Primjeri kopnenih zračnih životinja. Prizemno-zračno stanište
Vrsta lekcije - kombinirani
Metode: djelomično pretraživački, problemski, reproduktivni, eksplanatorni i ilustrativni.
Cilj:
Svijest učenika o značaju svih tema o kojima se govori, sposobnost da svoj odnos prema prirodi i društvu grade na poštivanju života, prema svim živim bićima kao jedinstvenom i neprocjenjivom dijelu biosfere;
Zadaci:
Edukativni: prikazati mnogostrukost čimbenika koji djeluju na organizme u prirodi, relativnost pojma „štetnih i korisnih čimbenika“, raznolikost života na planeti Zemlji i mogućnosti prilagodbe živih bića na cijeli niz uvjeta okoliša.
Obrazovni: razvijati komunikacijske vještine, sposobnost samostalnog stjecanja znanja i poticanja vlastite kognitivne aktivnosti; sposobnost analize informacija, isticanje glavne stvari u materijalu koji se proučava.
Obrazovni:
Njegovati kulturu ponašanja u prirodi, osobine tolerantne ličnosti, usađivati interes i ljubav prema živoj prirodi, formirati stabilan pozitivan stav prema svakom živom organizmu na Zemlji, razvijati sposobnost uočavanja ljepote.
Osobno: spoznajni interes za ekologiju.. Razumijevanje potrebe za stjecanjem znanja o raznolikosti biotičkih odnosa u prirodnim zajednicama radi očuvanja. prirodne biocenoze. Sposobnost izbora ciljeva i značenja svojih postupaka i djelovanja u odnosu na živu prirodu. Potreba za pravednim ocjenjivanjem vlastitog rada i rada kolega iz razreda
Kognitivni: sposobnost rada s različitim izvorima informacija, njihovo pretvaranje iz jednog oblika u drugi, usporedba i analiza informacija, izvođenje zaključaka, priprema poruka i prezentacija.
Regulatorno: sposobnost organiziranja samostalnog izvršavanja zadataka, ocjenjivanja ispravnosti rada i promišljanja vlastitih aktivnosti.
Komunikativan: sudjelovati u dijalogu u razredu; odgovarati na pitanja nastavnika, kolega iz razreda, govoriti pred publikom koristeći multimedijsku opremu ili druga sredstva demonstracije
Planirani rezultati
Predmet: poznavati pojmove “stanište”, “ekologija”, “ekološki čimbenici”, njihov utjecaj na žive organizme, “veze između živih i neživih bića”;. Biti u stanju definirati koncept " biotski faktori"; karakterizirati biotičke čimbenike, navesti primjere.
Osobno: prosuđivati, pretraživati i birati informacije, analizirati veze, uspoređivati, pronalaziti odgovor na problematično pitanje
Metasubjekt: veze s akademskim disciplinama kao što su biologija, kemija, fizika, geografija. Planirati radnje s postavljenim ciljem; pronaći potrebne informacije u udžbeniku i referentnoj literaturi; provoditi analizu prirodnih objekata; donositi zaključke; formulirati vlastito mišljenje.
Oblik organizacije obrazovne aktivnosti - individualni, grupni
Nastavne metode: likovno-ilustrativni, eksplanatorno-ilustrativni, djelomično pretraživački, samostalan rad s dodatnom literaturom i udžbenikom, s COR-om.
Prijemi: analiza, sinteza, zaključivanje, prevođenje informacija iz jedne vrste u drugu, generalizacija.
Učenje novog gradiva
Organizmi koji žive na površini Zemlje okruženi su plinovitim okolišem kojeg karakteriziraju niska vlažnost, gustoća i tlak te visok sadržaj kisika. Okolišni čimbenici koji djeluju u tlu-zrak razlikuju se po nizu specifičnosti: u usporedbi s drugim sredinama, ovdje je svjetlost intenzivnija, temperatura je podvrgnuta snažnijim kolebanjima, vlažnost značajno varira ovisno o geografskom položaju, godišnjem dobu i dobu dana. Utjecaj gotovo svih ovih čimbenika usko je povezan s kretanjem zračne mase- vjetrovi.
U procesu evolucije, stanovnici prizemno-zračnog okoliša razvili su specifične anatomske, morfološke, fiziološke, bihevioralne i druge prilagodbe. Sada imaju organe koji omogućuju izravnu asimilaciju atmosferski zrak u procesu disanja (stomata biljaka, pluća i dušnik životinja); Snažan razvoj dobile su skeletne formacije koje podupiru tijelo u uvjetima niske gustoće okoliša
(mehanička i potporna tkiva biljaka, kosturi životinja); razvijeni su složeni uređaji za zaštitu od nepovoljnih čimbenika (periodičnost i ritam životni ciklusi, složena struktura integumenta, mehanizmi termoregulacije itd.); uspostavljena je tješnja veza s tlom (korijenom biljke); iskusili ste veću mobilnost životinja u potrazi za hranom; pojavile su se leteće životinje i plodovi, sjemenke i pelud nošen zračnim strujama.
Razmotrimo glavne abiotičke čimbenike u zemljino-zračnom okruženju života.
Zrak.
Suhi zrak na razini mora sastoji se (po volumenu) od 78% dušika, 21% kisika, 0,03% ugljičnog dioksida; najmanje 1% su inertni plinovi.
Kisik je neophodan za disanje velike većine organizama, dok biljke koriste ugljični dioksid tijekom fotosinteze. Kretanje zračnih masa (vjetar) mijenja temperaturu i vlažnost zraka te mehanički djeluje na organizme. Vjetar uzrokuje promjene u transpiraciji kod biljaka. Posebno je to izraženo za vrijeme suhih vjetrova koji isušuju zrak i često uzrokuju odumiranje biljaka. Vjetar ima značajnu ulogu u oprašivanju anemofila – biljaka koje se oprašuju vjetrom. Vjetrovi određuju smjer migracije insekata kao što su livadski moljci, pustinjski skakavci i malarični komarci.
