4. Природные факторы

Экологические и природные факторы (стр. 4 из 7)

4. Природные факторы

— если условия по одному из экологических факторов становятся неоптимальными, то может измениться и предел толерантности по другим факторам. Например, при недостатке азота в почве злакам требуется гораздо больше воды;

— наблюдаемые в природе реальные пределы толерантности меньше потенциальных возможностей организма адаптироваться к данному фактору. Это объясняется тем, что в природе пределы толерантности по отношению к физическим условиям среды могут сужаться биотическими отношениями: конкуренция, отсутствие опылителей, хищники и др.

Любой человек лучше реализует свои потенциальные возможности в благоприятных условиях (сборы спортсменов для специальных тренировок перед ответственными соревнованиями, например). Потенциальная экологическая пластичность организма, определенная в лабораторных условиях, больше реализованных возможностей в естественных условиях.

Соответственно различают потенциальную и реализованную экологические ниши;

— пределы толерантности у размножающихся особей и потомства меньше, чем у взрослых особей, т.е. самки в период размножения и их потомство менее выносливы, чем взрослые организмы.

Так, географическое распределение промысловых птиц чаще определяется влиянием климата на яйца и птенцов, а не на взрослых птиц. Забота о потомстве и бережное отношение к материнству продиктованы законами природы.

К сожалению, иногда социальные «достижения» противоречат этим законам;

— экстремальные (стрессовые) значения одного из факторов ведут к снижению предела толерантности по другим факторам. Если в реку сбрасывается нагретая вода, то рыбы и другие организмы тратят почти всю свою энергию на преодоление стресса.

Им не хватает энергии на добывание пищи, защиту от хищников, размножение, что приводит к постепенному вымиранию. Психологический стресс также может вызывать многие соматические (гр. somaтело) заболевания не только у человека, но и у некоторых животных (например, у собак).

При стрессовых значениях фактора адаптация к нему становится все более и более «дорогостоящей».

Многие организмы способны менять толерантность к отдельным факторам, если условия меняются постепенно. Можно, например, привыкнуть к высокой температуре воды в ванне, если залезть в теплую воду, а потом постепенно добавлять горячую.

Такая адаптация к медленному изменению фактора — полезное защитное свойство. Но оно может оказаться и опасным. Неожиданное, без предупреждающих сигналов, даже небольшое изменение может оказаться критическим. Наступает пороговый эффект: последняя капля» может оказаться фатальной.

Например, тонкая веточка может привести к перелому уже перегруженной спины верблюда.

К счастью, не все возможные экологические факторы регулируют взаимоотношения между средой, организмами и человеком. Приоритетными в тот или иной отрезок времени оказываются различные лимитирующие факторы.

На этих факторах эколог и должен сосредоточить свое внимание при изучении экосистем и управлении ими.

Например, содержание кислорода в наземных местообитаниях велико, и он настолько доступен, что практически никогда не служит лимитирующим фактором (за исключением больших высот и антропогенных систем). Кислород мало интересует экологов, занимающихся наземными экосистемами.

А в воде он нередко является фактором, лимитирующим развитие живых организмов («заморы» рыб, например). Поэтому гидробиолог всегда измеряет содержание кислорода в воде, в отличие от ветеринара или орнитолога, хотя для наземных организмов кислород не менее важен, чем для водных.

Лимитирующие факторы определяют и географический ареал вида. Так, продвижение организмов на север лимитируется, как правило, недостатком тепла. Биотические факторы также часто ограничивают распространение тех или иных организмов.

Например, завезенный из Средиземноморья в Калифорнию инжир не плодоносил там до тех пор, пока не догадались завезти туда и определенный вид осы — единственного опылителя этого растения. Выявление лимитирующих факторов очень важно для многих видов деятельности, особенно сельского хозяйства.

При целенаправленном воздействии на лимитирующие условия можно быстро и эффективно повышать урожайность растений и производительность животных.

Так, при разведении пшеницы на кислых почвах никакие агрономические мероприятия не дадут эффекта, если не применять известкование, которое снизит ограничивающее действие кислот.

