Наличие растительности сдерживает эти процессы,
однако при уклонах более 35° почва и растительность обычно
отсутствуют и создаются осыпи из рыхлого материала.
1 Топография (от греч. topos — место, местность и grapho — пишу) —
поверхность какой-либо местности, взаимное расположение ее пунктов,
частей. Топографические факторы иногда называют геоморфологическими.
60 Глава 3. ФАКТОРЫ СРЕДЫ
Рис. 3.6. Вертикальная и широтная зональности растительности
Рельеф местности — один из главных факторов, влияющих
на перенос, рассеивание или накопление примесей в атмосферном
воздухе.
3.1.1.3. Состав среды
Состав водной среды. Большая часть поверхности Земли
(около 366 из 510 млн км2 , или 72%) покрыто водой. Распространение
и жизнедеятельность организмов в водной среде в значительной
степени зависят от ее химического состава. Недостатка
в воде как в химическом веществе в водных средах нет, за исключением
случаев пересыхания водоемов. Тем не менее проблемы,
связанные с водой, возникают даже у водных организмов.
Прежде всего водные организмы подразделяют на пресноводные
и морские в зависимости от солености воды, в которой
они обитают. Соленость океанской воды меняется как по глубине,
так и по акватории. В Северном Ледовитом океане она
ниже 31%ог, а в Красном море выше 42%о. Содержание солей
1 %с> — промилле — безразмерная единица измерения от лат. pro
mille — на тысячу. Для сравнения термин «процент» — от лат. pro cent —
на сто.
3.1. Экологические факторы и их действие 61
в воде Мертвого моря достигает 26—27%, тогда как концентрация
солей в пресных водоемах около 0,05% .
Морская вода является сложным солевым раствором со
средней соленостью 35,2 г в 1 кг воды, т. е. 3,52% по массе,
или 35,2%о.
Соли и другие растворенные в воде вещества находятся
преимущественно в виде ионов. Состав солей разнообразен,
в океанической воде встречаются практически все химические
элементы и их изотопы, но основную массу составляют девять
основных ионов (табл. 3.1), соотношение между которыми
постоянно и не зависит от уровня солености, места и глубины,
поэтому ее можно определить по одному главному иону. Это соотношение
существует давно, не менее 1 млрд лет, и акад.
В. И. Вернадский предложил принять его в качестве константы
для нашей планеты. Главный компонент солей морской
воды — хлорид натрия, в пресных водах преобладают карбонаты.
Таблица 3. 1
Содержание ионов в морской воде
Ион
Na+
Mg2 +
Са2 +
Концентрация
мг в 1 кг
воды
18 980
10 560
2650
1270
400
% от массы
растворенных
веществ
55,04
30,61
7,68
3,69
1,16
Ион
кг
НСОд,
сог
н2во-
итого
Концентрация
мг в 1 кг
воды
380
140
65
5
34 450
% от массы
растворенных
веществ
1,10
0,41
0,19
0,07
99,95
Повышение солености воды в среде обитания ведет к потере
воды организмом (путем осмоса1).
Редкие организмы допускают большие колебания солености.
Обычно они обитают в эстуариях (место впадения пресно-
1 Осмос (от греч. osmos — давление) — односторонняя диффузия
растворителя через полупроницаемую перегородку (мембрану), отделяющую
раствор от чистого растворителя или раствора меньшей концентрации.
62 Глава 3. ФАКТОРЫ СРЕДЫ
водной реки в соленое море или длинный и узкий залив океана)
или в маршах (низменная лугово-болотная полоса вдоль
морского побережья и у устья рек, заливаемая морской водой
лишь при очень высоких приливах).
По составу растворенных минеральных веществ даже пресные
воды могут существенно отличаться в различных природных
водоемах и прежде всего в подземных и поверхностных
водах. Соленость воды влияет и на наземные растения. При
чрезмерно интенсивном испарении воды либо ограниченности
осадков почва может засоляться. Такая проблема существует
при искусственном орошении.
Любые воды в природных водоемах, помимо растворенных
веществ, содержат некоторое количество взвешенных частиц,
наличие которых характеризует мутность воды, ее обратную
характеристику — прозрачность, а также световой режим
в глубине водоема.
Один из основных комплексных показателей химического
состава водной среды — кислотность (рН). Одни организмы
эволюционно приспособлены к жизни в кислой среде (рН < 7),
другие — в щелочной (рН > 7), третьи — в нейтральной
(рН - 7).
В составе природной водной среды всегда присутствуют
растворенные газы, из которых первоочередное значение имеют
кислород и диоксид углерода, участвующие в фотосинтезе
и дыхании водных организмов (табл. 3.2). В целом масса растворенных
газов почти в 30 раз меньше массы газов в атмосфере.