Taloženje.
Oborine u obliku kiše, snijega ili tuče mijenjaju vlažnost zraka i tla, osiguravaju biljkama raspoloživu vlagu i daju piti voduživotinje. Obilne kiše mogu uzrokovati poplave i privremeno poplaviti područje. Obilne kiše, a osobito tuča, često dovode do mehaničkih oštećenja vegetativnih organa biljaka.
Velika vrijednost za vodni režim imaju vrijeme padalina, njihovu učestalost i trajanje. Priroda kiše također je važna. Tijekom jakih kiša, tlo nema vremena za apsorbiranje vode. Ta voda brzo otječe, a njezini snažni tokovi često u rijeke i jezera odnose dio plodnog sloja tla, a s njim i slabo ukorijenjene biljke, a ponekad i male životinje. Kiše koje kiše, naprotiv, dobro vlaže tlo, ali ako su dugotrajne, dolazi do zalivanja.
Padavine u obliku snijega zimi povoljno djeluju na organizam. Snijeg kao dobar izolator štiti tlo i vegetaciju od smrzavanja (sloj snijega od 20 cm štiti biljku pri temperaturi zraka od -25°C), a malim životinjama služi kao sklonište, gdje pronalaze hranu i drugo. pogodni temperaturni uvjeti. Na jaki mrazevi Pod snijegom se skrivaju tetrijebi, jarebice i lješnjaci. Međutim, tijekom snježnih zima dolazi do masovnog uginuća nekih životinja, primjerice srne i jelena divlje svinje: s velikim snježnim pokrivačem teško im je kretanje i dobivanje hrane.
Vlažnost tla.
Jedan od glavnih izvora vlage za biljke je voda iz tla. Vodu u tlu prema agregatnom stanju, pokretljivosti, pristupačnosti i važnosti za biljke dijelimo na slobodnu, kapilarnu, kemijski i fizički vezanu.
Glavna vrsta slobodne vode je gravitacijska voda. Ispunjava široke prostore između čestica tla i pod utjecajem gravitacije neprestano prelazi u dublje slojeve dok ne dođe do vodonepropusnog sloja. Biljke ga lako apsorbiraju sve dok je u zoni korijenskog sustava.
Kapilarna voda ispunjava najtanje praznine između čestica tla i biljke je također dobro apsorbiraju. U kapilarama se drži kohezivnom silom. Pod utjecajem isparavanja s površine tla kapilarna voda stvara uzlazno strujanje, za razliku od gravitacijske vode za koju je karakteristično silazno strujanje. Ta kretanja vode i njezin protok ovise o temperaturi zraka, značajkama terena, svojstvima tla, vegetacijskom pokrovu, jačini vjetra i drugim čimbenicima. I kapilarna i gravitacijska voda predstavljaju tzv. vodu koja je dostupna biljkama.
Tlo također sadrži kemijski i fizički vezanu vodu, sadržanu u nekim mineralima tla (opal, gips, montrilonit, hidrolisku, itd.) Sva je ta voda apsolutno nedostupna biljkama, iako je u nekim tlima (ilovasto, tresetno) njezin sadržaj vrlo velik .
♦ Ekoklima.
Svako stanište karakterizira određena ekološka klima – ekoklima, tj. klima prizemnog sloja zraka. Vegetacija ima velik utjecaj na klimatske čimbenike. Pod krošnjama šume, primjerice, vlažnost zraka je uvijek viša, a kolebanja temperature manja nego na čistinama. Svjetlosni režim ovih mjesta također je različit. Različite biljne zajednice razvijaju vlastiti režim vlažnosti, temperature i svjetlosti. Zatim govore o fitoklimi.
Životni uvjeti u kojima ličinke kukaca žive ispod kore drveta drugačiji su od onih u šumi u kojoj drvo raste. U tom slučaju temperatura južne strane debla može biti 10-15°C viša od temperature njegove sjeverne strane. Takva mala staništa imaju svoju mikroklimu. Posebne mikroklimatske uvjete stvaraju ne samo biljke, već i životinje. Brzine naseljene životinjama, duplje drveća i špilje imaju stabilnu mikroklimu.
Kopneno-zračni okoliš, kao i vodeni okoliš, karakterizira jasno određena zonalnost. Postoje latitudinalni i meridijanski, odnosno longitudinalni, prirodna područja. Prvi se protežu od zapada prema istoku, drugi - od sjevera prema jugu.
Pitanja i zadaci
1. Opišite glavne abiotske čimbenike kopneno-zračnog okoliša.
2.Navedite primjere stanovnika prizemno-zračnog okoliša.
Posebnost okoliša zemlja-zrak je prisutnost zraka (smjesa raznih plinova) u njemu.
Zrak ima malu gustoću, pa ne može služiti kao oslonac organizmima (osim letećih). Niska gustoća zraka određuje njegov beznačajan otpor pri kretanju organizama duž površine tla. Istodobno im otežava kretanje u okomitom smjeru. Niska gustoća zraka uzrokuje i nizak tlak na kopnu (760 mm Hg = 1 atm). Manje je vjerojatno da će zrak spriječiti ulazak sunčeve svjetlosti nego voda. Ima veću prozirnost od vode.
Sastav plina u zraku je stalan (to znate iz geografije). Kisik i ugljikov dioksid u pravilu nisu ograničavajući čimbenici. Vodena para i razni zagađivači prisutni su kao nečistoće u zraku.