Или, если выращивать кукурузу на почвах с очень низким содержанием фосфора, то даже при достаточном количестве воды, азота, калия и других питательных веществ она перестает расти. Фосфор в данном случае — лимитирующий фактор. И только фосфорные удобрения могут спасти урожай. Растения могут погибнуть и от слишком большого количества воды или избытка удобрений, которые в данном случае тоже являются лимитирующими факторами.

Знание лимитирующих факторов даёт ключ к управлению экосистемами. Однако в разные периоды жизни организма и в разных ситуациях в качестве лимитирующих выступают различные факторы. Поэтому только умелое регулирование условий существования может дать эффективные результаты управления.

3. Взаимодействие и компенсация факторов

В природе экологические факторы деист» вуют не независимо друг от друга – они взаимодействуют. Анализ влияния одного фактора на организм или сообщество не самоцель, а способ оценки сравнительной значимости различных условий, действующих совместно в реальных экосистемах.

Совместное влияние факторов можно рассмотреть на примере зависимости смертности личинок крабов от температуры, солености и присутствия кадмия (рис. 2). При отсутствии кадмия экологический оптимум (минимальная смертность) наблюдается в интервале температур от 20 до 28°С и солености – от 24 до 34 %0.

Если в воду добавляется токсичный для ракообразных кадмий, то экологический оптимум смещается: температура лежит в интервале от 13 до 26°С, а соленость — от 25 до 29%. Изменяются и пределы толерантности. Разница между экологическим максимумом и минимумом для солености после добавки кадмия уменьшается с 11- 47% до 14-40%.

Предел толерантности для температурного фактора, наоборот, расширяется с 9 — 38°С до 0 — 42°С.

Температура и влажность — самые важные климатические факторы в наземных местообитаниях. Взаимодействие этих двух факторов, по существу, формирует два основных типа климата: морской и континентальный.

Водоемы смягчают климат суши, так как вода обладает высокими удельной теплотой плавления и теплоемкостью.

Поэтому морскому климату свойственны менее резкие колебания температуры и влажности, чем континентальному.

Рис 2. Влияние температуры, солёности и кадмия на смертность личинок крабов

Воздействие температуры и влажности на организмы также зависит от соотношения их абсолютных значений. Так, температура оказывает более выраженное лимитирующее влияние, если влажность очень велика или очень мала. Каждому известно, что высокие и низкие температуры переносятся хуже при высокой влажности, чем при умеренной.

Взаимосвязь температуры и влажности как основных климатических факторов часто изображают в виде графиков — климограмм, позволяющих наглядно сравнивать различные годы и районы и прогнозировать продукцию растений или животных для тех или иных климатических условий.

Организмы не являются рабами среды. Они приспосабливаются к условиям существования и изменяют их, т.е. компенсируют отрицательное воздействие экологических факторов.

Компенсация экологических факторов – это стремление организмов ослабить лимитирующее действие физических, биотических и антропогенных влияний. Компенсация факторов возможна на уровне организма и вида, но наиболее эффективна на уровне сообщества.

При разных температурах один и тот же вид, имеющий широкое географическое распространение, может приобретать физиологические и морфологические (гр. morpheформа, очертание) особенности, адаптированные к местным условиям. Например, у животных уши, хвосты, лапы тем короче, а тело тем массивнее, чем холоднее климат.

Эта закономерность называется правилом Аллена (1877), согласно которому выступающие части тела теплокровных животных увеличиваются по мере продвижения с севера на юг, что связано с адаптацией к поддержанию постоянной температуры тела в различных климатических условиях. Так, у лисиц, живущих в Сахаре, длинные конечности и огромные уши; европейская лисица более приземиста, уши у нее намного короче; а у арктической лисицы – песца – очень маленькие ушки и короткая морда.

У животных с хорошо развитой моторной активностью компенсация факторов возможна благодаря адаптивному поведению. Так, ящерицы не боятся резких охлаждений, потому что днем они выходят на солнце, а ночью прячутся под нагретые камни.

Возникающие в процессе адаптации изменения часто генетически закрепляются.

