"Биология. Учебное пособие для учреждений общего среднего образования с русским языком обучения", Под редакцией С. С. Маглыш, А.Е. Каревский
Влажность воздуха — это содержание в нём водяного пара, от которого зависит скорость потери воды организмами. Чтобы описывать влажность, используют абсолютную и относительную величины: первая показывает массу пара в объёме воздуха, а вторая сравнивает её с возможным максимумом при данной температуре. Растения и животные по-разному приспособлены к избытку и недостатку влаги: одни связаны с влажными местами, другие умеют сокращать потери воды.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Влажность воздуха — содержание водяного пара в воздухе. Водяной пар участвует в обмене водой между организмом и окружающей средой, поэтому влажность влияет на скорость испарения. При оценке условий жизни важно учитывать не только наличие воды в почве или водоёме, но и влажность воздуха.
Абсолютная влажность — масса водяного пара в единице объёма воздуха. Её выражают, например, в граммах на кубический метр (г/м³). Эта величина показывает фактическое количество пара в данном объёме, но сама по себе не сообщает, насколько воздух близок к насыщению.
Относительная влажность — отношение фактического содержания водяного пара к максимально возможному при данной температуре, выраженное в процентах. Её можно вычислить по формуле: φ = (фактическая влажность / максимально возможная влажность) × 100%. Показатель помогает понять, какую долю от возможного количества пара уже содержит воздух.
Гигрофиты и ксерофиты — растения, связанные соответственно с влажными и сухими местообитаниями. Гигрофитам требуется много влаги, тогда как ксерофиты переносят её недостаток и сокращают потери воды. Различие между группами объясняется разными условиями, в которых растениям приходится поддерживать водный баланс.
Вода поступает в организм из окружающей среды, а расходуется в обмене веществ и теряется разными путями. Один из таких путей — испарение с поверхности тела или растения. Если поступление воды не компенсирует потери, водный баланс нарушается, поэтому влажность воздуха становится значимым экологическим фактором.
Чем суше воздух, тем интенсивнее при прочих равных испаряется вода с поверхности организма. Причина в том, что водяной пар быстрее уходит в среду, где его меньше, и испарение продолжается. При высокой влажности воздуха разница между влажностью у поверхности и в окружающей среде обычно уменьшается, поэтому потеря воды замедляется.
Относительная влажность зависит не только от фактического количества водяного пара, но и от температуры воздуха. При нагревании воздух способен содержать больше пара, прежде чем станет насыщенным. Поэтому одно и то же количество водяного пара может составлять большую долю возможного максимума в прохладном воздухе и меньшую — в тёплом.
Растения влажных мест обычно не нуждаются в столь строгом сокращении испарения, как растения засушливых местообитаний. У гигрофитов часто тонкие листья и покровы, а у некоторых есть признаки, облегчающие удаление избытка воды. У ксерофитов, напротив, встречаются уменьшенные листья, плотная кутикула или глубокие корни: эти особенности помогают получать воду и снижать её потерю.
Животным также необходимо сохранять равновесие между поступлением и расходованием воды. В засушливых условиях они могут избегать дневной жары и проявлять активность ночью, когда воздух прохладнее. Покровы, особенности органов выделения и поведение уменьшают потерю влаги, а значит, повышают шансы выжить там, где вода доступна не постоянно.
| Группа организмов | Условия обитания | Характерные особенности | Значение особенностей |
|---|---|---|---|
| Гигрофиты | Влажные места, где вода доступна в избытке | Часто тонкие листья и покровы, большая поверхность испарения | Облегчают испарение и не препятствуют использованию обильной влаги |
| Мезофиты | Места с умеренным увлажнением | Умеренно развитые корни и листья, обычная интенсивность испарения | Поддерживают водный баланс при среднем поступлении воды |
| Ксерофиты | Засушливые места с дефицитом воды | Уменьшенные листья, плотная кутикула, развитые или глубокие корни | Снижают испарение и помогают находить или запасать воду |
| Животные засушливых местообитаний | Среда, где вода редка, а воздух часто сухой | Ночное поведение, покровы, уменьшающие испарение, экономное выделение воды | Сокращают потери воды и помогают переживать периоды засухи |
Сопоставляй условия обитания с признаками организма: одна и та же особенность оценивается через её роль в водном балансе. Гигрофиты и ксерофиты особенно наглядно показывают противоположные стратегии растений, а мезофиты занимают промежуточное положение. Таблица помогает не только запоминать признаки, но и объяснять, почему они полезны именно в данных условиях.
