Alle Umweltfaktoren, die Umweltbedingungen charakterisieren, werden in zwei Hauptgruppen unterteilt - abiotische (dazu gehören Klima und Boden) und biotische Faktoren (zoogene und phytogene). Zusammen werden sie zu einem Lebensraum für Tiere oder Pflanzen kombiniert.
Umweltfaktoren
Je nach Ausprägung ihres Einflusses auf Tiere und Pflanzen werden sie in folgende Hauptgruppen eingeteilt:
1) klimatisch, einschließlich Merkmale des Licht- und Temperaturregimes, des Feuchtigkeitsgeh alts und der Luftqualität;
2) Boden-Boden, die die Nährstoffqualität der Pflanzen in Abhängigkeit von der Art des Bodens, des Muttergesteins und des Grundwassers charakterisieren;
3) topographisch, indirekt wirkend, da Klima und Bodenqualität von der Entlastung des Lebensraumes lebender Organismen abhängen;
4) biotisch: phytogene, zoogene und mikrogene Faktoren;
5) anthropogen, einschließlich aller Arten menschlicher Auswirkungen auf die Umwelt.
Es ist erwähnenswert, dass all diese Gruppen von Faktoren nicht einzeln wirken, sondern in Kombination miteinander. Aufgrund dieser Änderung der Indikatoren wird mindestens einer von ihnen dazu führenUngleichgewicht in diesem Komplex. Beispielsweise geht eine Temperaturerhöhung mit einer Erhöhung der Luftfeuchtigkeit einher, die Gaszusammensetzung der Luft ändert sich, der Boden trocknet aus, die Photosynthese nimmt zu usw. Die Organismen selbst sind jedoch in der Lage, diese Umweltbedingungen zu beeinflussen.
Biotische Faktoren
Biota ist ein lebender Bestandteil der Cenosis, zu der nicht nur Pflanzen und Tiere, sondern auch Mikroorganismen gehören. Jeder dieser lebenden Organismen existiert in einer bestimmten Biozönose und interagiert nicht nur mit seiner eigenen Art, sondern auch mit Vertretern anderer Arten. Sie alle beeinflussen die Lebewesen um sie herum, erh alten aber auch eine Reaktion von ihnen. Solche Interaktionen können negativ, positiv oder neutral sein.
Die Gesamtheit der Wechselwirkungen untereinander und mit dem unbelebten Teil der Umwelt wird als biotische Umweltfaktoren bezeichnet. Dazu gehören:
- Phytogene Faktoren sind die Wirkungen, die Pflanzen auf sich selbst, andere Pflanzen und Tiere haben.
- Zoogene Faktoren sind der Einfluss, den Tiere auf sich selbst, andere Tiere und Pflanzen ausüben.
Der Einfluss bestimmter biotischer Faktoren auf Ökosystemebene bestimmt die Eigenschaften der Umwandlung von Stoffen und Energien, nämlich ihre Richtung, Intensität und Art.
Phytogene Faktoren
Beziehungen von Pflanzen in Gemeinschaften mit dem Vorschlag des Akademikers V. N. Sukachev wurden als Co-Aktionen bezeichnet. Er identifizierte darin drei Kategorien:
1. Direkte (Kontakt-)Kooperationen. In diese Gruppe gehörte er direktEinfluss von Pflanzen auf mit ihnen in Kontakt stehende Organismen. Dazu gehören die mechanischen und physiologischen Wirkungen von Pflanzen aufeinander. Ein Beispiel für diesen phytogenen Faktor – direkte Wechselwirkung zwischen Pflanzen – ist die Beschädigung der Kronen von jungen Nadelbäumen durch Schlagen mit flexiblen Ästen eng benachbarter Harthölzer. Oder zum Beispiel enger Kontakt der Wurzelsysteme verschiedener Pflanzen. Zu den direkten phytogenen Umweltfaktoren gehören auch Konkurrenz, Epiphytismus, Parasitismus, Saprophytismus und Mutualismus.
