, upoređivanje i analiza informacija, izvođenje zaključaka, priprema poruka i prezentacija.
Regulatorno: sposobnost organizovanja samostalnog izvršavanja zadataka, procene ispravnosti rada i razmišljanja o svojim aktivnostima.
Komunikacija: učestvovati u dijalogu na času; odgovarati na pitanja nastavnika, drugova iz razreda, govoriti pred publikom koristeći multimedijalnu opremu ili druga sredstva demonstracije
Planirani rezultati
Predmet: poznaju pojmove „stanište“, „ekologija“, „ekološki faktori“, njihov uticaj na žive organizme, „veze između živih i neživih bića“;. Biti u stanju definirati pojam “ biotički faktori"; okarakterizirati biotičke faktore, dati primjere.
Lični: donositi sudove, pretraživati i birati informacije; analizirati veze, upoređivati, pronaći odgovor na problematično pitanje
Metasubject: veze sa akademskim disciplinama kao što su biologija, hemija, fizika, geografija. Planirajte akcije sa postavljenim ciljem; pronaći potrebne informacije u udžbeniku i referentnoj literaturi; vrši analizu prirodnih objekata; izvući zaključke; formulišite svoje mišljenje.
Oblik organizacije obrazovne aktivnosti - pojedinac, grupa
Nastavne metode: vizuelno-ilustrativni, eksplanatorno-ilustrativni, djelimično baziran na pretraživanju, samostalan rad sa dodatnom literaturom i udžbenikom, sa COR.
Tehnike: analiza, sinteza, zaključivanje, prevođenje informacija iz jedne vrste u drugu, generalizacija.
Učenje novog gradiva
Organizmi koji žive na površini Zemlje okruženi su gasovitom okolinom koju karakteriše niska vlažnost, gustina i pritisak, kao i visok sadržaj kiseonika. Faktori životne sredine koji deluju u zemno-vazdušnoj sredini razlikuju se po nizu specifičnosti: u poređenju sa drugim sredinama, ovde je svetlost intenzivnija, temperatura podleže snažnijim kolebanjima, vlažnost značajno varira u zavisnosti od geografskog položaja, godišnjeg doba i doba dana. Utjecaj gotovo svih ovih faktora usko je povezan s kretanjem vazdušne mase- vjetrovi.
U procesu evolucije, stanovnici zemno-vazdušne sredine razvili su specifične anatomske, morfološke, fiziološke, bihevioralne i druge adaptacije. Sada imaju organe koji omogućavaju direktnu asimilaciju atmosferski vazduh u procesu disanja (stoma biljaka, pluća i dušnik životinja); Skeletne formacije koje podržavaju tijelo u uvjetima niske gustine okoliša dobile su snažan razvoj
(mehanička i potporna tkiva biljaka, životinjski skeleti); razvijeni su kompleksni uređaji za zaštitu od nepovoljnih faktora (periodičnost i ritam životni ciklusi, složena struktura integumenta, mehanizmi termoregulacije itd.); uspostavljena je bliža veza sa tlom (korijenjem biljaka); iskusili ste veću pokretljivost životinja u potrazi za hranom; pojavile su se leteće životinje i plodovi, sjemenke i polen nošeni zračnim strujama.
Razmotrimo glavne abiotičke faktore u zemno-vazdušnom okruženju života.
Zrak.
Suvi vazduh na nivou mora sastoji se (po zapremini) od 78% azota, 21% kiseonika, 0,03% ugljen-dioksida; najmanje 1% čine inertni gasovi.
Kiseonik je neophodan za disanje velike većine organizama; ugljični dioksid koriste biljke tokom fotosinteze. Kretanje zračnih masa (vjetar) mijenja temperaturu i vlažnost zraka i mehaničko djeluje na organizme. Vjetar uzrokuje promjene u transpiraciji biljaka. To je posebno izraženo za vrijeme suhih vjetrova, koji isušuju zrak i često uzrokuju smrt biljaka. Vjetar igra značajnu ulogu u oprašivanju anemofila - biljaka koje se oprašuju vjetrom. Vjetrovi određuju smjer migracije insekata kao što su livadni moljci, pustinjski skakavci i malarični komarci.
Padavine.
Padavine u vidu kiše, snijega ili grada mijenjaju vlažnost zraka i tla, osiguravaju biljkama dostupnu vlagu i daju pije voduživotinje. Obilne kiše mogu uzrokovati poplave i privremeno poplaviti područje. Obilne kiše, a posebno grad, često dovode do mehaničkih oštećenja vegetativnih organa biljaka.
Velika vrijednost za vodni režim imaju vrijeme padavina, njihovu učestalost i trajanje. Važna je i priroda kiše. Tokom obilnih kiša, tlo nema vremena da upije vodu. Ova voda brzo otječe, a njeni snažni tokovi često nose dio plodnog sloja tla u rijeke i jezera, a sa njim i slabo ukorijenjene biljke, a ponekad i male životinje. Kiše sa kišom, naprotiv, dobro navlaže tlo, ali ako su produžene, dolazi do zalijevanja.
Padavine u vidu snijega povoljno djeluju na organizme zimi. Kao dobar izolator, snijeg štiti tlo i vegetaciju od smrzavanja (sloj snijega od 20 cm štiti biljku na temperaturi zraka od -25°C), a malim životinjama služi kao sklonište, gdje pronalaze hranu i drugo. odgovarajućim temperaturnim uslovima. At jaki mrazevi Tetrijeb, jarebice i tetrijeb kriju se ispod snijega. Međutim, tokom snježnih zima dolazi do masovnog uginuća nekih životinja, na primjer, srndaća i divlje svinje: sa jakim snježnim pokrivačem teško se kreću i dolaze do hrane.