Tijekom prošlog stoljeća, kao rezultat ljudske gospodarske aktivnosti, sadržaj različitih onečišćujućih tvari u atmosferi naglo je porastao. Među njima su najopasniji: dušikovi i sumporni oksidi, amonijak, formaldehid, teški metali, ugljikovodici itd. Trenutno živi organizmi praktički nisu prilagođeni njima. Zbog toga je zagađenje zraka ozbiljna globalna pojava ekološki problem. Za njegovo rješavanje potrebno je provoditi mjere zaštite okoliša na razini svih država na Zemlji.
Zračne mase kreću se u vodoravnom i okomitom smjeru. To dovodi do pojave takvog čimbenika okoliša kao što je vjetar. Vjetar može uzrokovati kretanje pijeska u pustinjama ( pješčane oluje). Sposoban je otpuhati čestice tla na bilo kojem terenu, smanjujući plodnost zemljišta (erozija vjetrom). Vjetar mehanički djeluje na biljke. Sposoban je uzrokovati vjetrolome (prevrtanje stabala s korijenjem), vjetrolome (lomove debla) i deformaciju krošanja drveća. Kretanje zračnih masa bitno utječe na raspored padalina i temperaturni režim u okruženju zemlja-zrak.
Vodni režim prizemno-zračnog okoliša
Iz vašeg kolegija geografije znate da okoliš kopno-zrak može biti ili izrazito zasićen vlagom (tropi) ili vrlo siromašan njome (pustinje). Padaline su neravnomjerno raspoređene i po sezoni i po zemljopisna područja. Vlažnost u okolišu varira u širokom rasponu. To je glavni ograničavajući faktor za žive organizme.
Temperaturni režim okoliša zemlja-zrak
Temperatura u okolišu prizemno-zrak ima dnevnu i sezonsku periodičnost. Organizmi su joj se prilagodili od nastanka života na kopnu. Stoga je manje vjerojatno da će temperatura djelovati kao ograničavajući čimbenik nego vlažnost.
Prilagodba biljaka i životinja na život u zemljino-zračnom okruženju
Kada su biljke stigle na kopno, razvile su tkiva. Građu biljnih tkiva proučavali ste u kolegiju biologije 7. razreda. Zbog činjenice da zrak ne može poslužiti kao pouzdan oslonac, biljke su razvile mehanička tkiva (drvo i lična vlakna). Širok raspon promjena klimatskih čimbenika uzrokovao je stvaranje gustih pokrovnih tkiva - periderma, kore. Zahvaljujući pokretljivosti zraka (vjetru) biljke su razvile prilagodbe za oprašivanje, rasprostranjenje spora, plodova i sjemenki.
Život životinja lebdećih u zraku nemoguć je zbog njegove male gustoće. Mnoge vrste (insekti, ptice) prilagodile su se aktivnom letu i mogu dugo ostati u zraku. Ali njihova reprodukcija događa se na površini tla.
Kretanje zračnih masa u vodoravnom i okomitom smjeru neki mali organizmi koriste za pasivno širenje. Protisti, pauci i insekti naseljavaju se na ovaj način. Niska gustoća zraka uzrokovala je poboljšanje vanjskog (člankonošci) i unutarnjeg (kralješnjaci) kostura kod životinja tijekom 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 tona). Zahvaljujući nastanku različiti tipovi ekstremiteta, sisavci su mogli naseliti kopnena područja s raznolikim terenom.
Opće karakteristike tla kao životne sredine
Tlo je gornji sloj zemljine kore koji je plodan. Nastao je kao rezultat međudjelovanja klimatskih i bioloških čimbenika s temeljnom stijenom (pijesak, glina i dr.). Tlo je u kontaktu sa zrakom i služi kao oslonac za kopneni organizmi. Također je izvor mineralne prehrane za biljke. Istovremeno, tlo je životni okoliš za mnoge vrste organizama. Tlo karakteriziraju sljedeća svojstva: gustoća, vlažnost, temperatura, prozračnost (dotok zraka), reakcija okoliša (pH), slanost.
Gustoća tla raste s dubinom. Vlažnost, temperatura i prozračnost tla usko su povezani i međusobno ovisni. Temperaturne fluktuacije u tlu su izglađene u usporedbi s površinski zrak a na dubini od 1-1,5 m više im se ne može ući u trag. Dobro navlažena tla se polagano zagrijavaju i polagano hlade. Povećanje vlažnosti i temperature tla pogoršava njegovu prozračnost i obrnuto. Hidrotermički režim tla i njegova prozračnost ovise o strukturi tla. Glinena tla bolje zadržavaju vlagu od pjeskovitih tla. Ali lošije prozračuju 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).
Prilagodbe biljaka i životinja na život u tlu
U životu biljaka, tlo obavlja funkcije sidrenja, opskrbe vodom i izvora mineralne prehrane. Koncentracija hranjivim tvarima u tlu dovela je do razvoja korijenskog sustava i provodnih tkiva kod biljaka.
Životinje koje žive u tlu imaju brojne prilagodbe. Karakteriziraju ih različiti putevi kretanje u tlu. To može biti kopanje prolaza i rupa, poput krtica cvrčaka i krtica cvrčaka. Gliste mogu razdvojiti čestice tla i stvoriti tunele. Ličinke insekata mogu puzati među česticama tla. S tim u vezi, u procesu evolucije razvijene su odgovarajuće prilagodbe. Organizmi koji kopaju imaju razvijene udove za kopanje. U prstenastih lišća postoji hidrostatski kostur, a kukci i stonoge imaju pandže.