Колебание содержания С02 в водах Мирового океана
в предшествующие эпохи в сравнении с колебаниями концентрации
углекислого газа в атмосфере показано на рис. 3.7.
Таблица 3.2
Содержание основных газов в воздухе
и в воде Мирового океана
Газ
Диоксид углерода С02
Кислород О2
Азот N2
Содержание, млрд т
в Мировом океане
140 000
14 000
1,8
в атмосфере Земли
2 300
1 180 000
3 860 000
3.1. Экологические факторы и их действие 63
Среди прочих растворенных в океане газов наиболее заметны
сероводород, аргон и метан. На отдельных участках дна
сероводород образует значительные скопления. Черное море,
начиная с глубины 150—200 м, является сероводородным
до самого дна. Сероводородные донные участки, возможно, остались
от первичного океана и населены, как и в давние времена,
организмами, обходящимися без свободного кислорода
(см. разд. 2.2.1.3).
Состав газов, растворенных в водах океана, близок к составу
первичной атмосферы нашей планеты, в которой было
заметно больше диоксида углерода и меньше кислорода.
A j. Уровень
А т м о с ф е р а */Г
2000
10
1
0,1
0,01
млн лет
600 500 400 300 200 100 0
а)
С02 , %
- 0,05
0,04
0,03
0,02
Рис. 3.7. Изменение содержания в атмосфере кислорода (а), диоксида
углерода (б), а также диоксида углерода в водах Мирового океана (в)
в предшествующие эпохи
64 Глава 3. ФАКТОРЫ СРЕДЫ
Состав воздуха. Один из главных абиотических факторов
наземной (воздушной) среды обитания — состав воздуха, естественной
смеси газов, сложившейся в ходе эволюции Земли.
Состав воздуха в современной атмосфере находится в состоянии
динамического равновесия, зависящего от жизнедеятельности
живых организмов и геохимических явлений глобального
масштаба.
Воздух, лишенный влаги и взвешенных частиц, имеет
на высоте уровня моря практически одинаковый состав во всех
местностях земного шара, а также на протяжении суток
и в разные периоды года. Однако в различные эпохи существования
планеты состав воздуха был различен. Считается, что наиболее
сильно изменялось содержание диоксида углерода и кислорода
(рис. 3.7). Роль кислорода и диоксида углерода подробно
показана в разд. 2.2.
Азот, присутствующий в атмосферном воздухе в наибольшем
количестве, в газообразном состоянии для абсолютного
большинства организмов, особенно для животных, является
нейтральным. Только для ряда микроорганизмов (клубеньковых
бактерий, азотобактеров, синезеленых водорослей и др.)
азот воздуха служит фактором жизнедеятельности. Эти микроорганизмы
усваивают молекулярный азот, а после отмирания
и минерализации снабжают высшие растения доступными
формами этого химического элемента.
Присутствие в воздухе иных газообразных веществ или
аэрозолей (твердых или жидких частиц, находящихся в воздухе
во взвешенном состоянии) в каких-либо заметных количествах
изменяет привычные условия среды обитания, влияет
на живые организмы.
Состав почв. Почва — слой веществ, лежащих на поверхности
земной коры. Она представляет собой продукт физического,
химического и биологического преобразования горных
пород (рис. 3.8) и является трехфазной средой, включающей
твердые, жидкие и газообразные компоненты, находящиеся
в следующих соотношениях (в % ) :
минеральная основа обычно 50—60% от общего состава
органическое вещество до 10
вода 25—35
воздух 15—25
В данном случае почва рассматривается среди прочих абиотических
факторов, хотя на самом деле она является важней-
3.1. Экологические факторы и их действие 65
Рис. 3.8. Схема преобразования минерального вещества в почву
шим звеном, связывающим абиотические и биотические факторы
среды обитания.
М и н е р а л ь н ы й н е о р г а н и ч е с к и й с о с т а в п о ч -
в ы. Горная порода под действием химических и физических
факторов природной среды постепенно разрушается. Образующиеся
части различны по размеру — от валунов и камней до
крупных песчинок и мельчайших частиц глины. Механические
и химические свойства почвы в основном зависят от мелкого
грунта (частицы менее 2 мм), который принято подразделять
в зависимости от размера 5 (в мкм) на следующие системы:
песок 5 = 60—2000
алеврит (иногда называемый «пылью») 8 = 2—60
глину 5 менее 2
Структура почвы определяется относительным содержанием
в ней песка, алеврита, глины и обычно иллюстрируется диаграммой
— «треугольником почвенной структуры» (рис.