В воздухе содержится 8 г водяного пара в 1 м³, а при данной температуре максимально возможно 20 г/м³. Найдите относительную влажность. Нужно сравнить фактическое содержание пара с максимально возможным именно при этой температуре. Результат выразите в процентах.
Ответ: относительная влажность воздуха равна 40%. Проверка проста: фактическое содержание меньше максимального, поэтому относительная влажность должна быть меньше 100%. Значение 40% этому условию соответствует.
Два растения растут при одинаковой температуре, но первое — во влажном лесу, а второе — в сухой степи. У какого из них вероятнее обнаружить признаки, уменьшающие испарение воды? Назовите возможный признак. Сравним не только названия местообитаний, но и доступность воды. При одинаковой температуре решающим для этого сравнения становится различие в увлажнении.
Ответ: признаки уменьшения испарения вероятнее у растения из сухой степи; пример — мелкие листья. У растения влажного леса такой признак не обязателен, поскольку вода обычно доступнее. Это вывод о вероятных приспособлениях, а не утверждение, что все растения местообитания выглядят одинаково.
В двух помещениях одинаковое содержание водяного пара, но в одном воздух теплее. Объясните, где относительная влажность будет ниже и почему. Фактическое количество пара в обоих помещениях одинаково, но его максимально возможное количество различается. Поэтому сравнить нужно долю фактического содержания от соответствующего температуре максимума.
Ответ: относительная влажность ниже в более тёплом помещении. Например, если числитель отношения не меняется, а знаменатель увеличивается, значение всей дроби снижается. Это объясняет, почему одинаковое количество пара не гарантирует одинаковую относительную влажность.
Абсолютную влажность иногда принимают за относительную: первая показывает массу пара в объёме воздуха, а вторая — долю от максимума при данной температуре. Путаница возникает потому, что обе величины описывают водяной пар. Проверь себя: у абсолютной влажности должны быть единицы вроде г/м³, а относительная влажность выражается в процентах.
Можно решить, что одинаковое количество пара означает одинаковую относительную влажность, забыв о температуре. Ошибка появляется, когда в формуле учитывают только фактическое содержание и не сравнивают его с возможным максимумом. Для проверки спроси себя, одинакова ли температура: если нет, максимально возможное содержание пара может различаться.
Высокую влажность иногда считают полезной для любого организма. Но потребности и приспособления экологических групп неодинаковы, а избыток влаги может создавать для конкретного организма неблагоприятные условия. Проверяй вывод по образу жизни и водному обмену вида, а не по правилу «чем влажнее, тем лучше».
Приспособления к недостатку воды можно спутать с особенностями организмов влажных мест. Такая ошибка возникает, если перечислять признаки без связи с местом обитания. Чтобы проверить себя, объясни функцию каждого признака: он помогает экономить воду, получать её или удалять избыток?
Для понимания влажности нужны знания о значении воды для организмов, испарении и водном обмене: они объясняют, откуда вода поступает и как теряется. Тема связана с экологическими группами и приспособлениями к условиям среды, поскольку признаки организмов отражают доступность влаги. Эти представления пригодятся при изучении экосистем, распространения видов и влияния факторов среды: влажность может определять, где организм способен жить и размножаться.
Чем абсолютная влажность отличается от относительной?
Абсолютная влажность показывает массу водяного пара в единице объёма воздуха, обычно в г/м³. Относительная влажность — это выраженное в процентах отношение фактического содержания пара к максимально возможному при данной температуре.
Почему относительная влажность меняется при изменении температуры?
При нагревании воздуха максимально возможное содержание водяного пара увеличивается. Если фактическое количество пара не меняется, его доля от этого максимума становится меньше, поэтому относительная влажность снижается.
Как влажность воздуха влияет на испарение воды организмами?
В сухом воздухе разница между содержанием водяного пара у поверхности организма и в окружающей среде обычно больше, поэтому вода испаряется интенсивнее. При высокой влажности потеря воды чаще замедляется.
Чем гигрофиты отличаются от ксерофитов?
Гигрофиты — растения влажных местообитаний, которым требуется много влаги. Ксерофиты приспособлены к сухим условиям и имеют особенности, помогающие уменьшать потерю воды.
Какие приспособления помогают организмам жить в засушливых условиях?
У растений это могут быть уменьшенная площадь листьев, плотная кутикула и глубокие корни. Животные сокращают потери воды благодаря поведению, особенностям покровов и органов выделения.
§ 7. Влажность как экологический фактор
