Visus vides apstākļus raksturojošos vides faktorus iedala divās galvenajās grupās – abiotiskajos (tos ietver klimatiskos un augsnes) un biotiskos (zoogēnos un fitogēnos). Kopā tie tiek apvienoti dzīvnieku dzīvotnē vai augu augšanā.
Vides faktori
Atkarībā no to ietekmes uz dzīvniekiem un augiem pazīmēm tos iedala šādās galvenajās grupās:
1) klimatiskie, tostarp gaismas un termiskā režīma īpatnības, mitruma līmenis un gaisa kvalitāte;
2) augsne-zeme, kas raksturo augu saņemto uztura kvalitāti atkarībā no augsnes veida, pamatiežiem un gruntsūdeņiem;
3) topogrāfisks, kas darbojas netieši, jo klimats un augsnes kvalitāte ir atkarīga no dzīvo organismu dzīvotnes reljefa;
4) biotiski: fitogēni, zoogēni un mikrogēni faktori;
5) antropogēns, tostarp visa veida cilvēka ietekme uz vidi.
Ir vērts atzīmēt, ka visas šīs faktoru grupas darbojas nevis atsevišķi, bet gan kombinācijā viena ar otru. Šo rādītāju izmaiņu dēļ vismaz viens no tiem novedīs pienelīdzsvarotība šajā kompleksā. Piemēram, temperatūras paaugstināšanās ir saistīta ar gaisa mitruma palielināšanos, mainās gaisa gāzu sastāvs, izžūst augsne, pastiprinās fotosintēze utt. Taču paši organismi spēj ietekmēt šos vides apstākļus.
Biotiskie faktori
Biota ir dzīva cenozes sastāvdaļa, kas ietver ne tikai augus un dzīvniekus, bet arī mikroorganismus. Katrs no šiem dzīvajiem organismiem pastāv noteiktā biocenozē un cieši mijiedarbojas ne tikai ar savu veidu, bet arī ar citu sugu pārstāvjiem. Tie visi ietekmē dzīvās būtnes sev apkārt, bet arī saņem no tām atbildi. Šāda mijiedarbība var būt negatīva, pozitīva vai neitrāla.
Mijiedarbības kopumu savā starpā un ar nedzīvo vides daļu sauc par biotiskiem vides faktoriem. Tie ietver:
- Fitogēnie faktori ir augu ietekme uz sevi, citiem augiem un dzīvniekiem.
- Zoogēni faktori ir dzīvnieku ietekme uz sevi, citiem dzīvniekiem un augiem.
Atsevišķu biotisko faktoru ietekme ekosistēmu līmenī nosaka vielu un enerģiju transformācijas pazīmes, proti, to virzienu, intensitāti un raksturu.
Fitogēnie faktori
Augu attiecības kopienās ar akadēmiķa V. N. Sukačova ierosinājumu sāka saukt par kopdarbību. Viņš tajās identificēja trīs kategorijas:
1. Tiešās (kontaktu) sadarbības. Šajā grupā viņš iekļāva tiešoaugu ietekme uz organismiem, kas saskaras ar tiem. Tie ietver augu mehānisko un fizioloģisko ietekmi uz otru. Šā fitogēnā faktora - tiešās mijiedarbības starp augiem - piemērs ir jaunu skujkoku vainagu galotņu bojājums, tos sasitot ar cieši izvietotu blakus esošo cieto koku lokaniem zariem. Vai, piemēram, dažādu augu sakņu sistēmu ciešs kontakts. Arī tiešie fitogēnie vides faktori ietver konkurenci, epifītismu, parazītismu, saprofītismu un savstarpēju attieksmi.
2. Netieša transabiotiska rakstura līdzdarbība. Veids, kā augi ietekmē apkārtējos organismus, maina to dzīvotņu fizikāli ķīmiskās īpašības. Daudzi augi ir audzinātāji. Tiem ir ietekme uz vidi uz citiem augiem. Šāda fitogēna biotiska faktora piemērs ir veģetācijas segumā iekļūstošās saules gaismas intensitātes pavājināšanās, kas nozīmē apgaismojuma sezonālā ritma maiņu, temperatūru mežā un daudz ko citu.
