Környezet és tûrõképesség
Az élõvilág egyedei közösségekbe tömörülnek. A legegyszerûbb felépítésû közösségben azonos fajhoz tartozó egyedek élnek együtt, ezt nevezzük populációnak. A különbözõ fajok populációi nem elszigetelten, hanem összefüggõ közösségben, társulásban élnek. A földrajzi övekre jellemzõ éghajlatot együttesen alakítják ki a Föld felszínére jutó napenergia mennyisége, a sugárzást felfogó felszín sajátosságai és a helyi hatásokat módosító lég- és tengeráramlatok. A társulások az éghajlati övekhez igazodva nagy egységekben szintén övezetes módon helyezkednek el, ez a zonalitás. A társulások zonálisan elhelyezkedõ, egész kontinensekre kiterjedõ nagy egységei a biomok. Az élõvilág szervezõdésének ezt az egész földi életet átfogó, legmagasabb szintjét bioszférának nevezzük. Alexander Humboldt, Vaszilij Dokucsajev. Ezeket az egyre magasabbrendû szervezõdéseket közös néven egyed feletti szervezõdési szinteknek nevezzük.
Az élõlények az élõhelyen élnek. Az élõlények közösségeire az adott élõhelyen ható tényezõk összességét környezetnek nevezzük. A környezeti tényezõk jellemzõ tulajdonsága a folytonos változás. Változhatnak az idõ múlásával. A környezeti tényezõk térbeli változásai jól észlelhetõek – domborzat, földrajzi hely miatt.
Azt, hogy egy adott faj populációja hogyan tud alkalmazkodni a változó környezethez, milyen mértékben reagál a környezet hatásaira, azt a tûrõképesség mutatja meg. Maximum, minimum, optimum. Tág-, szûktûrésûek. Egy vagy több tényezõt tekintve.
A fény mint környezeti tényezõ
A bioszféra számára egyedüli jelentõs energiaforrás a Nap sugárzása, ez pedig különbözõ hullámhosszúságú sugarak formájában éri a Földet. Több mint fele a fénysugárzás, kisebb része hõsugárzás és néhány százaléka ultraibolya sugárzás. A földfelszínre jutó fény közvetlen és szórt fénybõl áll. A közvetlen fényben sok a hosszúhullámú sugárzás, amelynek erõteljes a melegítõ hatása. A szórt fény viszont több energiát tartalmaz, amely kedvezõbb a fotoszintézishez. A fénysugárzás nem egyenletes a bioszférában. Egy adott terület fényviszonyait a közvetlen és a szórt fény aránya, a megvilágítás erõssége és idõtartama jellemzi. Ez földrajzi szélesség szerint változik. Hosszúnappalos növények északról – rozs, búza. Rövidnappalos növények melegebb égtájakról – kukorica, szója. A bioszféra fényviszonyai függõleges irányban is váltakoznak. Tengerben – vörös, sárga, 100 m-ig kék és zöld, 200 m szürkületi derengés, 400 m sötét. A fényviszonyokat befolyásolja a terület feletti felhõsödés, a domborzati viszonyok, a növényzet. Élõlények fénytûrõképessége. Fénykedvelõ, fény-, árnyéktûrõ növények. Állatok.
A hõmérséklet mint környezeti tényezõ
A bioszférában uralkodó hõmérsékleti viszonyok a Nap sugárzásától, illetve a földfelszín és a légkör sajátságaitól függnek. Hõátadás, hõkisugárzás, üvegházhatás. A hõmérsékletet befolyásolja a földrajzi szélesség. A földfelszínen függõleges irányban is hasonlóan változik a hõm.. Domborzati viszonyok módosító hatása. Élõlények hõtûrõképessége: szûk vagy tág. Változó testhõmérsékletû állatok: sivatagi gyíkok, szender (izommunka). Állandó testhõmérsékletû állatok. Testfelszín és testnagyság viszonya – Bergmann szabály.
A levegõ hatása az élõlényekre
A levegõ fizikai tulajdonságai az összetételtõl függnek. (N, O, CO2, H, víz, nemesgázok, szennyezõk). CO2 hatása. A levegõ fizikai tulajdonságai közül legfontosabb hatású a levegõ áramlása, a szél. Párologtatásfokozó, beporzás, fakoronák alakítása, madaraknak energiaforrás is lehet.
