Umiditatea ca factor limitator
În comunitățile de iarbă și pădure, probabil o proporție semnificativă de energie solară (50-90%) este cheltuită la evaporarea apei sub formă de transpirație. Pierderea transpirației apei poate fi un factor de limitare care duce la ofili, în special în zonele cu climă uscată în zonele cu agricultură intensivă sau în cazul în care solurile sărace umiditate capacitate. În același timp, evaporarea răcește frunzele și este unul din mai multe procese care promovează circulația nutrienților. Alte procese - este transportul ionilor prin sol la rădăcini, transportul ionilor din interiorul rădăcinii, care se deplasează în interiorul instalației și levigare din frunze (Kozlowski, 1964, 1968). Unele dintre aceste procese necesită cheltuieli de energie metabolică, care pot limita rata de transport a apei și sărurilor (Frid și Broshart, 1967). În consecință, transpirația nu este doar o funcție a suprafețelor fizice deschise. Pădurea nu pierde în mod necesar mai multă apă decât vegetația ierboasă. Rolul transpirației ca "subvenție" energetică în condiții de pădure umedă a fost luat în considerare în Ch. 3. În cazul în care aerul este prea umed (umiditatea relativă aproape de 100%), cum ar fi în munte „nor“ copaci păduri tropicale sunt pipernicit și cea mai mare parte a vegetației este format din epifite, aparent din cauza lipsei de „transpirației de tracțiune "(Vezi H. Odum și Pidgin, 1970). ]
Interacțiunea dintre temperatură și umiditate, precum și interacțiunea celor mai mulți factori, depinde nu numai de valoarea relativă, ci și de valoarea absolută a fiecăruia dintre ei. Astfel, temperatura are un efect limitativ mai pronunțat asupra organismelor dacă condițiile de umiditate sunt apropiate de critică, adică dacă umiditatea este foarte mare sau foarte scăzută. În mod similar, umiditatea joacă un rol mai important dacă temperatura este apropiată de valorile limită. Putem presupune că acesta este un alt aspect al principiului interacțiunii factorilor menționați mai sus în acest capitol. De exemplu, un buruien de bumbac sub umiditate scăzută și moderată tolerează temperaturi mai ridicate decât umiditatea foarte ridicată. Vremea uscată și caldă în centura de bumbac a SUA este un semnal pentru agricultori de a se aștepta la o creștere a populației de țânțari, dar, din păcate, nu este atât de bun pentru bumbac. ]
În consecință, din moment ce succesiunea este întregul proces, și dinamica populațiilor incluse în biota ecosistemului însuși organizme programe în acest stadiu de succesiune, de exemplu, atunci când este necesar, flash-ul pentru orice motiv. Se știe că distrugerea în masă a aparatului de asimilare a copacilor din ecosistemele forestiere, de regulă, nu duce la mortalitatea în masă la nivelul populațiilor. Astfel, în vremea aridă (deficit de umiditate ridicat), acul și frunzele pot fi consumate de insecte, deoarece reduc temporar dispozitivul de transpirație. Mortalitatea copac după, și nu ca urmare a apariției uneia dintre reproducerea în masă a dăunătorilor din populație poate avea loc nu la nivelul populației generale, dar numai pentru cei implicați în ea teritorii, în cazul în care copacii sunt deja slăbite mai devreme ameliorarea condițiilor site-ului (factori de limitare!) Sunt la vârsta limită. În aceste condiții, fitofagele sunt un "instrument" de succesiune, conceput pentru a face loc unui nou ecosistem sau unei noi generații de specii de arbori. ]
În evoluția taxonomelor mari, adaptarea la factori limitați a determinat deseori restructurarea fundamentală a morfologiei și fiziologiei. Astfel, producția de animale vertebrate pe teren a fost imposibilă fără a depăși doi factori limitativi principali: densitatea scăzută a conținutului mediu și scăzut de umiditate. Într-un mediu acvatic, a cărui datorie este comparabilă cu densitatea corpului animalului, organismele s-au dovedit a fi "plutitoare" în apă, iar sistemul de locomoție a funcționat numai pentru a da mișcării translaționale a corpului. În aer, acest principiu al locomoției sa dovedit a fi inadecvat: datorită densității scăzute a aerului, animalele terestre sunt presate pe substrat cu greutatea corpului lor. Cu patru picioare ", de exemplu, vertebratele terestre au apărut ca urmare a adaptării la o densitate scăzută a mediului. ]