Životinje u tlu imaju kratko, zbijeno tijelo s nevlažnim integumentima (sisavci) ili prekriveno sluzi. Život u tlu kao staništu doveo je do atrofije ili nerazvijenosti vidnih organa. Sićušne, nerazvijene oči madeža često su skrivene ispod nabora kože. Kako bi se olakšalo kretanje u uskim prolazima tla, krzno krtica je steklo sposobnost savijanja u dva smjera.
U kopneno-zračnom okolišu organizmi su okruženi zrakom. Ima nisku vlažnost, gustoću i tlak, visoku prozirnost i sadržaj kisika. Vlažnost je glavni ograničavajući faktor. Tlo kao životnu sredinu karakterizira velika gustoća, određeni hidrotermalni režim i prozračnost. Biljke i životinje razvile su različite prilagodbe za život u okolišu zemlja-zrak i tlo.
Život na kopnu uvelike ovisi o stanju zraka. Prirodna mješavina plinova koja se razvila tijekom evolucije Zemlje je zrak koji udišemo.
Zrak kao životna sredina usmjerava evolucijski razvoj stanovnika te sredine. Dakle, visok sadržaj kisika uvjetuje mogućnost stvaranja visoke razine energetskog metabolizma (metabolizam između tijela i okoliša). Atmosferski zrak karakterizira niska i promjenljiva vlažnost, što je ograničilo mogućnosti razvoja zračnog okoliša, a kod njegovih stanovnika odredilo razvoj sustava metabolizma vode i soli i strukturu dišnih organa. Također treba napomenuti da je gustoća zraka u atmosferi niska, zbog čega je život koncentriran blizu površine Zemlje i prodire u atmosferu do visine ne veće od 50-70 m (krošnje drveća tropskih šuma) .
Glavne komponente atmosferskog zraka su dušik (N2) - 78,08%, kisik (02) - 20,9%, argon (Ar) - oko 1% i ugljikov dioksid (CO2) - 0,03% (Tablica 1).
Kisik se na Zemlji pojavio prije otprilike 2 milijarde godina, kada je površina nastala pod utjecajem aktivne vulkanske aktivnosti. Tijekom proteklih 20 milijuna godina udio kisika u zraku postupno se povećavao (danas iznosi 21%). Glavnu ulogu u tome odigrao je razvoj flore kopna i oceana.
Tablica 1. Plinski sastav Zemljine atmosfere
Atmosfera štiti Zemlju od bombardiranja meteorita. Oko 5 puta godišnje u atmosferi izgore krhotine meteorita, kometa i asteroida čija bi snaga pri susretu sa Zemljom premašila snagu bombe bačene na Hirošimu. Većina meteorita nikada ne dosegne Zemljina površina, izgaraju kada velikom brzinom uđu u atmosferu. Svake godine na Zemlju padne oko 6 milijuna tona kozmičke prašine.
Osim toga, atmosfera pomaže zadržati toplinu na planetu, 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 njega bi takvo zračenje moglo uništiti život na Zemlji. Nažalost, počevši od 80-90-ih. XX. stoljeća Postoji negativan trend stanjivanja i uništavanja ozonskog zaslona.
Tijekom evolucije ovaj okoliš je nastao kasnije od vodenog. Njegova posebnost je da je plinovit, stoga ga karakteriziraju niska vlažnost, gustoća i tlak te visok sadržaj kisika. Živi organizmi su tijekom evolucije razvili potrebne anatomske, morfološke, fiziološke, bihevioralne i druge prilagodbe. Životinje se u prizemno-zračnom okruženju kreću po tlu ili zrakom (ptice, kukci), a biljke se ukorjenjuju u tlu. S tim u vezi, životinje su razvile pluća i dušnik, a biljke su razvile stomatalni aparat, odnosno organe pomoću kojih kopneni stanovnici planeta apsorbiraju kisik izravno iz zraka. Snažno su se razvili skeletni organi koji osiguravaju autonomiju kretanja na kopnu i podupiru tijelo sa svim njegovim organima u uvjetima beznačajne gustoće okoliša, tisuće puta manje od vode. Okolišni čimbenici u prizemno-zračnom okruženju razlikuju se od ostalih staništa visokim intenzitetom osvjetljenja, značajnim kolebanjima temperature i vlažnosti zraka, korelacijom svih čimbenika s geografskim položajem, promjenom godišnjih doba i doba dana. Njihovi učinci na organizme neraskidivo su povezani s kretanjem zraka i položajem u odnosu na mora i oceane i jako se razlikuju od učinaka u vodenom okolišu (tablica 1).
Tablica 1. Životni uvjeti organizama u zračnom i vodenom okolišu (prema D. F. Mordukhai-Boltovsky, 1974.)
| Životni uvjeti (faktori) | Važnost uvjeta za organizme | |||
| zračni okoliš | vodeni okoliš | |||
| Vlažnost | Vrlo važno (često u nedostatku) | Nema (uvijek u višku) | ||
| Gustoća | Manji (osim za tlo) | Velika u usporedbi s njegovom ulogom za stanovnike zraka | ||
| Pritisak | Gotovo nikakve | Velika (može doseći 1000 atmosfera) | ||
| Temperatura | Značajan (varira u vrlo širokim granicama - od -80 do +100°S i više) | Manje od vrijednosti za stanovnike zraka (varira mnogo manje, obično od -2 do +40°C) | ||
| Kisik | Minor (uglavnom u višku) | Neophodan (često u nedostatku) | ||
| Suspendirane tvari | nebitno; ne koristi se za hranu (uglavnom mineralna) | Važno (izvor hrane, posebno organske tvari) | ||
| Otopljene tvari u okoliš | U određenoj mjeri (važno samo za otopine tla) | Važno (u određenoj potrebnoj količini) | ||
Kopnene životinje i biljke razvile su vlastite, ne manje originalne prilagodbe nepovoljnim čimbenicima okoliša: složenu strukturu tijela i njegovih integumenata, periodičnost i ritam životnih ciklusa, mehanizme termoregulacije itd. Svrhovito kretanje životinja u potrazi za hranom ima razvijene, vjetrom nošene spore, sjemenke i pelud, kao i biljke i životinje čiji je život u potpunosti povezan sa zrakom. S tlom je formiran izuzetno tijesan funkcionalni, resursni i mehanički odnos. Mnoge prilagodbe bile su spomenute gore, kao primjeri u karakterizaciji abiotski faktori okoliš. Stoga nema smisla da se sada ponavljamo, jer ćemo im se vratiti na praktičnoj nastavi.
