Tất cả các yếu tố môi trường đặc trưng cho điều kiện môi trường được chia thành hai nhóm chính - phi sinh học (chúng bao gồm khí hậu và đất) và yếu tố sinh vật (động vật và thực vật). Chúng cùng nhau được kết hợp thành môi trường sống của động vật hoặc sự phát triển của thực vật.
Yếu tố môi trường
Tùy thuộc vào đặc điểm ảnh hưởng của chúng đối với động vật và thực vật, chúng được chia thành các nhóm chính sau:
1) khí hậu, bao gồm các tính năng của chế độ ánh sáng và nhiệt, độ ẩm và chất lượng không khí;
2) đất-nền, đặc trưng cho chất lượng dinh dưỡng mà thực vật nhận được tùy thuộc vào loại đất, đá mẹ và nước ngầm;
3) địa hình, tác động gián tiếp, vì khí hậu và chất lượng đất phụ thuộc vào việc giải tỏa môi trường sống của các sinh vật sống;
4) sinh vật: các yếu tố thực vật, động vật và vi sinh vật;
5) do con người gây ra, bao gồm tất cả các loại tác động của con người lên môi trường.
Điều cần lưu ý là tất cả các nhóm yếu tố này không hoạt động riêng lẻ mà kết hợp với nhau. Do sự thay đổi này trong các chỉ số, ít nhất một trong số chúng sẽ dẫn đếnsự mất cân bằng trong phức hợp này. Ví dụ, nhiệt độ tăng đi kèm với tăng độ ẩm không khí, thành phần khí của không khí thay đổi, đất khô cằn, quang hợp tăng, v.v. Tuy nhiên, bản thân các sinh vật có thể ảnh hưởng đến các điều kiện môi trường này.
Yếu tố sinh học
Quần thể sinh vật là thành phần sống của sinh vật không chỉ bao gồm thực vật và động vật, mà còn cả vi sinh vật. Mỗi cơ thể sống này tồn tại trong một giới hạn sinh học nhất định và tương tác chặt chẽ không chỉ với đồng loại của nó mà còn với các đại diện của các loài khác. Tất cả đều ảnh hưởng đến những sinh linh xung quanh, nhưng cũng nhận được sự báo đáp từ họ. Những tương tác như vậy có thể là tiêu cực, tích cực hoặc trung tính.
Tổng thể các tác động qua lại với nhau và với phần vô tri của môi trường được gọi là các yếu tố môi trường sinh vật. Chúng bao gồm:
- Yếu tố sinh thực vật là những tác động mà thực vật gây ra đối với bản thân chúng, các loài thực vật và động vật khác.
- Yếu tố động vật là ảnh hưởng của động vật lên bản thân, động vật và thực vật khác.
Ảnh hưởng của các yếu tố sinh vật nhất định ở cấp độ hệ sinh thái xác định các đặc điểm của quá trình chuyển hóa các chất và năng lượng, cụ thể là hướng, cường độ và bản chất của chúng.
Yếu tố tạo thực vật
Mối quan hệ của thực vật trong cộng đồng với sự gợi ý của viện sĩ V. N. Sukachev bắt đầu được gọi là đồng hành động. Anh ấy đã xác định ba loại trong đó:
1. Giao dịch trực tiếp (liên hệ). Trong nhóm này, anh ấy bao gồm trực tiếpảnh hưởng của thực vật đối với sinh vật tiếp xúc với chúng. Chúng bao gồm các tác động cơ học và sinh lý của thực vật lên nhau. Một ví dụ về yếu tố phytogenic này - tương tác trực tiếp giữa các loài thực vật - là sự phá hủy các ngọn ngọn của các ngọn cây lá kim non bằng cách quất chúng bằng các nhánh mềm dẻo của các loại cây gỗ cứng lân cận có khoảng cách gần nhau. Hoặc, ví dụ, tiếp xúc chặt chẽ với hệ thống rễ của nhiều loại cây khác nhau. Ngoài ra, các yếu tố môi trường trực tiếp gây ra phytogenic bao gồm cạnh tranh, biểu sinh, ký sinh, hoại sinh và chủ nghĩa lẫn nhau.