Clasificarea modernă climatice, cum ar fi clasificarea Köppen sau Torntuayta (1931, 1948), bazată în principal pe măsurători de temperatură și umiditate și să ia în considerare eficiența precipitațiilor și a temperaturii (manifestată în durata sezonului de creștere), precum și distribuția acestora de-a lungul anotimpurilor și mediile . Comparația precipitațiilor cu potențial de evapotranspirație (dependentă de temperatură) oferă o imagine clară a climei. Perioada de utilizare a umidității solului "- aceasta este perioada principală de producție a produselor primare pentru comunitate ca întreg. Ele determină dimensiunea stocului de produse alimentare disponibile pentru consimțământ și descompunere pentru întregul ciclu anual. Rețineți că în zona pădurilor de foioase, mai ales în partea de sud, apa servește ca factor limitator abia la sfârșitul verii. Vegetația sălbatică este adaptată la secetă periodică de vară, dar unele culturi cultivate în această zonă nu sunt adaptate la secetă. Fermierii din sudul Statelor Unite, care au dobândit experiență amară după căderea repetată a recoltei în toamnă, încep să treacă la irigare la sfârșitul verii. În zona ploilor de iarnă principalul sezon productiv este sfârșitul iernii și primăverii; În deșert, perioada efectivă de vegetație este mult redusă. ]
Un exemplu clasic al unui efect al umidității relative și a temperaturii asupra distribuției geografice a organismelor conținute în Foreman (Forman, 1964) a studiat propagarea mușchiului Tetraphis pellucida în America de Nord. Foreman a studiat dependența creșterii mușchiului în laborator din diferite combinații de temperatură, umiditate relativă, pH-ul și soluri ușoare, pentru a stabili în timp ce în natura ultimii doi factori nu sunt niciodată limitative. Pentru a compara datele sale experimentale cu privire la creșterea mușchiului cu condiții climatice naturale, el a folosit informațiile acumulate de stațiile meteorologice din America de Nord. Pe baza valorilor medii ale maxime și temperaturile minime ale fiecărei luni și valorile medii lunare ale umidității relative la Foreman noapte construită „teoretică“ (Vol. E. așteptat pe baza datelor de laborator pe creșterea) Mușchiul distribuției geografice model, și apoi le-au comparat cu valorile reale. După cum se arată în Fig. 2.17, A, corespondența sa dovedit a fi destul de bună, dar deloc ideală. În mod semnificativ, cu toate acestea, că a fost mult mai clar decât în acele cazuri în care construcția zonelor „teoretice“ Foreman utilizate informațiile sau doar temperatura sau numai umiditatea relativă sau o combinație a acestor parametri, dar bazat pe mai mult estimări brute ( de exemplu, folosind temperatura medie anuală și umiditatea relativă) (a se vedea, de exemplu, Figura 2.17, B-D). ]
Studiile efectuate în ultimii 50 de ani au arătat că înțelegerea noastră a focului ca factor de mediu necesită o revizuire decisivă. Focul este un factor important, care, se poate spune, face parte din "climatul" în majoritatea habitatelor terestre și formează istoria florei lor. În consecință, comunitățile biotice compensează acest factor și se adaptează la acesta, precum și la temperatură sau umiditate. Ca și în majoritatea cazurilor, o persoană a schimbat foarte mult influența acestui factor, fie prin întărirea acestuia, fie prin slăbirea acestuia. Reticența de a recunoaște faptul că ecosistemele sunt capabile să se "adapteze la foc" au condus adesea la utilizarea abuzivă a resurselor naturale. Cu o utilizare corespunzătoare, focul poate fi un instrument de mediu foarte valoros. Focul este un factor limitator extrem de important, numai pentru că o persoană este capabilă să o controleze într-o măsură mult mai mare decât mulți alți factori limitativi. Relația unui om vechi cu focul este discutată în lucrările lui Sauer (1950, 1963). ]