2. Indirekte Wechselwirkungen transabiotischer Natur. Die Art und Weise, wie Pflanzen die sie umgebenden Organismen beeinflussen, besteht darin, die physikalisch-chemischen Eigenschaften ihrer Lebensräume zu verändern. Viele Pflanzen sind Erbauungskünstler. Sie haben Umweltauswirkungen auf andere Pflanzen. Ein Beispiel für einen solchen phytogenen Biofaktor ist die Abschwächung der Intensität des Sonnenlichts, das die Vegetationsdecke durchdringt, was eine Änderung des jahreszeitlichen Rhythmus der Beleuchtung, der Temperatur im Wald und vieles mehr bedeutet.
3. Indirekte Wechselwirkungen transbiotischer Natur. Pflanzen beeinflussen die Umwelt indirekt durch andere Organismen wie Bakterien. Es ist bekannt, dass sich an den Wurzeln der meisten Hülsenfrüchte spezielle Knöllchenbakterien ansiedeln. Sie sind in der Lage, freien Stickstoff zu fixieren, indem sie ihn in Nitrite und Nitrate umwandeln, die wiederum leicht von den Wurzeln fast aller Pflanzen aufgenommen werden. Somit erhöhen Leguminosen indirekt die Bodenfruchtbarkeit für andere Pflanzen, indem sie über einen Vermittler wirken -Knötchenbakterien. Als Beispiel für diesen phytogenen Umweltfaktor kann man auch das Fressen von Pflanzen bestimmter Gruppen durch Tiere nennen, was zu einer Veränderung des Zahlenverhältnisses der Arten führt. Als Ergebnis der Eliminierung der Konkurrenz beginnen nicht gefressene Pflanzen stärker zu werden und haben einen größeren Einfluss auf benachbarte Organismen.
Beispiele
Konkurrenz ist einer der Hauptfaktoren bei der Bildung von Biozönosen. In ihnen überleben nur Individuen, die sich als an bestimmte Umweltbedingungen besser angepasst herausstellten und es schafften, die an der Ernährung beteiligten Organe früher als andere zu entwickeln, ein großes Gebiet eroberten und sich in besseren Lichtverhältnissen befanden. Im Zuge der natürlichen Auslese werden konkurrenzgeschwächte Individuen vernichtet.
Bei der Bildung einer Cenose verändern sich viele Eigenschaften der Umwelt, verursacht durch den Aufwand an stofflichen und energetischen Ressourcen, sowie die Emission von Abfallprodukten von Organismen in Form von chemischen Verbindungen, Laub und vielem mehr. Diesen Prozess der direkten oder indirekten Beeinflussung von Nachbarn durch Sättigung mit Umweltstoffen nennt man Allelopathie.
Auch in Phyto- und Biozönosen ist Symbiose weit verbreitet, die sich in der für beide Seiten vorteilhaften Beziehung von Gehölzen mit Pilzen manifestiert. Ein solcher phytogener Faktor ist typisch für Leguminosen, Weiden, Saugnäpfe, Buchen und andere Gehölze. An ihren Wurzeln erscheint Mykorrhiza, die es Pflanzen ermöglicht, in Wasser gelöste Mineralsalze des Bodens und Pilze aufzunehmenwiederum Zugang zu organischem Material erh alten.
Es ist auch erwähnenswert, welche Rolle Mikroorganismen spielen, die Müll zersetzen, ihn in mineralische Verbindungen umwandeln und auch Stickstoff aus der Luft assimilieren. Eine große Kategorie von Mikroorganismen (wie Pilze und Bakterien) parasitiert Bäume, die mit ihrer massiven Entwicklung nicht nur den Pflanzen selbst, sondern auch der gesamten Biozönose irreparablen Schaden zufügen können.