Vlažnost tla.
Jedan od glavnih izvora vlage za biljke je voda iz tla. Po svom agregatnom stanju, pokretljivosti, dostupnosti i značaju za biljke, vode u tlu dijelimo na slobodne, kapilarne, hemijski i fizički vezane.
Glavna vrsta slobodne vode je gravitaciona voda. Ispunjava široke prostore između čestica tla i pod utjecajem gravitacije neprestano se pomiče u dublje slojeve dok ne dođe do vodootpornog sloja. Biljke ga lako apsorbuju sve dok je u zoni korenovog sistema.
Kapilarna voda ispunjava najtanje praznine između čestica tla, a biljke je također dobro upijaju. Zadržava se u kapilarama kohezivnom silom. Pod utjecajem isparavanja s površine tla kapilarna voda stvara uzlaznu struju, za razliku od gravitacijske vode koju karakterizira silazna struja. Ova kretanja vode i njen tok zavise od temperature zraka, karakteristika terena, svojstva tla, vegetacijskog pokrivača, jačine vjetra i drugih faktora. I kapilarna i gravitaciona voda predstavljaju takozvanu vodu koja je dostupna biljkama.
U tlu se nalazi i hemijski i fizički vezana voda, sadržana u nekim zemljišnim mineralima (opal, gips, montrillonit, hidroliskus, itd.) Sva ova voda je apsolutno nedostupna biljkama, iako je u nekim zemljištima (glinasta, tresetna) njen sadržaj veoma veliki .
♦ Ekoklima.
Svako stanište karakteriše određena ekološka klima - ekoklima, tj. klimu površinskog sloja vazduha. Vegetacija ima veliki uticaj na klimatske faktore. Pod krošnjama šume, na primjer, vlažnost zraka je uvijek veća, a temperaturna kolebanja su manja nego na čistinama. Svetlosni režim ovih mesta je takođe različit. Različite biljne asocijacije razvijaju svoj vlastiti režim vlažnosti, temperature i svjetlosti. Zatim govore o fitoklimi.
Uslovi života koji okružuju larve insekata koji žive ispod kore drveta su drugačiji nego u šumi u kojoj drvo raste. U tom slučaju temperatura južne strane debla može biti 10-15°C viša od temperature njegove sjeverne strane. Ovakva mala staništa imaju svoju mikroklimu. Posebne mikroklimatske uslove stvaraju ne samo biljke, već i životinje. Jame, šupljine drveća i pećine u kojima žive životinje imaju stabilnu mikroklimu.
Kopneno-vazdušno okruženje, kao i vodeno okruženje, karakteriše jasno definisana zonalnost. Postoje geografske širine i meridijanske, ili uzdužne, prirodna područja. Prvi se protežu od zapada prema istoku, drugi - od sjevera prema jugu.
Pitanja i zadaci
1. Opišite glavne abiotičke faktore kopno-vazdušne sredine.
2.Navedite primjere stanovnika zemno-vazdušne sredine.
Posebnost zemaljsko-vazdušne sredine je prisustvo vazduha (mešavine različitih gasova) u njoj.
Zrak ima malu gustoću, pa ne može poslužiti kao potpora organizmima (osim letećih). Niska gustoća zraka određuje njegov neznatan otpor pri kretanju organizama duž površine tla. Istovremeno, otežava im kretanje u vertikalnom smjeru. Mala gustina vazduha takođe uzrokuje nizak pritisak na kopnu (760 mm Hg = 1 atm). Manje je vjerovatno da će zrak spriječiti ulazak sunčeve svjetlosti nego voda. Ima veću prozirnost od vode.
Gasni sastav vazduha je konstantan (to znate iz kursa geografije). Kiseonik i ugljen-dioksid, po pravilu, nisu ograničavajući faktori. Vodena para i različiti zagađivači prisutni su kao nečistoće u vazduhu.
Tokom prošlog stoljeća, kao rezultat ljudske ekonomske aktivnosti, sadržaj različitih zagađivača u atmosferi naglo se povećao. Među njima su najopasniji: dušikovi i sumporni oksidi, amonijak, formaldehid, teški metali, ugljovodonici, itd. Živi organizmi trenutno praktički nisu prilagođeni njima. Zbog toga je zagađenje vazduha ozbiljno globalno ekološki problem. Da bi se to riješilo, potrebno je implementirati mjere zaštite životne sredine na nivou svih država na Zemlji.
Zračne mase se kreću u horizontalnom i vertikalnom smjeru. To dovodi do pojave takvog ekološkog faktora kao što je vjetar. Vjetar može uzrokovati kretanje pijeska u pustinjama ( peščane oluje). Sposoban je da otpuhuje čestice tla na bilo kojem terenu, smanjujući plodnost zemljišta (erozija vjetrom). Vjetar ima mehanički učinak na biljke. Sposoban je da izazove vjetropad (prekidanje drveća s korijenjem), vjetrolome (lomove stabala) i deformacije krošnje drveća. Kretanje vazdušnih masa značajno utiče na raspodelu padavina i temperaturni režim u okruženju zemlja-vazduh.
Vodni režim prizemno-vazdušne sredine
Iz vašeg kursa geografije znate da kopno-vazdušno okruženje može biti ili izuzetno zasićeno vlagom (tropi) ili vrlo siromašno (pustinje). Padavine su neravnomjerno raspoređene po sezoni i po godinama geografska područja. Vlažnost u okolini varira u širokom rasponu. To je glavni ograničavajući faktor za žive organizme.