3. Netieša transbiotiska rakstura mijiedarbība. Augi vidi ietekmē netieši, caur citiem organismiem, piemēram, baktērijām. Ir zināms, ka uz lielākās daļas pākšaugu saknēm apmetas īpašas mezgliņu baktērijas. Tie spēj fiksēt brīvo slāpekli, pārvēršot to nitrītos un nitrātos, kurus, savukārt, viegli absorbē gandrīz jebkura auga saknes. Tādējādi pākšaugi netieši palielina augsnes auglību citiem augiem, darbojoties ar starpnieku -mezgliņu baktērijas. Kā piemēru šim fitogēnajam vides faktoram var nosaukt arī dzīvnieku ēšanu ar noteiktu grupu augiem, kas izraisa sugu skaitliskās attiecības izmaiņas. Konkurences likvidēšanas rezultātā neapēstie augi sāk augt spēcīgāk un vairāk ietekmē blakus esošos organismus.
Piemēri
Konkurence ir viens no galvenajiem faktoriem biocenožu veidošanā. Tajos izdzīvo tikai indivīdi, kuri izrādījās vairāk pielāgoti noteiktiem vides apstākļiem un spēja attīstīt uzturā iesaistītos orgānus agrāk nekā citi, sagrāba lielu platību un atradās labākos apgaismojuma apstākļos. Dabiskās atlases gaitā tiek iznīcināti konkurences procesā novājinātie indivīdi.
Kad veidojas cenoze, mainās daudzi vides raksturlielumi, ko izraisa materiālu un energoresursu tērēšana, kā arī organismu atkritumproduktu emisija ķīmisko savienojumu veidā, nobirušas lapas un daudz kas cits. Šo augu tiešas vai netiešas ietekmes uz kaimiņiem procesu, ko izraisa piesātinājums ar vides vielām, sauc par alelopātiju.
Arī fito- un biocenozēs plaši sastopama simbioze, kas izpaužas kokaugu un sēņu abpusēji izdevīgās attiecībās. Šāds fitogēns faktors ir raksturīgs pākšaugiem, vītoliem, piesūcekņiem, dižskābarža un citiem koksnes augiem. Uz to saknēm parādās mikoriza, kas ļauj augiem saņemt ūdenī izšķīdinātus augsnes minerālsāļus un sēnītes,savukārt iegūt piekļuvi organiskajām vielām.
Vērts atzīmēt arī to mikroorganismu lomu, kas sadala pakaišus, pārvēršot tos minerālsavienojumos, kā arī asimilē slāpekli no gaisa. Kokos parazitē liela mikroorganismu kategorija (piemēram, sēnītes un baktērijas), kas ar savu masveida attīstību var nodarīt neatgriezenisku kaitējumu ne tikai pašiem augiem, bet arī biocenozei kopumā.
Mijiedarbības klasifikācija
1. Pēc priekšmetiem. Atkarībā no augu skaita, kas ietekmē vidi, kā arī no šai ietekmei pakļauto organismu skaita, tie izšķir:
- Individuāla mijiedarbība, ko veic viens augs uz dzīvu organismu.
- Kolektīva mijiedarbība, kas ietver augu grupu attiecības savā starpā vai ar atsevišķiem indivīdiem.
2. Ar ietekmes palīdzību. Atkarībā no augu tiešās vai netiešās ietekmes veida fitogēnie vides faktori ir:
- Mehāniska, kad mijiedarbību raksturo ķermeņa telpiskā stāvokļa maiņa un to pavada dažādu auga daļu saskare vai spiediens uz blakus esošajiem organismiem.
- Fiziskā, runājot par augu radīto vājo elektrisko lauku ietekmi uz to spēju sadalīt augsnes šķīdumus starp blakus esošajiem augiem. Tas ir tāpēc, ka starp mazajām sūkšanas saknēm ir zināma elektrisko potenciālu atšķirība, kas ietekmējonu absorbcijas procesa intensitāte no augsnes.
