Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow Биологическая экология. Теория и практика

Физические факторы

К физическим факторам, окружающим живые организмы на Земле, относят, главным образом, атмосферное электричество, огонь, шум, магнитное поле Земли, ионизирующие излучения.

Атмосферное электричество.

На планете Земля проходит ежегодно около 16 миллионов гроз. Атмосферное электричество действует на живые организмы посредством разрядов и ионизации воздуха. Например, известно губительное действие молний при попадании в крупные деревья, животных. Есть определенные закономерности в частоте повреждаемости молнией различных древесных пород. Это связывают как с формой кроны, так и с электропроводящими свойствами коры, например, с быстротой ее намокания. По частоте поражения молниями на первом месте стоят ель и сосна, затем береза, а осина повреждается значительно реже. Молнии вызывают механическое повреждение деревьев (расщепление стволов, трещины), выпадение крупных деревьев, тем самым оказывают влияние на структуру древостоя, зачастую являются причиной возникновения пожаров. Причиной около 21 % пожаров лесных угодий России являются молнии при грозах (рис. 4.51).

Нередко молнии попадают в антенны и мачты ретрансляторов, разрушая аппаратуру.

Роль атмосферных электрических разрядов состоит и в том, что под их воздействием из атмосферного азота и кислорода синтезируются оксиды азота, которые с дождевыми водами попада-

— Роковой счет ... молний

Рисунок 4.51 — Роковой счет ... молний

ют в почву и накапливаются в ней (от 4 до 10 кг в год на 1 гектар) в форме селитры и азотной кислоты.

Действие ионизированного воздуха на человека, животных и растения еще недостаточно изучено. Вместе с тем достоверно установлена прямая зависимость между самочувствием человека и присутствием легких ионов в воздухе. Высказывается мнение, что ионизация воздуха служит материальной способности некоторых растений «предсказывать погоду» (снижение фотосинтеза и дыхания, закрывание устьиц и прекращение транспирации перед грозой задолго до падения атмосферного давления). Экспериментально доказано влияние слабого тока на корневые системы некоторых растений, например, у саженцев ели и сосны фитомасса увеличивается на 100-120%. Установлена возможность с помощью воздействия направленного электрического поля регулировать темпы перемещения веществ внутри дерева, а следовательно и темпы его роста.

Вероятность гроз в той или иной местности, регионе различна, например в Москве существует круглый год, но основное число гроз приходится на апрель-сентябрь. Число грозовых дней за сезон в Москве составляет в среднем 37 (рис. 4.52, 4.53).

Огонь в жизни растений и животных — довольно редкий, но весьма действенный фактор. Пожары, например, в лесах, как

— Вероятность грозы в Москве в течение суток для всего грозового сезона

Рисунок 4.52 — Вероятность грозы в Москве в течение суток для всего грозового сезона (37 дней). Пунктирная кривая —результаты, полученные в Институте дальней связи США для всей земной суши и грозового сезона в 40 дней

— Вероятность грозы в Москве для каждого месяца грозового сезона

Рисунок 4.53 — Вероятность грозы в Москве для каждого месяца грозового сезона

уже было отмечено ранее, могут возникать как естественным путем от ударов молний, так и по вине человека в результате его деятельности. Поэтому огонь относят как к естественным экологическим, так и антропогенным факторам.

Серьезные последствия имеют не только верховые лесные пожары, охватывающие весь древостой, но и низовые, которые губят напочвенную растительность, подрост, нижние ветви деревьев, нередко корневую систему (рис. 4.54).

— Низовой пожар в лесу

Рисунок 4.54 — Низовой пожар в лесу

Гибнут животные. Кроме повреждений непосредственно от огня пожары вызывают ухудшение состояния древостоя. Снижается прирост. Ослабленные деревья в большей степени заражаются грибами, такими, как древесная гниль, легко проникающими через «огневые раны», подвергаются нападению насекомых- вредителей.

Лесные пожары сильно изменяют условия обитания растений и животных. Во время пожара в хвойных лесах температура доходит до 800-900°С, в почве на глубине 3,5 см — до 95°С, на глубине 7 см — до 70°С. В сухих лесах практически полностью сгорает подстилка и почвенный гумус. Минеральные частицы верхнего слоя почвы спекаются. Образуются комки или стекловидная корка, трудно проницаемые для воздуха, воды и корней. Почва сильно уплотняется. От сгорания органических кислот и освобождения оснований кислотность почвы резко уменьшается, в верхних горизонтах значение pH нередко доходит до сильнощелочного. От высокой температуры верхние слои почвы стерилизуются — гибнет почвенная микрофлора, а в более глубоких — изменяется ее состав, происходит обеднение наиболее важными для жизнедеятельности растений группами микроорганизмов. Так, в почвах хвойных лесов после пожаров преобладает деятельность микроорганизмов, вызывающих масляно-кислое брожение и денитрификацию.