Temperaturni režim prizemno-vazdušne sredine
Temperatura u prizemno-vazdušnom okruženju ima dnevnu i sezonsku periodičnost. Organizmi su mu se prilagodili od pojave života na kopnu. Stoga je manje vjerovatno da će temperatura djelovati kao ograničavajući faktor nego vlažnost.
Prilagođavanje biljaka i životinja na život u zemljino-vazdušnoj sredini
Kada su biljke došle do kopna, razvile su tkiva. Učili ste strukturu biljnog tkiva u predmetu biologije 7. razreda. Zbog činjenice da zrak ne može poslužiti kao pouzdana potpora, biljke su razvile mehanička tkiva (drvo i lična vlakna). Širok spektar promjena klimatskih faktora uzrokovao je stvaranje gustih integumentarnih tkiva - periderma, kora. Zahvaljujući pokretljivosti zraka (vjetra), biljke su razvile adaptacije za oprašivanje, distribuciju spora, plodova i sjemena.
Život životinja suspendiranih u zraku je nemoguć zbog male gustine. Mnoge vrste (insekti, ptice) prilagodile su se aktivnom letu i mogu dugo ostati u zraku. Ali njihova reprodukcija se događa na površini tla.
Kretanje zračnih masa u horizontalnom i vertikalnom smjeru neki mali organizmi koriste za pasivno raspršivanje. Protisti, pauci i insekti se naseljavaju na ovaj način. Niska gustina vazduha uslovila je poboljšanje spoljašnjeg (zglavkari) i unutrašnjeg (kičmenjaci) skeleta kod životinja tokom evolucije. Iz istog razloga postoji ograničenje maksimalna težina i veličine tijela kopnenih životinja. Najveća životinja na kopnu je slon (težina do 5 tona) mnogo je manja morski div — plavi kit(do 150 t). Zahvaljujući nastanku različite vrste ekstremiteta, sisari su mogli da naseljavaju kopnena područja sa različitim terenima.
Opće karakteristike tla kao životne sredine
Tlo je gornji sloj zemljine kore koji je plodan. Nastao je kao rezultat interakcije klimatskih i bioloških faktora sa stijenom ispod (pijesak, glina itd.). Tlo je u kontaktu sa vazduhom i služi kao oslonac kopnenih organizama. Takođe je izvor mineralne ishrane za biljke. Istovremeno, tlo je životna sredina za mnoge vrste organizama. Tlo karakterišu sledeća svojstva: gustina, vlažnost, temperatura, aeracija (dovod vazduha), reakcija sredine (pH), salinitet.
Gustoća tla raste sa dubinom. Vlažnost, temperatura i aeracija tla su usko povezani i međusobno zavisni. Temperaturne fluktuacije u tlu su uglađene u odnosu na površinski vazduh a na dubini od 1-1,5 m više se ne mogu ući u trag. Dobro navlažena tla se polako zagrijavaju i polako hlade. Povećanje vlažnosti i temperature tla pogoršava njegovu aeraciju, i obrnuto. Hidrotermalni režim tla i njegova aeracija zavise od strukture tla. Glinena tla bolje zadržavaju vlagu od pješčanih tla. Ali lošije prozrače i lošije se zagrijavaju. Prema reakciji okoline, tla se dijele na tri tipa: kisela (pH< 7,0), нейтральные (рН ≈ 7,0) и щелочные (рН > 7,0).
Adaptacije biljaka i životinja na život u tlu
U životu biljaka tlo obavlja funkciju sidrenja, vodosnabdijevanja i izvora mineralne ishrane. Koncentracija hranljive materije u tlu dovelo do razvoja korijenskog sistema i provodnih tkiva u biljkama.
Životinje koje žive u tlu imaju brojne prilagodbe. Karakteriše ih Različiti putevi kretanje u tlu. To može biti kopanje prolaza i rupa, poput krtica i krtica. Gliste mogu razdvojiti čestice tla i stvoriti tunele. Larve insekata mogu puzati među česticama tla. U tom smislu, u procesu evolucije, razvijene su odgovarajuće adaptacije. Organizmi koji kopaju imaju razvijene udove za kopanje. U annelids postoji hidrostatski skelet, a insekti i stonoge imaju kandže.
Životinje u tlu imaju kratko, zbijeno tijelo s nemokrim slojem (sisari) ili prekriveno sluzom. Život u tlu kao staništu doveo je do atrofije ili nerazvijenosti vidnih organa. Male, nerazvijene oči mladeža često su skrivene ispod nabora kože. Da bi se olakšalo kretanje u uskim prolazima tla, krzno krtica je steklo sposobnost savijanja u dva smjera.
U kopneno-vazdušnom okruženju organizmi su okruženi vazduhom. Ima nisku vlažnost, gustinu i pritisak, visoku prozirnost i sadržaj kiseonika. Vlažnost je glavni ograničavajući faktor. Tlo kao životnu sredinu karakteriše velika gustina, određeni hidrotermalni režim i aeracija. Biljke i životinje razvile su različite adaptacije na život u zemlji-vazduhu i zemljištu.
Život na kopnu u velikoj meri zavisi od stanja vazduha. Prirodna mešavina gasova koja se razvila tokom evolucije Zemlje je vazduh koji udišemo.
Vazduh kao životna sredina usmerava evolutivni razvoj stanovnika ove sredine. Dakle, visok sadržaj kiseonika određuje mogućnost formiranja visokog nivoa energetskog metabolizma (metabolizam između tela i okoline). Atmosferski vazduh karakteriše niska i promenljiva vlažnost, što je ograničilo mogućnosti razvoja vazdušne sredine, a među njegovim stanovnicima odredilo je evoluciju sistema metabolizma vode i soli i strukture disajnih organa. Također treba napomenuti da je gustina zraka u atmosferi niska, zbog čega je život koncentrisan blizu površine Zemlje i prodire u atmosferu do visine ne više od 50-70 m (krošnje drveća tropskih šuma) .
