พืชทางอากาศภาคพื้นดิน การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับแหล่งอาศัยทางบกและทางอากาศ การเปรียบเทียบปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมหลักที่มีบทบาทจำกัดในสภาพแวดล้อมทางบก อากาศ และทางน้ำ

เดินผ่านป่าหรือทุ่งหญ้าคุณแทบจะไม่คิดว่าตัวเอง... สภาพแวดล้อมภาคพื้นดินและอากาศ. แต่นี่คือสิ่งที่นักวิทยาศาสตร์เรียกว่าบ้านสำหรับสิ่งมีชีวิตซึ่งเกิดจากพื้นผิวโลกและอากาศ ว่ายน้ำในแม่น้ำ ทะเลสาบ หรือทะเล คุณพบว่าตัวเองอยู่ในนั้น สภาพแวดล้อมทางน้ำ- บ้านธรรมชาติที่มีประชากรหนาแน่นอีกแห่งหนึ่ง และเมื่อคุณช่วยผู้ใหญ่ขุดดินในสวน คุณจะเห็นสภาพแวดล้อมของดินใต้ฝ่าเท้าของคุณ นอกจากนี้ยังมีผู้อยู่อาศัยที่หลากหลายมากมายที่นี่ ใช่ มีบ้านสวยๆ สามหลังอยู่รอบตัวเรา - สามหลัง ที่อยู่อาศัยซึ่งชะตากรรมของสิ่งมีชีวิตส่วนใหญ่ที่อาศัยอยู่ในโลกของเรานั้นเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออก

ชีวิตในแต่ละสภาพแวดล้อมมีลักษณะเฉพาะของตัวเอง ใน สภาพแวดล้อมภาคพื้นดินและอากาศมีออกซิเจนเพียงพอ แต่มักมีความชื้นไม่เพียงพอ มีน้อยมากโดยเฉพาะในสเตปป์และทะเลทราย ดังนั้นพืชและสัตว์ในพื้นที่แห้งแล้งจึงมีการปรับตัวเป็นพิเศษในการรับ การเก็บ และใช้น้ำอย่างประหยัด แค่จำกระบองเพชรที่เก็บความชื้นไว้ในร่างกาย มีการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญในสภาพแวดล้อมทางบกและทางอากาศ โดยเฉพาะในพื้นที่ที่มีอากาศหนาวเย็นในฤดูหนาว ในพื้นที่เหล่านี้ สิ่งมีชีวิตทั้งชีวิตเปลี่ยนแปลงอย่างเห็นได้ชัดตลอดทั้งปี ใบไม้ร่วงในฤดูใบไม้ร่วง การจากไปของนกอพยพไปยังบริเวณที่มีอากาศอบอุ่น การเปลี่ยนขนของสัตว์ให้หนาขึ้นและอุ่นขึ้น ทั้งหมดนี้เป็นการดัดแปลงสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงของธรรมชาติตามฤดูกาล

สำหรับสัตว์ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมใดๆ การเคลื่อนไหวถือเป็นปัญหาสำคัญ ในสภาพแวดล้อมภาคพื้นดินและอากาศ คุณสามารถเคลื่อนที่ทั้งบนพื้นดินและในอากาศได้ และสัตว์ก็ใช้ประโยชน์จากสิ่งนี้ ขาของบางตัวเหมาะสำหรับการวิ่ง (นกกระจอกเทศ, เสือชีตาห์, ม้าลาย) และขาอื่น ๆ - สำหรับการกระโดด (จิงโจ้, เจอร์โบอา) สัตว์ทุกๆ ร้อยสายพันธุ์ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมนี้ มี 75 ชนิดที่สามารถบินได้ ส่วนใหญ่เป็นแมลง นก และสัตว์บางชนิด (ค้างคาว)

ใน สภาพแวดล้อมทางน้ำบางสิ่งบางอย่างและมีน้ำเพียงพอเสมอ อุณหภูมิที่นี่แปรผันน้อยกว่าอุณหภูมิอากาศ แต่ออกซิเจนมักจะไม่เพียงพอ สิ่งมีชีวิตบางชนิด เช่น ปลาเทราท์ สามารถอาศัยอยู่ในน้ำที่มีออกซิเจนสูงเท่านั้น ส่วนปลาอื่นๆ (ปลาคาร์พ ปลาคาร์พ crucian ปลาเทนช์) สามารถทนต่อการขาดออกซิเจนได้ ในฤดูหนาว เมื่ออ่างเก็บน้ำหลายแห่งถูกปกคลุมไปด้วยน้ำแข็ง ปลาอาจตายได้ ส่งผลให้หายใจไม่ออกจำนวนมาก เพื่อให้ออกซิเจนซึมผ่านน้ำได้ จึงมีการตัดรูในน้ำแข็ง

สภาพแวดล้อมทางน้ำมีแสงสว่างน้อยกว่าสภาพแวดล้อมทางอากาศและภาคพื้นดิน ในมหาสมุทรและทะเลที่ระดับความลึกต่ำกว่า 200 ม. - อาณาจักรแห่งพลบค่ำและยิ่งกว่านั้น - ความมืดนิรันดร์ เป็นที่แน่ชัดว่าพืชน้ำจะพบได้เฉพาะในบริเวณที่มีแสงสว่างเพียงพอเท่านั้น สัตว์เท่านั้นที่สามารถมีชีวิตอยู่ได้ลึกกว่านี้ พวกมันกินซากศพของชาวทะเลต่างๆ ที่ "ตก" จากชั้นบน

ลักษณะที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดของสัตว์น้ำหลายชนิดคือการดัดแปลงว่ายน้ำ ปลา โลมา และวาฬ มีครีบ วอลรัสและแมวน้ำมีครีบ บีเว่อร์ นาก นกน้ำ และกบมีเยื่อหุ้มอยู่ระหว่างนิ้วเท้า แมลงปีกแข็งว่ายน้ำมีขาว่ายเหมือนไม้พาย

สภาพแวดล้อมของดิน- เป็นที่อยู่ของแบคทีเรียและโปรโตซัวหลายชนิด ไมซีเลียมเห็ดและรากพืชก็ตั้งอยู่ที่นี่เช่นกัน ดินยังเป็นที่อยู่อาศัยของสัตว์หลายชนิด เช่น หนอน แมลง สัตว์ที่ดัดแปลงมาจากการขุด เช่น ตัวตุ่น ผู้อาศัยในดินพบสภาวะที่พวกเขาต้องการในสภาพแวดล้อมนี้ เช่น อากาศ น้ำ เกลือแร่ จริงอยู่ที่ที่นี่มีออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์น้อยกว่าในอากาศบริสุทธิ์ และบางครั้งก็มีน้ำมากเกินไป แต่อุณหภูมิจะสม่ำเสมอมากกว่าบนพื้นผิว แต่แสงไม่ได้ทะลุลึกเข้าไปในดิน ดังนั้นสัตว์ที่อาศัยอยู่ในนั้นมักจะมีตาเล็กมากหรือไม่มีอวัยวะที่มองเห็นเลย ประสาทรับกลิ่นและสัมผัสช่วยได้

สภาพแวดล้อมภาคพื้นดินและอากาศ

ตัวแทนของแหล่งที่อยู่อาศัยต่าง ๆ “พบกัน” ในภาพวาดเหล่านี้ โดยธรรมชาติแล้วพวกมันไม่สามารถอยู่รวมกันได้ เพราะพวกมันจำนวนมากอาศัยอยู่ห่างไกลจากกัน ในทวีปต่างๆ ในทะเล ในน้ำจืด...

แชมป์ในด้านความเร็วในการบินในหมู่นกคือความรวดเร็ว 120 กม. ต่อชั่วโมงเป็นความเร็วปกติของเขา

นกฮัมมิ่งเบิร์ดกระพือปีกมากถึง 70 ครั้งต่อวินาที ยุง - มากถึง 600 ครั้งต่อวินาที

ความเร็วในการบินของแมลงต่าง ๆ มีดังนี้: สำหรับ lacewing - 2 กม. ต่อชั่วโมง, สำหรับแมลงวัน - 7, สำหรับแมลงวัน - 11, สำหรับแมลงภู่ - 18, และสำหรับผีเสื้อกลางคืนเหยี่ยว - 54 กม. ต่อชั่วโมง จากการสังเกตของแมลงปอตัวใหญ่ สามารถเข้าถึงความเร็วสูงสุด 90 กม. ต่อชั่วโมง

ค้างคาวของเรามีขนาดเล็ก แต่ญาติของพวกเขาคือค้างคาวผลไม้อาศัยอยู่ในเมืองร้อน พวกมันมีปีกกว้างถึง 170 ซม.!

จิงโจ้ตัวใหญ่สามารถกระโดดได้สูงถึง 9 ตัวและบางครั้งก็สูงถึง 12 ม. (วัดระยะห่างนี้บนพื้นในห้องเรียนแล้วลองจินตนาการถึงการกระโดดของจิงโจ้สิ น่าทึ่งมาก!)

เสือชีตาห์เป็นสัตว์ที่มีเท้าเร็วที่สุด มีความเร็วสูงสุด 110 กม. ต่อชั่วโมง นกกระจอกเทศสามารถวิ่งด้วยความเร็วสูงสุด 70 กม. ต่อชั่วโมง โดยก้าวได้ไกล 4-5 ม.

สภาพแวดล้อมทางน้ำ

ปลาและกั้งหายใจผ่านเหงือก เหล่านี้เป็นอวัยวะพิเศษที่แยกออกซิเจนที่ละลายน้ำออกจากน้ำ กบขณะอยู่ใต้น้ำจะหายใจผ่านผิวหนังของมัน แต่สัตว์ที่เชี่ยวชาญสภาพแวดล้อมทางน้ำจะหายใจด้วยปอด และลอยขึ้นไปบนผิวน้ำเพื่อหายใจเข้า ด้วงน้ำมีพฤติกรรมในลักษณะเดียวกัน มีเพียงพวกมันเท่านั้นเหมือนกับแมลงตัวอื่น ๆ ที่ไม่มีปอด แต่มีท่อหายใจแบบพิเศษ - หลอดลม

สภาพแวดล้อมของดิน

โครงสร้างร่างกายของตุ่น โซกอร์ และหนูตุ่นแสดงให้เห็นว่าพวกมันล้วนอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมของดิน ขาหน้าของตุ่นและโซกอร์อยู่ เครื่องมือหลักสำหรับการขุด พวกมันแบนเหมือนพลั่วและมีก้ามใหญ่มาก แต่หนูตุ่นมีขาธรรมดา มันกัดดินด้วยฟันหน้าอันทรงพลัง (เพื่อป้องกันไม่ให้ดินเข้าปาก ให้ปิดริมฝีปากไว้ด้านหลังฟัน!) ร่างกายของสัตว์เหล่านี้ทั้งหมดเป็นรูปวงรีและกะทัดรัด ด้วยร่างกายเช่นนี้จึงสะดวกในการเคลื่อนที่ผ่านทางเดินใต้ดิน

ทดสอบความรู้ของคุณ

1. รายชื่อแหล่งที่อยู่อาศัยที่คุณได้รับการแนะนำให้รู้จักในชั้นเรียน
2. สภาพความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตในสภาพแวดล้อมพื้นดิน-อากาศเป็นอย่างไร?
3. อธิบายสภาพความเป็นอยู่ในสิ่งแวดล้อมทางน้ำ
4. ดินเป็นที่อยู่อาศัยมีลักษณะอย่างไร
5. ยกตัวอย่างการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับชีวิตในสภาพแวดล้อมต่างๆ

คิด!

1. จงอธิบายสิ่งที่ปรากฏอยู่ในภาพ คุณคิดว่าสัตว์ที่มีส่วนของร่างกายตามที่แสดงในภาพอาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมใด คุณช่วยตั้งชื่อสัตว์เหล่านี้ได้ไหม?
2. ทำไมสัตว์ถึงอาศัยอยู่ในมหาสมุทรในระดับความลึกเท่านั้น?

มีทั้งพื้นดิน อากาศ น้ำ และดินที่อยู่อาศัย สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดได้รับการปรับให้เข้ากับชีวิตในสภาพแวดล้อมที่แน่นอน

สถาบันการศึกษาแห่งรัฐเซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

สัตวแพทยศาสตร์.

ภาควิชาชีววิทยาทั่วไป นิเวศวิทยา และจุลกายวิภาคศาสตร์

บทคัดย่อเกี่ยวกับนิเวศวิทยาในหัวข้อ:

สภาพแวดล้อมภาคพื้นดินและปัจจัยต่างๆ

และการปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับพวกมัน"

เสร็จสิ้นโดย: นักศึกษาชั้นปีที่ 1

กลุ่ม Oi Pyatochenko N. L.

ตรวจสอบโดย: รองศาสตราจารย์ภาควิชา

วาคมิสโตรวา เอส.เอฟ.

