2.1. Поняття середовища існування. Водне, ґрунтове, повітряне середовище

При аналізі умов, в яких проходить реальна життєдіяльність рослин і тварин та існує людина, широко застосовуються поняття: середовище, навколишнє середовище, природнє середовище.

Середовище – це сукупність конкретних абіотичних та біотичних факторів, в яких живе дана особина, популяція або вид.

Іншими словами, термін «середовище життя» означає все оточення, в якому відбувається діяльність людини та розвиток живої та неживої матерії.

Слід відрізняти середовище життя рослин та тварин від середовища життя людини.

Середовище життя людини включає в себе всі території та акваторії, що є місцем перебування і виробничої діяльності людини. По суті, до середовища життя людини входять всі компоненти біосфери, вся сукупність створених людиною технологічних об'єктів, а також всі соціальні феномени людського суспільства. У зв'язку з цим загальне середовище життя слід розділяти на природне та соціальне.

Природне середовище включає в себе об'єктивно існуюче природне середовище будь-якого живого організму, включаючи людину.

Соціальне середовище - це сукупність оточуючих людину суспільних, матеріальних та духовних умов її існування та діяльності; включає в себе всю суспільно-економічну систему, в межах якої знаходиться людина.

Природні компоненти середовища життя людини досить різноманітні. Оскільки людина є біосоціальною істотою, то вони відіграють важливу роль у його добробуті. Фізичні компоненти середовища, такі, як географічне положення місцевості, наявність та якість таких природних ресурсів, як вода, повітря - все це є умовою нормальної життєдіяльності.

Важливим параметром оцінки якості природного середовища є його стійкість, стабільність усіх режимів та станів природних факторів. Різкі відхилення природного середовища від звичайного його стану, як правило розглядаються як стихійне лихо й катастрофа. Вони включають в себе виверження вулканів, повінь, урагани, пожежі і т.п.

Середовище життя є динамічним комплексом. Воно розвивається само по собі, а також під впливом всіх живих організмів та людини, зокрема. Тому одноразово отримана інформація про особливості середовища не створює повної картини щодо умов існування живих істот. Моніторинг середовища обов'язково повинен включати інформацію про динаміку зміни цього середовища.

Екологія, як наука що вивчає взаємовідносини організмів з навколишнім середовищем, чітко визначає поняття середовища, при цьому акцентується, що середовище існування може мати відмінні по хімічним та фізичним властивостям умови.

Водне середовище - природна вода, в якій розпочалося життя на Землі; вода, яка утворює гідросферу.

Основну масу гідросфери Землі утворюють води Світового океану (95,5% за об'ємом), які містять величезну кількість органічної речовини, в тому числі незначну частку живих організмів - не більше 3 млрд. т., або 0,15%.

Головним джерелом тепла, яке надходить у водні шари, є сонячна енергія. Сонячне проміння, проникаючи крізь водну поверхню, поглинається і розсіюється водою, розчиненими в ній речовинами і зваженими частинками.

Сонячне тепло завдяки малій теплопровідності води майже не передається на глибину. Переміщення теплих мас з поверхні на глибину відбувається за рахунок вертикального переміщення, а також за рахунок глибинних течій у морських водах. Прогрівання шарів води, як у внутрішніх водоймах, так і в морях має сезонний характер.

Важливими фізичними властивостями води є її висока щільність, яка послаблює земне тяжіння, що дає змогу гідробіонтам мікроскопічних розмірів перебувати у зваженому стані. Більші за розміром гідробіонти для полегшення плавання знижують свою щільність, включаючи до складу тіла велику кількість води (медузи), жирових крапель (діатомові водорості), повітря (ламінарії і молюск наутілус), а також утворюючи різні відростки.

Водне середовище сформувало планктонні організми з характерною формою тіла, що дає можливість їм легко утримуватись "на плаву" або "ниряти" у водному просторі (медузи, лангусти, молюски).

До прісних вод належать стоячі та проточні води. Рух води приводить до вирівнювання температури у всій її товщі, а також до збагачення киснем. Текучі води в процесі адаптації формували тіло риб, яке, наприклад у форелі, в поперечному розрізі є округле, тоді як у риб стоячих вод (ставків, озер) воно плоске (короп, карась, окунь).

У воді в розчиненому стані присутні гази і мінеральні солі. Велике екологічне значення має кількість розчиненого у воді кисню. У солоній воді розчинність кисню на 20% нижча, ніж у прісній. Перенасиченість киснем можна спостерігати у водах озер і ставків, багатих на рослинність, що містить хлорофіл.