Glavne komponente atmosferskog vazduha su azot (N2) - 78,08%, kiseonik (02) - 20,9%, argon (Ar) - oko 1% i ugljen dioksid (CO2) - 0,03% (tabela 1).
Kiseonik se pojavio na Zemlji prije otprilike 2 milijarde godina, kada je površina nastala pod utjecajem aktivne vulkanske aktivnosti. U proteklih 20 miliona godina, udio kiseonika u zraku se postepeno povećavao (danas iznosi 21%). Glavnu ulogu u tome odigrao je razvoj flore kopna i oceana.
Tabela 1. Gasni sastav Zemljine atmosfere
Atmosfera štiti Zemlju od meteoritskog bombardovanja. Otprilike 5 puta godišnje u atmosferi izgaraju fragmenti meteorita, kometa i asteroida, čija bi snaga pri susretu sa Zemljom premašila snagu bombe bačene na Hirošimu. Većina meteorita nikada ne stigne zemljine površine, izgaraju kada velikom brzinom uđu u atmosferu. Svake godine na Zemlju padne oko 6 miliona tona kosmičke prašine.
Osim toga, atmosfera pomaže da se zadrži toplina na planeti, koja bi se inače raspršila u hladnoći svemira. Sama atmosfera ne isparava zbog sile gravitacije.
Na visini od 20-25 km od površine Zemlje nalazi se zaštitni sloj koji blokira ultraljubičasto zračenje koje je destruktivno za sva živa bića. Bez toga bi takvo zračenje moglo uništiti život na Zemlji. Nažalost, počevši od 80-90-ih. XX vijek Postoji negativan trend stanjivanja i uništavanja ozonskog ekrana.
U toku evolucije, ovo okruženje se razvilo kasnije od vodenog. Njegova posebnost je u tome što je plinovit, pa ga karakterizira niska vlažnost, gustina i pritisak te visok sadržaj kisika. U toku evolucije, živi organizmi su razvili neophodne anatomske, morfološke, fiziološke, bihevioralne i druge adaptacije. Životinje u zemljino-vazdušnoj sredini kreću se po tlu ili kroz vazduh (ptice, insekti), a biljke se ukorijenjuju u tlu. S tim u vezi, životinje su razvile pluća i dušnik, a biljke su razvile stomatalni aparat, odnosno organe pomoću kojih kopneni stanovnici planete apsorbiraju kisik direktno iz zraka. Skeletni organi su se snažno razvili, osiguravajući autonomiju kretanja na kopnu i podržavajući tijelo svim svojim organima u uslovima neznatne gustine životne sredine, hiljadama puta manje od vode. Faktori okoline u prizemno-vazdušnom okruženju razlikuju se od ostalih staništa po velikom intenzitetu svjetlosti, značajnim kolebanjima temperature i vlažnosti zraka, korelaciji svih faktora sa geografskim položajem, promjenom godišnjih doba i doba dana. Njihovo djelovanje na organizme neraskidivo je povezano s kretanjem zraka i položajem u odnosu na mora i okeane i veoma se razlikuje od djelovanja u vodenoj sredini (Tabela 1).
Tabela 1. Uslovi života organizama u vazduhu i vodenoj sredini (prema D. F. Mordukhai-Boltovsky, 1974)
| Uslovi života (faktori) | Važnost uslova za organizme | |||
| vazdušno okruženje | vodena sredina | |||
| Vlažnost | Veoma važno (često u nedostatku) | Nema (uvijek u višku) | ||
| Gustina | Manji (osim zemlje) | Velika u poređenju sa svojom ulogom za stanovnike vazduha | ||
| Pritisak | Skoro nikakve | Veliki (može doseći 1000 atmosfera) | ||
| Temperatura | Značajno (varijira u veoma širokim granicama - od -80 do +1OO°S i više) | Manje od vrijednosti za stanovnike zraka (mnogo manje varira, obično od -2 do +40°C) | ||
| Kiseonik | Nebitno (uglavnom u višku) | Neophodan (često u nedostatku) | ||
| Suspendirane čvrste materije | Nevažno; ne koristi se za hranu (uglavnom minerali) | Važno (izvor hrane, posebno organske materije) | ||
| Otopljene supstance u okruženje | Do određene mjere (relevantno samo za rješenja u zemljištu) | Važno (potrebne određene količine) | ||
Kopnene životinje i biljke razvile su vlastite, ništa manje originalne prilagodbe na nepovoljne faktore okoline: složenu strukturu tijela i njegovog integumenta, periodičnost i ritam životnih ciklusa, mehanizme termoregulacije itd. Ciljana mobilnost životinja u potrazi za hranom ima razvijene spore, sjemenke i polen koje se prenose vjetrom, kao i biljke i životinje čiji je život u potpunosti povezan sa zrakom. Formiran je izuzetno blizak funkcionalni, resursni i mehanički odnos sa tlom. O mnogim adaptacijama se govorilo gore, kao primjeri u karakterizaciji abiotički faktori okruženje. Stoga, nema smisla da se sada ponavljamo, jer ćemo im se vratiti na praktičnoj nastavi.