A víz hatása az élõlényekre
A bioszférában a víz fontos környezeti tényezõ. Növények vízellátása három folyamattól függ: a víz felvétele, szállítása, leadása. A változó vízállapotú növények vízháztartása nagyban függ a környezettõl. Kiszáradástûrõk. Elsõsorban alacsonyabb rendû fajok: moszat, zuzmó, moha. Az állandó vízállapotú növények szabályozható párologtatása teszi lehetõvé az egyenletes vízháztartást. Fõleg hajtásos növények. Több típus: Vízinövények: lebegõ vagy aljzatba rögzültek, keveset párologtatnak, szárazságtûrésük minimális – átokhínár, békalencse. Mocsári növények: sok vizet vesznek fel, erõsen párologtatnak – több légzõnyílás. Mocsári gólyahír. Közepes vízellátottságú növények fõleg a zárt erdõkben. Viszonylag jól tûrik a szárazságot, de erõteljes párologtatásuk miatt jelentõs vízmennyiségre van szükségük. A szárazságtûrõ növények a sivatagok, füves puszták lakói. Kaktuszok. Föld feletti részeik vastagok, nedvdúsak, vagy kemény, száraz, merev tartásúak. Sok vizet képesek tárolni. Párologtatásuk minimális, lelassult fejlõdés, lassú növekedésûek. A víz az állatok szempontjából is meghatározó, elterjedésük lényeges feltétele. Van szélsõséges példa is.
A talaj
A talaj kialakulása a földkéreg felszíni rétegében történik, az éghajlati tényezõk és az élõlények együttes hatására. Fizikai aprózódás, kémiai mállás, biológiai mállás – humusz. A talaj kémiai tulajdonságait elsõsorban a talajrészecskék határozzák meg 1-500 nanométeres talajkolloidok. A kalciumionnal telített kolloidok a legmegfelelõbbek. Fontos a talaj kémhatása is – CO2, humuszsavak, stb. Kémiai tulajdonság a talaj tápanyagtartalma is. Kimosódás. A talaj fizikai tulajdonságai közül legjelentõsebb a talaj szerkezete – levegõ- és víztartalma ettõl függ. CO2, oxigéntartalom. Talajban élõ állatok.
Az anyagforgalom – A bioszférában az anyag állandó körforgást végez. Szén, nitrogén, víz, foszfor körforgása.
Az energiaáramlás
A bioszférában az élõ és az élettelen alkotók között a közvetlen táplálkozási kapcsolatot csak az autotróf élõlények képesek megvalósítani – többségük fotoszintetizáló zöld növény, termelõ. Fogyasztók. Lebontók. Tápláléklánc. A Napból kiinduló energiaáramlás útja a bioszférában több részre bontható. A napsugárzás elsõsorban fényenergia formájában hat a termelõi szint zöld növényeire, amelybõl 1% hasznosítódik és raktározódik el kémiai energia formájában. A táplálékláncon átáramló energia egy része hõenergiává alakul, amely az élõlények számára már nem hasznosítható és a külvilágba adják le. A bioszférában az anyagforgalom és az energiaáramlás egymással szoros összefüggésben zajlik le, de az energiaszállítás mindig egyirányú folyamat. A bioszférában végbemenõ szerves anyag termelési folyamatokat közös néven biológiai produkciónak nevezzük. A növények által fotoszintetizált szerves anyag elõállítási folyamata az elsõdleges produkció. A heterotróf fogyasztó és lebontó szervezetek szervesanyag-termelõ folyamatai képezik a másodlagos produkciót. A szerves anyag egy része felhasználódik, másik része felhalmozódik. A termelt szerves anyag tömege mérhetõ, értékét általában területegységre, meghatározott idõre, és szárazanyagra vonatkoztatva adják meg. Egy adott helyen, idõben az ott található élõlények összes tömege a biomassza. A biomassza haladása a táplálkozási láncban hasonló, mint az energiáé. Ökológiai piramisok.