На уровне сообщества компенсация факторов может осуществляться сменой видов по градиенту условий среды; например, при сезонных изменениях происходит закономерная смена видов растений.

Естественную периодичность изменений экологических факторов организмы используют также для распределения функций во времени. Они «программируют» жизненные циклы таким образом, чтобы максимально использовать благоприятные условия.

Наиболее ярким примером является поведение организмов в зависимости от длины дня – фотопериода. Амплитуда длины дня возрастает с географической широтой, что позволяет организмам учитывать не только время года, но и широту местности. Фотопериод – это «реле времени», или пусковой механизм последовательности физиологических процессов.

Он определяет цветение растений, линьку, миграцию и размножение у птиц и млекопитающих и т.д. Фотопериод связан с биологическими часами и служит универсальным механизмом регулирования функций во времени.

Биологические часы связывают ритмы экологических факторов с физиологическими ритмами, позволяя организмам приспосабливаться к суточной, сезонной, приливно-отливной и другой динамике факторов.

Источник: https://mirznanii.com/a/328766-4/ekologicheskie-i-prirodnye-faktory-4

Научная электронная библиотека Монографии, изданные в издательстве Российской Академии Естествознания

4. Природные факторы

Основные природные факторы, действующие на ГТС, оказывают на него определенные воздействия. Их можно разделить на следующие основные группы: метеорологические и климатические, гидрологические, геологические и геоморфологические др.

К метеорологическим и климатическим факторам относятся все явления, происходящие в атмосфере, причем наибольшее значение для портостроения имеют ветры, температуры воздуха и воды, осадки и туманы. Важнейшие гидрологические факторы – колебания уровней воды, волнения, течения и ледовый режим.

Кроме основных геологических и геоморфологических факторов – геологического строения района, изменяемости берегов и дна, движения наносов и свойств грунтов – большое, а иногда и решающее, значение оказывает и топография района.

Для решения ряда вопросов портостроения важно знать уровни грунтовых вод и их дебит, а также химический состав воды и экологические условия и требования.

В целом все природные факторы в данном районе объединяются понятием естественный режим побережья.

Для того чтобы при наименьших капитальных вложениях на строительство берегового лесного склада (порта) получить наибольший экономический эффект, а также правильно скомпоновать его план и принять наиболее рациональные конструкции, обеспечивающие бесперебойную работу всех его элементов, необходимо тщательное изучение всех факторов естественного режима (воздействие природных факторов на ГТС).

2.3.1. Из всех метеорологических факторов наибольшее значение для построения, эксплуатации портов и судоходства имеют: ветер, туманы, осадки, влажность и температура воды.

Ветровой режим характеризуется направлением, скоростью, продолжительностью и повторяемостью.

В многолетнем периоде повторяемость ветра определенной скорости и направления для определенных сезонов года остается более или менее постоянной. Поэтому более важное значение имеют осредненные данные за навигацию, а не за год.

Для практического использования по многолетним данным строят соответственные диаграммы – розы повторяемости и максимальных скоростей ветра [23].

Температуру воздуха и воды измеряют на гидрометеостанциях в те же сроки, что и параметры ветра. Данные измерений оформляют в виде годовых графиков хода температуры. Основное значение этих данных для портостроения состоит в том, что они определяют сроки замерзания и вскрытия бассейна, от чего зависит длительность навигации.

Влажность воздуха определяют содержанием в нем водяных паров. Различают абсолютную влажность – количество водяного пара в воздухе и относительную – отношение абсолютной влажности к ее предельному значению при данной температуре.

Туманы. Туманы возникают в тех случаях, когда упругость водяного пара в атмосфере достигает упругости насыщенного пара.

В этом случае водяной пар конденсируется на частицах пыли или поваренной соли (на морях и океанах), твердых и взвешенных дымовых веществах. Несмотря на развитие радиолокации, движение судов в тумане все же ограничено.

При очень густом тумане, когда уже на расстоянии нескольких десятков метров не видны даже крупные предметы, иногда приходится прекращать и перегрузочные работы.