เซนต์ปีเตอร์สเบิร์ก

การแนะนำ

สภาพความเป็นอยู่ (เงื่อนไขการดำรงอยู่) คือชุดขององค์ประกอบที่จำเป็นสำหรับสิ่งมีชีวิต ซึ่งมีการเชื่อมโยงกันอย่างแยกไม่ออกและหากไม่มีสิ่งมีชีวิตนั้นก็ไม่สามารถดำรงอยู่ได้

การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตให้เข้ากับสภาพแวดล้อมเรียกว่าการปรับตัว ความสามารถในการปรับตัวเป็นหนึ่งในคุณสมบัติหลักของชีวิตโดยทั่วไป ซึ่งรับประกันความเป็นไปได้ของการดำรงอยู่ การอยู่รอด และการสืบพันธุ์ การปรับตัวก็แสดงออกมาใน ระดับที่แตกต่างกัน– ตั้งแต่ชีวเคมีของเซลล์และพฤติกรรมของสิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดไปจนถึงโครงสร้างและการทำงานของชุมชนและระบบนิเวศ การปรับตัวเกิดขึ้นและเปลี่ยนแปลงระหว่างวิวัฒนาการของสายพันธุ์

คุณสมบัติส่วนบุคคลหรือองค์ประกอบของสิ่งแวดล้อมที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตเรียกว่าปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมมีความหลากหลาย มีลักษณะและการกระทำเฉพาะที่แตกต่างกัน ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมแบ่งออกเป็นสองประการ กลุ่มใหญ่: ไม่ใช่สิ่งมีชีวิตและทางชีวภาพ

ปัจจัยที่ไม่มีชีวิตคือชุดของสภาวะในสภาพแวดล้อมอนินทรีย์ที่ส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตทั้งทางตรงและทางอ้อม เช่น อุณหภูมิ แสง รังสีกัมมันตภาพรังสี ความดัน ความชื้นในอากาศ องค์ประกอบของเกลือในน้ำ เป็นต้น

ปัจจัยทางชีวภาพคืออิทธิพลทุกรูปแบบที่สิ่งมีชีวิตมีต่อกันและกัน สิ่งมีชีวิตแต่ละชนิดได้รับอิทธิพลจากผู้อื่นทั้งทางตรงและทางอ้อมอย่างต่อเนื่อง โดยเข้าสู่การสื่อสารกับตัวแทนของตนเองและสายพันธุ์อื่น

ในบางกรณี ปัจจัยทางมานุษยวิทยาจะถูกจัดกลุ่มเป็นกลุ่มแยกต่างหากพร้อมกับปัจจัยทางชีวภาพและปัจจัยที่ไม่มีชีวิต โดยเน้นถึงผลกระทบที่รุนแรงของปัจจัยทางมานุษยวิทยา

ปัจจัยทางมานุษยวิทยาคือกิจกรรมทุกรูปแบบของสังคมมนุษย์ที่นำไปสู่การเปลี่ยนแปลงทางธรรมชาติในฐานะที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตชนิดอื่นหรือส่งผลโดยตรงต่อชีวิตของพวกเขา ความสำคัญของผลกระทบต่อมนุษย์ต่อโลกที่มีชีวิตทั้งหมดของโลกยังคงเติบโตอย่างรวดเร็ว

การเปลี่ยนแปลงปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเมื่อเวลาผ่านไปอาจเป็น:

1) สม่ำเสมอสม่ำเสมอ การเปลี่ยนแปลงความแรงของผลกระทบเนื่องจากช่วงเวลาของวัน ฤดูกาลของปี หรือจังหวะของกระแสน้ำในมหาสมุทร

2)ไม่สม่ำเสมอ ไม่มีช่วงเวลาที่ชัดเจน เช่น การเปลี่ยนแปลงของสภาพอากาศใน ปีที่แตกต่างกัน, พายุ, ฝนตกปรอยๆ, โคลนไหล ฯลฯ;

3) กำหนดทิศทางในช่วงเวลาหนึ่งหรือยาวนาน เช่น การทำความเย็นหรือการทำให้สภาพอากาศร้อนขึ้น การมีอ่างเก็บน้ำมากเกินไป เป็นต้น

ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมด้านสิ่งแวดล้อมสามารถมีผลกระทบหลายอย่างต่อสิ่งมีชีวิต:

1) เป็นสารระคายเคืองทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางสรีรวิทยาและชีวเคมี

2) เป็นตัวจำกัดที่ทำให้ไม่สามารถมีอยู่ในข้อมูลได้

เงื่อนไข;

3) เป็นตัวดัดแปลงที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงทางกายวิภาคและสัณฐานวิทยาในสิ่งมีชีวิต

4) เป็นสัญญาณบ่งชี้การเปลี่ยนแปลงของปัจจัยอื่นๆ

แม้จะมีความหลากหลายมากก็ตาม ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมในธรรมชาติของการมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งมีชีวิตและในการตอบสนองของสิ่งมีชีวิต สามารถระบุรูปแบบทั่วไปจำนวนหนึ่งได้

ความรุนแรงของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่เป็นประโยชน์ต่อชีวิตของสิ่งมีชีวิตมากที่สุดนั้นเหมาะสมที่สุดและปัจจัยที่ให้ผลเลวร้ายที่สุดก็คือแง่ร้ายนั่นคือ สภาวะที่กิจกรรมสำคัญของสิ่งมีชีวิตถูกยับยั้งอย่างเต็มที่ แต่ยังสามารถดำรงอยู่ได้ ดังนั้นเมื่อปลูกพืชในสภาวะอุณหภูมิที่แตกต่างกัน จุดที่สังเกตการเจริญเติบโตสูงสุดจะเป็นจุดที่เหมาะสมที่สุด ในกรณีส่วนใหญ่ นี่คือช่วงอุณหภูมิที่แน่นอนหลายองศา ดังนั้นจึงเป็นการดีกว่าที่จะพูดถึงโซนที่เหมาะสมที่สุด ช่วงอุณหภูมิทั้งหมด (จากต่ำสุดไปสูงสุด) ที่ยังคงสามารถเติบโตได้ เรียกว่าช่วงความเสถียร (ความอดทน) หรือพิกัดความเผื่อ จุดที่จำกัดอุณหภูมิ (เช่น ต่ำสุดและสูงสุด) ที่เหมาะสมสำหรับชีวิตคือขีดจำกัดความเสถียร ระหว่างโซนที่เหมาะสมและขีดจำกัดของความมั่นคง เมื่อเข้าใกล้โซนหลัง โรงงานจะมีความเครียดเพิ่มขึ้น เช่น เรากำลังพูดถึงเกี่ยวกับโซนความเครียดหรือโซนการกดขี่ซึ่งอยู่ในขอบเขตการต่อต้าน

การพึ่งพาการกระทำของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมต่อความรุนแรง (อ้างอิงจาก V.A. Radkevich, 1977)

เมื่อคุณเลื่อนขึ้นและลงมาตราส่วน ความเครียดไม่เพียงเพิ่มขึ้นเท่านั้น แต่ท้ายที่สุด เมื่อความต้านทานของร่างกายถึงขีดจำกัด ความตายก็จะเกิดขึ้น การทดลองที่คล้ายกันสามารถดำเนินการเพื่อทดสอบอิทธิพลของปัจจัยอื่นๆ ได้ ผลลัพธ์จะสอดคล้องกับกราฟประเภทเส้นโค้งที่คล้ายกัน

สภาพแวดล้อมของสิ่งมีชีวิตบนอากาศ ลักษณะเฉพาะ และรูปแบบการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งมีชีวิต

ชีวิตบนบกจำเป็นต้องมีการปรับตัวซึ่งเป็นไปได้เฉพาะในสิ่งมีชีวิตที่มีการจัดระเบียบสูงเท่านั้น สภาพแวดล้อมทางพื้นดินและอากาศมีความซับซ้อนมากขึ้นสำหรับชีวิต แต่ก็แตกต่างกัน เนื้อหาสูงออกซิเจน ปริมาณไอน้ำต่ำ ความหนาแน่นต่ำ เป็นต้น สิ่งนี้เปลี่ยนแปลงเงื่อนไขการหายใจ การแลกเปลี่ยนน้ำ และการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตอย่างมาก

ความหนาแน่นต่ำอากาศเป็นตัวกำหนดแรงยกที่ต่ำและการรองรับที่ไม่มีนัยสำคัญ สิ่งมีชีวิตในอากาศจะต้องมีระบบสนับสนุนของตัวเองที่รองรับร่างกาย: พืช - เนื้อเยื่อกลต่าง ๆ สัตว์ - โครงกระดูกแข็งหรืออุทกสถิต นอกจากนี้ ผู้อยู่อาศัยในอากาศทุกคนยังเชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิดกับพื้นผิวโลก ซึ่งทำหน้าที่ยึดติดและช่วยเหลือพวกเขา

ความหนาแน่นของอากาศต่ำทำให้มีความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวต่ำ ดังนั้นสัตว์บกจำนวนมากจึงมีความสามารถในการบินได้ 75% ของสัตว์บกทั้งหมด ซึ่งส่วนใหญ่เป็นแมลงและนก ได้ปรับตัวเข้ากับการบินที่กระฉับกระเฉง

ต้องขอบคุณการเคลื่อนที่ของอากาศและการไหลของมวลอากาศในแนวตั้งและแนวนอนที่มีอยู่ในชั้นล่างของชั้นบรรยากาศ ทำให้สิ่งมีชีวิตสามารถบินแบบพาสซีฟได้ ในเรื่องนี้หลายชนิดได้พัฒนา anemochory - กระจายตัวด้วยความช่วยเหลือของกระแสอากาศ Anemochory เป็นลักษณะของสปอร์ เมล็ดและผลของพืช โปรโตซัวซีสต์ แมลงขนาดเล็ก แมงมุม ฯลฯ สิ่งมีชีวิตที่ถูกเคลื่อนย้ายโดยกระแสลมเรียกรวมกันว่าแพลงก์ตอน

สิ่งมีชีวิตบนบกมีอยู่ค่อนข้างมาก ความดันต่ำเนื่องจากความหนาแน่นของอากาศต่ำ โดยปกติจะอยู่ที่ 760 mmHg เมื่อความสูงเพิ่มขึ้น ความดันจะลดลง ความกดอากาศต่ำอาจจำกัดการแพร่กระจายของพันธุ์พืชในภูเขา สำหรับสัตว์มีกระดูกสันหลัง ขีดจำกัดสูงสุดของชีวิตคือประมาณ 60 มม. ความดันที่ลดลงส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนและการขาดน้ำของสัตว์ลดลงเนื่องจากอัตราการหายใจเพิ่มขึ้น พืชที่สูงกว่ามีข้อจำกัดในการพัฒนาบนภูเขาใกล้เคียงกัน สัตว์ขาปล้องซึ่งสามารถพบได้บนธารน้ำแข็งเหนือแนวพืชพรรณจะค่อนข้างแข็งแกร่งกว่า

องค์ประกอบของก๊าซในอากาศ ยกเว้น คุณสมบัติทางกายภาพสภาพแวดล้อมทางอากาศ คุณสมบัติทางเคมีมีความสำคัญมากต่อการดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนบก องค์ประกอบของก๊าซอากาศในชั้นผิวของบรรยากาศค่อนข้างสม่ำเสมอในแง่ของเนื้อหาของส่วนประกอบหลัก (ไนโตรเจน - 78.1%, ออกซิเจน - 21.0%, อาร์กอน 0.9%, คาร์บอนไดออกไซด์ - 0.003% โดยปริมาตร)

ปริมาณออกซิเจนที่สูงส่งผลให้การเผาผลาญในสิ่งมีชีวิตบนบกเพิ่มขึ้นเมื่อเทียบกับสิ่งมีชีวิตในน้ำปฐมภูมิ อยู่ในสถานการณ์ภาคพื้นดินที่ฐาน ประสิทธิภาพสูงกระบวนการออกซิเดชั่นในร่างกายเกิดสภาวะสมดุลของสัตว์ ออกซิเจนเนื่องจากมีปริมาณอยู่ในอากาศสูงอย่างต่อเนื่อง จึงไม่ใช่ปัจจัยจำกัดสิ่งมีชีวิตในสภาพแวดล้อมภาคพื้นดิน

ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์อาจแตกต่างกันไปในบางพื้นที่ของชั้นผิวของอากาศภายในขอบเขตที่ค่อนข้างสำคัญ เพิ่มความอิ่มตัวของอากาศด้วย CO? เกิดขึ้นในบริเวณที่เกิดภูเขาไฟ ใกล้บ่อน้ำพุร้อนและทางออกใต้ดินอื่นๆ ของก๊าซนี้ ที่ความเข้มข้นสูง คาร์บอนไดออกไซด์จะเป็นพิษ ในธรรมชาติความเข้มข้นดังกล่าวหาได้ยาก ปริมาณ CO2 ต่ำยับยั้งกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง ในสภาพดินปิด คุณสามารถเพิ่มอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงได้โดยการเพิ่มความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ สิ่งนี้ใช้ในการฝึกเรือนกระจกและการทำฟาร์มเรือนกระจก

ไนโตรเจนในอากาศเป็นก๊าซเฉื่อยสำหรับผู้อยู่อาศัยส่วนใหญ่ในสภาพแวดล้อมภาคพื้นดิน แต่จุลินทรีย์บางชนิด (แบคทีเรียที่เป็นก้อนกลม แบคทีเรียไนโตรเจน สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว ฯลฯ) มีความสามารถในการจับกับมันและเกี่ยวข้องกับวงจรทางชีวภาพของสารต่างๆ

การขาดความชื้นเป็นหนึ่งในคุณสมบัติที่สำคัญของสภาพแวดล้อมทางบกและทางอากาศ วิวัฒนาการทั้งหมดของสิ่งมีชีวิตบนบกอยู่ภายใต้สัญญาณของการปรับตัวเพื่อรับและรักษาความชื้น ระบอบความชื้นบนบกมีความหลากหลายมาก - ตั้งแต่ความอิ่มตัวของอากาศที่สมบูรณ์และคงที่ด้วยไอน้ำในบางพื้นที่ของเขตร้อนไปจนถึงการขาดหายไปในอากาศแห้งของทะเลทราย นอกจากนี้ยังมีความแปรปรวนที่สำคัญในแต่ละวันและตามฤดูกาลในปริมาณไอน้ำในชั้นบรรยากาศ ปริมาณน้ำของสิ่งมีชีวิตบนบกยังขึ้นอยู่กับระบบการตกตะกอน การมีอยู่ของอ่างเก็บน้ำ ความชื้นในดิน ความใกล้ชิดของน้ำปอนด์ เป็นต้น

สิ่งนี้นำไปสู่การพัฒนาการปรับตัวให้เข้ากับระบบการจัดหาน้ำต่างๆ ในสิ่งมีชีวิตบนบก

ระบอบการปกครองของอุณหภูมิ ต่อไป คุณสมบัติที่โดดเด่นสภาพแวดล้อมทางอากาศและภาคพื้นดินมีลักษณะเฉพาะคือความผันผวนของอุณหภูมิอย่างมีนัยสำคัญ ในพื้นที่ดินส่วนใหญ่ ช่วงอุณหภูมิรายวันและรายปีอยู่ที่หลายสิบองศา ความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในสภาพแวดล้อมของผู้อยู่อาศัยบนโลกนั้นแตกต่างกันมาก ขึ้นอยู่กับแหล่งที่อยู่อาศัยเฉพาะที่สิ่งมีชีวิตของพวกเขาเกิดขึ้น อย่างไรก็ตาม โดยทั่วไปแล้ว สิ่งมีชีวิตบนบกจะมียูริเทอร์มิกมากกว่ามากเมื่อเทียบกับสิ่งมีชีวิตในน้ำ