Tlo kao stanište
Zemlja je jedini planet koji ima tlo (edasferu, pedosferu) – posebnu, gornju ovojnicu kopna. Ova je školjka nastala u povijesno dogledno vrijeme - iste je starosti kao kopneni život na planetu. M. V. Lomonosov prvi je put odgovorio na pitanje o podrijetlu tla („O slojevima zemlje“): „... tlo je nastalo raspadanjem životinjskih i biljnih tijela ... kroz vrijeme ...”. I veliki ruski znanstvenik ti. Vas. Dokuchaev (1899: 16) je prvi nazvao tlo neovisnim prirodnim tijelom i dokazao da je tlo “... isto neovisno prirodno povijesno tijelo kao bilo koja biljka, svaka životinja, bilo koji mineral... ono je rezultat, funkcija ukupne, uzajamne aktivnosti klime određenog područja, njegovih biljnih i životinjskih organizama, topografije i starosti zemlje..., konačno, podzemlje, tj. matične stijene... Svi ovi tlotvorci, u biti , potpuno su ekvivalentne količine i jednako sudjeluju u formiranju normalnog tla...” A suvremeni poznati znanstvenik za tlo 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 zajedničkim utjecajem klime (svjetlost, toplina, zrak, voda), biljni i životinjski organizmi."
Glavni strukturni elementi tla su: mineralna podloga, organska tvar, zrak i voda.
Mineralna baza (kostur)(50-60% ukupnog tla) - ovo nije organska tvar, nastao kao rezultat temeljne planinske (matične, tlotvorne) stijene kao rezultat njezinog trošenja. Veličine čestica skeleta kreću se od gromada i kamenja do sitnih zrnaca pijeska i čestica blata. Fizikalno-kemijska svojstva tla određena su uglavnom sastavom stijena koje tvore tlo.
Propusnost i poroznost tla, koje osiguravaju kruženje i vode i zraka, ovise o omjeru gline i pijeska u tlu i veličini fragmenata. U umjerenoj klimi idealno je ako tlo čine jednake količine gline i pijeska, odnosno ilovača. U ovom slučaju, tlo nije u opasnosti od natapanja ili isušivanja. Obje su podjednako destruktivne i za biljke i za životinje.
organska tvar– do 10% tla, nastaje od mrtve biomase (biljna masa – otpaci lišća, grana i korijenja, odumrli debli, krpe trave, organizmi uginulih životinja), usitnjene i prerađene u zemljišni humus pomoću mikroorganizama i pojedinih skupina životinje i biljke. Više jednostavni elementi, nastale kao rezultat razgradnje organske tvari, biljke ponovno apsorbiraju i uključuju se u biološki ciklus.
Zrak(15-25%) u tlu nalazi se u šupljinama – porama, između organskih i mineralnih čestica. U odsutnosti (teška glinena tla) ili punjenja pora vodom (tijekom poplava, odmrzavanja permafrosta), prozračivanje u tlu se pogoršava i razvijaju se anaerobni uvjeti. U takvim uvjetima inhibirani su fiziološki procesi organizama koji troše kisik - aerobi, a razgradnja organske tvari je usporena. Postupno se nakupljaju, tvore treset. Velike rezerve treseta tipične su za močvare, močvarne šume i zajednice tundre. Akumulacija treseta posebno je izražena u sjevernim krajevima, gdje su hladnoća i natopljenost tla međusobno ovisni i nadopunjuju se.
Voda(25-30%) u tlu zastupljena je sa 4 vrste: gravitacijska, higroskopna (vezana), kapilarna i parna.
Gravitacijski- pokretna voda, zauzimajući velike prostore između čestica tla, pod vlastitom težinom curi do razine podzemne vode. Biljke ga lako apsorbiraju.
Higroskopno ili srodno– adsorbira oko koloidnih čestica (glina, kvarc) tla i zadržava se u obliku tankog filma zahvaljujući vodikovim vezama. Oslobođen od njih kada visoka temperatura(102-105°C). Nedostupan je biljkama i ne isparava. U glinenim tlima ima do 15% takve vode, u pjeskovitim tlima - 5%.
Kapilarni– koje površinska napetost drži oko čestica tla. Kroz uske pore i kanale - kapilare, diže se od razine podzemne vode ili divergira iz šupljina s gravitacijskom vodom. Bolje ga zadržavaju glinena tla i lako isparava. Biljke ga lako apsorbiraju.
Parovit– zauzima sve pore bez vode. Prvo ispari.
Postoji stalna izmjena površinskih tla i podzemnih voda, kao karika u općem kruženju vode u prirodi, mijenjajući brzinu i smjer ovisno o godišnjem dobu i vremenskim uvjetima.
