54. Факторы среды и их влияние на биоценозы

Определения и обозначения

Фактор среды — любое условие или воздействие среды, влияющее на жизнедеятельность организмов и состояние биоценоза. К факторам относятся и природные условия, и отношения между живыми существами, и действия человека. Это понятие помогает объяснить, почему организмы живут не повсюду и почему изменения в природе затрагивают целые сообщества.

Абиотический фактор — воздействие неживой природы: температуры, света, воды, влажности, состава почвы и воздуха. Такие условия определяют, могут ли организмы жить на определённой территории и насколько успешно они растут и размножаются. Понимание этих факторов помогает объяснить, например, почему растения пустыни и леса отличаются.

Биотический фактор — влияние живых организмов друг на друга в биоценозе: конкуренция, хищничество, паразитизм, взаимопомощь. Один организм может служить другому пищей, соперником или местом обитания. Это понятие нужно, чтобы учитывать не только условия природы, но и связи, от которых зависят численность и жизнь видов.

Антропогенный фактор — воздействие деятельности человека на организмы и условия их существования. К нему относят, например, вырубку леса, загрязнение воды и создание охраняемых территорий. Выделение этой группы помогает отдельно оценивать последствия человеческих действий и искать способы уменьшить вред природе.

Как это устроено

Биоценоз зависит от многих факторов одновременно, потому что каждый организм живёт в определённых условиях и связан с другими видами. Для растения важны свет, вода и почва, а для животного — ещё пища, убежище и наличие партнёров или соперников. Поэтому изменение одного условия может повлиять и на сам организм, и на тех, кто с ним связан. Так, если уменьшается количество растений, пищи может не хватить растительноядным животным, а вслед за ними изменится численность хищников.

Абиотические факторы задают пределы, в которых организм способен жить: ему нужны подходящие температура, влажность и доступ к воде. Если условия становятся неблагоприятными, часть организмов может погибнуть, перестать размножаться или переместиться в другое место. Поэтому численность вида и его распределение по территории меняются. Условия также влияют на активность: например, в жару некоторые животные становятся менее подвижными, чтобы не перегреваться и не терять воду.

Биотические связи меняют численность видов, потому что организмы влияют на выживание и размножение друг друга. При конкуренции несколько видов используют один и тот же ограниченный ресурс, например пищу или место для жизни. Хищники поедают добычу, а паразиты получают от хозяина пищу и могут ослаблять его. Такие взаимодействия не действуют изолированно: изменение численности добычи отражается на хищнике, а усиление конкуренции может вытеснить один из видов.

Воздействие человека бывает прямым и косвенным. При вырубке леса человек непосредственно уничтожает деревья и места обитания животных, а при загрязнении водоёма меняет состав воды и условия жизни многих организмов. Косвенные последствия продолжаются дальше: исчезновение растений может лишить животных пищи, а уменьшение числа мелких животных — добычи для хищников. Поэтому одно человеческое воздействие нередко затрагивает сразу несколько компонентов биоценоза.

Влияние фактора зависит от его силы, потому что организмам нужны определённые условия. Недостаток воды мешает растениям расти, но и чрезмерное увлажнение может быть для некоторых видов неблагоприятным. То же относится к температуре, свету и другим условиям: усиление фактора не всегда улучшает жизнь. Наиболее подходящий уровень позволяет организму нормально существовать, а сильное отклонение от него может уменьшить численность вида или изменить его активность.

Группы факторов среды и их влияние на биоценоз

Чтобы пользоваться таблицей, сначала определите источник воздействия: неживая природа, другой организм или деятельность человека. Затем проследите, на что оно влияет и какие последствия возможны для связанных видов. Один фактор способен вызвать несколько изменений, поэтому не ограничивайтесь только первым заметным результатом.

Разбор задач

Задача 1

Нужно определить группу для температуры воздуха, недостатка воды, хищничества и вырубки леса. Все четыре примера описывают условия или воздействия, но их источник различается. Для классификации выясним, связано ли воздействие с неживой природой, живыми организмами или человеком.

1. Температура воздуха — условие неживой природы, значит, это абиотический фактор.
2. Недостаток воды тоже относится к абиотическим факторам: вода — условие среды, а не живой организм.
3. Хищничество — взаимодействие живых организмов, поэтому это биотический фактор.
4. Вырубка леса вызвана деятельностью человека, значит, фактор антропогенный.

Ответ: температура воздуха и недостаток воды — абиотические факторы, хищничество — биотический, вырубка леса — антропогенный. При проверке важно смотреть на источник воздействия, а не только на то, что оно меняет. Например, вырубка меняет условия среды, но от этого не становится абиотическим фактором.