Apa necesară pentru orice protoplasmă fiziologic din punct de vedere ecologic este factorul limitativ în habitatul terestru și în apă, în care cantitatea sa este supusă unor vibrații puternice sau unde salinitatea ridicată favorizează pierderea apei din corp prin osmoză. Cantitatea de precipitații, umiditatea, proprietățile de uscare ale aerului și stocarea apelor de suprafață disponibile sunt valorile principale măsurate în studiul acestui factor. Să analizăm pe scurt aceste aspecte. ]
În condiții naturale, probabilitatea ca toate condițiile să fie favorabile pentru populație este foarte scăzută. De obicei, una sau mai multe abiotic (temperatura neoptimă, pH, salinitate, umiditate) și biotici (prezența prădători, paraziți, patogeni, lipsa hranei) sunt factori limitativi. Combinația dintre factorii de limitare (limitarea) se numește rezistența medie (Figura 10.23). ]
În vara, diferențele climatice dintre zonele în cauză sunt mai puțin semnificative. O cantitate mai mică de temperaturi active în stepa Est Sayan nu este un factor limitativ pentru cultivarea grâului de toamnă în această regiune, ca într-un climat puternic continental (la est de Enisei) necesitatea de culturi și în cantitatea de temperatură bioclimatică este redusă, iar perioada de vegetație a acestora este redusă (de dame, 1962, 1967, Mishchenko, 1962, Gaydamak, Rozov, Shashko, 1983). Prin cantitatea de precipitații, stepa forestieră de Est-Siesa se caracterizează prin furnizarea insuficientă de plante agricole cu umiditate în primăvara și vara anului. Cu toate acestea, grâul de iarnă în primăvara și vara, când deficitul de umiditate în straturile superioare ale solului printr-un sistem radicular bine dezvoltat este utilizat pentru a furniza rezerve de umiditate din straturile profunde ale solului, în care strat după decongelare timp îndelungat sezonnomerzlotnogo păstrat umiditatea. Aceste caracteristici ale influenței climei creșterii și dezvoltării grâului de toamnă, caracteristică definitorie a condițiilor locale, termenii fazelor fenologice, durata perioadei interfazei, maturare culturi. [. ]
Deși conifere dominante formă de viață, flora pădure și ecologic foarte diferit de pădure de conifere nordic. Cantitatea de precipitații variază de la 750 la 3750 mm; precipitații mai puțin în zonele mai sudice ceață compensată, astfel încât umiditatea este ridicată pe tot și raportul precipitație evaporării este extrem de favorabilă. Oberländer (1956) a constatat, de exemplu, ceața poate produce de 2-3 ori mai multă apă decât precipitațiile anuale și copacii mari pe care unii sunt în măsură să „captarea“ ceața se deplasează de pe coasta, la umiditate, astfel, la fel de mult ca 500 mm pot da precipitații . Deoarece apa nu este, de obicei, un factor de limitare gravă, pădurile coasta de vest sunt adesea denumite „păduri de ploaie din zona temperată.“ [. ]
Această comunitate poate, cu toate acestea, conta și diviziunea -severnogo biom pădure de conifere. Factorul limitator aici este umiditatea; 250-500 mm precipitații determinate plante distribuite neuniform formă parc de pin pitic (Pinus edulis, P. monophytla) și ienupăr (mai multe specii din genul Juniperus), așa cum se arată în fig. 198. Această comunitate ocupă o bandă largă între deșert sau stepă și mai puternice în păduri de conifere, la altitudini mai mari. conuri de pin si fructe de ienupăr, o importantă sursă de hrană pentru animale. Jay, pițigoi mare și arbuști TIT - tipuri specifice de păsări rezidente permanente; primele două sunt larg distribuite în acest biom. Mai multe detalii despre pitic pin cm. In Woodbury (1947) și Hardy (1945). [. ]