สภาพความเป็นอยู่ในสภาพแวดล้อมทางอากาศภาคพื้นดินมีความซับซ้อนมากขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศ สภาพอากาศ - สภาวะของบรรยากาศบนพื้นผิวเปลี่ยนแปลงอย่างต่อเนื่อง จนถึงระดับความสูงประมาณ 20 กม. (ขอบเขตของโทรโพสเฟียร์) ความแปรปรวนของสภาพอากาศแสดงออกมาในรูปแบบคงที่โดยการรวมกันของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม เช่น อุณหภูมิ ความชื้นในอากาศ ความขุ่นมัว ปริมาณฝน ความแรงและทิศทางของลม เป็นต้น ระบอบสภาพอากาศในระยะยาวเป็นตัวกำหนดลักษณะภูมิอากาศของพื้นที่ แนวคิดของ "สภาพภูมิอากาศ" ไม่เพียงแต่รวมถึงค่าเฉลี่ยของปรากฏการณ์ทางอุตุนิยมวิทยาเท่านั้น แต่ยังรวมถึงวัฏจักรประจำปีและรายวัน ความเบี่ยงเบนจากปรากฏการณ์และความถี่ด้วย สภาพภูมิอากาศถูกกำหนดโดยสภาพทางภูมิศาสตร์ของพื้นที่ ปัจจัยทางภูมิอากาศหลัก ได้แก่ อุณหภูมิและความชื้น วัดจากปริมาณฝนและความอิ่มตัวของอากาศด้วยไอน้ำ

สำหรับสิ่งมีชีวิตบนบกส่วนใหญ่ โดยเฉพาะสิ่งมีชีวิตขนาดเล็ก สภาพอากาศในพื้นที่นั้นไม่สำคัญเท่ากับสภาพที่อยู่อาศัยของพวกมัน บ่อยครั้งที่องค์ประกอบสิ่งแวดล้อมในท้องถิ่น (ความโล่งใจ การสัมผัส พืชพรรณ ฯลฯ) เปลี่ยนแปลงระบอบอุณหภูมิ ความชื้น แสง การเคลื่อนที่ของอากาศในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่งในลักษณะที่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญจากสภาพภูมิอากาศของพื้นที่ การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดขึ้นในชั้นผิวของอากาศเรียกว่า microclimate ในแต่ละโซนปากน้ำมีความหลากหลายมาก ปากน้ำในพื้นที่ขนาดเล็กมากสามารถระบุได้

ระบอบแสงของสภาพแวดล้อมภาคพื้นดินและอากาศก็มีลักษณะเฉพาะบางประการเช่นกัน ความเข้มและปริมาณแสงที่นี่มากที่สุด และในทางปฏิบัติไม่ได้จำกัดอายุของพืชสีเขียว เช่น ในน้ำหรือในดิน บนบกอาจมีสิ่งมีชีวิตที่รักแสงมาก สำหรับสัตว์บกส่วนใหญ่ที่มีกิจกรรมในเวลากลางวันและกลางคืน การมองเห็นเป็นหนึ่งในวิธีการหลักในการกำหนดทิศทาง ในสัตว์บก การมองเห็นเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการค้นหาเหยื่อ หลายสายพันธุ์มีการมองเห็นสีด้วยซ้ำ ในเรื่องนี้ผู้ที่ตกเป็นเหยื่อจะพัฒนาคุณสมบัติที่ปรับเปลี่ยนได้เช่น ปฏิกิริยาการป้องกันลายพรางและการระบายสีคำเตือน การล้อเลียน ฯลฯ

ในผู้ที่อาศัยอยู่ในน้ำการปรับตัวดังกล่าวมีการพัฒนาน้อยกว่ามาก การปรากฏตัวของดอกไม้ที่มีสีสดใสของพืชที่สูงขึ้นนั้นสัมพันธ์กับลักษณะของอุปกรณ์ผสมเกสรและท้ายที่สุดกับระบอบแสงของสิ่งแวดล้อม

คุณสมบัติของภูมิประเทศและดินยังเป็นสภาพความเป็นอยู่ของสิ่งมีชีวิตบนบกและประการแรกคือพืชด้วย คุณสมบัติของพื้นผิวโลกที่มีผลกระทบต่อระบบนิเวศต่อผู้อยู่อาศัยนั้นถูกรวมเข้าด้วยกันโดย "ปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม edaphic" (จากภาษากรีก "edaphos" - "ดิน")

เมื่อสัมพันธ์กับคุณสมบัติของดินที่แตกต่างกัน สามารถจำแนกกลุ่มนิเวศวิทยาของพืชได้หลายกลุ่ม ดังนั้นตามปฏิกิริยาต่อความเป็นกรดของดินจึงมีความโดดเด่น:

1) สายพันธุ์ที่เป็นกรด - ปลูกบนดินที่เป็นกรดที่มีค่า pH อย่างน้อย 6.7 (พืชของสแฟกนัมบึง)

2) นิวโทรฟิลมีแนวโน้มที่จะเติบโตบนดินที่มีค่า pH 6.7–7.0 (ส่วนใหญ่ พืชที่ปลูก);

3) Basophilaceae เติบโตที่ pH มากกว่า 7.0 (Echinops, ดอกไม้ทะเลไม้);

4) คนที่ไม่แยแสสามารถเติบโตได้บนดินที่มีค่า pH ต่างกัน (ลิลลี่แห่งหุบเขา)

พืชยังแตกต่างกันตามความชื้นในดิน บางชนิดถูกจำกัดอยู่ในพื้นผิวที่แตกต่างกัน เช่น เปโตรฟีต์เติบโตบนดินหิน พาสโมไฟต์อาศัยทรายร่วน

ภูมิประเทศและธรรมชาติของดินมีอิทธิพลต่อการเคลื่อนไหวเฉพาะของสัตว์ เช่น สัตว์กีบเท้า นกกระจอกเทศ นกอีแร้งที่อาศัยอยู่ในพื้นที่เปิดโล่ง พื้นแข็ง เพื่อเพิ่มแรงผลักเมื่อวิ่ง ในกิ้งก่าที่อาศัยอยู่ในทรายเคลื่อนตัว นิ้วเท้าจะมีขอบเกล็ดเขาซึ่งช่วยเพิ่มการรองรับ สำหรับผู้อยู่อาศัยบนบกที่ขุดหลุม ดินหนาแน่นนั้นไม่เอื้ออำนวย ลักษณะของดินในบางกรณีส่งผลต่อการแพร่กระจายของสัตว์บกที่ขุดหลุมหรือขุดลงไปในดินหรือวางไข่ในดิน เป็นต้น

เกี่ยวกับองค์ประกอบของอากาศ

องค์ประกอบของก๊าซในอากาศที่เราหายใจมีลักษณะดังนี้ 78% เป็นไนโตรเจน 21% เป็นออกซิเจน และ 1% เป็นก๊าซอื่นๆ แต่ในบรรยากาศของเมืองอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ อัตราส่วนนี้มักถูกละเมิด สัดส่วนที่สำคัญประกอบด้วยสิ่งเจือปนที่เป็นอันตรายที่เกิดจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกจากสถานประกอบการและยานพาหนะ การเคลื่อนย้ายด้วยมอเตอร์ทำให้เกิดสิ่งเจือปนมากมายในชั้นบรรยากาศ ได้แก่ ไฮโดรคาร์บอนที่ไม่ทราบองค์ประกอบ เบนโซ(เอ)ไพรีน คาร์บอนไดออกไซด์ สารประกอบซัลเฟอร์และไนโตรเจน ตะกั่ว คาร์บอนมอนอกไซด์

บรรยากาศประกอบด้วยส่วนผสมของก๊าซจำนวนหนึ่ง - อากาศซึ่งมีสารเจือปนคอลลอยด์แขวนลอยอยู่ - ฝุ่น, หยด, ผลึก ฯลฯ องค์ประกอบของอากาศในบรรยากาศเปลี่ยนแปลงเล็กน้อยตามระดับความสูง อย่างไรก็ตาม เริ่มต้นจากระดับความสูงประมาณ 100 กม. พร้อมด้วยโมเลกุลออกซิเจนและไนโตรเจน ออกซิเจนอะตอมก็ปรากฏขึ้นอันเป็นผลมาจากการแยกตัวของโมเลกุล และการแยกก๊าซด้วยแรงโน้มถ่วงก็เริ่มต้นขึ้น เหนือ 300 กม. ออกซิเจนอะตอมมิกจะมีอิทธิพลเหนือชั้นบรรยากาศ สูงกว่า 1,000 กม. - ฮีเลียม และไฮโดรเจนอะตอม ความดันและความหนาแน่นของบรรยากาศจะลดลงตามระดับความสูง ประมาณครึ่งหนึ่งของมวลบรรยากาศทั้งหมดกระจุกตัวอยู่ที่ 5 กม. ตอนล่าง 9/10 ใน 20 กม. ตอนล่าง และ 99.5% ใน 80 กม. ตอนล่าง ที่ระดับความสูงประมาณ 750 กม. ความหนาแน่นของอากาศจะลดลงเหลือ 10-10 กรัมต่อลูกบาศก์เมตร (ในขณะที่พื้นผิวโลกอยู่ที่ประมาณ 103 กรัมต่อลูกบาศก์เมตร) แต่ถึงแม้จะมีความหนาแน่นต่ำขนาดนั้นก็ยังเพียงพอสำหรับการเกิดแสงออโรร่า บรรยากาศไม่มีขอบเขตบนที่แหลมคม ความหนาแน่นของก๊าซที่เป็นส่วนประกอบ

องค์ประกอบของอากาศในชั้นบรรยากาศที่เราแต่ละคนหายใจเข้าไปนั้นประกอบด้วยก๊าซหลายชนิด ซึ่งก๊าซหลัก ได้แก่ ไนโตรเจน (78.09%) ออกซิเจน (20.95%) ไฮโดรเจน (0.01%) คาร์บอนไดออกไซด์ (คาร์บอนไดออกไซด์) (0.03%) และ ก๊าซเฉื่อย (0.93%) นอกจากนี้ ยังมีไอน้ำในอากาศจำนวนหนึ่งอยู่เสมอ ซึ่งปริมาณของไอน้ำจะเปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิเสมอ ยิ่งอุณหภูมิยิ่งสูง ปริมาณไอก็จะยิ่งมากขึ้น และในทางกลับกัน เนื่องจากความผันผวนของปริมาณไอน้ำในอากาศ เปอร์เซ็นต์ของก๊าซในอากาศจึงไม่คงที่เช่นกัน ก๊าซทั้งหมดที่ประกอบเป็นอากาศไม่มีสีและไม่มีกลิ่น น้ำหนักของอากาศเปลี่ยนแปลงไม่เพียงแต่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิเท่านั้น แต่ยังขึ้นอยู่กับปริมาณไอน้ำในนั้นด้วย ที่อุณหภูมิเดียวกัน น้ำหนักของอากาศแห้งจะมากกว่าอากาศชื้น เพราะว่า ไอน้ำเบากว่าไอน้ำมาก

ตารางแสดงองค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศในอัตราส่วนมวลปริมาตร รวมถึงอายุการใช้งานของส่วนประกอบหลัก:

ส่วนประกอบ	% ปริมาณ	% มวล
N2	78,09	75,50
O2	20,95	23,15
อาร์	0,933	1,292
คาร์บอนไดออกไซด์	0,03	0,046
เน	1,8 10-3	1,4 10-3
เขา	4,6 10-4	6,4 10-5
CH4	1,52 10-4	8,4 10-5
ค	1,14 10-4	3 10-4
H2	5 10-5	8 10-5
N2O	5 10-5	8 10-5
Xe	8,6 10-6	4 10-5
O3	3 10-7 - 3 10-6	5 10-7 - 5 10-6
ร	6 10-18	4,5 10-17

คุณสมบัติของก๊าซที่ประกอบเป็นอากาศในบรรยากาศภายใต้ความกดดันจะเปลี่ยนไป

ตัวอย่างเช่น: ออกซิเจนภายใต้ความกดดันมากกว่า 2 บรรยากาศมีพิษต่อร่างกาย

ไนโตรเจนภายใต้ความกดดันที่สูงกว่า 5 บรรยากาศมีฤทธิ์เป็นสารเสพติด (พิษของไนโตรเจน) เพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็วจากสาเหตุส่วนลึก ความเจ็บป่วยจากการบีบอัดเนื่องจากการปล่อยฟองไนโตรเจนออกจากเลือดอย่างรวดเร็วราวกับเกิดฟอง

การเพิ่มขึ้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์มากกว่า 3% ในส่วนผสมของระบบทางเดินหายใจทำให้เสียชีวิต

แต่ละส่วนประกอบที่ประกอบเป็นอากาศเมื่อมีแรงกดดันเพิ่มขึ้นจนถึงขีดจำกัด จะกลายเป็นพิษที่สามารถทำให้ร่างกายเป็นพิษได้

การศึกษาองค์ประกอบก๊าซในบรรยากาศ เคมีบรรยากาศ

สำหรับประวัติศาสตร์ของการพัฒนาอย่างรวดเร็วของสาขาวิทยาศาสตร์ที่ค่อนข้างใหม่ที่เรียกว่าเคมีในบรรยากาศ คำว่า "ปะทุ" (โยน) ที่ใช้ในกีฬาความเร็วสูงมีความเหมาะสมที่สุด ปืนพกสตาร์ทอาจถูกยิงโดยบทความสองบทความที่ตีพิมพ์ในช่วงต้นทศวรรษ 1970 พวกเขาหารือเกี่ยวกับการทำลายโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ที่เป็นไปได้ด้วยไนโตรเจนออกไซด์ - NO และ NO2 คนแรกเป็นของผู้ได้รับรางวัลโนเบลในอนาคตและจากนั้นเป็นพนักงานของมหาวิทยาลัยสตอกโฮล์ม P. Crutzen ซึ่งถือว่าแหล่งที่มาของไนโตรเจนออกไซด์ในสตราโตสเฟียร์ที่เป็นไปได้คือไนตรัสออกไซด์ N2O ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติซึ่งสลายตัวภายใต้อิทธิพลของแสงแดด ผู้เขียนบทความที่สองนักเคมีจากมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียที่ Berkeley G. Johnston แนะนำว่าไนโตรเจนออกไซด์ปรากฏในสตราโตสเฟียร์อันเป็นผลมาจากกิจกรรมของมนุษย์กล่าวคือระหว่างการปล่อยผลิตภัณฑ์การเผาไหม้จากเครื่องยนต์ไอพ่นของเครื่องบินระดับความสูง