Задача 2

Представим, что на лугу долго не было дождей и почва высохла. Нужно проследить, как засуха повлияет на растения, растительноядных животных и хищников. Поскольку нехватка воды связана с неживой природой, сначала она действует как абиотический фактор.

1. Недостаток воды мешает растениям расти и размножаться; часть растений может погибнуть, поэтому их станет меньше.
2. Растительноядным животным будет доступно меньше пищи. Их численность может снизиться или животные будут искать корм в других местах.
3. Хищникам станет труднее находить добычу, поэтому их численность тоже может уменьшиться или изменится их распределение.

Ответ: длительная засуха способна последовательно затронуть все три группы организмов, хотя непосредственный источник изменений — недостаток воды. Последствия не обязательно наступят одинаково быстро: растения реагируют на условия напрямую, а изменения численности животных могут проявиться позже. При прогнозе нужно учитывать пищевые связи и возможность перемещения организмов.

Задача 3

В озеро попали загрязняющие вещества, и нужно предположить, что произойдёт с биоценозом и как уменьшить последствия. Загрязнение — антропогенный фактор, потому что связано с деятельностью человека. Оно может изменить свойства воды и затронуть не только те организмы, которые непосредственно соприкоснулись с загрязнением.

1. Сначала выясняют, какие вещества попали в озеро и насколько сильно они изменили условия. Чувствительные водные организмы могут ослабнуть или погибнуть.
2. Затем прослеживают пищевые связи: уменьшение числа мелких организмов способно лишить пищи рыб, а сокращение рыб — повлиять на хищников.
3. Чтобы уменьшить вред, нужно остановить поступление загрязнителей, очистить воду подходящими способами и наблюдать за состоянием водоёма. Меры выбирают с учётом состава загрязнения и безопасности обитателей.

Ответ: загрязнение может повлиять на разные виды напрямую и через пищевые связи. Нельзя заранее утверждать, что все организмы отреагируют одинаково: многое зависит от вещества и его количества. Предотвращение новых сбросов и оценка состояния озера помогают не допустить дальнейшего нарушения биоценоза.

Типичные ошибки

Ошибка — считать факторами среды только температуру, свет, воду и другие условия неживой природы. Так думают, потому что абиотические условия легко заметить и измерить. Но организмы тоже влияют друг на друга через питание, конкуренцию и паразитизм. Проверьте себя: если воздействие вызвано другим живым существом, отнесите его к биотическим факторам.

Ошибка — относить любое воздействие человека к абиотическим факторам, ведь человек меняет землю, воду или воздух. Однако группу определяют по источнику воздействия, а деятельность человека выделяют отдельно как антропогенный фактор. Чтобы проверить ответ, спросите себя, кто или что вызвало изменение. Если причина — действия людей, это антропогенное воздействие.

Ошибка — описывать влияние фактора только на один вид и не учитывать его связи с другими. Такой ответ кажется достаточным, когда заметно непосредственное последствие, например гибель растений. Но растения могут быть пищей для животных, а животные — добычей хищников. Проверьте себя: проследите хотя бы одну связь и подумайте, как изменится численность организмов по цепочке.

Ошибка — считать, что усиление любого фактора всегда улучшает условия жизни. Это предположение не учитывает, что организму нужен подходящий уровень воздействия, а недостаток и избыток могут быть вредны. Например, вода необходима растениям, но это не значит, что чем её больше, тем лучше. Проверяйте прогноз вопросом: не станет ли фактор чрезмерным для данного организма?

Связь с другими темами

Для понимания факторов среды нужны знания о строении биоценоза: о том, какие организмы в него входят и как они связаны. Особенно полезно вспомнить пищевые связи, потому что через них последствия изменения численности одного вида могут передаваться другим. Это позволяет анализировать не отдельный организм, а сообщество.

Тема пригодится при изучении природных сообществ, экосистем и цепей питания. Она также помогает понять, почему охрана природы должна учитывать условия жизни организмов и отношения между ними. Если изменить одну часть сообщества, последствия могут затронуть другие его части.

С географией и экологией тему связывает влияние климата и хозяйственной деятельности на живую природу. Географические условия помогают объяснить размещение видов, а знания об антропогенных факторах — оценить последствия освоения территорий и загрязнения. Это основа для поиска способов беречь природные сообщества.

Что запомнить

• Факторы среды — условия и воздействия, влияющие на организмы.
• Факторы среды делятся на абиотические, биотические и антропогенные.
• Абиотические факторы связаны с неживой природой.
• Биотические факторы возникают во взаимоотношениях живых организмов.
• Антропогенные факторы связаны с деятельностью человека.
• Изменение одного фактора может вызвать изменения во всём биоценозе.
• Сила воздействия фактора определяет, будет ли он благоприятным или неблагоприятным.