Klassifizierung von Interaktionen
1. Nach Fächern. Abhängig von der Anzahl der Pflanzen, die die Umwelt beeinflussen, sowie der Anzahl der Organismen, die diesem Einfluss unterliegen, unterscheiden sie:
- Individuelle Interaktionen, die von einer Pflanze pro Lebewesen durchgeführt werden.
- Kollektive Interaktionen, die die Beziehung von Pflanzengruppen untereinander oder mit einzelnen Individuen umfassen.
2. Mittels Einfluss. Phytogene Umweltfaktoren sind je nach Art der direkten oder indirekten Beeinflussung durch Pflanzen:
- Mechanisch, wenn Wechselwirkungen durch eine Veränderung der räumlichen Position des Körpers gekennzeichnet sind und mit Kontakt oder Druck verschiedener Pflanzenteile auf benachbarte Organismen einhergehen.
- Physical, wenn es um die Wirkung von schwachen elektrischen Feldern geht, die von Pflanzen auf ihre Fähigkeit erzeugt werden, Bodenlösungen zwischen nahe gelegenen Pflanzen zu verteilen. Dies liegt daran, dass zwischen den kleinen Saugwurzeln ein gewisser Unterschied in den elektrischen Potentialen besteht, der sich auswirktdie Intensität des Absorptionsprozesses von Ionen aus dem Boden.
- Ökologisch, repräsentiert die wichtigsten phytogenen Faktoren. Sie manifestieren sich in der Transformation der gesamten Umwelt unter dem Einfluss von Pflanzen oder nur eines Teils davon. Aber gleichzeitig haben sie keinen spezifischen Charakter, dieser Einfluss unterscheidet sich nicht von dem Einfluss unbelebter Objekte.
- Cenotisch, charakteristisch ausschließlich für lebende Organismen (Pflanzen und Tiere), die durch Aktivität gekennzeichnet sind. Ein Beispiel für einen phytogenen Faktor ist die gleichzeitige Aufnahme bestimmter Nährstoffe aus einer Quelle durch benachbarte Pflanzen, bei deren Mangel eine bestimmte Verteilung chemischer Verbindungen zwischen Pflanzen eingeschlossen ist.
- Chemikalie, auch Allelopathie genannt. Sie äußern sich in der Hemmung oder Stimulierung der grundlegenden Lebensprozesse durch Chemikalien, die während des Lebens von Pflanzen (oder wenn sie sterben) freigesetzt werden. Wichtig ist, dass sie keine tierischen oder pflanzlichen Lebensmittel sind.
- Informationsbiologisch, wenn genetische Informationen übertragen werden.
3. Durch die Beteiligung der Umwelt. Nach diesem Merkmal werden phytogene Faktoren unterteilt in:
- Direkt, einschließlich aller mechanischen Wechselwirkungen, wie z. B. Verflechtung und Verschmelzung von Wurzeln.
- Aktuell, reduziert auf die Umwandlung oder Schaffung beliebiger Umweltelemente (Licht, Ernährung, Wärme usw.) durch Pflanzen.
4. Je nach Rolle der Umwelt bei der Nahrungsaufnahme gibt es:
- Trophisch,bestehend aus einer Veränderung unter dem Einfluss von Pflanzen in der Menge oder Zusammensetzung von Stoffen, ihrem Zustand.
- Situationsbedingt, die sich indirekt auf die Qualität und Quantität der erh altenen Nahrung auswirken. Ein Beispiel für einen phytogenen Faktor ist die Fähigkeit einiger Pflanzen, den pH-Wert des Bodens zu verändern, was die Aufnahme von Nährstoffen aus ihm durch andere Organismen beeinflusst.
5. Durch die Folgen. Je nachdem, wie sich die Vitalaktivität von Pflanzen auf benachbarte Pflanzen auswirkt, unterscheiden sie:
- Wettbewerb und gegenseitige Beschränkung.
- Anpassung.
- Eliminierung, die wichtigste Form der Interaktion zwischen Pflanzen bei Veränderungen in ihren Lebensgemeinschaften.