แน่นอนว่าสมมติฐานข้างต้นไม่ได้เกิดขึ้นจาก พื้นที่ว่าง. อัตราส่วนขององค์ประกอบหลักอย่างน้อยในอากาศในบรรยากาศ - โมเลกุลของไนโตรเจน, ออกซิเจน, ไอน้ำ ฯลฯ - เป็นที่ทราบกันก่อนหน้านี้มาก แล้วในช่วงครึ่งหลังของศตวรรษที่ 19 ในยุโรป มีการตรวจวัดความเข้มข้นของโอโซนในอากาศบนพื้นผิว ในช่วงทศวรรษที่ 1930 นักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ เอส. แชปแมน ค้นพบกลไกการเกิดโอโซนในบรรยากาศออกซิเจนล้วนๆ ซึ่งบ่งชี้ถึงชุดปฏิกิริยาระหว่างอะตอมและโมเลกุลออกซิเจน รวมถึงโอโซน ในกรณีที่ไม่มีส่วนประกอบอากาศอื่นใด อย่างไรก็ตาม ในช่วงปลายทศวรรษที่ 50 การตรวจวัดโดยใช้จรวดตรวจอากาศแสดงให้เห็นว่ามีโอโซนในสตราโตสเฟียร์น้อยกว่าที่ควรจะเป็นตามวัฏจักรปฏิกิริยาของแชปแมน แม้ว่ากลไกนี้ยังคงเป็นพื้นฐานมาจนถึงทุกวันนี้ แต่ก็ชัดเจนว่ายังมีกระบวนการอื่นๆ ที่เกี่ยวข้องอย่างแข็งขันในการก่อตัวของโอโซนในชั้นบรรยากาศด้วย

เป็นที่น่าสังเกตว่าในช่วงต้นทศวรรษที่ 70 ความรู้ในสาขาเคมีในบรรยากาศส่วนใหญ่ได้รับจากความพยายามของนักวิทยาศาสตร์แต่ละคนซึ่งการวิจัยไม่ได้รวมเป็นหนึ่งเดียวด้วยแนวคิดที่สำคัญทางสังคมใด ๆ และส่วนใหญ่มักมีลักษณะทางวิชาการล้วนๆ งานของ Johnston เป็นเรื่องที่แตกต่างออกไป ตามการคำนวณของเขา เครื่องบิน 500 ลำที่บิน 7 ชั่วโมงต่อวันสามารถลดปริมาณโอโซนในชั้นสตราโตสเฟียร์ได้ไม่น้อยกว่า 10%! และหากการประเมินเหล่านี้ยุติธรรม ปัญหาก็จะกลายเป็นเศรษฐกิจและสังคมทันที เนื่องจากในกรณีนี้ โครงการทั้งหมดสำหรับการพัฒนาการบินขนส่งความเร็วเหนือเสียงและโครงสร้างพื้นฐานที่เกี่ยวข้องจะต้องได้รับการปรับเปลี่ยนที่สำคัญ และอาจถึงขั้นปิดตัวลงด้วยซ้ำ นอกจากนี้ เป็นครั้งแรกที่มีคำถามเกิดขึ้นจริง ๆ ว่ากิจกรรมของมนุษย์อาจไม่ก่อให้เกิดความหายนะในระดับโลก ในสถานการณ์ปัจจุบัน ทฤษฎีนี้จำเป็นต้องมีการตรวจสอบการปฏิบัติงานที่ยากและในเวลาเดียวกัน

ขอให้เราระลึกว่าสาระสำคัญของสมมติฐานข้างต้นคือไนโตรเจนออกไซด์ทำปฏิกิริยากับโอโซน NO + O3 ® ® NO2 + O2 จากนั้นไนโตรเจนไดออกไซด์ที่เกิดขึ้นในปฏิกิริยานี้จะทำปฏิกิริยากับอะตอมออกซิเจน NO2 + O ® NO + O2 ดังนั้นจึงคืนค่า การมีอยู่ของ NO ในชั้นบรรยากาศในขณะที่โมเลกุลของโอโซนจะสูญหายไปตลอดกาล ในกรณีนี้ปฏิกิริยาคู่หนึ่งซึ่งประกอบเป็นวงจรตัวเร่งปฏิกิริยาไนโตรเจนของการทำลายโอโซนจะถูกทำซ้ำจนกระทั่งกระบวนการทางเคมีหรือทางกายภาพใด ๆ นำไปสู่การกำจัดไนโตรเจนออกไซด์ออกจากบรรยากาศ ตัวอย่างเช่น NO2 ถูกออกซิไดซ์เป็นกรดไนตริก HNO3 ซึ่งสามารถละลายได้สูงในน้ำ และถูกกำจัดออกจากชั้นบรรยากาศโดยเมฆและการตกตะกอน วงจรการเร่งปฏิกิริยาไนโตรเจนมีประสิทธิภาพมาก: หนึ่งโมเลกุลของ NO ในระหว่างที่มันอยู่ในชั้นบรรยากาศสามารถทำลายโมเลกุลโอโซนนับหมื่นได้

แต่อย่างที่คุณทราบ ปัญหาไม่ได้มาคนเดียว ในไม่ช้า ผู้เชี่ยวชาญจากมหาวิทยาลัยในสหรัฐฯ - มิชิแกน (R. Stolarski และ R. Cicerone) และ Harvard (S. Wofsey และ M. McElroy) - ค้นพบว่าโอโซนอาจมีศัตรูที่ไร้ความปราณียิ่งกว่านั่นคือสารประกอบคลอรีน วงจรเร่งปฏิกิริยาคลอรีนของการทำลายโอโซน (ปฏิกิริยา Cl + O3 ® ClO + O2 และ ClO + O ® Cl + O2) ตามการประมาณการมีประสิทธิภาพมากกว่าไนโตรเจนหลายเท่า สาเหตุเดียวของการมองโลกในแง่ดีด้วยความระมัดระวังก็คือปริมาณคลอรีนที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติในชั้นบรรยากาศนั้นค่อนข้างน้อย ซึ่งหมายความว่าผลกระทบโดยรวมของผลกระทบที่มีต่อโอโซนอาจไม่รุนแรงเกินไป อย่างไรก็ตาม สถานการณ์เปลี่ยนไปอย่างมากเมื่อในปี 1974 พนักงานของ University of California ที่ Irvine S. Rowland และ M. Molina ได้กำหนดว่าแหล่งที่มาของคลอรีนในชั้นสตราโตสเฟียร์คือสารประกอบคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในหน่วยทำความเย็น บรรจุภัณฑ์สเปรย์ ฯลฯ เนื่องจากไม่ติดไฟ ปลอดสารพิษ และเฉื่อยทางเคมี สารเหล่านี้จึงถูกขนส่งอย่างช้าๆ โดยกระแสลมที่เพิ่มขึ้นจากพื้นผิวโลกสู่ชั้นสตราโตสเฟียร์ ซึ่งโมเลกุลของพวกมันถูกทำลายโดยแสงแดด ส่งผลให้เกิดการปล่อยอะตอมคลอรีนอิสระ การผลิตสารซีเอฟซีทางอุตสาหกรรมซึ่งเริ่มขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 30 และการปล่อยสารซีเอฟซีออกสู่ชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในปีต่อ ๆ มาทั้งหมด โดยเฉพาะอย่างยิ่งในช่วงทศวรรษที่ 70 และ 80 ดังนั้น ภายในระยะเวลาอันสั้น นักทฤษฎีได้ระบุปัญหาสองประการในเคมีในชั้นบรรยากาศที่เกิดจากมลพิษที่รุนแรงจากมนุษย์

อย่างไรก็ตาม เพื่อทดสอบความถูกต้องของสมมติฐานที่หยิบยกมา จำเป็นต้องดำเนินการหลายอย่าง

ประการแรกขยายการศึกษาในห้องปฏิบัติการในระหว่างนั้นจะสามารถกำหนดหรือชี้แจงอัตราการไหลของภาพถ่ายได้ ปฏิกริยาเคมีระหว่างองค์ประกอบต่าง ๆ ของอากาศในบรรยากาศ ต้องบอกว่าข้อมูลที่น้อยมากเกี่ยวกับความเร็วเหล่านี้ที่มีอยู่ในขณะนั้นก็มีข้อผิดพลาดพอสมควร (มากถึงหลายร้อยเปอร์เซ็นต์) นอกจากนี้ตามกฎแล้วเงื่อนไขที่ทำการวัดไม่สอดคล้องกับความเป็นจริงของบรรยากาศอย่างใกล้ชิดซึ่งทำให้ข้อผิดพลาดรุนแรงขึ้นเนื่องจากความรุนแรงของปฏิกิริยาส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิและบางครั้งขึ้นอยู่กับความดันหรือความหนาแน่นของบรรยากาศ อากาศ.

ประการที่สองศึกษาคุณสมบัติทางรังสีและแสงของก๊าซบรรยากาศขนาดเล็กจำนวนหนึ่งอย่างเข้มข้นในสภาพห้องปฏิบัติการ โมเลกุลของส่วนประกอบจำนวนมากในอากาศในบรรยากาศถูกทำลายโดยรังสีอัลตราไวโอเลตจากดวงอาทิตย์ (ในปฏิกิริยาโฟโตไลซิส) ซึ่งไม่เพียงแต่สารซีเอฟซีที่กล่าวถึงข้างต้นเท่านั้น แต่ยังรวมถึงโมเลกุลออกซิเจน โอโซน ไนโตรเจนออกไซด์ และอื่นๆ อีกมากมาย ดังนั้น การประมาณค่าพารามิเตอร์ของปฏิกิริยาโฟโตไลซิสแต่ละครั้งจึงมีความจำเป็นและสำคัญสำหรับการสร้างกระบวนการทางเคมีในชั้นบรรยากาศที่ถูกต้องเท่ากับอัตราการเกิดปฏิกิริยาระหว่างโมเลกุลต่างๆ

ที่สาม,จำเป็นต้องสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่สามารถอธิบายการเปลี่ยนแปลงทางเคมีร่วมกันของส่วนประกอบอากาศในบรรยากาศได้ครบถ้วนที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ ดังที่ได้กล่าวไปแล้ว ประสิทธิภาพการทำลายโอโซนในวัฏจักรตัวเร่งปฏิกิริยานั้นพิจารณาจากระยะเวลาที่ตัวเร่งปฏิกิริยา (NO, Cl หรืออื่นๆ) ยังคงอยู่ในชั้นบรรยากาศ เห็นได้ชัดว่าตัวเร่งปฏิกิริยาดังกล่าวสามารถทำปฏิกิริยากับส่วนประกอบของอากาศในชั้นบรรยากาศได้หลายสิบชนิด และพังทลายลงอย่างรวดเร็วในกระบวนการ และจากนั้นความเสียหายต่อโอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ก็จะน้อยกว่าที่คาดไว้มาก ในทางกลับกัน เมื่อการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเกิดขึ้นมากมายในชั้นบรรยากาศทุกๆ วินาที ก็มีแนวโน้มว่ากลไกอื่นๆ อาจถูกระบุได้ว่าส่งผลกระทบโดยตรงหรือโดยอ้อมต่อการก่อตัวและการทำลายโอโซน ในที่สุดแบบจำลองดังกล่าวก็สามารถระบุและประเมินนัยสำคัญได้ ปฏิกิริยาของแต่ละบุคคลหรือกลุ่มของพวกมันในการก่อตัวของก๊าซอื่น ๆ ที่ประกอบเป็นอากาศในบรรยากาศ และยังทำให้สามารถคำนวณความเข้มข้นของก๊าซที่ไม่ได้วัดได้

และในที่สุดก็,จำเป็นต้องจัดเครือข่ายที่กว้างขวางสำหรับการวัดปริมาณก๊าซต่างๆ ในอากาศ รวมถึงสารประกอบไนโตรเจน คลอรีน ฯลฯ โดยใช้เพื่อจุดประสงค์นี้ สถานีภาคพื้นดิน การปล่อยบอลลูนตรวจอากาศและจรวดตรวจอากาศ และการบินของเครื่องบิน แน่นอนว่าการสร้างฐานข้อมูลเป็นงานที่แพงที่สุด ซึ่งไม่สามารถแก้ไขได้ในเวลาอันสั้น อย่างไรก็ตาม การวัดเท่านั้นที่สามารถเป็นจุดเริ่มต้นสำหรับการวิจัยเชิงทฤษฎีได้ ในขณะเดียวกันก็เป็นมาตรฐานสำหรับความจริงของสมมติฐานที่แสดงออกมา

นับตั้งแต่ต้นทศวรรษที่ 70 เป็นต้นมา มีการเผยแพร่คอลเลกชันพิเศษที่ได้รับการปรับปรุงอย่างต่อเนื่องอย่างน้อยหนึ่งครั้งทุกๆ สามปี โดยมีข้อมูลเกี่ยวกับปฏิกิริยาบรรยากาศที่สำคัญทั้งหมด รวมถึงปฏิกิริยาโฟโตไลซิส นอกจากนี้ข้อผิดพลาดในการกำหนดพารามิเตอร์ของปฏิกิริยาระหว่างส่วนประกอบก๊าซของอากาศในปัจจุบันคือตามกฎ 10-20%