2. Các hành động đồng gián tiếp có tính chất cộng sinh. Cách thực vật ảnh hưởng đến các sinh vật xung quanh chúng là thay đổi các đặc điểm lý hóa của môi trường sống của chúng. Nhiều loài thực vật là loài phù du. Chúng có tác động đến môi trường đối với các loài thực vật khác. Một ví dụ về yếu tố sinh học thực vật như vậy là sự suy yếu của cường độ ánh sáng mặt trời xuyên qua lớp phủ thực vật, có nghĩa là sự thay đổi nhịp điệu chiếu sáng theo mùa, nhiệt độ trong rừng, v.v.
3. Các giao dịch gián tiếp có bản chất transbiotic. Thực vật ảnh hưởng đến môi trường một cách gián tiếp, thông qua các sinh vật khác, chẳng hạn như vi khuẩn. Người ta biết rằng vi khuẩn nốt sần đặc biệt định cư trên rễ của hầu hết các loại cây họ đậu. Chúng có thể cố định nitơ tự do bằng cách chuyển nó thành nitrit và nitrat, do đó, rễ của hầu hết mọi loại cây đều dễ dàng hấp thụ. Do đó, cây họ đậu gián tiếp làm tăng độ phì nhiêu của đất cho các cây khác, thông qua một trung gian -vi khuẩn nốt sần. Ngoài ra, như một ví dụ về yếu tố môi trường sinh thực vật này, người ta có thể đặt tên cho động vật thực vật thuộc các nhóm nhất định, dẫn đến sự thay đổi tỷ lệ số loài. Kết quả của việc loại bỏ sự cạnh tranh, thực vật thừa bắt đầu phát triển mạnh hơn và có tác động lớn hơn đến các sinh vật lân cận.
Ví dụ
Cạnh tranh là một trong những yếu tố chính hình thành các mũi tiêm sinh học. Chỉ những cá thể sống sót trong chúng, hóa ra thích nghi hơn với các điều kiện môi trường nhất định và phát triển các cơ quan liên quan đến dinh dưỡng sớm hơn những cá thể khác, chiếm được một khu vực rộng lớn và thấy mình trong điều kiện ánh sáng tốt hơn. Trong quá trình chọn lọc tự nhiên, những cá thể bị suy yếu trong quá trình cạnh tranh sẽ bị tiêu diệt.
Khi hình thành, nhiều đặc điểm của môi trường thay đổi, gây ra bởi sự tiêu hao tài nguyên vật chất và năng lượng, cũng như thải ra các chất thải của sinh vật dưới dạng các hợp chất hóa học, lá rụng và nhiều hơn nữa. Quá trình ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp này của thực vật đối với hàng xóm do bão hòa với các chất môi trường được gọi là quá trình allelopathy.
Ngoài ra trong phyto- và biocenoses, sự cộng sinh được tìm thấy rộng rãi, thể hiện trong mối quan hệ cùng có lợi của cây thân gỗ với nấm. Yếu tố phytogenic như vậy là đặc trưng cho cây họ đậu, cây liễu, cây chích hút, cây sồi và các cây thân gỗ khác. Mycorrhiza xuất hiện trên rễ của chúng, cho phép thực vật nhận muối khoáng của đất hòa tan trong nước, và nấm, trongđổi lại, có được quyền truy cập vào chất hữu cơ.
Cũng cần lưu ý đến vai trò của vi sinh vật phân hủy rác, chuyển hóa thành các hợp chất khoáng và đồng thời đồng hóa nitơ từ không khí. Một số lượng lớn vi sinh vật (chẳng hạn như nấm và vi khuẩn) ký sinh trên cây, với sự phát triển ồ ạt của chúng, có thể gây ra những tác hại không thể khắc phục được không chỉ cho bản thân cây trồng mà còn cho cả hệ sinh vật học nói chung.