- Prävention, manifestiert sich in der Schaffung ungünstiger phytogener Umweltfaktoren durch eine Pflanzenart für die Entwicklung anderer Arten im Stadium der Samenkeimung oder der Primordien, was zum Absterben der Sämlinge führt.
- Selbstbegrenzung, die in der Phase des intensiven Wachstums pflanzlicher Organismen auftritt. Es kommt auf die aktive Übertragung mineralischer Nährstoffe aus unzugänglichen Formen in verfügbare Formen an, aber ihr Verbrauch durch Pflanzen hinkt diesem Prozess in der Geschwindigkeit hinterher. Dies führt zu einer Verzögerung oder Einstellung ihres Wachstums.
- Selbstbegünstigung, d.h. die Fähigkeit von Pflanzen, die Umwelt für sich selbst zu verändern. Solche phytogenen Faktoren und ihre Eigenschaften bestimmen den Zustand jedes Biotops, wie z. B. Kiefernbestände, in Moos-Synusien.
Es ist erwähnenswert, dass die gleiche Wirkung, gemäß verschiedener Merkmale dieser Klassifikation, verschiedenen Typen zugeschrieben werden kann. Also die Konkurrenzdie Konsequenz der Interaktion ist auch trophisch, topisch, koenotisch und individuell.
Wettbewerb
Das Konzept des Wettbewerbs in der Biowissenschaft wird seit mehr als einem Dutzend Jahren beachtet. Seine Interpretation war vage oder im Gegenteil zu eng.
Unter Wettbewerb versteht man heute solche Interaktionen, bei denen eine begrenzte Menge an Nahrung überproportional zu den Bedürfnissen interagierender Organismen verteilt wird. Phytogene Faktoren führen durch direkte Wechselwirkungen dazu, dass Pflanzen mit großem Bedarf größere Mengen an Nährstoffen erh alten, als dies bei einer proportionalen Verteilung der Fall wäre. Bei gleichzeitiger Nutzung derselben Stromquelle entsteht Konkurrenz.
Es ist zweckmäßig, den Mechanismus der Konkurrenzbeziehungen am Beispiel der Interaktion von drei Bäumen zu betrachten, die sich aus derselben Quelle ernähren. Den Ressourcen der Umwelt mangelt es an Stoffen, die sie benötigen. Nach einiger Zeit nimmt das Wachstum von zwei von ihnen ab (unterdrückte Bäume), bei der dritten nimmt es mit konstanten Raten zu (die dominante Pflanze). Diese Situation berücksichtigt jedoch nicht die Möglichkeit gleicher Bedürfnisse benachbarter Bäume, was zu keinem Unterschied im Wachstum führen würde.
In Wirklichkeit sind Umgebungsressourcen aus folgenden Gründen instabil:
- Weltraum erkunden;
- die klimatischen Bedingungen ändern sich.
Die Lebenstätigkeit eines Baumes lässt sich ganz gut durch das Verhältnis dreier Größen ausdrücken:
- Bedarf - das Maximum an Stoffen und Energie, das eine Pflanze aufnehmen kann;
- das erforderliche Minimum fürsein Leben;
- echter Ernährungszustand.
Mit zunehmender Körpergröße steigt zumindest das Bedürfnisniveau vor dem Altern. Der tatsächliche Nährstoffgeh alt der Bäume hängt von vielen Faktoren ab, einschließlich "sozialer Beziehungen" in der Cenose. Unterdrückte Bäume erh alten die minimale Menge an Nährstoffen, was der Grund für ihre Beseitigung ist. Die dominanten Exemplare hängen in geringerem Maße von der coenotischen Umgebung ab. Und das Wachstum hängt von den Bedingungen der abiotischen Umgebung ab.