ในช่วงครึ่งหลังของทศวรรษนี้มีการพัฒนาอย่างรวดเร็วของแบบจำลองที่อธิบายการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในชั้นบรรยากาศ จำนวนมากที่สุดถูกสร้างขึ้นในสหรัฐอเมริกา แต่ปรากฏในยุโรปและสหภาพโซเวียต ในตอนแรกสิ่งเหล่านี้เป็นแบบจำลองกล่อง (ศูนย์มิติ) และแบบจำลองหนึ่งมิติ ตัวแรกที่สืบพันธุ์มาจาก องศาที่แตกต่างกันความน่าเชื่อถือของเนื้อหาของก๊าซบรรยากาศหลักในปริมาตรที่กำหนด - กล่อง (ดังนั้นชื่อของพวกเขา) - อันเป็นผลมาจากปฏิกิริยาทางเคมีระหว่างพวกเขา เนื่องจากมีการตั้งสมมติฐานการอนุรักษ์มวลรวมของส่วนผสมอากาศ จึงไม่พิจารณาการนำส่วนหนึ่งส่วนใดออกจากกล่อง เช่น โดยลม เป็นต้น แบบจำลองกล่องสะดวกสำหรับการอธิบายบทบาทของแต่ละปฏิกิริยาหรือกลุ่มของปฏิกิริยาในกระบวนการก่อตัวทางเคมีและการทำลายก๊าซในบรรยากาศ และสำหรับการประเมินความไวขององค์ประกอบก๊าซในบรรยากาศต่อความไม่ถูกต้องในการกำหนดอัตราการเกิดปฏิกิริยา ด้วยความช่วยเหลือของพวกเขา นักวิจัยสามารถทำได้โดยการตั้งค่าพารามิเตอร์บรรยากาศในกล่อง (โดยเฉพาะอุณหภูมิและความหนาแน่นของอากาศ) ที่สอดคล้องกับระดับความสูงของเที่ยวบินในการบิน และประมาณค่าโดยประมาณคร่าวๆ ว่าความเข้มข้นของสิ่งเจือปนในชั้นบรรยากาศจะเปลี่ยนแปลงอันเป็นผลมาจากการปล่อยก๊าซเรือนกระจกอย่างไร ของผลิตภัณฑ์เผาไหม้จากเครื่องยนต์อากาศยาน ในเวลาเดียวกัน แบบจำลองกล่องไม่เหมาะสำหรับการศึกษาปัญหาของคลอโรฟลูออโรคาร์บอน (CFC) เนื่องจากไม่สามารถอธิบายกระบวนการเคลื่อนที่จากพื้นผิวโลกไปยังสตราโตสเฟียร์ได้ นี่คือจุดที่แบบจำลองหนึ่งมิติมีประโยชน์ ซึ่งรวมกันโดยคำนึงถึงคำอธิบายโดยละเอียดเกี่ยวกับปฏิกิริยาทางเคมีในชั้นบรรยากาศและการเคลื่อนย้ายสิ่งเจือปนในแนวตั้ง และถึงแม้ว่าการระบุการถ่ายโอนในแนวดิ่งจะระบุไว้ที่นี่ค่อนข้างคร่าวๆ แต่การใช้แบบจำลองหนึ่งมิติก็เป็นก้าวสำคัญที่เห็นได้ชัดเจน เนื่องจากทำให้สามารถอธิบายปรากฏการณ์ที่แท้จริงได้ในทางใดทางหนึ่ง

เมื่อมองย้อนกลับไป เราสามารถพูดได้ว่าความรู้สมัยใหม่ส่วนใหญ่ของเรามีพื้นฐานมาจากงานคร่าวๆ ที่ทำในช่วงหลายปีที่ผ่านมาด้วยความช่วยเหลือของแบบจำลองมิติเดียวและแบบจำลองกล่อง ทำให้สามารถกำหนดกลไกการก่อตัวขององค์ประกอบก๊าซในบรรยากาศ ประเมินความเข้มข้นของแหล่งสารเคมีและแหล่งกักเก็บก๊าซแต่ละชนิด คุณสมบัติที่สำคัญขั้นตอนของการพัฒนาเคมีในชั้นบรรยากาศนี้คือแนวคิดใหม่ที่เกิดขึ้นได้รับการทดสอบในแบบจำลองและพูดคุยกันอย่างกว้างขวางในหมู่ผู้เชี่ยวชาญ ผลลัพธ์ที่ได้มักจะถูกเปรียบเทียบกับการประมาณการจากกลุ่มวิทยาศาสตร์อื่นๆ เนื่องจากการวัดภาคสนามไม่เพียงพออย่างชัดเจน และความแม่นยำของผลลัพธ์ก็ต่ำมาก นอกจากนี้ เพื่อยืนยันความถูกต้องของการสร้างแบบจำลองปฏิกิริยาทางเคมีบางอย่าง จำเป็นต้องดำเนินการตรวจวัดที่ซับซ้อน เมื่อความเข้มข้นของรีเอเจนต์ที่เข้าร่วมทั้งหมดถูกกำหนดพร้อมกัน ซึ่งเป็นไปไม่ได้ในทางปฏิบัติในเวลานั้นและแม้กระทั่งตอนนี้ (จนถึงขณะนี้ มีการตรวจวัดก๊าซเชิงซ้อนจากกระสวยเพียงไม่กี่ครั้งในช่วง 2-5 วัน) ดังนั้น การศึกษาแบบจำลองจึงดำเนินต่อไปก่อนการทดลอง และทฤษฎีไม่ได้อธิบายการสังเกตภาคสนามมากนักเนื่องจากมีส่วนทำให้ การวางแผนที่เหมาะสมที่สุด ตัวอย่างเช่น สารประกอบ เช่น คลอรีนไนเตรต ClONO2 ปรากฏตัวครั้งแรกในการศึกษาการสร้างแบบจำลอง จากนั้นจึงถูกค้นพบในชั้นบรรยากาศเท่านั้น แม้แต่การเปรียบเทียบการวัดที่มีอยู่กับการประมาณค่าแบบจำลองก็ทำได้ยาก เนื่องจากแบบจำลองหนึ่งมิติไม่สามารถคำนึงถึงการเคลื่อนที่ของอากาศในแนวนอนได้ ซึ่งเป็นสาเหตุที่ว่าทำไมบรรยากาศจึงสันนิษฐานว่าเป็นเนื้อเดียวกันในแนวนอน และผลลัพธ์ของแบบจำลองที่ได้รับนั้นสอดคล้องกับสถานะทั่วโลกโดยเฉลี่ย อย่างไรก็ตาม ในความเป็นจริง องค์ประกอบของอากาศเหนือภูมิภาคอุตสาหกรรมของยุโรปหรือสหรัฐอเมริกานั้นแตกต่างอย่างมากจากองค์ประกอบของอากาศเหนือออสเตรเลียหรือเหนือมหาสมุทรแปซิฟิก ดังนั้น ผลลัพธ์ของการสังเกตการณ์ภาคสนามส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับตำแหน่งและเวลาของการวัด และแน่นอนว่า ไม่สอดคล้องกับค่าเฉลี่ยทั่วโลกทุกประการ

เพื่อขจัดช่องว่างในการสร้างแบบจำลองนี้ ในยุค 80 นักวิจัยได้สร้างแบบจำลองสองมิติซึ่งเมื่อรวมกับการขนส่งในแนวตั้งแล้ว การขนส่งทางอากาศตามแนวเส้นเมอริเดียนก็ถูกนำมาพิจารณาด้วย (ตามวงกลมละติจูด บรรยากาศยังคงถือว่าเป็นเนื้อเดียวกัน) การสร้างแบบจำลองดังกล่าวในตอนแรกเต็มไปด้วยความยากลำบากอย่างมาก

ประการแรกจำนวนพารามิเตอร์โมเดลภายนอกเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว: ในแต่ละโหนดกริดจำเป็นต้องกำหนดอัตราการขนส่งในแนวตั้งและระหว่างแนวอุณหภูมิอุณหภูมิและความหนาแน่นของอากาศ ฯลฯ พารามิเตอร์หลายตัว (โดยหลักแล้วคือความเร็วที่กล่าวข้างต้น) ไม่ได้ถูกกำหนดอย่างน่าเชื่อถือในการทดลอง ดังนั้นจึงถูกเลือกด้วยเหตุผลเชิงคุณภาพ

ประการที่สองสถานะ เทคโนโลยีคอมพิวเตอร์ในเวลานั้น การพัฒนาแบบจำลองสองมิติอย่างสมบูรณ์ถูกขัดขวางอย่างเห็นได้ชัด ตรงกันข้ามกับโมเดลแบบมิติเดียวที่ประหยัดและโดยเฉพาะอย่างยิ่งรุ่นชนิดบรรจุกล่อง โมเดลแบบสองมิติจำเป็นต้องใช้หน่วยความจำและเวลาคอมพิวเตอร์มากกว่าอย่างเห็นได้ชัด และเป็นผลให้ผู้สร้างของพวกเขาถูกบังคับให้ลดความซับซ้อนของแผนการบัญชีสำหรับการเปลี่ยนแปลงทางเคมีในชั้นบรรยากาศลงอย่างมาก อย่างไรก็ตาม การศึกษาบรรยากาศที่ซับซ้อน ทั้งแบบจำลองและขนาดเต็มโดยใช้ดาวเทียม ทำให้สามารถวาดภาพองค์ประกอบของบรรยากาศได้ค่อนข้างกลมกลืนกัน แม้จะยังห่างไกลจากความสมบูรณ์ เช่นเดียวกับการสร้างสาเหตุหลักและ- ส่งผลต่อความสัมพันธ์ที่ทำให้เกิดการเปลี่ยนแปลงในเนื้อหาของส่วนประกอบอากาศแต่ละส่วน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การศึกษาจำนวนมากได้แสดงให้เห็นว่าการบินของเครื่องบินในชั้นโทรโพสเฟียร์ไม่ก่อให้เกิดอันตรายอย่างมีนัยสำคัญต่อโอโซนชั้นบรรยากาศโทรโพสเฟียร์ แต่การขึ้นสู่ชั้นสตราโตสเฟียร์ดูเหมือนจะส่งผลเสียต่อโอโซนโอโซน ความคิดเห็นของผู้เชี่ยวชาญส่วนใหญ่เกี่ยวกับบทบาทของ CFC เกือบจะเป็นเอกฉันท์: สมมติฐานของ Rowland และ Molina ได้รับการยืนยัน และสารเหล่านี้มีส่วนช่วยในการทำลายโอโซนในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์อย่างแท้จริง และการเพิ่มขึ้นของการผลิตทางอุตสาหกรรมเป็นประจำถือเป็นระเบิดเวลา เนื่องจาก การสลายตัวของสารซีเอฟซีไม่ได้เกิดขึ้นทันที แต่หลังจากผ่านไปหลายสิบร้อยปี ดังนั้น ผลกระทบของมลภาวะจะส่งผลกระทบต่อบรรยากาศไปอีกนานมาก ยิ่งไปกว่านั้น หากพวกมันคงอยู่เป็นเวลานาน คลอโรฟลูออโรคาร์บอนก็สามารถไปถึงจุดใดก็ได้ แม้แต่จุดที่ห่างไกลที่สุดในชั้นบรรยากาศ ดังนั้น นี่จึงเป็นภัยคุกคามในระดับโลก ถึงเวลาแล้วสำหรับการตัดสินใจทางการเมืองที่ตกลงกัน

ในปี 1985 ด้วยการมีส่วนร่วมของ 44 ประเทศ อนุสัญญาว่าด้วยการปกป้องชั้นโอโซนได้รับการพัฒนาและนำมาใช้ในกรุงเวียนนา ซึ่งกระตุ้นให้เกิดการศึกษาที่ครอบคลุม อย่างไรก็ตาม คำถามว่าจะทำอย่างไรกับสารซีเอฟซียังคงเปิดกว้างอยู่ เป็นไปไม่ได้ที่จะปล่อยให้เรื่องนี้ดำเนินไปตามหลักการ “มันจะคลี่คลายเอง” แต่ก็เป็นไปไม่ได้เช่นกันที่จะห้ามการผลิตสารเหล่านี้ในชั่วข้ามคืนโดยไม่สร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวงต่อเศรษฐกิจ ดูเหมือนว่าจะมีวิธีแก้ไขง่ายๆ: จำเป็นต้องเปลี่ยนสาร CFC ด้วยสารอื่นที่สามารถทำหน้าที่เดียวกันได้ (เช่น ในหน่วยทำความเย็น) และในขณะเดียวกันก็ไม่เป็นอันตรายหรืออย่างน้อยก็เป็นอันตรายต่อโอโซนน้อยกว่า แต่จงทำให้มันมีชีวิตขึ้นมา โซลูชั่นง่ายๆมันมักจะเป็นเรื่องยากมาก การสร้างสารดังกล่าวและการผลิตสารดังกล่าวไม่เพียงแต่ต้องใช้เงินลงทุนและเวลาจำนวนมหาศาลเท่านั้น แต่ยังจำเป็นต้องมีเกณฑ์ในการประเมินผลกระทบของสารใดๆ ที่มีต่อบรรยากาศและสภาพภูมิอากาศอีกด้วย

นักทฤษฎีกลับมาสนใจอีกครั้ง D. Webbles จากห้องปฏิบัติการแห่งชาติลิเวอร์มอร์เสนอให้ใช้ศักยภาพในการทำลายโอโซนเพื่อจุดประสงค์นี้ ซึ่งแสดงให้เห็นว่าโมเลกุลของสารทดแทนมีความแข็งแกร่ง (หรืออ่อนกว่า) มากเพียงใดที่ส่งผลต่อโอโซนในบรรยากาศมากกว่าโมเลกุลของ CFCl3 (Freon-11) ในเวลานั้นเป็นที่ทราบกันดีว่าอุณหภูมิของชั้นอากาศบนพื้นผิวขึ้นอยู่กับความเข้มข้นของก๊าซเจือปนบางชนิดอย่างมีนัยสำคัญ (เรียกว่าก๊าซเรือนกระจก) ส่วนใหญ่เป็นคาร์บอนไดออกไซด์ CO2 ไอน้ำ H2O โอโซน ฯลฯ สารซีเอฟซีและอีกหลายชนิด สิ่งทดแทนที่เป็นไปได้ การตรวจวัดแสดงให้เห็นว่าในช่วงการปฏิวัติอุตสาหกรรม อุณหภูมิเฉลี่ยทั่วโลกของชั้นผิวอากาศในแต่ละปีเพิ่มขึ้นและยังคงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และสิ่งนี้บ่งชี้ถึงการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญและไม่เป็นที่ต้องการเสมอไปในสภาพภูมิอากาศของโลก เพื่อควบคุมสถานการณ์นี้ ควบคู่ไปกับศักยภาพในการทำลายชั้นโอโซนของสาร จึงได้พิจารณาถึงศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อนด้วย ดัชนีนี้ระบุว่าสารประกอบที่ศึกษานั้นแรงกว่าหรืออ่อนกว่าเพียงใดที่ส่งผลต่ออุณหภูมิอากาศมากกว่าปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ที่เท่ากัน การคำนวณแสดงให้เห็นว่าสาร CFC และสารทดแทนมีศักยภาพในการทำให้เกิดภาวะโลกร้อนที่สูงมาก แต่เนื่องจากความเข้มข้นในบรรยากาศของสารเหล่านี้ต่ำกว่าความเข้มข้นของ CO2, H2O หรือ O3 มาก การมีส่วนร่วมทั้งหมดของสารเหล่านี้ต่อภาวะโลกร้อนจึงยังคงน้อยมาก ในขณะนี้...