Phân loại các tương tác
1. Theo chủ thể. Tùy thuộc vào số lượng thực vật ảnh hưởng đến môi trường, cũng như số lượng sinh vật chịu ảnh hưởng này, chúng phân biệt:
- Các tương tác riêng lẻ được thực hiện bởi một loài thực vật trên mỗi sinh vật sống.
- Tương tác tập thể, bao gồm mối quan hệ của các nhóm thực vật với nhau hoặc với các cá thể riêng lẻ.
2. Bằng cách gây ảnh hưởng. Theo loại ảnh hưởng trực tiếp hoặc gián tiếp của thực vật, các yếu tố môi trường có phytogenic là:
- Cơ học, khi tương tác được đặc trưng bởi sự thay đổi vị trí không gian của cơ thể và kèm theo sự tiếp xúc hoặc áp lực của các bộ phận khác nhau của thực vật lên các sinh vật lân cận.
- Vật lý, khi nói về ảnh hưởng của điện trường yếu do thực vật tạo ra đối với khả năng phân phối dung dịch đất giữa các cây gần đó. Điều này là do giữa các rễ mút nhỏ có sự chênh lệch điện thế nhất định, ảnh hưởng đếncường độ của quá trình hấp thụ các ion từ đất.
- Sinh thái, đại diện cho các yếu tố phytogenic chính. Chúng tự biểu hiện trong sự biến đổi của toàn bộ môi trường dưới tác động của thực vật hoặc chỉ một số phần của nó. Nhưng đồng thời, chúng không có tính cách cụ thể, ảnh hưởng này không khác ảnh hưởng của các vật vô tri.
- Cenotic, đặc trưng dành riêng cho các sinh vật sống (thực vật và động vật) được đặc trưng bởi hoạt động. Một ví dụ về yếu tố phytogenic là sự tiêu thụ đồng thời của các cây lân cận các chất dinh dưỡng nhất định từ một nguồn và trong trường hợp thiếu hụt chúng, sự phân bố nhất định của các hợp chất hóa học giữa các cây sẽ được đưa vào.
- Hóa chất hay còn gọi là bệnh dị ứng. Chúng biểu hiện ở việc ức chế hoặc kích thích các quá trình sống cơ bản bởi các chất hóa học được giải phóng trong quá trình sống của thực vật (hoặc khi chúng chết). Điều quan trọng, chúng không phải là thực phẩm động vật hay thực vật.
- Thông tin-sinh học, khi thông tin di truyền được chuyển giao.
3. Bởi sự tham gia của môi trường. Theo đặc điểm này, các yếu tố phytogenic được chia thành:
- Trực tiếp, bao gồm tất cả các tương tác cơ học, chẳng hạn như sự xen kẽ và hợp nhất của các rễ.
- Chuyên đề, giảm sự biến đổi hoặc tạo ra của thực vật đối với bất kỳ yếu tố nào của môi trường (ánh sáng, dinh dưỡng, nhiệt, v.v.).
4. Theo vai trò của môi trường trong việc thu nhận dinh dưỡng, có:
- Trophic,bao gồm sự thay đổi dưới ảnh hưởng của thực vật về số lượng hoặc thành phần của các chất, trạng thái của chúng.
- Tình huống, ảnh hưởng gián tiếp đến chất lượng và số lượng thực phẩm nhận được. Vì vậy, một ví dụ về yếu tố phytogenic là khả năng của một số thực vật thay đổi độ pH của đất, điều này ảnh hưởng đến sự hấp thụ chất dinh dưỡng từ nó bởi các sinh vật khác.
5. Bởi hậu quả. Tùy thuộc vào hoạt động sống của thực vật sẽ ảnh hưởng đến các cây lân cận như thế nào, người ta phân biệt:
- Cạnh tranh và hạn chế lẫn nhau.
- Thích ứng.
- Loại bỏ, là hình thức tương tác quan trọng nhất giữa thực vật trong quá trình thay đổi cộng đồng của chúng.
