- Основы общей экологии
- Предисловие
- Введение
- История экологии
- Структура экологии
- Значение экологии
- Жизнь и физическая среда
- Концепция экосистемы
- Водная и наземная среда
- Термические свойства воды
- Образование почвы
- Изменения внешней среды
- Материки и морские течения
- Влияния, оказываемые рельефом местности
- Микросреда
- Разнообразие биологических сообществ
- Обзор биологических сообществ
Микросреда
Неоднородность условий, создаваемая в данном местообитании различиями в растительности, структуре почвы, количестве детрита и деятельности животных, приводит к возникновению разнообразных сред, которые в свою очередь вызывают специализацию населяющих их животных и растений. Экологи нередко называют особые условия, складывающиеся в какой-то одной части леса или поля, например, под стволом упавшего дерева или в глубине куста травы, микросредой или микроместообитанием.
Почва играет роль изолирующей прокладки, которая сглаживает изменения температуры с увеличением глубины (рис. 5.17).
Время суток Рис. 5.17. Суточные колебания температуры почвы и воздуха в пустыне. |
1 — поверхность почвы; II — почва на глубине 5 см; III — воздух на высоте 5 см над поверхностью почвы; /У —воздух на высоте 100 см над поверхностью почвы; V — почва на глубине 20 см.
Обнаженная поверхность почвы поглощает солнечные лучи, и в пустынных местообитаниях ее температура днем может быть на 30 °С выше температуры воздуха. Часть этого тепла передается более глубоким слоям почвы, но, поскольку тепло распространяется в земле медленно, температурный цикл задерживается. На глубине 20 см максимальная суточная температура достигается ранним вечером, примерно через 6 ч после того, как начинается снижение температуры на поверхности почвы. Диапазон колебаний температуры и глубина, до которой доходят эти колебания, зависят от типа почвы. Песчаные почвы быстро нагреваются вследствие своей низкой теплоемкости (что обусловлено низким содержанием в них воды). Температура влажных почв и торфяников более постоянна.
Растительность вносит в структурное разнообразие среды биологический компонент. Дерево создает ряд различных местообитаний вокруг своих корней, в коре, листьях и цветках. Для лесов характерна стратификация таких факторов, как интенсивность освещения, температура, скорость ветра и влажность, что создает в атмосфере под пологом леса вертикальные градиенты этих факторов. В дождевых тропических лесах Суринама к середине послеполуденного времени относительная влажность воздуха падает до 40% на высоте 30 м (прямо над пологом), но остается выше 60% под пологом на высоте 5 м от земли и выше 80% у самой земли. Относительное постоянство условий под пологие леса создает в нем иную среду, отличающуюся от условий в самом пологе, не защищенном от внешних воздействий.
Мелкие организмы реагируют даже на еще более тонкие различия в среде. Английский ботаник Харпер (Harper) и его коллеги показали, что для нормального прорастания семян необходимо весьма специфическое сочетание света, температуры и влажности. В естественной среде такие условия создаются благодаря разного рода неровностям поверхности почвы. Харпер в своих экспериментах резко усилил эти различия, искусственно создав разнородные почвенные условия (рис. 5.18). Три вида подорожника, высеянные на его делянках, по-разному реагировали на микросреды, созданные при помощи ямок, квадратных стеклянных пластинок, помещаемых плашмя на почву, и вертикальных стенок из стекла или дерева.
Способность растений и животных приспосабливаться к очень тонким различиям в среде, подобным тем, которые Харпер создал в своих экспериментах, подчеркивает влияние среды на распределение живых организмов и на их форму и функцию. Более крупные различия в среде, определяемые климатом и рельефом местности, также сказываются на живом мире, проявляясь, в частности, в разнообразии типов растительности на земном шаре. В гл. 6 рассматривается влияние климатических факторов, а именно количества осадков и температуры, на структуру растительных сообществ от арктических областей до тропиков.
Открытый ящик, выступающий над поверхностью на 2,5 см
Ямка глубиной 1,25 см |
|
Ямка глубиной 2,5 см |
Открытый ящик, выступающий над поверхностью на 1,25 см
Горизонтальная стеклянная пластинка |
Открытый ящик, расположенный вровень с поверхностью
|
Вертикальная стеклянная пластинка j |
Рис. 5.18. Прорастание семян трех видов подорожника (род Plantago) на экспериментальных делянках с искусственно созданными различиями почвенной поверхности.
Подробнее про экологический мониторинг.