ตารางศักยภาพในการทำลายโอโซนที่คำนวณได้และศักยภาพในการทำให้โลกร้อนของคลอโรฟลูออโรคาร์บอนและสารทดแทนที่เป็นไปได้เป็นพื้นฐานสำหรับการตัดสินใจระหว่างประเทศในการลดและห้ามการผลิตและการใช้ CFC จำนวนมากในเวลาต่อมา (พิธีสารมอนทรีออลปี 1987 และการแก้ไขในภายหลัง) บางทีผู้เชี่ยวชาญที่รวมตัวกันในมอนทรีออลอาจไม่เป็นเอกฉันท์ (ท้ายที่สุดบทความของพิธีสารนั้นมีพื้นฐานมาจาก "การประดิษฐ์" ของนักทฤษฎีที่ไม่ได้รับการยืนยันจากการทดลองทางธรรมชาติ) แต่ "บุคคล" ที่สนใจอีกคนหนึ่งพูดสนับสนุนการลงนามในเอกสารนี้ - บรรยากาศนั่นเอง

การประกาศว่านักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษค้นพบ "หลุมโอโซน" เหนือทวีปแอนตาร์กติกาเมื่อปลายปี พ.ศ. 2528 กลายเป็นความรู้สึกแห่งปีและปฏิกิริยาของประชาคมโลกต่อการประกาศนี้สามารถอธิบายได้ง่ายที่สุดด้วยคำสั้น ๆ เพียงคำเดียว - ช็อก สิ่งหนึ่งที่ภัยคุกคามต่อการทำลายชั้นโอโซนจะเกิดขึ้นในอนาคตอันไกลโพ้นเท่านั้น และอีกสิ่งหนึ่งที่เราทุกคนต้องเผชิญกับความล้มเหลว ทั้งคนธรรมดา นักการเมือง หรือนักทฤษฎีไม่พร้อมสำหรับเรื่องนี้

เป็นที่แน่ชัดอย่างรวดเร็วว่าไม่มีแบบจำลองใดที่มีอยู่สามารถสร้างระดับโอโซนที่ลดลงอย่างมีนัยสำคัญเช่นนี้ได้ ซึ่งหมายความว่าปรากฏการณ์ทางธรรมชาติที่สำคัญบางอย่างไม่ได้ถูกนำมาพิจารณาหรือประเมินต่ำไป ในไม่ช้า การศึกษาภาคสนามได้ดำเนินการภายใต้กรอบของโครงการศึกษาปรากฏการณ์แอนตาร์กติก ซึ่งเป็นที่ยอมรับว่าลักษณะเฉพาะของ การขนส่งอากาศในชั้นบรรยากาศในสตราโตสเฟียร์แอนตาร์กติก (การแยกตัวเกือบทั้งหมดในฤดูหนาวจากบรรยากาศที่เหลือ) รวมถึงในเวลานั้นมีการศึกษาปฏิกิริยาต่างกันเพียงเล็กน้อย (ปฏิกิริยาบนพื้นผิวของละอองลอยในชั้นบรรยากาศ - อนุภาคฝุ่น, เขม่า, น้ำแข็งลอย, หยดน้ำ ฯลฯ) เมื่อคำนึงถึงปัจจัยที่กล่าวมาข้างต้นเท่านั้นที่ทำให้สามารถบรรลุข้อตกลงที่น่าพอใจระหว่างผลลัพธ์ของแบบจำลองและข้อมูลเชิงสังเกตได้ และบทเรียนที่สอนโดย "หลุมโอโซน" ในแอนตาร์กติกก็ได้รับผลกระทบอย่างมาก การพัฒนาต่อไปเคมีบรรยากาศ

ประการแรก มีแรงผลักดันที่ชัดเจนให้กับการศึกษาโดยละเอียดเกี่ยวกับกระบวนการที่ต่างกันซึ่งเกิดขึ้นตามกฎหมายที่แตกต่างจากกฎที่กำหนดกระบวนการในเฟสก๊าซ ประการที่สอง มีความเข้าใจที่ชัดเจนว่าในระบบที่ซับซ้อน เช่น บรรยากาศ พฤติกรรมขององค์ประกอบต่างๆ ขึ้นอยู่กับความซับซ้อนทั้งหมดของการเชื่อมต่อภายใน กล่าวอีกนัยหนึ่งเนื้อหาของก๊าซในบรรยากาศไม่เพียงถูกกำหนดโดยความเข้มข้นของกระบวนการทางเคมีเท่านั้น แต่ยังรวมถึงอุณหภูมิอากาศการถ่ายเทมวลอากาศลักษณะของมลพิษจากละอองลอยของส่วนต่าง ๆ ของบรรยากาศ ฯลฯ ในทางกลับกัน , การแผ่รังสีความร้อนและความเย็น ซึ่งก่อตัวเป็นสนามอุณหภูมิของอากาศในชั้นบรรยากาศสตราโตสเฟียร์ ขึ้นอยู่กับความเข้มข้นและการกระจายในพื้นที่ของก๊าซเรือนกระจก และเป็นผลจากกระบวนการไดนามิกของชั้นบรรยากาศ ในที่สุด การให้ความร้อนด้วยรังสีที่ไม่สม่ำเสมอของโซนต่างๆ ของโลกและบางส่วนของชั้นบรรยากาศ จะสร้างการเคลื่อนที่ของอากาศในชั้นบรรยากาศและควบคุมความเข้มของอากาศ ดังนั้นความล้มเหลวในการคำนึงถึงข้อเสนอแนะใด ๆ ในแบบจำลองอาจเต็มไปด้วยข้อผิดพลาดขนาดใหญ่ในผลลัพธ์ที่ได้รับ (แม้ว่าเราจะทราบในการส่งผ่าน แต่การทำให้แบบจำลองมีความซับซ้อนมากเกินไปโดยไม่จำเป็นต้องเร่งด่วนนั้นไม่เหมาะสมพอ ๆ กับการยิงปืนใหญ่ใส่ตัวแทนนกที่รู้จัก) .

หากความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิอากาศและองค์ประกอบของก๊าซถูกนำมาพิจารณาในแบบจำลองสองมิติย้อนกลับไปในยุค 80 การใช้แบบจำลองสามมิติของการไหลเวียนในบรรยากาศทั่วไปเพื่ออธิบายการกระจายตัวของสิ่งสกปรกในบรรยากาศก็เป็นไปได้ด้วยคอมพิวเตอร์บูม เฉพาะในยุค 90 เท่านั้น แบบจำลองการหมุนเวียนทั่วไปแบบแรกดังกล่าวถูกนำมาใช้เพื่ออธิบายการกระจายตัวเชิงพื้นที่ของสารเชิงเคมี - ตัวตามรอย ต่อมาเนื่องจาก RAM ไม่เพียงพอของคอมพิวเตอร์ กระบวนการทางเคมีจึงถูกระบุด้วยพารามิเตอร์เพียงตัวเดียว - เวลาที่อยู่อาศัยของสิ่งเจือปนในชั้นบรรยากาศ และเมื่อเร็ว ๆ นี้กลุ่มการเปลี่ยนแปลงทางเคมีเท่านั้นที่กลายเป็นส่วนเต็มรูปแบบของแบบจำลองสามมิติ แม้ว่ายังคงมีปัญหาในการนำเสนอกระบวนการทางเคมีในชั้นบรรยากาศโดยละเอียดในแบบจำลอง 3 มิติ แต่ดูเหมือนว่าจะผ่านไม่ได้อีกต่อไป และแบบจำลอง 3 มิติที่ดีที่สุดประกอบด้วยปฏิกิริยาเคมีหลายร้อยรายการ ควบคู่ไปกับการเคลื่อนย้ายอากาศตามภูมิอากาศจริงในชั้นบรรยากาศโลก

ในเวลาเดียวกันการใช้โมเดลสมัยใหม่อย่างแพร่หลายไม่ได้ทำให้เกิดคำถามถึงประโยชน์ของโมเดลที่เรียบง่ายกว่าที่กล่าวถึงข้างต้น เป็นที่ทราบกันดีว่ายิ่งแบบจำลองมีความซับซ้อนมากเท่าใด การแยก “สัญญาณ” ออกจาก “สัญญาณรบกวนของแบบจำลอง” ก็ยิ่งยากขึ้นเท่านั้น วิเคราะห์ผลลัพธ์ที่ได้รับ ระบุกลไกสาเหตุและผลกระทบหลัก และประเมินผลกระทบของปัจจัยบางประการ ปรากฏการณ์เกี่ยวกับผลลัพธ์สุดท้าย (และดังนั้นความเหมาะสมในการคำนึงถึงสิ่งเหล่านี้ในแบบจำลอง) . และที่นี่แบบจำลองที่เรียบง่ายกว่าทำหน้าที่เป็นพื้นที่ทดสอบในอุดมคติทำให้สามารถรับการประมาณเบื้องต้นซึ่งจะใช้ในภายหลังในแบบจำลองสามมิติเพื่อศึกษาปรากฏการณ์ทางธรรมชาติใหม่ ๆ ก่อนที่จะรวมเข้ากับสิ่งที่ซับซ้อนมากขึ้น ฯลฯ

ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีอย่างรวดเร็วทำให้เกิดการวิจัยอีกหลายสาขา ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับเคมีในชั้นบรรยากาศ

การติดตามบรรยากาศด้วยดาวเทียมเมื่อมีการสร้างการเติมเต็มฐานข้อมูลจากดาวเทียมเป็นประจำ สำหรับองค์ประกอบที่สำคัญที่สุดของบรรยากาศซึ่งครอบคลุมเกือบทั่วโลก มีความจำเป็นต้องปรับปรุงวิธีการประมวลผล ซึ่งรวมถึงการกรองข้อมูล (การแยกสัญญาณและข้อผิดพลาดในการวัด) และการฟื้นฟูโปรไฟล์แนวตั้งของความเข้มข้นของสิ่งเจือปนโดยอิงตามเนื้อหาทั้งหมดในคอลัมน์บรรยากาศ และการแก้ไขข้อมูลในพื้นที่ที่ไม่สามารถวัดโดยตรงได้ด้วยเหตุผลทางเทคนิค นอกจากนี้ การติดตามดาวเทียมยังเสริมด้วยการสำรวจด้วยเครื่องบินที่วางแผนจะแก้ไข ปัญหาต่างๆตัวอย่างเช่น ในมหาสมุทรแปซิฟิกเขตร้อน แอตแลนติกเหนือ และแม้แต่ในสตราโตสเฟียร์ฤดูร้อนของอาร์กติก

ส่วนสำคัญของการวิจัยสมัยใหม่คือการดูดกลืน (การดูดซึม) ของฐานข้อมูลเหล่านี้ให้เป็นแบบจำลองที่มีความซับซ้อนต่างกันไป ในกรณีนี้ พารามิเตอร์จะถูกเลือกตามเงื่อนไขของความใกล้เคียงที่ใกล้เคียงที่สุดระหว่างค่าที่วัดได้และค่าแบบจำลองของเนื้อหาสิ่งเจือปนที่จุด (ภูมิภาค) ด้วยวิธีนี้จะมีการตรวจสอบคุณภาพของแบบจำลองตลอดจนการคาดการณ์ค่าที่วัดได้นอกขอบเขตและระยะเวลาของการวัด

การประมาณความเข้มข้นของสารมลพิษในชั้นบรรยากาศอายุสั้น อนุมูลบรรยากาศซึ่งมีบทบาทสำคัญในเคมีในบรรยากาศ เช่น ไฮดรอกซิล OH, เปอร์ไฮดรอกซิล HO2, ไนตริกออกไซด์ NO, ออกซิเจนอะตอมมิกในสถานะตื่นเต้น O (1D) เป็นต้น มีปฏิกิริยาทางเคมีมากที่สุด ดังนั้นจึงมีขนาดเล็กมาก ( หลายวินาทีหรือนาที ) “ตลอดชีวิต” ในชั้นบรรยากาศ ดังนั้นการวัดอนุมูลดังกล่าวจึงเป็นเรื่องยากมาก และการสร้างเนื้อหาขึ้นใหม่ในอากาศมักดำเนินการโดยใช้แบบจำลองความสัมพันธ์ระหว่างแหล่งสารเคมีและแหล่งกักเก็บของอนุมูลเหล่านี้ เป็นเวลานานความเข้มของแหล่งที่มาและแหล่งรับคำนวณจากข้อมูลแบบจำลอง ด้วยการมาถึงของการวัดที่เหมาะสม มันเป็นไปได้ที่จะสร้างความเข้มข้นของอนุมูลอิสระตามความเข้มข้นเหล่านั้น ขณะเดียวกันก็ปรับปรุงแบบจำลองและขยายข้อมูลเกี่ยวกับองค์ประกอบก๊าซในบรรยากาศ

การสร้างองค์ประกอบก๊าซในบรรยากาศในยุคก่อนอุตสาหกรรมและยุคก่อนหน้าของโลกขึ้นมาใหม่ด้วยการตรวจวัดในแกนน้ำแข็งแอนตาร์กติกและกรีนแลนด์ ซึ่งมีอายุตั้งแต่หลายร้อยถึงหลายแสนปี ทำให้ทราบความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ ไนตรัสออกไซด์ มีเทน คาร์บอนมอนอกไซด์ รวมถึงอุณหภูมิในสมัยนั้น . การสร้างแบบจำลองสถานะของบรรยากาศในยุคเหล่านั้นและการเปรียบเทียบกับปัจจุบันทำให้สามารถติดตามวิวัฒนาการของชั้นบรรยากาศของโลกและประเมินระดับผลกระทบของมนุษย์ต่อสภาพแวดล้อมทางธรรมชาติ