Осадки характеризуются толщиной слоя воды (мм), выпавших в виде дождя и снега в течение года (навигации). Учет осадков имеет значение при производстве перегрузочных работ, для правильного расположения дренажных и ливневых коммуникаций, промплощадок и дорог.

2.3.2. К гидрологическим факторам относятся: колебание уровней воды, волнение, течения и ледовый режим [3, 8, 10].

Колебания уровня воды. Эта важнейшая гидрологическая характеристика определяет не только высотные отметки территории порта и глубины на подходах и у причалов, но и форму крепления берега и конструкцию причальных сооружений.

При значительных амплитудах колебаний уровня на свободных реках становится нерентабельным применение вертикальных креплений берега. В этих случаях приходится переходить на менее удобное в эксплуатации откосное или полуоткосное.

Главной причиной изменения уровня на свободных реках является сезонное изменение расхода воды, хотя на ход уровней могут оказывать влияние и естественные переформирования русла реки и ледовые зажоры и заторы.

В многолетнем периоде наблюдений можно заметить существенное влияние деятельности людей на уровни воды.

Так, на некоторых реках, где интенсивно проводились выправительные и дноуглубительные работы, замечается общее значительное снижение уровней воды, создающее серьезные затруднения в эксплуатации ранее построенных причалов.

Исходным документом при изучении режима уровня воды является график колебаний, составленный по данным наблюдений на гидрологических постах. Ввиду изменчивости климатических условий, для получения надежных вероятностных характеристик нужно иметь данные непрерывных наблюдений за несколько десятков лет.

В результате постройки на реке гидроэлектростанций характер уровня реки резко изменяется и в значительной степени определяется как попусками воды сверху, так и режимом работы ниже расположенной гидроэлектростанции.

Независимо от причины изменения уровней воды, для целей портостроения важно знать их среднюю многолетнюю обеспеченность. На основании ежегодных графиков колебаний уровня воды, составленных по данным срочных наблюдений, строят графики повторяемости и обеспеченности уровней [3].

Волнение. На поверхности водотока или водоема могут возникать и перемещаться волны.

Наибольший интерес для портостроения представляют волны, возникающие под действием ветра. Размеры и характер ветровых волн зависят как от скорости ветра и его продолжительности, так и от протяженности водной поверхности, на которой ветер действует на воду. Поэтому на реках, если исключить устьевые участки крупнейших рек (Оби, Енисея, Лены и др.

), волны не вызывают каких-либо затруднений для перегрузочных работ у причалов, а силовое воздействие волн на сооружения так мало, что его не учитывают. На крупных водохранилищах высота волн достигает 4 м, а у открытых берегов морей и океанов – 10 м и более.

При отсутствии естественной защиты на водохранилищах и морях акватории портов приходится ограждать специальными сооружениями – молами и волноломами, которые подвергаются мощному силовому воздействию волн.

Для правильной компоновки оградительных сооружений и выбора их конструкции необходимо знать как основные параметры волн, так и повторяемость волн по различным направлениям. Подробнее определение параметров волн и волновых нагрузок рассмотрено в литературе [8, 10, 24].

Течения. На свободных реках скорости течений и их направления зависят от многих факторов, из которых важнейшими являются уклон реки, изменение уровня воды, плановая форма русла и распределение глубин.

В меженный период в изогнутых плесовых лощинах на прямоструйное течение, обусловленное уклоном реки, накладывается циркуляционное, возникающее под действием центробежных сил.

В результате течение приобретает винтообразный характер, причем в поверхностных слоях струи прижимаются в сторону вогнутого берега.

Это явление, называемое сбойным течением, может создать серьезные затруднения для движения и швартовки судов и плотов [7].

При строительстве русловых портов на свободных реках следует по возможности не нарушать естественного режима реки устройством выступающих в русло сооружений. Образующиеся в зоне выступающих частей сооружений местные вращательные течения могут быть опасны как для судов, так и для самих сооружений – возможен размыв основания или наоборот – отложение наносов.

Ледовый режим. Реки и их различные участки, в зависимости от географического положения, замерзают в разные сроки. Продолжительность ледостава весьма различна – от нескольких дней до нескольких месяцев, а некоторые северные реки бывают покрыты льдом больше половины года.