- Ekoloģisks, kas pārstāv galvenos fitogēnos faktorus. Tie izpaužas visas vides pārveidošanā augu vai tikai tās daļas ietekmē. Bet tajā pašā laikā tiem nav specifiska rakstura, šī ietekme neatšķiras no nedzīvu priekšmetu ietekmes.
- Cenotisks, raksturīgs tikai dzīviem organismiem (augiem un dzīvniekiem), kam raksturīga aktivitāte. Fitogēna faktora piemērs ir tas, ka blakus augi vienlaikus patērē noteiktas barības vielas no viena avota, un to trūkuma gadījumā tiek iekļauts noteikts ķīmisko savienojumu sadalījums starp augiem.
- Ķīmiskā viela, ko sauc arī par alelopātiju. Tās izpaužas kā dzīvības pamatprocesu kavēšana vai stimulēšana ar ķīmiskām vielām, kas izdalās augu dzīves laikā (vai tiem mirstot). Svarīgi, ka tie nav dzīvnieku vai augu pārtika.
- Informācija-bioloģiska, kad tiek nodota ģenētiskā informācija.
3. Ar vides līdzdalību. Saskaņā ar šo pazīmi fitogēnos faktorus iedala:
- Tieša, tostarp visas mehāniskās mijiedarbības, piemēram, pīšana un sakņu saplūšana.
- Aktuāla, reducēta līdz jebkādu vides elementu (gaisma, uzturs, siltums utt.) transformācijai vai radīšanai, ko veic augi.
4. Atbilstoši vides lomai uztura iegūšanā izšķir:
- Trophic,kas sastāv no vielu daudzuma vai sastāva, to stāvokļa izmaiņām augu ietekmē.
- Situācijas, kas netieši ietekmē saņemtās pārtikas kvalitāti un kvantitāti. Tātad, fitogēna faktora piemērs ir dažu augu spēja mainīt augsnes pH, kas ietekmē citu organismu barības vielu uzsūkšanos no tās.
5. Pēc sekām. Atkarībā no tā, kā augu dzīvībai svarīgā darbība ietekmēs blakus esošos augus, tie izšķir:
- Konkurence un savstarpēja ierobežošana.
- Adaptācija.
- Likvidēšana, kas ir vissvarīgākā mijiedarbības forma starp augiem to kopienu izmaiņu laikā.
- Profilakse, kas izpaužas kā vienas augu sugas citu sugu attīstībai nelabvēlīgu fitogēno vides faktoru radīšana sēklu dīgtspējas jeb pirmatnības stadijā, kas noved pie stādu bojāejas.
- Pašierobežošanās, kas notiek augu organismu intensīvas augšanas fāzē. Tas ir saistīts ar aktīvu minerālvielu pārnešanu no nepieejamām formām uz pieejamām, taču to patēriņš augos atpaliek no šī procesa ātrumā. Tas noved pie to izaugsmes aizkavēšanās vai pārtraukšanas.
- Patlabošana, kas ir augu spēja mainīt vidi sev. Šādi fitogēnie faktori un to īpašības nosaka jebkura biotopa, piemēram, priežu audzes, stāvokli sūnu sinūzijās.
Ir vērts atzīmēt, ka vienu un to pašu ietekmi saskaņā ar dažādām šīs klasifikācijas iezīmēm var attiecināt uz dažādiem veidiem. Tātad, sacensībasmijiedarbības sekas ir arī trofiskas, aktuālas, cenotiskas un individuālas.
Konkurss
Konkurences jēdziens bioloģijas zinātnē ir saņēmis uzmanību jau vairāk nekā duci gadu. Tās interpretācija bija neskaidra vai, gluži pretēji, pārāk šaura.
Mūsdienās ar konkurenci saprot tādas mijiedarbības, kurās ierobežots pārtikas daudzums tiek sadalīts nesamērīgi mijiedarbībā esošo organismu vajadzībām. Tiešas mijiedarbības rezultātā fitogēnie faktori noved pie tā, ka augi ar lielām prasībām saņem lielāku barības daudzumu, nekā tas būtu proporcionālas sadales gadījumā. Vienlaicīgi izmantojot vienu un to pašu strāvas avotu, pastāv konkurence.