การประเมินความเข้มข้นของแหล่งกำเนิดส่วนประกอบอากาศที่สำคัญที่สุดการตรวจวัดปริมาณก๊าซในอากาศบนพื้นผิวอย่างเป็นระบบ เช่น มีเทน คาร์บอนมอนอกไซด์ และไนโตรเจนออกไซด์ กลายเป็นพื้นฐานสำหรับการแก้ปัญหาผกผัน นั่นคือ การประมาณปริมาณการปล่อยก๊าซจากแหล่งพื้นดินสู่ชั้นบรรยากาศโดยอิงตามความเข้มข้นที่ทราบ . น่าเสียดายที่มีเพียงรายการของผู้กระทำผิดของความปั่นป่วนสากล - CFCs - เป็นงานที่ค่อนข้างง่ายเนื่องจากสารเหล่านี้เกือบทั้งหมดไม่มีแหล่งธรรมชาติและปริมาณทั้งหมดที่เข้าสู่ชั้นบรรยากาศถูก จำกัด ด้วยปริมาณการผลิต ก๊าซที่เหลือมีแหล่งพลังงานที่แตกต่างกันและเทียบเคียงได้ ตัวอย่างเช่น แหล่งที่มาของมีเทนคือพื้นที่ที่มีน้ำท่วมขัง หนองน้ำ บ่อน้ำมัน เหมืองถ่านหิน สารประกอบนี้ถูกหลั่งออกมาจากอาณานิคมของปลวกและยังเป็นของเสียขนาดใหญ่อีกด้วย วัว. คาร์บอนมอนอกไซด์เข้าสู่ชั้นบรรยากาศโดยเป็นส่วนหนึ่งของก๊าซไอเสียซึ่งเป็นผลมาจากการเผาไหม้เชื้อเพลิงตลอดจนระหว่างการเกิดออกซิเดชันของมีเทนและสารประกอบอินทรีย์หลายชนิด การวัดโดยตรงของการปล่อยก๊าซเหล่านี้เป็นเรื่องยาก แต่มีการพัฒนาเทคนิคต่างๆ เพื่อประมาณแหล่งที่มาของก๊าซมลพิษทั่วโลก ซึ่งความไม่แน่นอนได้ลดลงอย่างมากในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา แม้ว่าจะยังคงมีขนาดใหญ่ก็ตาม

การพยากรณ์การเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของชั้นบรรยากาศและสภาพอากาศของโลกพิจารณาแนวโน้ม - แนวโน้มในเนื้อหาของก๊าซในชั้นบรรยากาศ, การประเมินแหล่งที่มา, อัตราการเติบโตของประชากรโลก, อัตราการเพิ่มขึ้นของการผลิตพลังงานทุกประเภท ฯลฯ - กลุ่มผู้เชี่ยวชาญพิเศษสร้างและปรับสถานการณ์อย่างต่อเนื่องเพื่อความน่าจะเป็น มลภาวะในบรรยากาศในอีก 10, 30, 100 ปีข้างหน้า จากข้อมูลดังกล่าว คาดการณ์การเปลี่ยนแปลงที่เป็นไปได้ขององค์ประกอบก๊าซ อุณหภูมิ และการไหลเวียนของบรรยากาศโดยใช้แบบจำลอง ด้วยวิธีนี้ คุณสามารถตรวจจับแนวโน้มที่ไม่เอื้ออำนวยในสภาวะบรรยากาศได้ล่วงหน้า และคุณสามารถลองกำจัดแนวโน้มเหล่านั้นได้ จะต้องไม่เกิดเหตุการณ์ช็อกที่แอนตาร์กติกในปี 1985 ซ้ำอีก

ปรากฏการณ์ภาวะเรือนกระจกของชั้นบรรยากาศ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เป็นที่ชัดเจนว่าการเปรียบเทียบระหว่างเรือนกระจกธรรมดากับปรากฏการณ์เรือนกระจกในชั้นบรรยากาศนั้นไม่ถูกต้องทั้งหมด ในตอนท้ายของศตวรรษที่ผ่านมา Wood นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันผู้โด่งดังได้เปลี่ยนกระจกธรรมดาเป็นแก้วควอทซ์ในแบบจำลองห้องปฏิบัติการของเรือนกระจกและไม่พบการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในการทำงานของเรือนกระจกแสดงให้เห็นว่าปัญหาไม่ได้อยู่ที่ความล่าช้าของ การแผ่รังสีความร้อนของดินโดยกระจกที่ส่งผ่านรังสีดวงอาทิตย์ แต่บทบาทของแก้วเข้ามา ในกรณีนี้ประกอบด้วยเพียงการ “ตัด” การแลกเปลี่ยนความร้อนปั่นป่วนระหว่างผิวดินกับบรรยากาศเท่านั้น

ผลกระทบจากภาวะเรือนกระจก (เรือนกระจก) ของชั้นบรรยากาศคือความสามารถในการส่งผ่านรังสีดวงอาทิตย์ แต่ยังคงรักษารังสีจากภาคพื้นดิน ซึ่งส่งเสริมการสะสมความร้อนจากโลก ชั้นบรรยากาศของโลกส่งผ่านรังสีดวงอาทิตย์คลื่นสั้นได้ค่อนข้างดี ซึ่งถูกดูดซับโดยพื้นผิวโลกเกือบทั้งหมด ความร้อนเนื่องจากการดูดซับรังสีดวงอาทิตย์ พื้นผิวโลกกลายเป็นแหล่งกำเนิดรังสีจากบกซึ่งส่วนใหญ่เป็นคลื่นยาว ซึ่งส่วนหนึ่งออกไปสู่อวกาศ

ผลของการเพิ่มความเข้มข้นของ CO2

นักวิทยาศาสตร์และนักวิจัยยังคงถกเถียงกันเกี่ยวกับองค์ประกอบของก๊าซเรือนกระจกที่เรียกว่า สิ่งที่น่าสนใจที่สุดในเรื่องนี้คือผลของการเพิ่มความเข้มข้นของก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ต่อภาวะเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศ แนะนำว่าโครงการที่รู้จักกันดี: "การเพิ่มความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ช่วยเพิ่มปรากฏการณ์เรือนกระจกซึ่งนำไปสู่ภาวะโลกร้อน" นั้นง่ายมากและห่างไกลจากความเป็นจริงมาก เนื่องจาก "ก๊าซเรือนกระจก" ที่สำคัญที่สุดไม่ใช่ CO2 ได้เลย ยกเว้นไอน้ำ ในเวลาเดียวกัน ข้อสงวนที่ว่าความเข้มข้นของไอน้ำในชั้นบรรยากาศถูกกำหนดโดยพารามิเตอร์ของระบบภูมิอากาศเท่านั้น ไม่สามารถทนต่อการวิพากษ์วิจารณ์ได้อีกต่อไป เนื่องจากผลกระทบของมนุษย์ต่อวัฏจักรของน้ำทั่วโลกได้รับการพิสูจน์อย่างน่าเชื่อถือแล้ว

ตามสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ เราชี้ไปที่ ผลที่ตามมาดังต่อไปนี้ภาวะเรือนกระจกที่กำลังจะเกิดขึ้น ประการแรกตามการประมาณการที่พบบ่อยที่สุดภายในสิ้นศตวรรษที่ 21 ปริมาณ CO2 ในบรรยากาศจะเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าซึ่งจะทำให้อุณหภูมิพื้นผิวโลกโดยเฉลี่ยเพิ่มขึ้น 3 - 5 o C อย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ ในเวลาเดียวกันก็คาดว่าจะร้อนขึ้น ส่งผลให้ฤดูร้อนแห้งแล้งขึ้นในละติจูดเขตอบอุ่นของซีกโลกเหนือ

ประการที่สองสันนิษฐานว่าการเพิ่มขึ้นของอุณหภูมิพื้นผิวโลกโดยเฉลี่ยจะทำให้ระดับมหาสมุทรโลกเพิ่มขึ้น 20 - 165 เซนติเมตรเนื่องจากการขยายตัวทางความร้อนของน้ำ สำหรับแผ่นน้ำแข็งแอนตาร์กติกนั้น การทำลายล้างนั้นเป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ เนื่องจากการละลายต้องใช้อุณหภูมิที่สูงกว่า ไม่ว่าในกรณีใดกระบวนการละลายน้ำแข็งแอนตาร์กติกจะใช้เวลานานมาก

ที่สาม,ความเข้มข้นของ CO2 ในบรรยากาศสามารถส่งผลดีอย่างมากต่อผลผลิตพืชผล ผลการทดลองชี้ให้เห็นว่าภายใต้เงื่อนไขของปริมาณ CO2 ในอากาศที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง พืชตามธรรมชาติและพืชที่ได้รับการเพาะปลูกจะเข้าสู่สภาวะที่เหมาะสมที่สุด พื้นผิวใบของพืชจะเพิ่มขึ้น ความถ่วงจำเพาะของวัตถุแห้งของใบจะเพิ่มขึ้น ขนาดผลไม้โดยเฉลี่ยและจำนวนเมล็ดจะเพิ่มขึ้น การสุกของเมล็ดจะเร่งขึ้น และผลผลิตจะเพิ่มขึ้น

ประการที่สี่ที่ละติจูดสูง ป่าธรรมชาติ โดยเฉพาะป่าทางเหนือ อาจไวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิได้มาก ภาวะโลกร้อนอาจนำไปสู่การลดลงอย่างรวดเร็วในพื้นที่ป่าเหนือรวมถึงการเปลี่ยนเขตแดนไปทางเหนือ ป่าในเขตร้อนและกึ่งเขตร้อนอาจมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงของการตกตะกอนมากกว่าอุณหภูมิ

พลังงานแสงจากดวงอาทิตย์แทรกซึมชั้นบรรยากาศ ถูกดูดซับโดยพื้นผิวโลกและทำให้ร้อนขึ้น ในกรณีนี้ พลังงานแสงจะกลายเป็นความร้อน ซึ่งถูกปล่อยออกมาในรูปของรังสีอินฟราเรดหรือรังสีความร้อน รังสีอินฟราเรดนี้ซึ่งสะท้อนจากพื้นผิวโลกถูกดูดซับโดยคาร์บอนไดออกไซด์ ในขณะที่มันร้อนตัวเองและทำให้ชั้นบรรยากาศร้อนขึ้น ซึ่งหมายความว่ายิ่งก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศมากเท่าไรก็ยิ่งส่งผลกระทบต่อสภาพอากาศบนโลกมากขึ้นเท่านั้น สิ่งเดียวกันนี้เกิดขึ้นในเรือนกระจก ซึ่งเป็นเหตุให้ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์เรือนกระจก

หากสิ่งที่เรียกว่าก๊าซเรือนกระจกยังคงไหลในอัตราปัจจุบันภายในศตวรรษหน้า อุณหภูมิเฉลี่ยอุณหภูมิของโลกจะเพิ่มขึ้น 4 - 5 o C ซึ่งอาจส่งผลให้โลกร้อนขึ้นได้

บทสรุป

การเปลี่ยนทัศนคติต่อธรรมชาติไม่ได้หมายความว่าคุณควรละทิ้งความก้าวหน้าทางเทคโนโลยี การหยุดมันไม่ได้ช่วยแก้ปัญหา แต่ทำได้เพียงชะลอการแก้ปัญหาเท่านั้น มีความจำเป็นที่จะต้องพยายามอย่างต่อเนื่องและอดทนในการลดการปล่อยก๊าซเรือนกระจกผ่านการแนะนำเทคโนโลยีด้านสิ่งแวดล้อมใหม่ ๆ เพื่อการประหยัดวัตถุดิบ การใช้พลังงาน และเพิ่มจำนวนการปลูก การดำเนินกิจกรรมการศึกษาเกี่ยวกับโลกทัศน์ทางนิเวศน์ของประชากร

ตัวอย่างเช่น ในสหรัฐอเมริกา หนึ่งในองค์กรการผลิตยางสังเคราะห์ตั้งอยู่ติดกับพื้นที่อยู่อาศัย ซึ่งไม่ได้ทำให้เกิดการประท้วงจากผู้อยู่อาศัย เนื่องจากแผนงานเทคโนโลยีที่เป็นมิตรกับสิ่งแวดล้อมกำลังทำงานอยู่ ซึ่งในอดีตด้วยเทคโนโลยีเก่า ไม่สะอาดมาก

ซึ่งหมายความว่าเราต้องการเทคโนโลยีที่เข้มงวดซึ่งตรงตามเกณฑ์ที่เข้มงวดที่สุด เทคโนโลยีสมัยใหม่ที่มีแนวโน้มจะช่วยให้เราบรรลุเป้าหมาย ระดับสูงความเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมของการผลิตในทุกภาคส่วนของอุตสาหกรรมและการขนส่ง ตลอดจนการเพิ่มจำนวนพื้นที่สีเขียวที่ปลูกในเขตอุตสาหกรรมและเมืองต่างๆ

ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา การทดลองเป็นผู้นำในการพัฒนาเคมีในชั้นบรรยากาศ และสถานที่ของทฤษฎีก็เหมือนกับในวิทยาศาสตร์คลาสสิกที่น่านับถือ แต่ยังมีบางประเด็นที่การวิจัยทางทฤษฎียังคงมีความสำคัญ เช่น การทดลองแบบจำลองเท่านั้นที่สามารถทำนายการเปลี่ยนแปลงองค์ประกอบของบรรยากาศ หรือประเมินประสิทธิผลของมาตรการจำกัดที่ดำเนินการภายในกรอบของพิธีสารมอนทรีออล เคมีบรรยากาศในปัจจุบันเริ่มต้นจากการแก้ปัญหาที่สำคัญ แต่เป็นส่วนตัว โดยร่วมมือกับสาขาวิชาที่เกี่ยวข้อง ครอบคลุมปัญหาที่ซับซ้อนทั้งหมดในการศึกษาและการปกป้องสิ่งแวดล้อม บางทีเราอาจพูดได้ว่าปีแรกของการพัฒนาเคมีในบรรยากาศผ่านไปภายใต้คติประจำใจ: "อย่ามาสาย!" การวิ่งเริ่มต้นสิ้นสุดลงแล้ว การวิ่งยังคงดำเนินต่อไป