После лесных пожаров происходит резкое изменение условий в растительных сообществах (осветление, изменение температурного и других факторов микроклимата), особенно когда произошло уничтожение древостоя. Это приводит к тому, что в дальнейшем гари заселяются видами живых организмов с различными адаптивными особенностями, помогающими перенести пожар и выжить на гарях. Так, у растений это глубокие подземные почки возобновления (рис. 4.55), способность семян долго сохранять-

— Зависимость защиты растения от огня от расположения почек ( по Б. Небелу, 1993)

Рисунок 4.55 — Зависимость защиты растения от огня от расположения почек ( по Б. Небелу, 1993)

Примечание: у сосны и злаков почки окружены листьями или хвоей и практически не страдают от огня; почки дуба развиваются открыто и легко повреждаются огнем.

ся в почве и выдерживать высокую температуру, выносливость к заморозкам, сильной освещенности и т. д.

Возобновление растительности на гарях имеет свои особенности. На выжженных местах из спор, занесенных ветром, появляются мхи-пионеры, через 3-5 лет из мхов наиболее обилен «пожарный мох» — Funaria hygrometrica. Из высших растений быстро заселяет гари Иван-чай (Chamaenerion angustifolion). Постепенное заселение гарей происходит и древесной растительностью — ивой, березой, осиной и др. (рис. 4.56).

— Влияние пожара на растительность древесных

Рисунок 4.56 — Влияние пожара на растительность древесных

«колков» Зауральской лесостепи (по Д. Ф. Федюнину, 1953)

Адо пожара; Бпосле пожара; Вчерез год после пожара; 1ива; 2береза, 3осина.

Степные пожары («палы») могут быть более или менее регулярными, связанными с деятельностью человека, и играть существенную роль в жизни живых организмов, иногда и положительную для регулирования роста, возобновления, отбора видов и поддержания постоянного состава травостоя.

Шум как естественный экологический фактор для живых организмов несуществен, но может оказывать и значительное воздействие с усилением антропогенных воздействий (шум, возникающий при работе транспортных средств, оборудования промышленных и бытовых предприятий, вентиляционных и газотурбинных установок и др.).

Величину звуковых давлений измеряют и нормируют в децибелах. Весь диапазон слышимых человеком звуков укладывается в 150 дБ (рис. 4.57).

— Шкала силы звука (в дБ), по Н. Ф. Реймерсу, 1990

Рисунок 4.57 — Шкала силы звука (в дБ), по Н. Ф. Реймерсу, 1990

На нашей планете жизнь организмов проходит в мире звуков. Например, орган слуха человека приспособлен к некоторым постоянным или повторяющимся шумам (слуховая адаптация). Человек теряет работоспособность без привычных шумов. Сильный шум еще более отрицательно сказывается на здоровье человека. У людей, живущих и работающих в неблагоприятных акустических условиях, имеются признаки изменения функционального состояния центральной нервной и сердечно-сосудистой систем.

Если выстрелить над ухом из ружья, лопнет барабанная перепонка. Рев реактивного самолета — 140 децибелов воспринимается как боль. Десятиминутное наслаждение рок-музыкой в 100 децибелов снижает чувствительность уха настолько, что наступает так называемая частичная потеря слуха.

На Садовом кольце в Москве шум громкостью 90 децибелов стоит по 15-18 часов в сутки, то его длительное воздействие грозит жителям нарушением слуха и расстройством нервной системы.

Исследованиями доказано воздействие шума и на растительные организмы. Так, растения близ аэродромов, с которых непрерывно стартуют реактивные самолеты, испытывают угнетение роста и даже отмечается исчезновение отдельных видов. В целом ряде научных работ показано угнетающее действие шума (около 100 дБ с частотой звука от 31,5 до 90 тыс. Гц) на растения табака, где обнаруживали снижение интенсивности роста листьев, в первую очередь, у молодых растений. Привлекает внимание ученых и действие ритмических звуков на растения. Исследования по изучению действия музыки на растения (кукуруза, тыква, петуния, циния, календула), проведенные в 1969 г. американским музыкантом и певицей Д. Ретолэк, показали, что на музыку Баха и индийские музыкальные мелодии растения отзывались положительно. Их габитус, сухой вес биомассы были наибольшими по сравнению с растениями контрольной группы. И что самое удивительное, так это то, что их стебли прямо-таки тянулись к источнику этих звуков. В то же время на рок-музыку и непрерывные барабанные ритмы зеленые растения отвечали уменьшением размеров листьев и корней, снижением массы, и все они отклонялись от источника звука, как будто бы хотели уйти от губительного действия музыки (рис. 4.58).

Растения, подобно людям, реагируют на музыку как целостный живой организм. Их чувствительными «нервными» проводниками, по мнению ряда ученых, являются флоэмные пучки, ме-

— Вид растений после действия разной музыки

Рисунок 4.58 — Вид растений после действия разной музыки:

Аиндийские мелодии (Р. Шанкар); Бмузыка И.-С. Баха; Врок-музыка (опыты Д. Ретопэк, 1969).

ристема и возбудимые клетки, расположенные в разных частях растения, связанные между собой биоэлектрическими процессами. Вероятно, этот факт — одна из причин сходства реакции на музыку у растений, животных и человека.

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ ОРИГИНАЛ   След >
 

Популярные страницы