Ir ērti aplūkot konkurences attiecību mehānismu, piemēram, trīs koku mijiedarbības piemērā, kas barojas no viena avota. Vides resursiem trūkst nepieciešamo vielu. Pēc kāda laika divu no tiem augšana samazinās (apspiestie koki), trešajā pieaug ar nemainīgiem tempiem (dominējošais augs). Taču šajā situācijā nav ņemta vērā iespēja, ka blakus esošajiem kokiem būs vienādas vajadzības, kas neizraisītu atšķirīgu augšanu.
Patiesībā vides resursi ir nestabili šādu iemeslu dēļ:
- kosmosa izpēte;
- klimatiskie apstākļi mainās.
Koka vitālo darbību var izteikt ar trīs lielumu attiecību:
- vajadzības - vielu un enerģijas maksimums, ko augs spēj uzņemt;
- minimālais nepieciešamaisviņa dzīve;
- īsts uztura līmenis.
Palielinoties izmēram, vajadzību līmenis vismaz palielinās pirms novecošanas. Faktiskais koku barības līmenis ir atkarīgs no daudziem faktoriem, tostarp no "sociālajām attiecībām" cenozē. Apspiestie koki saņem minimālo barības vielu daudzumu, kas ir iemesls to likvidēšanai. Dominējošie īpatņi mazākā mērā ir atkarīgi no cenotiskā iestatījuma. Un augšana ir atkarīga no abiotiskās vides apstākļiem.
Ar laiku samazinās koku skaits uz platības vienību un mainās cenotisko klašu attiecība: palielinās valdošo koku īpatsvars. Tā rezultātā veidojas nobriedis mežs, kurā dominē dominējošie koki.
Tātad konkurenci kā organismu tiešas mijiedarbības fitogēno faktoru var attēlot kā resursu nevienmērīgas sadales procesu, kam raksturīga vajadzību neatbilstība, kas izraisa augu sadalīšanos dažādās cenotiskās grupās un apspiesto nāve.
Savstarpējais ierobežojums atšķiras no konkurences ar vides barības vielu resursu proporcionālo sadalījumu. Lai gan daudzi pētnieki to attiecina uz vienu no konkurences veidiem – simetrisku. Šāda mijiedarbība notiek starp indivīdiem ar aptuveni vienādām vienas vai dažādu sugu konkurētspējas spējām.
Konkurences pieaugums
Konkurence starp augiem var notikt tikai tad, ja ir izpildīti šādi nosacījumi:
- kvalitatīvā un kvantitatīvā līdzībavajadzības;
- kopīgs resursu patēriņš no kopēja avota;
- esošais vides resursu trūkums.
Acīmredzot ar resursu pārpalikumu tiek pilnībā apmierinātas katra auga vajadzības, kas neattiecas uz fitogēniem faktoriem. Tomēr pretējā gadījumā un pat ar kopīgu uzturu sākas cīņa par eksistenci. Ja augu aktīvās saknes atrodas vienā augsnes slānī un saskaras viena ar otru, ir grūti spriest par vienmērīgu barības vielu sadalījumu. Ja saknes vai vainagi atrodas dažādos slāņos, tad uzturs netiek uzskatīts par vienlaicīgu (tas ir secīgs), kas nozīmē, ka nevar runāt par konkurenci.
Stādu konkurences piemēri
Var rasties konkurence par gaismu, augsnes barības vielām un apputeksnētājiem kukaiņiem. To var ietekmēt ne tikai pašas barības vielas, bet arī daudzi fitogēni faktori. Piemērs ir blīvu biezokņu veidošanās augsnēs, kurās ir daudz minerālvielu un mitruma. Galvenā cīņa šajā gadījumā ir par gaismu. Bet nabadzīgās augsnēs parasti katrs augs saņem nepieciešamo ultravioleto staru daudzumu, un cīņa notiek par augsnes resursiem.
Intrasugas konkurences rezultāts ir vienas sugas koku sadalījums amatniecības klasēs. Atkarībā no to jaudas augi var atsaukties uz:
- I klase, ja tās ir dominējošās, ar resnu stumbru un resniem zariem no stumbra pamatnes, ar izplešanos vainagu. Viņi baudapietiekamu saules pieplūdumu un, pateicoties attīstītai sakņu sistēmai, no augsnes izsūknē milzīgu daudzumu ūdens un barības vielu. Atrasts pa vienam mežā.