Struktura profila tla
Struktura tla je heterogena i horizontalno i vertikalno. Horizontalna heterogenost tala odražava heterogenost rasporeda tlotvornih stijena, položaja u reljefu, klimatskih karakteristika i u skladu je s rasporedom vegetacijskog pokrova na teritoriju. 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 zbirka slojeva ili horizonata. Svi procesi formiranja tla odvijaju se u profilu uz obvezno razmatranje njegove podjele na horizonte.
Bez obzira na vrstu tla, u profilu se razlikuju tri glavna horizonta, koji se razlikuju po morfološkim i kemijska svojstva između sebe i između sličnih horizonata u drugim tlima:
1. Humusno-akumulativni horizont A. U njemu se nakupljaju i transformiraju organske tvari. Nakon transformacije, neki od elemenata iz ovog horizonta se vodom prenose u podležeće.
Ovaj je horizont po svojoj biološkoj ulozi najsloženiji i najvažniji u cijelom profilu tla. Sastoji se od šumske stelje - A0 koju čini zemljana stelja (mrtva organska tvar slabog stupnja razgradnje na površini tla). Na temelju sastava i debljine stelje može se suditi o ekološkim funkcijama biljne zajednice, njenom podrijetlu i stupnju razvoja. Ispod stelje nalazi se tamno obojeni humusni horizont - A1, kojeg čine usitnjeni ostaci biljne i životinjske mase različitog stupnja razgrađenosti. Kralježnjaci (fitofagi, saprofagi, koprofagi, predatori, nekrofagi) sudjeluju u uništavanju ostataka. Usitnjavanjem, organske čestice ulaze u sljedeći niži horizont - eluvijal (A2). U njemu se događa kemijska razgradnja humusa na jednostavne elemente.
2. Iluvijalni ili inspirativni horizont B. U njemu se talože i pretvaraju u otopine tla spojevi uklonjeni iz horizonta A. To su huminske kiseline i njihove soli, koje reagiraju s korom trošenja i apsorbiraju ih korijeni biljaka.
3. Matična (podložna) stijena (kora trošenja), ili horizont C. Iz tog horizonta - također nakon transformacije - mineralne tvari prelaze u tlo.
Na temelju stupnja pokretljivosti i veličine sva fauna tla grupira se u sljedeće tri ekološke skupine:
Mikrobiotip ili mikrobiota(ne brkati s endemom Primorja - biljkom mikrobiote križnih parova!): organizmi koji predstavljaju posrednu vezu između biljnih i životinjskih organizama (bakterije, zelene i modrozelene alge, gljive, jednostanične protozoe). Ovaj vodeni organizmi, ali manji od onih koji žive u vodi. Žive u porama tla ispunjenim vodom – mikrorezervoarima. Glavna karika detritusa hranidbeni lanac. Mogu se osušiti, a uspostavom dovoljne vlažnosti ponovno ožive.
Mezobiotip ili mezobiota– skup malih pokretnih insekata koji se lako uklanjaju iz tla (nematode, grinje (Oribatei), male ličinke, proljetnice (Collembola) itd. Vrlo brojni - do milijuna jedinki na 1 m 2. Hrane se detritusom, bakterije. Koriste prirodne šupljine u tlu, same sebi ne kopaju tunele. Kad se vlaga smanji, idu dublje. Prilagodbe od isušivanja: zaštitne ljuske, čvrsta debela ljuska. Mezobiota čeka "poplave" u mjehurićima zrak tla.
Makrobiotip ili makrobiota– veliki insekti, gliste, pokretni člankonošci koji žive između stelje i tla, druge životinje, sve do sisavaca koji kopaju jame (krtice, rovke). Prevladavaju gliste (do 300 kom/m2).
Svaki tip tla i svaki horizont ima svoj kompleks živih organizama koji sudjeluju u iskorištavanju organske tvari – edafon. Gornji, organogeni slojevi-horizonti imaju najbrojniji i najsloženiji sastav živih organizama (slika 4). Iluvijal je nastanjen samo bakterijama (sumporne bakterije, bakterije koje vežu dušik) koje ne trebaju kisik.
Prema stupnju povezanosti s okolinom u edafonu se razlikuju tri skupine:
Geobionti– stalni stanovnici tla (gliste (Lymbricidae), mnogi primarni kukci bez krila (Apterigota)), od sisavaca: krtice, krtice.
Geofili– životinje kod kojih se dio razvojnog ciklusa odvija u drugom okolišu, a dio u tlu. To je većina letećih insekata (skakavci, kornjaši, dugonogi komarci, krtice, mnogi leptiri). Neki prolaze kroz fazu ličinke u tlu, dok drugi prolaze kroz fazu lutke.
geokseni- životinje koje ponekad posjećuju tlo kao zaklon ili utočište. Tu spadaju svi sisavci koji žive u jazbinama, mnogi kukci (žohari (Blattodea), hemiptera (Hemiptera), neke vrste kornjaša).
Posebna grupa - psamofiti i psamofili(mramorne kornjaše, mravinji lavovi); prilagođeno pomicanju pijeska u pustinjama. Prilagodbe na život u pokretnom, suhom okruženju kod biljaka (saxaul, pješčani bagrem, pješčana vlasulja itd.): adventivno korijenje, spavajući pupoljci na korijenju. Prvi počinju rasti kad se prekriju pijeskom, drugi kad se pijesak otpuha. Od nanošenja pijeska spašavaju se brzim rastom i smanjenjem lišća. Plodove karakterizira hlapljivost i elastičnost. Pjeskoviti pokrivači na korijenju, suberizacija kore i jako razvijeno korijenje štite od suše. Prilagodbe na život u pokretnom, suhom okolišu kod životinja (navedeno gore, gdje su razmatrani toplinski i vlažni režimi): rudare pijesak - guraju ga svojim tijelima. Životinje koje kopaju imaju skijaške šape s izraslinama i dlakom.