Im Laufe der Zeit nimmt die Anzahl der Bäume pro Flächeneinheit ab und das Verhältnis der coenotischen Klassen ändert sich: Der Anteil dominanter Bäume nimmt zu. Dies führt zu einem reifen Wald, der von dominanten Bäumen dominiert wird.
Konkurrenz als phytogener Faktor der direkten Interaktion zwischen Organismen kann also als ein Prozess der ungleichmäßigen Verteilung von Ressourcen dargestellt werden, der durch ein Missverhältnis der Bedürfnisse gekennzeichnet ist, was zur Aufteilung von Pflanzen in verschiedene coenotische Gruppen und zur Tod der Unterdrückten.
Gegenseitige Beschränkung unterscheidet sich von Konkurrenz in der proportionalen Verteilung der Nährstoffressourcen der Umwelt. Obwohl viele Forscher es einer der Wettbewerbsarten zuschreiben - symmetrisch. Eine solche Interaktion tritt zwischen Individuen mit ungefähr gleichen Wettbewerbsfähigkeiten derselben oder verschiedener Arten auf.
Aufstieg der Konkurrenz
Konkurrenz zwischen Pflanzen kann nur auftreten, wenn folgende Bedingungen erfüllt sind:
- qualitative und quantitative Ähnlichkeitbraucht;
- gemeinsamer Verbrauch von Ressourcen aus einer gemeinsamen Quelle;
- bestehende Verknappung von Umweltressourcen.
Offensichtlich werden bei einem Überschuss an Ressourcen die Bedürfnisse jeder Pflanze vollständig befriedigt, was nicht für phytogene Faktoren gilt. Im umgekehrten Fall und sogar bei gemeinsamer Ernährung beginnt jedoch der Kampf ums Dasein. Wenn die aktiven Wurzeln von Pflanzen in der gleichen Bodenschicht liegen und miteinander in Kontakt stehen, ist es schwierig, die gleichmäßige Nährstoffverteilung zu beurteilen. Wenn sich die Wurzeln oder Kronen in verschiedenen Schichten befinden, wird die Ernährung nicht als gleichzeitig betrachtet (sie ist sequentiell), was bedeutet, dass wir nicht von Konkurrenz sprechen können.
Beispiele für Pflanzenkonkurrenz
Konkurrenz kann um Licht, Bodennährstoffe und bestäubende Insekten entstehen. Sie kann nicht nur von den Nährstoffen selbst, sondern auch von vielen phytogenen Faktoren beeinflusst werden. Ein Beispiel ist die Bildung dichter Dickichte auf Böden, in denen viel mineralische Nahrung und Feuchtigkeit vorhanden ist. Der Hauptkampf in diesem Fall ist für Licht. Aber auf armen Böden erhält normalerweise jede Pflanze die notwendige Menge an UV-Strahlen, und der Kampf ist um Bodenressourcen.
Das Ergebnis des innerartlichen Wettbewerbs ist die Verteilung von Bäumen derselben Art in Handwerksklassen. Entsprechend ihrer Kraft können sich Pflanzen beziehen auf:
- I-Klasse, wenn sie dominant sind, haben einen dicken Stamm und dicke Äste von der Basis des Stammes, haben eine ausladende Krone. Sie genießenausreichend Sonneneinstrahlung und entziehen dem Boden durch ein entwickeltes Wurzelsystem Unmengen an Wasser und Nährstoffen. Einzeln im Wald gefunden.
- II-Klasse, wenn sie auch dominant sind, die höchste, aber mit kleinerem Stammdurchmesser und etwas weniger kräftiger Krone.
- III-Klasse, wenn sie kleiner als die vorherige Klasse sind, aber dennoch ein Dach haben, das für die Sonnenstrahlen offen ist. Sie dominieren auch im Wald und bilden zusammen mit Klasse II den Großteil der Bäume.
- IV-Klasse, wenn die Bäume dünn und klein sind, erh alten Sie kein direktes Sonnenlicht.
- V-Klasse, wenn die Bäume absterben oder bereits abgestorben sind.