Zemljište kao stanište
Zemlja je jedina planeta koja ima tlo (edasferu, pedosferu) - posebnu, gornju ljusku zemlje. Ova ljuska nastala je u istorijski predvidljivom vremenu - iste je godine kao i kopneni život na planeti. Po prvi put, M.V. Lomonosov je odgovorio na pitanje o poreklu tla („Na slojevima zemlje“): „...tlo je nastalo raspadanjem životinjskih i biljnih tela... po dužini vremena ...”. I veliki ruski naučnik ti. Vi. Dokučajev (1899: 16) je prvi nazvao tlo nezavisnim prirodnim tijelom i dokazao da je tlo „... isto nezavisno prirodno istorijsko tijelo kao i svaka biljka, bilo koja životinja, bilo koji mineral... ono je rezultat, funkcija ukupne, međusobne aktivnosti klime datog područja, njegovih biljnih i životinjskih organizama, topografije i starosti zemlje..., konačno, podzemlja, odnosno prizemnih matičnih stijena... Svi ti agensi za stvaranje tla, u suštini , potpuno su ekvivalentne količine i ravnopravno učestvuju u formiranju normalnog tla...” A moderni poznati naučnik tla N. A. Kachinsky („Tlo, njegova svojstva i život“, 1975) daje sljedeću definiciju tla: „Tlo se mora shvatiti kao svi površinski slojevi stijena, obrađeni i promijenjeni kombinovanim utjecajem klime (svetlost, toplota, vazduh, voda), biljni i životinjski organizmi."
Glavni strukturni elementi zemljišta su: mineralna baza, organska materija, vazduh i voda.
Mineralna baza (skelet)(50-60% ukupnog tla) - to nije organska materija, nastao kao rezultat donjeg planinskog (matičnog, tla formirajućeg) stijena kao rezultat njegovog trošenja. Veličine skeletnih čestica kreću se od gromada i kamenja do sitnih zrnaca pijeska i čestica blata. Fizičko-hemijska svojstva tla određena su uglavnom sastavom stijena koje formiraju tlo.
Propustljivost i poroznost tla, koji osiguravaju cirkulaciju vode i zraka, zavise od omjera gline i pijeska u tlu i veličine krhotina. U umjerenoj klimi idealno je ako je tlo formirano od jednakih količina gline i pijeska, odnosno ilovača. U tom slučaju tlo nije u opasnosti od zalijevanja ili isušivanja. Oba su podjednako destruktivna i za biljke i za životinje.
organska materija– do 10% zemljišta, formira se od mrtve biomase (biljne mase - leglo lišća, grana i korijena, mrtvih stabala, travnatih krpa, organizama uginulih životinja), usitnjene i prerađene u humus u zemljištu od strane mikroorganizama i određenih grupa životinje i biljke. Više jednostavnih elemenata, koji nastaju kao rezultat razgradnje organske materije, biljke ponovo apsorbuju i uključuju se u biološki ciklus.
Zrak(15-25%) u zemljištu se nalazi u šupljinama – porama, između organskih i mineralnih čestica. U nedostatku (teška glinena tla) ili ispunjenju pora vodom (prilikom plavljenja, odmrzavanja permafrosta) pogoršava se aeracija u tlu i razvijaju se anaerobni uvjeti. U takvim uslovima inhibiraju se fiziološki procesi organizama koji troše kiseonik - aerobni, a razgradnja organske materije je spora. Postepeno se akumulirajući, formiraju treset. Velike rezerve treseta su tipične za močvare, močvarne šume i zajednice tundre. Akumulacija treseta posebno je izražena u sjevernim krajevima, gdje su hladnoća i zatopljenost tla međusobno zavisni i nadopunjuju se.
Voda(25-30%) u tlu je zastupljeno sa 4 tipa: gravitaciono, higroskopno (vezano), kapilarno i parno.
Gravitacijski- pokretna voda, zauzimajući široke prostore između čestica tla, prodire pod sopstvenom težinom do nivoa podzemne vode. Biljke lako apsorbuju.
Higroskopna ili srodna– adsorbira oko koloidnih čestica (glina, kvarc) tla i zadržava se u obliku tankog filma zbog vodoničnih veza. Oslobođen od njih kada visoke temperature(102-105°C). Nedostupan je biljkama i ne isparava. U glinovitim zemljištima ima do 15% te vode, u peskovitim zemljištima – 5%.
Kapilara– zadržava se oko čestica tla površinskom napetostom. Kroz uske pore i kanale - kapilare, izdiže se iz nivoa podzemne vode ili odvaja od šupljina gravitacionom vodom. Bolje se zadržava na glinovitim zemljištima i lako isparava. Biljke ga lako apsorbuju.
Parna– zauzima sve pore bez vode. Prvo ispari.
Postoji stalna izmjena površinskog tla i podzemnih voda, kao karika u općem ciklusu vode u prirodi, mijenjajući brzinu i smjer u zavisnosti od godišnjeg doba i vremenskih prilika.
Struktura profila tla
Struktura tla je heterogena i horizontalno i vertikalno. Horizontalna heterogenost tla odražava heterogenost rasporeda zemljišnih stijena, položaja u reljefu, klimatskih karakteristika i konzistentna je sa distribucijom vegetacionog pokrivača na teritoriji. Svaku takvu heterogenost (tip tla) karakterizira vlastita vertikalna heterogenost, odnosno profil tla, nastao kao rezultat vertikalne migracije vode, organskih i mineralnih tvari. Ovaj profil je skup slojeva ili horizonata. Svi procesi formiranja tla odvijaju se u profilu uz obavezno razmatranje njegove podjele na horizonte.
Bez obzira na vrstu tla, u njegovom profilu se razlikuju tri glavna horizonta, koji se razlikuju po morfološkim i hemijska svojstva između sebe i između sličnih horizonata na drugim tlima:
1. Humusno-akumulativni horizont A. Organska materija se akumulira i transformiše u njoj. Nakon transformacije, neki od elemenata iz ovog horizonta se sa vodom prenose u one ispod.