Tlo je srednji medij između vode (temperaturni uvjeti, nizak sadržaj kisika, zasićenost vodenom parom, prisutnost vode i soli u njemu) i zraka (zračne šupljine, nagle promjene vlažnosti i temperature u gornjim slojevima). Za mnoge je člankonošce tlo bilo medij kroz koji su mogli prijeći s vodenog na kopneni način života. Glavni pokazatelji svojstava tla, koji odražavaju njegovu sposobnost da služi kao stanište za žive organizme, su hidrotermalni režim i prozračivanje. Ili vlažnost, temperatura i struktura tla. Sva tri pokazatelja međusobno su usko povezana. Kako se vlažnost povećava, toplinska vodljivost se povećava, a prozračnost tla se pogoršava. Što je viša temperatura, dolazi do većeg isparavanja. Koncepti fizičke i fiziološke suhoće tla izravno su povezani s ovim pokazateljima.
Fizička suhoća uobičajena je pojava tijekom atmosferskih suša, zbog naglog smanjenja opskrbe vodom zbog dugog izostanka padalina.
U Primorju su takva razdoblja tipična za kasno proljeće i posebno su izražena na padinama s južnim ekspozicijama. Štoviše, s obzirom na isti položaj u reljefu i druge slične uvjete uzgoja, što je vegetacijski pokrov bolje razvijen, to brže dolazi do stanja fizičke suhoće. Fiziološka suhoća je složenija pojava, uzrokovana je nepovoljni uvjeti okoliš. Sastoji se u fiziološkoj nedostupnosti vode kada je u tlu ima dovoljna ili čak višak. Voda u pravilu postaje fiziološki nedostupna pri niskim temperaturama, visokom salinitetu ili kiselosti tla, prisutnosti otrovnih tvari i nedostatku kisika. Istodobno, hranjivi sastojci topljivi u vodi također postaju nedostupni: fosfor, sumpor, kalcij, kalij itd. Zbog hladnoće tla i rezultirajućeg vlaženja i visoke kiselosti, velike rezerve vode i mineralnih soli u mnogim ekosustavima tundra i sjever su fiziološki nedostupni korijenskim biljkama.-šume tajge. To objašnjava snažno potiskivanje viših biljaka u njima i široku rasprostranjenost lišajeva i mahovina, osobito sfagnuma. Jedna od važnih prilagodbi surovim uvjetima u edasferi je mikoriznu ishranu. Gotovo sva stabla povezana su s gljivama koje tvore mikorizu. Svaka vrsta drveća ima svoju vrstu gljive koja stvara mikorizu. Zbog mikorize povećava se aktivna površina korijenskih sustava, a korijenje viših biljaka lako apsorbira gljivične izlučevine.
Kao što je rekao V. V. Dokuchaev, "...Zone tla također su prirodno-povijesne zone: ovdje je očita najbliža veza između klime, tla, životinjskih i biljnih organizama...". To se jasno vidi u pokrovu tla u šumskim područjima na sjeveru i jugu. Daleki istok
Karakteristična značajka tla Dalekog istoka, nastala u monsunskim uvjetima, tj. vrlo vlažna klima, je jako ispiranje elemenata iz eluvijalnog horizonta. Ali u sjevernim i južnim dijelovima regije ovaj proces nije isti zbog različite opskrbe staništa toplinom. Formiranje tla na krajnjem sjeveru događa se u uvjetima kratke vegetacijske sezone (ne više od 120 dana) i široko rasprostranjenog permafrosta. Nedostatak topline često prati natapanje tla, niska kemijska aktivnost trošenja stijena koje tvore tlo i spora razgradnja organske tvari. Vitalna aktivnost mikroorganizama u tlu je uvelike inhibirana, a apsorpcija hranjivih tvari korijenima biljaka je inhibirana. Kao rezultat toga, sjeverne cenoze karakterizira niska produktivnost - rezerve drva u glavnim vrstama šuma ariša ne prelaze 150 m 2 /ha. Pritom akumulacija mrtve organske tvari prevladava nad njezinom razgradnjom, uslijed čega nastaju debeli tresetni i humusni horizonti, s visokim sadržajem humusa u profilu. Tako u šumama sjevernog ariša debljina šumske stelje doseže 10-12 cm, a rezerve nediferencirane mase u tlu dosežu 53% ukupne rezerve biomase plantaže. U isto vrijeme, elementi se iznose izvan profila, a kada se permafrost pojavi blizu njih, nakupljaju 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-humusni podzoli, u kontinentalnim krajevima - podburi. Tresetna tla sa permafrost u profilu. Zonska tla karakterizira oštra diferencijacija horizonata po boji. U južnim krajevima klima ima značajke slične klimi vlažnih subtropika. Vodeći čimbenici formiranja tla u Primorju na pozadini visoke vlažnosti zraka su privremeno prekomjerna (pulsirajuća) vlaga i duga (200 dana), vrlo topla vegetacijska sezona. Uzrokuju ubrzanje deluvijalnih procesa (trošenje primarnih minerala) i vrlo brza razgradnja mrtve organske tvari u jednostavne kemijske elemente. Potonji se ne prenose izvan sustava, već ih presreću biljke i fauna tla. U mješovitim šumama širokog lišća na jugu Primorja, do 70% godišnje stelje se "obrađuje" tijekom ljeta, a debljina stelje ne prelazi 1,5-3 cm. Granice između horizonata tla profil zonalnih smeđih tala su slabo definirani. Uz dovoljno topline glavna uloga hidrološki režim ima ulogu u formiranju tla. Poznati dalekoistočni tloznanstvenik G. I. Ivanov podijelio je sve krajolike Primorskog teritorija u krajolike brze, slabo ograničene i teške izmjene vode. U krajolicima brze izmjene vode vodeći je proces formiranja burozema. Tla ovih krajolika, koja su također zonalna, su smeđa šumska pod crnogorično-listopadnim i listopadne šume i smeđe-tajga - ispod četinjača, vrlo se razlikuju visoka produktivnost. Tako rezerve šumskih sastojina u šumama jele i širokog lišća koje zauzimaju donje i srednje dijelove sjevernih padina na slabo skeletnim ilovačama dosežu 1000 m 3 /ha. Smeđa tla karakterizira slabo izražena diferencijacija genetskog profila.