- Phòng ngừa, thể hiện ở việc một loài thực vật tạo ra các yếu tố môi trường phytogenic bất lợi cho sự phát triển của các loài khác ở giai đoạn hạt nảy mầm hoặc nguyên sinh, dẫn đến chết cây con.
- Sự tự giới hạn xảy ra trong giai đoạn tăng trưởng thâm canh của sinh vật thực vật. Nó phụ thuộc vào việc chuyển tích cực các chất dinh dưỡng khoáng từ dạng không thể tiếp cận được sang dạng có sẵn, nhưng tốc độ tiêu thụ chúng của thực vật chậm hơn quá trình này. Điều này dẫn đến sự chậm trễ hoặc ngừng phát triển của chúng.
- Tự_chính, là khả năng tự thay đổi môi trường sống của thực vật. Các yếu tố phát sinh thực vật như vậy và đặc điểm của chúng xác định trạng thái của bất kỳ đồng vị sinh vật nào, chẳng hạn như giá thể thông, trong cây synusias rêu.
Cần lưu ý rằng tác động giống nhau, theo các tính năng khác nhau của phân loại này, có thể được quy cho các loại khác nhau. Vì vậy, cuộc thihậu quả của sự tương tác cũng là dinh dưỡng, thời sự, hệ số và cá thể.
Cạnh tranh
Khái niệm cạnh tranh trong khoa học sinh học đã được chú ý trong hơn một chục năm. Cách giải thích của nó rất mơ hồ hoặc ngược lại, quá hẹp.
Ngày nay, cạnh tranh được hiểu là những tương tác trong đó một lượng thức ăn hạn chế được phân phối không cân đối với nhu cầu của các sinh vật tương tác. Kết quả của các tương tác trực tiếp, các yếu tố phytogenic dẫn đến thực tế là các cây trồng có nhu cầu lớn nhận được lượng dinh dưỡng lớn hơn so với trường hợp phân bổ theo tỷ lệ. Có sự cạnh tranh khi sử dụng cùng một nguồn điện tại cùng một thời điểm.
Thật tiện lợi khi xem xét cơ chế quan hệ cạnh tranh trên ví dụ về sự tương tác của ba cây cho ăn từ cùng một nguồn. Các nguồn tài nguyên của môi trường bị thiếu hụt các chất mà chúng cần. Sau một thời gian, tốc độ sinh trưởng của hai cây giảm dần (cây bị áp bức), ở cây thứ ba tăng với tốc độ không đổi (cây trội). Nhưng tình huống này không tính đến khả năng nhu cầu giống nhau của các cây lân cận, điều này sẽ không dẫn đến sự khác biệt về tốc độ tăng trưởng.
Trên thực tế, tài nguyên môi trường không ổn định vì các nguyên nhân sau:
- khám phá không gian;
- điều kiện khí hậu đang thay đổi.
Hoạt động sống của cây có thể được biểu thị bằng tỷ lệ của ba đại lượng:
- nhu cầu - tối đa các chất và năng lượng mà cây có thể lấy;
- mức tối thiểu cần thiết chocuộc sống của anh ấy;
- mức dinh dưỡng thực.
Với kích thước ngày càng tăng, mức độ nhu cầu, ít nhất, sẽ tăng lên trước khi lão hóa. Mức độ dinh dưỡng thực tế mà cây nhận được phụ thuộc vào nhiều yếu tố, bao gồm cả “quan hệ xã hội” trong quá trình trồng trọt. Các cây bị áp bức nhận được lượng chất dinh dưỡng tối thiểu, đó là lý do để loại bỏ chúng. Các mẫu vật nổi trội phụ thuộc ở mức độ nhỏ hơn vào cài đặt hệ số. Và sự phát triển phụ thuộc vào các điều kiện của môi trường phi sinh học.