Ovaj horizont je po svojoj biološkoj ulozi najkompleksniji i najvažniji od cjelokupnog profila tla. Sastoji se od šumske stelje - A0, formirane od mljevene stelje (mrtve organske tvari slabog stepena raspadanja na površini tla). Na osnovu sastava i debljine legla može se suditi o ekološkim funkcijama biljne zajednice, njenom porijeklu i stupnju razvoja. Ispod legla nalazi se tamno obojeni humusni horizont - A1, formiran od zgnječenih ostataka biljne i životinjske mase različitog stepena raspadanja. Kičmenjaci (fitofagi, saprofagi, koprofagi, predatori, nekrofagi) učestvuju u uništavanju ostataka. Kako se drobe, organske čestice ulaze u sljedeći donji horizont - eluvijalni (A2). U njemu se događa hemijska razgradnja humusa na jednostavne elemente.
2. Iluvijalni horizont B. U njemu se talože jedinjenja uklonjena iz horizonta A i pretvaraju u rastvore u zemljištu.To su huminske kiseline i njihove soli, koje reaguju sa korom za vremenske uslove i apsorbuju ih korenje biljaka.
3. Matična (osnovna) stijena (kora za vremenske utjecaje), ili horizont C. Iz ovog horizonta - također nakon transformacije - mineralne tvari prelaze u tlo.
Na osnovu stepena pokretljivosti i veličine, sva fauna tla se grupiše u sledeće tri ekološke grupe:
Mikrobiotip ili mikrobiota(ne brkati s endemikom Primorja - biljkom ukrštene mikrobiote!): organizmi koji predstavljaju međuvezu između biljnih i životinjskih organizama (bakterije, zelene i modrozelene alge, gljive, jednoćelijske protozoe). Ovo vodenih organizama, ali manji od onih koji žive u vodi. Žive u porama tla ispunjenim vodom - mikrorezervoarima. Glavna karika detritusa lanac ishrane. Mogu se osušiti, a vraćanjem dovoljne vlažnosti oživljavaju.
Mezobiotip, ili mezobiota– zbirka malih, koji se lako uklanjaju iz tla, pokretnih insekata (nematode, grinje (Oribatei), male larve, repice (Collembola) itd. Vrlo brojna - do miliona jedinki na 1 m 2. Hrane se detritusom, bakterije Koriste prirodne šupljine u zemljištu, same sebi ne kopaju tunele.Kada se vlažnost smanji, idu dublje.Prilagodbe od isušivanja: zaštitne ljuske, čvrsta debela školjka.Mezobiota čeka "poplave" u mjehurićima zemljani vazduh.
Makrobiotip ili makrobiota– veliki insekti, gliste, pokretni člankonošci koji žive između legla i tla, druge životinje, sve do sisara koji se ukopavaju (krtice, rovke). Preovlađuju kišne gliste (do 300 kom/m2).
Svaka vrsta tla i svaki horizont ima svoj kompleks živih organizama uključenih u iskorištavanje organske tvari - edafon. Gornji, organogeni slojevi-horizonti imaju najbrojniji i najsloženiji sastav živih organizama (sl. 4). Iluvijalno naselje naseljavaju samo bakterije (bakterije sumpora, bakterije koje fiksiraju dušik) kojima nije potreban kisik.
Prema stepenu povezanosti sa okolinom u edafonu razlikuju se tri grupe:
Geobionti– stalni stanovnici tla (gliste (Lymbricidae), mnogi primarni beskrilni insekti (Apterigota)), među sisarima: krtice, krtice.
Geofili– životinje kod kojih se dio razvojnog ciklusa odvija u drugoj sredini, a dio u tlu. To su većina letećih insekata (skakavci, bube, dugonogi komarci, krtice, mnogi leptiri). Neki prolaze kroz fazu larve u tlu, dok drugi prolaze kroz fazu kukuljice.
Geoxenes- životinje koje ponekad posjećuju tlo kao sklonište ili utočište. To uključuje sve sisare koji žive u jazbinama, mnoge insekte (žohare (Blattodea), hemiptera (Hemiptera), neke vrste buba).
Posebna grupa - psamofiti i psamofili(mermerne bube, mravlje); prilagođeno promjenjivom pijesku u pustinjama. Adaptacije na život u mobilnom, suhom okruženju kod biljaka (saksaul, pješčani bagrem, pješčani vijuk i dr.): adventivni korijen, uspavani pupoljci na korijenu. Prvi počinju rasti kada su prekriveni pijeskom, a drugi kada se pijesak otpuhuje. Od nanošenja pijeska se spašavaju brzim rastom i smanjenjem listova. Plodove karakteriše volatilnost i elastičnost. Pješčani pokrivači na korijenu, suberizacija kore i visoko razvijeno korijenje štite od suše. Prilagodbe na život u pokretnom, suhom okruženju kod životinja (navedeno gore, gdje su razmotreni termalni i vlažni režimi): kopaju pijesak - rastavljaju ih svojim tijelima. Životinje koje kopaju imaju skijaške šape sa izraslinama i dlakom.
Tlo je srednja sredina između vode (temperaturni uslovi, nizak sadržaj kiseonika, zasićenost vodenom parom, prisustvo vode i soli u njoj) i vazduha (zračne šupljine, nagle promene vlažnosti i temperature u gornjim slojevima). Za mnoge člankonošce, tlo je bilo medij kroz koji su mogli preći iz vodenog u kopneni način života. Glavni pokazatelji svojstava tla, koji odražavaju njegovu sposobnost da služi kao stanište za žive organizme, su hidrotermalni režim i aeracija. Ili vlažnost, temperatura i struktura tla. Sva tri indikatora su usko povezana jedan s drugim. Kako se vlažnost povećava, toplinska provodljivost se povećava i aeracija tla se pogoršava. Što je temperatura viša, dolazi do većeg isparavanja. Koncepti fizičke i fiziološke suhoće tla su u direktnoj vezi sa ovim pokazateljima.