U krajolicima sa slabo ograničenom izmjenom vode, formiranje smeđeg tla prati podzolizacija. U profilu tla, osim humusnog i iluvijalnog horizonta, izdvaja se pročišćeni eluvijalni horizont i pojavljuju se znakovi diferencijacije profila. Karakterizira ih blago kisela reakcija okoline i visok sadržaj humusa u gornjem dijelu profila. Produktivnost ovih tala je manja - zaliha šumskih sastojina na njima je smanjena na 500 m 3 /ha.
U krajolicima s otežanom izmjenom vode, zbog sustavnog snažnog zalivanja, stvaraju se anaerobni uvjeti u tlima, razvijaju se procesi oglejizacije i razvoja tresota humusnog sloja. Za njih su najtipičniji smeđe-tajga glejno-podzolizirani, tresetni i tresetni glejna tla pod šumama jele i smreke, smeđe-tajga tresetna i tresetno-podzolizirana - pod šumama ariša. Zbog slabe aeracije smanjuje se biološka aktivnost i povećava debljina organogenih horizonata. Profil je oštro razgraničen na humusni, eluvijalni i iluvijalni horizont. Budući da svaki tip tla, svaka zona tla ima svoje karakteristike, organizmi su također selektivni u odnosu na te uvjete. Po izgledu biljnog pokrova može se suditi o vlažnosti, kiselosti, opskrbljenosti toplinom, slanosti, sastavu matične stijene i drugim karakteristikama pokrova tla.
Ne samo flora i struktura vegetacije, već i fauna, s izuzetkom mikro- i mezofaune, specifična je za različita tla. Na primjer, oko 20 vrsta kornjaša su halofili i žive samo u tlima s visokim salinitetom. Čak i gliste dostižu najveći broj u vlažnim, toplim tlima s debelim organskim slojem.
Životinje su naseljene gotovo na cijeloj površini Zemlje. Zbog svoje mobilnosti, sposobnosti evolucijske prilagodbe na hladnije uvjete postojanja, zbog nedostatka izravne ovisnosti o sunčevoj svjetlosti, životinje su zauzele 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 kontekst životinjskih staništa životinjski životni okoliš.
Ukupno se mogu razlikovati četiri životinjska staništa. To su 1) tlo-zrak, 2) voda, 3) tlo i 4) ostali živi organizmi. Govoreći o prizemno-zračnom okruženju života, ponekad se dijeli na tlo i, posebno, zrak. Međutim, čak i leteće životinje prije ili kasnije slete na tlo. Osim toga, dok se kreće po tlu, životinja je također u zraku. Stoga su tlo i zrak okruženja spojeni u jedno tlo-zrak.
Postoje životinje koje žive u dva okruženja odjednom. Na primjer, mnogi vodozemci (žabe) žive iu vodi i na kopnu, određeni broj glodavaca živi u tlu i na površini zemlje.
Prizemno-zračno stanište
Zemljino-zračni okoliš sadrži najviše životinjskih vrsta. Ispostavilo se da je zemlja, u neku ruku, najprikladnije okruženje za njihov život. Iako su u evoluciji životinje (i biljke) nastale u vodi i tek kasnije izašle na površinu.
Većina crva, insekata, vodozemaca, gmazova, ptica i sisavaca živi na kopnu. Mnoge vrste životinja sposobne su letjeti pa dio života provode isključivo u zraku.
Životinje tlo-zračnog okoliša obično karakterizira visoka pokretljivost, dobar vid.
Prizemno-zračni okoliš karakterizira široka raznolikost stanišnih uvjeta ( prašume i šume umjerena klima, livade i stepe, pustinje, tundre i još mnogo toga). Stoga se životinje ovog okruženja života odlikuju velikom raznolikošću, mogu se međusobno jako razlikovati.
Vodeno stanište
Vodeni okoliš stanište se od zraka razlikuje po većoj gustoći. Ovdje si životinje mogu priuštiti vrlo masivna tijela (kitovi, morski psi) jer ih voda podupire i čini njihova tijela lakšim. Međutim, kretanje u gustom okruženju je teže, pa vodene životinje najčešće imaju aerodinamičan oblik tijela.
U dubine mora gotovo da ne prodire sunčeva svjetlost, tako da dubokomorske životinje mogu imati slabo razvijene organe vida.
Vodene životinje dijele se na plankton, nekton i bentos. Plankton pasivno pluta u vodenom stupcu (na primjer, jednostanični organizmi), nekton- to su životinje koje aktivno plivaju (ribe, kitovi, itd.), bentosživi na dnu (koralji, spužve i dr.).
Tlo stanište
Tlo kao stanište karakterizira vrlo velika gustoća i nedostatak sunčeve svjetlosti. Ovdje životinje ne trebaju organe vida. Stoga su ili nerazvijeni (crvi) ili reducirani (matice). S druge strane, promjene temperature u tlu nisu tako značajne kao na površini. Tlo je dom mnogim crvima, ličinkama insekata i mravima. Među sisavcima postoje i stanovnici tla: krtice, krtice i rovari.