Длительность навигации весьма подвержена изменениям, и поэтому для правильного выбора расчетной ее величины необходимы данные многолетних наблюдений. По этим данным составляют графики обеспеченности длительности навигации и по ним назначают расчетную длительность, используемую в процессе проектирования портов.

2.3.3. Геологические факторы имеют важное значение при строительстве ГТС.

При этом весьма важно знать геологическую структуру берегов и условия залегания пластов. Особенно опасны высокие речные берега, на которых ввиду неблагоприятного напластования грунтов проявляются оползневые явления.

Причина этого – наличие наклоненных в сторону реки подстилающих верхние грунты водоупорных слоев, по которым и скользят расположенные выше массы грунта.

Поэтому, как правило, при выборе места для постройки гидротехнических сооружений избегают таких мест и стремятся найти более устойчивые участки берега.

Огромное значение для строительства ГТС имеет переформирование берегов под действием климатических и гидрологических факторов.

Характер изменения русла реки легко устанавливается сопоставлением топографических планов за различные годы. Если имеется тенденция к изменению русла, то необходимо предусматривать мероприятия, закрепляющие его в районе строительства ГТС.

В зависимости от пород, слагающих берег, можно установить две характерные формы его профиля.

Пологий песчаный берег характеризуется профилем динамического равновесия, который зависит от крупности фракций грунта, слагающих берег, и интенсивности волнения и течений. Если первоначальный уклон дна больше того, который присущ профилю динамического равновесия (при данных конкретных условиях), то происходит интенсивный размыв берега.

В случае, когда первоначальный уклон меньше этого «критического» значения, берег намывается. Такое переформирование берега часто происходят на водохранилищах. В результате действия волн на песчаных побережьях пологой формы выше уреза воды нередко образуется постепенно растущий валик.

Во время шторма он может быть размыт или же отодвинут в сторону берега.

Крутой профиль характерен для берега из плотных изверженных, метаморфических или осадочных пород. Под совместным действием волнений, течений, ветров и замерзания воды, проникающей в расщелины, первоначальное положение коренного берега постепенно может приобретать другие очертания.

Непосредственно к коренному берегу, как правило, примыкает конус абразии в виде прибрежной мели и низко расположенной террасы, состоящей из продуктов разрушения коренного берега.

Следует заметить, что даже на тех побережьях, где практически уже отсутствует значительное разрушение, конус абразии весьма подвержен сезонным изменениям [8].

2.3.4. К особенностям работы ГТС следует отнести и такое воздействие воды (кроме указанных выше), как механическое, физико-механическое, химическое и биологическое.

Механическое воздействие воды проявляется в виде статических и динамических нагрузок на сооружение и его основание. В теле грунтовых частей ГТС могут возникнуть различные фильтрационные деформации грунта – суффозия. ГТС должны быть запроектированы так, чтобы не возникало фильтрационных деформаций.

Биологическое воздействие в основном проявляется в биологической агрессивности воды и обитающих в воде гидробионтов (древоточные, обрастатели, бактерии и др.).

Необходимо учитывать разрушение металлических (коррозию) конструкций, химическую и физическую коррозию бетона, а также воздействие на него водорослей, бактерий и других организмов.

Контрольные вопросы:

1. Методы расчета причальных сооружений?

2. Силы, действующие на причальные сооружения?

3. Основные природные факторы, действующие на ГТС?

Источник: https://monographies.ru/en/book/section?id=6966

4. Природные факторы расообразования

4. Природные факторы

Каковароль природных факторов расообразования?Специалисты сопоставляли географическиевариации тех или иных признаков склиматическими характеристиками.

Врезультате получены убедительныеположительные корреляции между ширинойноса и среднегодовой температурой,высокие отрицательные — междусреднегодовой температурой и признаками,характеризующими развитие тела в ширину.Все эти корреляции связаны с физиологиейчеловека.

Ширина носа явно определяетв числе других признаков уровень дыхания,и поэтому широкий нос способствуеттеплоотдаче. Очень трудно сравниватьтолщину губ у разных рас в зависимостиот географических вариаций температурыи влажности.