Fizička suhoća je česta pojava tokom atmosferskih suša, zbog naglog smanjenja vodosnabdijevanja zbog dugog odsustva padavina.
U Primorju su takvi periodi tipični za kasno proljeće i posebno su izraženi na padinama s južnim ekspozicijama. Štaviše, s obzirom na isti položaj u reljefu i druge slične uslove uzgoja, što je vegetacijski pokrivač bolje razvijen, to brže nastupa stanje fizičke suhoće. Fiziološka suhoća je složeniji fenomen, uzrokovan je nepovoljnim uslovima okruženje. Sastoji se u fiziološkoj nedostupnosti vode kada je u zemljištu dovoljna ili čak višak. Voda u pravilu postaje fiziološki nedostupna pri niskim temperaturama, visokoj slanosti ili kiselosti tla, prisustvu toksičnih tvari i nedostatku kisika. Istovremeno, nutrijenti rastvorljivi u vodi takođe postaju nedostupni: fosfor, sumpor, kalcijum, kalijum itd. tundra i sjever su fiziološki nepristupačni za ukorijenjene biljke - šume tajge. To objašnjava snažno potiskivanje viših biljaka u njima i široku rasprostranjenost lišajeva i mahovina, posebno sphagnuma. Jedna od važnih adaptacija na oštre uslove u edasferi je mikoriznu ishranu. Gotovo sva stabla su povezana s gljivama koje stvaraju mikorizu. Svaka vrsta drveta ima vlastitu vrstu gljivica koje stvaraju mikorizu. Zbog mikorize se povećava aktivna površina korijenskog sistema, a izlučevine gljivica lako apsorbiraju korijenje viših biljaka.
Kako je rekao V. V. Dokuchaev, „... Zone tla su takođe prirodno-istorijske zone: ovde je očigledna najbliža veza između klime, tla, životinjskih i biljnih organizama...”. To se jasno vidi u pokrivaču tla u šumskim područjima na sjeveru i jugu. Daleki istok
Karakteristična karakteristika tla Dalekog istoka, nastala u monsunskim uslovima, tj vlažna klima, je snažno ispiranje elemenata iz eluvijalnog horizonta. Ali u sjevernim i južnim regijama regiona ovaj proces nije isti zbog različitog snabdijevanja toplinom staništa. Formiranje tla na krajnjem sjeveru događa se u uvjetima kratke vegetacijske sezone (ne duže od 120 dana) i široko rasprostranjenog permafrosta. Nedostatak topline često je praćen preplavljivanjem tla, niskom hemijskom aktivnošću trošenja zemljišnih stijena i sporom razgradnjom organske tvari. Vitalna aktivnost zemljišnih mikroorganizama je jako inhibirana, a apsorpcija hranjivih tvari korijenjem biljaka je inhibirana. Kao rezultat toga, sjeverne cenoze karakterizira niska produktivnost - rezerve drveta u glavnim tipovima arišovih šuma ne prelaze 150 m 2 /ha. Istovremeno, akumulacija mrtve organske materije prevladava nad njenom razgradnjom, usled čega se formiraju debeli tresetni i humusni horizonti, sa visokim sadržajem humusa u profilu. Tako u šumama severnog ariša debljina šumske stelje dostiže 10-12 cm, a rezerve nediferencirane mase u tlu dostižu 53% ukupne rezerve biomase plantaže. Istovremeno, elementi se prenose izvan profila, a kada se permafrost pojavi blizu njih, akumuliraju se u iluvijalnom horizontu. U formiranju tla, kao iu svim hladnim područjima sjeverne hemisfere, vodeći proces je stvaranje podzola. Zonirana tla na sjevernoj obali Ohotsko more su Al-Fe-humus podzoli, u kontinentalnim područjima - podburi. Tresetna tla sa permafrost u profilu. Zonska tla karakterizira oštra diferencijacija horizonta po boji. U južnim regijama klima ima karakteristike slične klimi vlažnih subtropskih područja. Vodeći faktori formiranja tla u Primorju na pozadini visoke vlažnosti zraka su privremeno prekomjerna (pulsirajuća) vlaga i duga (200 dana), vrlo topla sezona rasta. Oni uzrokuju ubrzanje deluvijalnih procesa (trošenje primarnih minerala) i vrlo brzo raspadanje mrtve organske materije u jednostavne hemijske elemente. Potonji se ne prenose izvan sistema, već ih presreću biljke i fauna tla. U mješovitim šumama širokog lišća na jugu Primorja, do 70% godišnjeg legla se "obradi" preko ljeta, a debljina legla ne prelazi 1,5-3 cm. Granice između horizonta tla profil zonskih smeđih tala su slabo definisani. Sa dovoljno toplote glavna uloga Hidrološki režim igra ulogu u formiranju tla. Poznati dalekoistočni zemljoradnik G. I. Ivanov podijelio je sve krajolike Primorskog teritorija na krajolike brze, slabo ograničene i teške izmjene vode. U krajolicima brze izmjene vode vodeći je proces formiranja smeđeg tla. Tla ovih predela, koja su takođe zonalna, su smeđa šuma pod četinarsko-listopadnim i listopadne šume i smeđa-tajga - pod crnogoričnim drvećem, oni su vrlo različiti visoka produktivnost. Tako rezerve šumskih sastojina u crno-jelovim širokolisnim šumama koje zauzimaju donje i srednje dijelove sjevernih padina na slabo skeletnim ilovačama dostižu 1000 m 3 /ha. Smeđa tla karakteriše slabo izražena diferencijacija genetskog profila.