Theo thời gian, số lượng cây trên một đơn vị diện tích giảm dần và tỷ lệ các lớp hệ số thay đổi: tỷ lệ cây trội tăng lên. Điều này dẫn đến một khu rừng trưởng thành bị chi phối bởi những cây ưu thế.
Vì vậy, cạnh tranh như một yếu tố sinh thực vật của sự tương tác trực tiếp giữa các sinh vật có thể được biểu thị như một quá trình phân bổ tài nguyên không đồng đều, được đặc trưng bởi sự không phù hợp về nhu cầu, dẫn đến việc phân chia thực vật thành các nhóm hệ số khác nhau và cái chết của những người bị áp bức.
Hạn chế lẫn nhau khác với cạnh tranh ở sự phân bố theo tỉ lệ nguồn dinh dưỡng của môi trường. Mặc dù nhiều nhà nghiên cứu quy nó vào một trong những kiểu cạnh tranh - đối xứng. Sự tương tác như vậy xảy ra giữa các cá thể có khả năng cạnh tranh xấp xỉ ngang nhau của cùng một loài hoặc khác loài.
Sự gia tăng của sự cạnh tranh
Cạnh tranh giữa các loài thực vật chỉ có thể xảy ra nếu đáp ứng các điều kiện sau:
- tương đồng về định tính và định lượngnhu cầu;
- tiêu thụ tài nguyên được chia sẻ từ một nguồn chung;
- sự thiếu hụt tài nguyên môi trường hiện có.
Rõ ràng, với nguồn tài nguyên dư thừa, nhu cầu của từng loại cây được đáp ứng đầy đủ, điều này không áp dụng cho các yếu tố thực vật. Tuy nhiên, trong trường hợp ngược lại, và ngay cả với dinh dưỡng chung, cuộc đấu tranh cho sự tồn tại bắt đầu. Nếu rễ hoạt động của thực vật nằm trong cùng một lớp đất và tiếp xúc với nhau thì khó có thể đánh giá được sự phân bố đồng đều của các chất dinh dưỡng. Nếu rễ hoặc thân nằm ở các lớp khác nhau, thì dinh dưỡng không được coi là đồng thời (nó là tuần tự), có nghĩa là chúng ta không thể nói về sự cạnh tranh.
Ví dụ về sự cạnh tranh giữa các loài thực vật
Cạnh tranh có thể đến với ánh sáng, chất dinh dưỡng trong đất và côn trùng thụ phấn. Nó có thể bị ảnh hưởng không chỉ bởi các chất dinh dưỡng mà còn bởi nhiều yếu tố phytogenic. Một ví dụ là sự hình thành các bụi rậm trên đất có nhiều dinh dưỡng khoáng và độ ẩm. Cuộc đấu tranh chính trong trường hợp này là tìm kiếm ánh sáng. Nhưng trên đất nghèo dinh dưỡng, thường thì mỗi cây trồng đều nhận được lượng tia cực tím cần thiết, và cuộc đấu tranh là để giành lấy tài nguyên đất.
Kết quả của sự cạnh tranh nội bộ là sự phân bố của các cây cùng loài vào các lớp Thủ công. Theo sức mạnh của chúng, các nhà máy có thể tham khảo:
- I lớp, nếu chúng chiếm ưu thế, có thân cây dày và các nhánh dày từ gốc của thân cây, có tán lan rộng. Họ thích thúđủ lượng ánh nắng mặt trời và hút lượng nước và chất dinh dưỡng khổng lồ từ đất nhờ bộ rễ phát triển. Được tìm thấy đơn lẻ trong rừng.
- II, nếu chúng cũng chiếm ưu thế, cao nhất, nhưng có đường kính thân nhỏ hơn và vương miện kém mạnh mẽ hơn một chút.
- LớpIII, nếu chúng nhỏ hơn lớp trước, nhưng vẫn có phần trên để đón tia nắng mặt trời. Chúng cũng chiếm ưu thế trong rừng và cùng với lớp II, tạo thành phần lớn các cây.
- Lớp IV, nếu cây mỏng, nhỏ, không nhận được ánh nắng trực tiếp.