Der Wettbewerb um Bestäuber ist auch für Pflanzen wichtig, wo die Art gewinnt, die Insekten am besten anzieht. Mehr Nektar oder Süße kann von Vorteil sein.
Adaptive Interaktionen
Sie manifestieren sich darin, dass phytogene Faktoren, die die Umwelt verändern, ihre Eigenschaften für Akzeptorpflanzen akzeptabel machen. Meistens treten die Veränderungen unbedeutend auf, und sie manifestieren sich nur dann vollständig, wenn die beeinflussende Spezies ein mächtiger Erbauer ist, und sie muss in der gesamten Bandbreite der Entwicklung präsentiert werden.
Eine Form des mechanischen Kontakts ist die Nutzung einer anderen Pflanze durch einen Organismus als Substrat. Dieses Phänomen wird als Epiphytismus bezeichnet. Etwa 10 % aller Arten von Pflanzenorganismen sind Epiphyten. Die ökologische Bedeutung dieses Phänomens besteht in einer Art Anpassung an das Lichtregime unter dichten tropischen BedingungenWälder: Aufsitzerpflanzen erh alten die Möglichkeit, ohne nennenswerte Wachstumskosten an die Lichtstrahlen zu gelangen.
Physiologische Kontakte verschiedener Pflanzen umfassen Parasitismus und Saprotrophismus, was auch für phytogene Faktoren gilt. Vergessen Sie nicht den Mutualismus, ein Beispiel dafür ist die Symbiose von Pilzmyzel und Pflanzenwurzeln. Obwohl Pilze Kohlenhydrate aus Pflanzen aufnehmen, vergrößern ihre Hyphen die absorbierende Oberfläche der Wurzel um das Zehnfache.
Verbindungsformen
Alle möglichen Mechanismen sowohl positiver als auch negativer Wechselwirkungen zwischen verschiedenen lebenden Organismen selbst können sehr subtil und nicht offensichtlich sein. Vor relativ kurzer Zeit untersuchte eine Gruppe von Wissenschaftlern detailliert die Auswirkungen von Pflanzen auf die Umwelt mit Hilfe der lebenslangen Ausscheidung komplexer organischer Substanzen, die eine Schutzfunktion in die Umwelt haben. Solche Beziehungen zwischen Pflanzen werden allelopathisch genannt. Sie beeinflussen maßgeblich die Größe der gewonnenen Bioprodukte von Pflanzen (nicht nur kultivierte, sondern auch wilde) und bestimmen auch die besten Möglichkeiten zur Fruchtfolge in Gartenpflanzungen (z. B. entwickelt sich ein Apfelbaum besser nach Johannisbeeren oder Himbeeren, Pflaumen). am besten dort gepflanzt, wo früher Birnen oder Pfirsiche angebaut wurden).
Die Hauptformen der Verbindungen zwischen Pflanzen und Tieren in Biozönosen laut V. N. Beklemishev sind:
- Aktuelle Zusammenhänge, die dadurch entstehen, dass ein oder mehrere Organismen die Umwelt anderer in eine günstige Richtung verändern. Beispielsweise neigen Torfmoose dazu, die Bodenlösung anzusäuern, was günstige Bedingungen für Sonnentau und Preiselbeeren in Sümpfen schafft.
- Trophische Verbindungen, die darin bestehen, dass Vertreter einer Art ein Individuum einer anderen Art, dessen Abfallprodukte oder Reste als Nahrungsquelle nutzen. Dank trophischer Verbindungen dringen Störche in Feuchtgebietszenosen ein und Elche lassen sich normalerweise in Espenwäldern nieder.
- Fabrikbindungen, die auftreten, wenn Individuen einiger Arten Mitglieder anderer Arten verwenden, um ihre Nester oder Behausungen zu bauen. Zum Beispiel bieten Bäume Vögeln Höhlen oder Äste zum Nestbau.