U krajolicima sa slabo ograničenom razmjenom vode, formiranje smeđeg tla prati podzolizacija. U profilu tla, pored humusnog i iluvijalnog horizonta, izdvaja se razjašnjeni eluvijalni horizont i pojavljuju se znaci diferencijacije profila. Karakterizira ih blago kisela reakcija okoline i visok sadržaj humusa u gornjem dijelu profila. Produktivnost ovih zemljišta je manja - zalihe šumskih sastojina na njima su smanjene na 500 m 3 /ha.
U predelima sa otežanom izmjenom vode, zbog sistematskog jakog zalijevanja, stvaraju se anaerobni uslovi u zemljištu, razvijaju se procesi glejizacije i tresetastog razvoja humusnog sloja, za koje su najtipičniji smeđe-tajga blej-podzolizovani, tresetni i tresetni- glista tla pod šumama jele i smrče, smeđe-tajga tresetna i tresetno-podzolizirana - pod šumama ariša. Zbog slabe aeracije, biološka aktivnost se smanjuje i povećava debljina organogenih horizonata. Profil je oštro razgraničen na humusne, eluvijalne i iluvijalne horizonte. Kako svaka vrsta tla, svaka zemljišna zona ima svoje karakteristike, organizmi su takođe selektivni u odnosu na ove uslove. Po izgledu vegetacionog pokrivača može se suditi o vlažnosti, kiselosti, snabdijevanju toplotom, salinitetu, sastavu matične stijene i drugim karakteristikama zemljišnog pokrivača.
Ne samo flora i struktura vegetacije, već i fauna, sa izuzetkom mikro- i mezofaune, specifična je za različita tla. Na primjer, oko 20 vrsta buba su halofili i žive samo u tlima sa visokim salinitetom. Čak i kišne gliste dostižu svoj najveći broj u vlažnim, toplim zemljištima sa debelim organskim slojem.
Životinje su rasprostranjene po gotovo cijeloj površini Zemlje. Zbog svoje mobilnosti, sposobnosti evolucijske adaptacije na hladnije uslove postojanja, zbog nedostatka direktne ovisnosti o sunčevoj svjetlosti, životinje su okupirale više okruženja staništa nego biljke. Međutim, treba imati na umu da životinje ovise o biljkama, jer im biljke služe kao izvor hrane (za biljojede, a grabežljivci jedu biljojede).
Ovdje ćemo razumjeti u kontekstu staništa životinja životno okruženje životinja.
Ukupno se mogu izdvojiti četiri životinjska staništa. To su 1) zemlja-vazduh, 2) voda, 3) tlo i 4) drugi živi organizmi. Govoreći o zemaljsko-vazdušnom okruženju života, ono se ponekad deli na prizemno i posebno na vazduh. Međutim, čak i leteće životinje prije ili kasnije slete na tlo. Osim toga, dok se kreće po zemlji, životinja je također u zraku. Zbog toga se zemlja i vazdušna sredina kombinuju u jednu prizemno-vazdušnu sredinu.
Postoje životinje koje žive u dva okruženja istovremeno. Na primjer, mnogi vodozemci (žabe) žive i u vodi i na kopnu, određeni broj glodara živi u tlu i na površini zemlje.
Zemljište-vazdušno stanište
Kopneno-vazdušno okruženje sadrži najviše životinjskih vrsta. Ispostavilo se da je zemlja u određenom smislu najpovoljnija sredina za njihov život. Iako su u evoluciji životinje (i biljke) nastale u vodi i tek kasnije izašle na površinu.
Većina crva, insekata, vodozemaca, gmizavaca, ptica i sisara živi na kopnu. Mnoge vrste životinja su sposobne za let, pa dio života provode isključivo u zraku.
Životinje kopno-vazdušne sredine obično se odlikuju velikom pokretljivošću i dobrim vidom.
Kopneno-vazdušno okruženje karakteriše širok spektar životnih uslova ( prašume i šume umjerena klima, livade i stepe, pustinje, tundre i još mnogo toga). Stoga se životinje u ovom životnom okruženju odlikuju velikom raznolikošću, mogu se međusobno jako razlikovati.
Vodeno stanište
Vodeno okruženje stanište se razlikuje od vazduha po većoj gustini. Ovdje životinje mogu priuštiti da imaju vrlo masivna tijela (kitovi, ajkule), jer ih voda podržava i čini njihova tijela lakšim. Međutim, teže je kretati se u gustom okruženju, zbog čega vodene životinje najčešće imaju aerodinamičan oblik tijela.
IN morske dubine Skoro da sunčeva svjetlost ne prodire, pa dubokomorske životinje mogu imati slabo razvijene vidne organe.
Vodene životinje dijele se na plankton, nekton i bentos. Plankton pasivno pluta u vodenom stupcu (na primjer, jednoćelijski organizmi), nekton- to su životinje koje aktivno plivaju (ribe, kitovi, itd.), bentosživi na dnu (koralji, spužve, itd.).
Zemljište staništa
Tlo kao stanište karakteriše veoma velika gustina i nedostatak sunčeve svetlosti. Ovdje životinjama nisu potrebni organi vida. Stoga ili nisu razvijeni (crvi) ili smanjeni (krtice). S druge strane, promjene temperature u tlu nisu toliko značajne kao na površini. Tlo je dom mnogih crva, larvi insekata i mrava. Među sisarima postoje i stanovnici tla: krtice, krtice i životinje koje se bušu.