- V hạng nếu cây đang chết hoặc đã chết.
Lớp
Cạnh tranh cho các loài thụ phấn cũng rất quan trọng đối với thực vật, nơi loài thu hút côn trùng tốt nhất sẽ chiến thắng. Thêm mật hoa hoặc vị ngọt có thể là một lợi thế.
Tương tác thích ứng
Chúng tự biểu hiện ở chỗ các yếu tố phytogenic làm biến đổi môi trường làm cho các đặc tính của nó có thể chấp nhận được đối với cây tiếp nhận. Thông thường, sự thay đổi xảy ra không đáng kể và chúng chỉ được biểu hiện đầy đủ khi loài có ảnh hưởng là một loài ăn bám mạnh mẽ và nó phải được thể hiện trong toàn bộ quá trình phát triển.
Một hình thức tiếp xúc cơ học là việc một sinh vật của cây khác sử dụng làm chất nền. Hiện tượng này được gọi là hiện tượng biểu sinh. Khoảng 10% các loại sinh vật thực vật là thực vật biểu sinh. Ý nghĩa sinh thái của hiện tượng này bao gồm một kiểu thích nghi với chế độ ánh sáng trong điều kiện nhiệt đới dày đặcrừng: thực vật biểu sinh có cơ hội tiếp cận với tia sáng mà không cần chi phí phát triển đáng kể.
Tiếp xúc sinh lý của các loài thực vật khác nhau bao gồm ký sinh và sinh dưỡng, cũng áp dụng cho các yếu tố sinh thực vật. Đừng quên về thuyết tương sinh, một ví dụ của nó là sự cộng sinh của sợi nấm và rễ cây. Mặc dù thực tế là nấm nhận carbohydrate từ thực vật, nhưng sợi nấm của chúng làm tăng bề mặt hấp thụ của rễ lên gấp mười lần.
Các hình thức kết nối
Tất cả các loại cơ chế tương tác tích cực và tiêu cực giữa các sinh vật sống khác nhau có thể rất tinh vi và không rõ ràng. Tương đối gần đây, một nhóm các nhà khoa học đã nghiên cứu chi tiết về tác động của thực vật đối với môi trường với việc giúp loại bỏ suốt đời các chất hữu cơ phức tạp có chức năng bảo vệ vào môi trường. Mối quan hệ như vậy giữa các loài thực vật được gọi là allelopathic. Chúng ảnh hưởng đáng kể đến kích thước của các sản phẩm sinh học thu được của thực vật (không chỉ trồng trọt mà còn cả những cây hoang dã), và cũng xác định những cách tốt nhất để luân canh cây trồng trong vườn (ví dụ, một cây táo phát triển tốt hơn sau khi nho hoặc mâm xôi, mận được tốt nhất nên trồng ở những nơi từng trồng lê hoặc đào).
Các hình thức kết nối chính giữa thực vật và động vật trong tiêm chủng sinh học, theo V. N. Beklemishev, là:
- Các mối liên hệ chuyên đề nảy sinh do thực tế là một hoặc nhiều sinh vật thay đổi môi trường của những sinh vật khác theo hướng có lợi. Ví dụ, rêu sphagnum có xu hướng axit hóa dung dịch đất, điều này tạo điều kiện thuận lợi cho cây su su và nam việt quất trong đầm lầy.
- Các kết nối dinh dưỡng, bao gồm thực tế là các đại diện của một loài sử dụng một cá thể của loài khác, các chất thải hoặc thức ăn thừa của nó làm nguồn thức ăn. Nhờ các liên kết dinh dưỡng, cò xâm nhập vào các vùng đất ngập nước và yêu tinh thường định cư trong các khu rừng dương.
- Liên kết nhà máy xảy ra khi các cá thể của một số loài sử dụng các thành viên của loài khác để xây tổ hoặc nơi ở của chúng. Ví dụ: cây cối cung cấp cho chim các hốc hoặc cành cây để xây tổ.