- II klase, ja arī tās ir dominējošās, augstākā, bet ar mazāku stumbra diametru un nedaudz mazāk jaudīgu vainagu.
- III klase, ja tie ir mazāki par iepriekšējo klasi, bet joprojām ir ar saules stariem atvērtu augšdaļu. Tie dominē arī mežā un kopā ar II šķiru veido lielāko daļu koku.
- IV klase, ja koki tievi, mazi, nesaņem tiešus saules starus.
- V klase, ja koki mirst vai jau ir miruši.
Konkurence par apputeksnētājiem ir svarīga arī augiem, kur uzvar tā suga, kas vislabāk piesaista kukaiņus. Vairāk nektāra vai salduma var būt priekšrocība.
Adaptīvā mijiedarbība
Tie izpaužas faktā, ka fitogēnie faktori, kas pārveido vidi, padara tās īpašības pieņemamas akceptoraugiem. Visbiežāk izmaiņas notiek nenozīmīgi, un tās pilnībā izpaužas tikai tad, ja ietekmējošā suga ir spēcīgs audzinātājs, un tas ir jāparāda pilnā attīstības diapazonā.
Viens mehāniskā kontakta veids ir cita auga organisma izmantošana par substrātu. Šo parādību sauc par epifītismu. Apmēram 10% no visiem augu organismu veidiem ir epifīti. Šīs parādības ekoloģiskā nozīme ir sava veida pielāgošanās gaismas režīmam blīvu tropu apstākļos.meži: epifīti iegūst iespēju nokļūt līdz gaismas stariem bez ievērojamām augšanas izmaksām.
Dažādu augu fizioloģiskie kontakti ietver parazītismu un saprotrofismu, kas attiecas arī uz fitogēniem faktoriem. Neaizmirstiet par savstarpējo attieksmi, kuras piemērs ir sēnīšu micēlija un augu sakņu simbioze. Neskatoties uz to, ka sēnes saņem ogļhidrātus no augiem, to hifas saknes absorbējošo virsmu palielina desmitkārtīgi.
Savienojuma veidlapas
Visa veida pozitīvās un negatīvās mijiedarbības mehānismi starp pašiem dažādiem dzīviem organismiem var būt ļoti smalki un nepārprotami. Salīdzinoši nesen zinātnieku grupa detalizēti pētīja augu ietekmi uz vidi, mūža garumā izvadot vidē kompleksās organiskās vielas, kurām ir aizsargfunkcija. Šādas attiecības starp augiem sauc par alelopātiskām. Tie būtiski ietekmē iegūto augu (ne tikai kultivēto, bet arī savvaļas) bioproduktu lielumu, kā arī nosaka labākos kultūraugu rotācijas veidus dārza stādījumos (piemēram, ābele labāk attīstās pēc jāņogām vai avenēm, plūmēm). vislabāk stādīt tajās vietās, kur agrāk audzēja bumbierus vai persikus).
Galvenās augu un dzīvnieku saiknes formas biocenozēs, pēc V. N. Beklemiševa domām, ir:
- Aktuālas sakarības, kas rodas sakarā ar to, ka viens vai vairāki organismi maina citu vidi sev labvēlīgā virzienā. Piemēram, sfagnu sūnām ir tendence paskābināt augsnes šķīdumu, kas rada labvēlīgus apstākļus saulei un dzērvenēm purvos.
- Trofiskie savienojumi, kas sastāv no tā, ka vienas sugas pārstāvji kā barības avotu izmanto citas sugas indivīdu, tā atkritumus vai pārpalikumus. Pateicoties trofiskajām saitēm, stārķi iekļūst mitrāju cenozēs, un aļņi parasti apmetas apšu mežos.
- Rūpnīcas saites, kas rodas, kad dažu sugu indivīdi izmanto citu sugu pārstāvjus, lai izveidotu savas ligzdas vai mājokļus. Piemēram, koki nodrošina putniem dobumus vai zarus ligzdu veidošanai.