Но все же следует помнить,что у представителей негроидной расынаиболее толстые губы, и они такжеспособствуют терморегуляции. Удлиненныепропорции тела при малом весе аналогичнымобразом благоприятны в жарком влажномклимате.

Врасообразовательном процессе огромноезначение имеют социальные адаптации,а также популяционно-генетическиемеханизмы. Иногда они усиливалиприспособление к среде, но чаще всегодействовали самостоятельно, затушевываяроль непосредственных географическихадаптации.

Поэтому все отмеченные вышеприспособления к географической средедовольно четко выявляются при рассмотрениинакопленной информации в пределах всегоземного шара.

И лишь иногда с большимтрудом прослеживаются при исследованииотдельных популяций, а порой они и вовсене прослеживаются.

Изоляциядолжнабыть рассмотрена в числе прочих факторовобразования рас у человека на основанииследующих соображений.

Прежде всего,можно считать установленным, что развитиепервобытного общества прошло черезочень продолжительную стадию существованияизолированных производственныхколлективов или совокупностей коллективов,внутри которых совершались браки.

Экзогамная форма брака, практическиговоря, почти не нарушала этой брачнойизоляции. Между двумя экзогамными родамиочень скоро устанавливалась общность«крови», которая поддерживалась иусиливалась в течение тысячелетийзамкнутой совместной жизнью обоихродов.

Данныезоологии свидетельствуют о том, чтовеличина различий между подвидами, впервую очередь определяющаяся различиямисреды, в то же время зависит от степении длительности их изолированногосуществования и отсутствия смешениямежду ними (М.

Вагнер). Легко себепредставить, что в малом замкнутомколлективе какой-либо природнойособенностью обладают лишь единичныеиндивиды и исчезновение носителейредкого признака может легко привестик полной элиминации этого признака вданном коллективе.

Можнопредположить, что некоторые малыенародности, долго жившие в относительнойкультурной и географической изоляциии обладающие своеобразным антропологическимтипом, обязаны до известной степениименно изоляции некоторыми своимисвоеобразными чертами.

5. Социальные факторы расообразования

Исключительнаяроль социальных факторов в биологическойистории человека общеизвестна и ненуждается в доказательствах. Трудоваятеория антропогенеза поставила самоформирование семейства гоминид в теснуюзависимость от развития трудовойдеятельности в древнейших коллективахпредков человека.

Однако значениесоциальных факторов в расообразовании,соотношение их с природными, ихпреобразующая роль в изменении каналовдействия отбора конкретно мало исследованыи теоретически не очень глубоко осмыслены.

Поэтому этот раздел содержит лишь самыепредварительные соображения общегопорядка, никак не претендуя насколько-нибудь полное освещение темы.

Первыйиз социальных факторов, которыйнепосредственно влияет на расообразование,– система брачных отношений.

Можноутверждать, что парный брак способствуетна определенное время консервацииантропологического состава или, вовсяком случае, обусловливает при прочихравных условиях его медленнуюмикроэволюцию.

Ишироко распространенное многоженство,и менее распространенное многомужествоприводят к обратной ситуации – кизменению генетического составапопуляций от поколения к поколению.

Социальныеобычаи – настолько сильный факторрасообразования, что они не нуждаютсяв помощи естественного отбора для своеговоздействия на популяционную и расовуюструктуру человечества.

Естественныйотбор уступает им свое место, действуяуже как дополнительный, а не основнойагент по сравнению с брачной структурой.

Ведь даже распространение и популяционнаяконцентрация селективных признаковопределяются в конечном счетегосподствующей системой брачныхотношений.

Набазе языковых различий формируются иэтнические.

Вырабатываются определенныекомплексы культуры и самосознание,сначала противопоставляющее свое чужим,а потом включающее в категорию своихне только членов данного социальногоколлектива или популяции, но и людей,говорящих на том же языке. Так появляетсяэтническое самосознание, закрепляющеегенетические разрывы и окончательноприводящее к обособлению.

Источник: https://studfile.net/preview/8085481/page:2/

Refpoeconom
Добавить комментарий