Залежно від кількісного вмісту і розподілу у воді стоячих водойм кисню, а також характеру і чисельності у них організмів, що населяють їх, водойми поділяють на три групи:

- оліготрофні водойми (небагаті на корм) – глибоководні озера з низькою температурою в нижніх шарах водяної товщі, багатої на кисень. У такій воді добре розвиваються лососеві, форель; повільніше розкладається органічний відпад; вода голуба і прозора;

- еутрофні водойми (багаті на корм) – неглибокі, придонні води мають більшу температуру, ніж оліготрофні. У такій воді добре розвиваються різноманітні організми, а також відбуваються процеси їх відпаду і розпаду; вода зелена; риби задовольняються невеликою кількістю кисню;

- дистрофні водойми (бідні на корм). В таких водах нагромадилась велика кількість гумінових кислот, що робить їх кислими і коричнюватими.

У прісній і особливо морській воді значно більша кількість вуглекислого газу. Наприклад, у морській воді його міститься від 40-50 см³/л у вільній або зв'язаній формі, що в 150 разів перевищує його концентрацію в атмосферному повітрі.

Вуглекислий газ відіграє значну роль у забезпеченні процесу фотосинтезу водяних зелених рослин, а також формуванні вапняних утворень (раковин, панцирів) безхребетних.

У природних водах концентрація солей різна. Наприклад, у прісних водах вища карбонатність - близько 80%, у морських більше хлоридів (в Чорному морі їх 80,7%), а в Аральському і Каспійському морях, крім хлоридів (близько 60%), присутні сульфати (30%).

Важливою складовою прісних вод с кальцій, який часто відіграє роль обмежуючого фактора. Розрізняють води «м'які» (кальцію 9 мг/л) і «жорсткі» (понад 25 мг/л).

Ґрунтове середовище. Ґрунт, як ніяке інше середовище, густо заселений різними тваринами і мікроорганізмами, залишаючись при цьому основним життєвим субстратом для рослин.

Різноманітний і багатий органічний світ ґрунту відіграє важливу роль у його трансформації. Прискорюючи розклад і загальний кругообіг речовин, ґрунтові тварини, які живляться мертвими органічними речовинами, що розкладаються, збагачують ґрунт органічними сполуками, покращують його фізичні властивості (структуру, водопроникність, аерацію), умови мінерального, водного живлення, росту і кореневого дихання рослин.

За хімічним складом ґрунт суттєво відрізняється від своєї материнської породи. Він складається з мінеральних, органічних і органо-мінеральних речовин, головною особливістю хімічного складу ґрунту є присутність у ньому специфічної групи органічних речовин - гумусових.

Визначальним для генезису ґрунтів і їх родючості є ґрунтовий розчин, який бере участь у процесах перетворення (руйнування і синтез) мінеральних і органічних речовин, переміщення вертикальними профілями різноманітних продуктів ґрунтоутворення, а головне - у живленні рослин. Тому дуже важливо знати його склад та властивості (реакцію, буферність, осмотичний тиск) і динаміку.

Повітряне середовище. Повітря, як середовище існування малопридатне для існування в ньому живих організмів, насамперед через свої фізичні властивості.

Переважна більшість організмів використовує повітряне середовище для пересування.

Повітря є необхідною складовою навколишнього середовища і являє собою суміш газів:

- азот – 78,08%;

- кисень – 20,95%;

- аргон – 0,93%;

- вуглекислий газ – 0,03%.

Повітря майже ніколи не буває сухим, в ньому завжди присутня водяна пара, частка якої в повітрі сягає – 4%, а деколи лише – 0,01% загального об'єму.

Крім того, у ньому часто присутні фізичні домішки природного і антропогенного походження: пилок і спори рослин, пил, сажа. Тому повітряне середовище вважається двофазним (повітря + твердий субстрат).

Вітер - це переміщення мас повітря вздовж поверхні Землі, під час якого вирівнюється концентрація окремих його частин, посилюється газообмін в атмосфері і ґрунті.

Вітер посилює випаровування і приносить вологу. Вплив вітру на рослинні організми може бути прямим і опосередкованим.

До прямого слід віднести обламування гілок і сучків, викривлення стебел, зривання листя і плодів тощо. Водночас вітер відіграє значну роль у фізіологічній діяльності організмів: прискорює транспірацію; посилює поглинання поживних речовин із ґрунту; відіграє важливу роль в поширенні організмів.

Вітер підносить з нижчих приземних шарів до крон дерев вуглекислий газ, посилюючи асиміляційні процеси. У холодних зонах з бідною фауною комах вітер відіграє домінуючу роль у запиленні рослин. Сильні протяжні вітри, особливо в горах та на узбережжях морів і океанів, впливають на форму і положення дерев.