ครั้งที่สอง กระจายคุณลักษณะตามออร์แกเนลล์ของเซลล์ (วางตัวอักษรที่ตรงกับลักษณะของออร์แกเนลล์ตรงข้ามกับชื่อของออร์แกเนลล์) (26 คะแนน)

ครั้งที่สอง คำแนะนำด้านการศึกษาและระเบียบวิธีสำหรับนักเรียนเต็มเวลาของสาขาวิชาเฉพาะที่ไม่ใช่ปรัชญาทั้งหมด 1 หน้า

รูปลักษณ์ใหม่การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตเพื่อการดำรงชีวิตในสิ่งแวดล้อมภาคพื้นดิน-อากาศ สิ่งมีชีวิตใน สภาพแวดล้อมภาคพื้นดินและอากาศล้อมรอบด้วยอากาศ อากาศมีความหนาแน่นต่ำและเป็นผลให้แรงยกต่ำ การรองรับไม่มีนัยสำคัญ และความต้านทานต่อการเคลื่อนไหวของสิ่งมีชีวิตต่ำ สิ่งมีชีวิตบนบกอาศัยอยู่ในสภาวะที่ค่อนข้างต่ำและคงที่ ความดันบรรยากาศเนื่องจากความหนาแน่นของอากาศต่ำ

อากาศมีความจุความร้อนต่ำ จึงร้อนขึ้นเร็วและเย็นลงเร็วพอๆ กัน ความเร็วของกระบวนการนี้สัมพันธ์ผกผันกับปริมาณไอน้ำที่บรรจุอยู่ในนั้น

มวลอากาศเบามีความคล่องตัวมากกว่าทั้งแนวนอนและแนวตั้ง ซึ่งช่วยรักษาองค์ประกอบของก๊าซในอากาศให้คงที่ ปริมาณออกซิเจนในอากาศสูงกว่าในน้ำมาก ดังนั้นออกซิเจนบนบกจึงไม่ใช่ปัจจัยจำกัด

แสงในแหล่งที่อยู่อาศัยบนโลก เนื่องจากบรรยากาศโปร่งใสสูง จึงไม่ทำหน้าที่เป็นปัจจัยจำกัด ซึ่งแตกต่างจากสภาพแวดล้อมทางน้ำ

สภาพแวดล้อมภาคพื้นดินมีระบอบความชื้นที่แตกต่างกัน: ตั้งแต่ความอิ่มตัวของอากาศที่สมบูรณ์และคงที่ด้วยไอน้ำในบางพื้นที่ของเขตร้อนไปจนถึงการขาดหายไปในอากาศแห้งของทะเลทราย นอกจากนี้ยังมีความแปรปรวนของความชื้นในอากาศตลอดทั้งวันและฤดูกาลอีกด้วย

ความชื้นบนพื้นดินทำหน้าที่เป็นปัจจัยจำกัด

เนื่องจากการมีอยู่ของแรงโน้มถ่วงและไม่มีแรงลอยตัว ผู้อยู่อาศัยบนบกจึงมีระบบสนับสนุนที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีเพื่อรองรับร่างกายของพวกเขา ในพืช เนื้อเยื่อเหล่านี้เป็นเนื้อเยื่อกลต่างๆ โดยเฉพาะอย่างยิ่งที่พัฒนาขึ้นอย่างทรงพลังในต้นไม้ ในระหว่างกระบวนการวิวัฒนาการ สัตว์ได้พัฒนาทั้งโครงกระดูกภายนอก (สัตว์ขาปล้อง) และโครงกระดูกภายใน (คอร์ด) สัตว์บางกลุ่มมีโครงกระดูกไฮโดรสเกเลตัน (พยาธิตัวกลมและไส้เดือนฝอย) ปัญหาระหว่างสิ่งมีชีวิตบนโลกกับการรักษาร่างกายในอวกาศและการเอาชนะแรงโน้มถ่วงได้จำกัดมวลและขนาดสูงสุดของพวกเขา สัตว์บกที่ใหญ่ที่สุดมีขนาดและน้ำหนักน้อยกว่ายักษ์ในสภาพแวดล้อมทางน้ำ (น้ำหนักของช้างถึง 5 ตันและปลาวาฬสีน้ำเงิน - 150 ตัน)

ความต้านทานต่ออากาศต่ำมีส่วนทำให้วิวัฒนาการของระบบการเคลื่อนที่ของสัตว์บกมีความก้าวหน้ามากขึ้น ดังนั้นสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมจึงได้รับความเร็วสูงสุดในการเคลื่อนที่บนบกและนกก็เชี่ยวชาญสภาพแวดล้อมทางอากาศและพัฒนาความสามารถในการบิน

สิ่งมีชีวิตบนบกบางชนิดใช้ความคล่องตัวสูงของอากาศในแนวตั้งและแนวนอน ขั้นตอนที่แตกต่างกันการพัฒนาเพื่อการแพร่กระจายด้วยความช่วยเหลือของกระแสอากาศ (แมงมุมหนุ่ม, แมลง, สปอร์, เมล็ดพืช, ผลไม้พืช, ซีสต์โปรติสต์) โดยการเปรียบเทียบกับสิ่งมีชีวิตแพลงก์ตอนในน้ำ แมลงได้พัฒนาการดัดแปลงที่คล้ายกัน เช่น การปรับตัวให้เข้ากับการบินแบบพาสซีฟในอากาศ - ขนาดลำตัวเล็ก ผลพลอยได้ต่างๆ ที่เพิ่มพื้นผิวสัมพัทธ์ของร่างกายหรือบางส่วนของมัน เมล็ดและผลไม้ที่กระจายไปตามลมมีอวัยวะที่มีลักษณะคล้ายปีกและพารากอตซึ่งช่วยเพิ่มความสามารถในการร่อน

การปรับตัวของสิ่งมีชีวิตบนบกเพื่อรักษาความชื้นก็มีความหลากหลายเช่นกัน ในแมลงร่างกายได้รับการปกป้องอย่างน่าเชื่อถือจากการทำให้แห้งด้วยหนังกำพร้าไคติไนซ์หลายชั้นซึ่งชั้นนอกประกอบด้วยไขมันและสารคล้ายขี้ผึ้ง อุปกรณ์ประหยัดน้ำที่คล้ายกันนี้ได้รับการพัฒนาในสัตว์เลื้อยคลานเช่นกัน ความสามารถในการปฏิสนธิภายในที่พัฒนาขึ้นในสัตว์บกทำให้พวกมันเป็นอิสระจากสภาพแวดล้อมทางน้ำ

ดินเป็นระบบที่ซับซ้อนประกอบด้วยอนุภาคของแข็งที่ล้อมรอบด้วยอากาศและน้ำ

ขึ้นอยู่กับประเภท - ดินเหนียว, ทราย, ดินเหนียว-ทรายฯลฯ - ดินถูกแทรกซึมไปด้วยโพรงที่เต็มไปด้วยส่วนผสมของก๊าซและ สารละลายที่เป็นน้ำ. เมื่อเปรียบเทียบกับชั้นอากาศในดิน ความผันผวนของอุณหภูมิจะลดลง และที่ระดับความลึก 1 เมตร การเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิตามฤดูกาลก็มองไม่เห็นเช่นกัน

ขอบฟ้าดินบนสุดมีมากหรือน้อย ฮิวมัสขึ้นอยู่กับผลผลิตของพืช ชั้นกลางที่อยู่ด้านล่างมีสารชะล้างออกจากชั้นบนสุดและ สารที่ถูกเปลี่ยนรูปชั้นล่างสุดจะถูกนำเสนอ สายพันธุ์ของมารดา

น้ำในดินมีอยู่ในช่องว่างเล็กๆ องค์ประกอบของอากาศในดินเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วตามความลึก: ปริมาณออกซิเจนลดลงและปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์เพิ่มขึ้น เมื่อดินถูกน้ำท่วมหรือการสลายตัวของสารอินทรีย์อย่างเข้มข้น โซนปลอดออกซิเจนจะปรากฏขึ้น ดังนั้นสภาพการดำรงอยู่ในดินจึงแตกต่างกันตามขอบเขตที่ต่างกัน

ในระหว่างวิวัฒนาการ สภาพแวดล้อมนี้ได้รับการพัฒนาช้ากว่าสภาพแวดล้อมทางน้ำ ลักษณะเฉพาะของมันคือมันเป็นก๊าซ ดังนั้นจึงมีความชื้น ความหนาแน่นและความดันต่ำ และมีปริมาณออกซิเจนสูง

ในระหว่างวิวัฒนาการ สิ่งมีชีวิตได้พัฒนาการปรับตัวทางกายวิภาค สัณฐานวิทยา สรีรวิทยา พฤติกรรม และอื่นๆ ที่จำเป็น

สัตว์ในสภาพแวดล้อมพื้นดิน-อากาศเคลื่อนที่บนดินหรือทางอากาศ (นก แมลง) และพืชจะหยั่งรากในดิน ในเรื่องนี้สัตว์พัฒนาปอดและหลอดลมและพืชก็พัฒนาอุปกรณ์ปากใบเช่น

อวัยวะที่ชาวโลกดูดซับออกซิเจนโดยตรงจากอากาศ อวัยวะโครงกระดูกได้รับการพัฒนาอย่างแข็งแกร่งทำให้มั่นใจในความเป็นอิสระในการเคลื่อนไหวบนบกและรองรับร่างกายด้วยอวัยวะทั้งหมดในสภาวะที่มีความหนาแน่นของสิ่งแวดล้อมไม่มีนัยสำคัญซึ่งน้อยกว่าน้ำหลายพันเท่า

ปัจจัยทางนิเวศน์ในสภาพแวดล้อมพื้นดิน-อากาศแตกต่างจากแหล่งที่อยู่อาศัยอื่นๆ ในเรื่องความเข้มของแสงสูง ความผันผวนของอุณหภูมิและความชื้นในอากาศอย่างมีนัยสำคัญ และความสัมพันธ์ของปัจจัยทั้งหมดกับ ที่ตั้งทางภูมิศาสตร์การเปลี่ยนแปลงฤดูกาลของปีและเวลาของวัน

ผลกระทบที่มีต่อสิ่งมีชีวิตนั้นเชื่อมโยงอย่างแยกไม่ออกกับการเคลื่อนที่และตำแหน่งของอากาศที่สัมพันธ์กับทะเลและมหาสมุทร และแตกต่างอย่างมากจากผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมทางน้ำ (ตาราง

ตารางที่ 5

สภาพที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตในอากาศและน้ำ

(อ้างอิงจาก D.F. Mordukhai-Boltovsky, 1974)

สภาพแวดล้อมทางอากาศ

สภาพแวดล้อมทางน้ำ

ความชื้น	สำคัญมาก (มักขาดแคลน)	ไม่มี (เกินเสมอ)
ความหนาแน่น	เล็กน้อย (ยกเว้นดิน)	ใหญ่มากเมื่อเทียบกับบทบาทของชาวอากาศ
ความดัน	แทบไม่มีเลย	ใหญ่ (สามารถเข้าถึง 1,000 บรรยากาศ)
อุณหภูมิ	สำคัญ (แปรผันภายในขีดจำกัดที่กว้างมาก - ตั้งแต่ -80 ถึง +1ОО°С และอื่นๆ)	น้อยกว่าค่าสำหรับผู้อยู่อาศัยในอากาศ (แตกต่างกันน้อยกว่ามาก โดยปกติตั้งแต่ -2 ถึง +40°C)
ออกซิเจน	ไม่จำเป็น (ส่วนใหญ่เป็นส่วนเกิน)	จำเป็น (มักขาดแคลน)
ของแข็งแขวนลอย	ไม่สำคัญ; ไม่ใช้สำหรับอาหาร (แร่ธาตุเป็นหลัก)	สำคัญ(แหล่งอาหารโดยเฉพาะอินทรียวัตถุ)
สารที่ละลายใน สิ่งแวดล้อม	ในระดับหนึ่ง (เกี่ยวข้องเฉพาะในการแก้ปัญหาดิน)	สำคัญ (ต้องมีปริมาณที่แน่นอน)

สัตว์และพืชบกได้พัฒนาตนเองโดยการปรับตัวให้เข้ากับปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่เอื้ออำนวย: โครงสร้างที่ซับซ้อนร่างกายและสิ่งปกคลุม ช่วงเวลาและจังหวะของวงจรชีวิต กลไกของการควบคุมอุณหภูมิ ฯลฯ

การเคลื่อนย้ายสัตว์อย่างมีจุดมุ่งหมายเพื่อค้นหาอาหารที่พัฒนาขึ้น สปอร์ เมล็ดพืช และละอองเกสรที่พัดผ่านลมปรากฏขึ้น เช่นเดียวกับพืชและสัตว์ที่ชีวิตเชื่อมโยงกับสภาพแวดล้อมในอากาศโดยสิ้นเชิง ความสัมพันธ์เชิงหน้าที่ ทรัพยากร และกลไกที่ใกล้ชิดเป็นพิเศษกับดินได้ก่อตัวขึ้น

การดัดแปลงหลายอย่างถูกกล่าวถึงข้างต้นเพื่อเป็นตัวอย่างในการระบุลักษณะปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต

ดังนั้นจึงไม่มีประโยชน์ที่จะพูดซ้ำอีกครั้งในตอนนี้ เนื่องจากเราจะกลับไปหาพวกเขาในชั้นเรียนภาคปฏิบัติ

ดินเป็นที่อยู่อาศัย

โลกเป็นดาวเคราะห์ดวงเดียวที่มีดิน (เอดาสเฟียร์, เพโดสเฟียร์) - พิเศษ เปลือกด้านบนซูชิ.

เปลือกหอยนี้ก่อตัวขึ้นในช่วงเวลาที่คาดการณ์ไว้ในอดีต ซึ่งเป็นยุคเดียวกับสิ่งมีชีวิตบนบกบนโลกนี้ เป็นครั้งแรกที่ M.V. ตอบคำถามเกี่ยวกับที่มาของดิน Lomonosov (“บนชั้นโลก”): “…ดินเกิดจากการเน่าเปื่อยของตัวสัตว์และพืช…ตลอดระยะเวลาที่ผ่านมา…”

และคุณเป็นนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียผู้ยิ่งใหญ่ คุณ. Dokuchaev (1899: 16) เป็นคนแรกที่เรียกดินว่าเป็นวัตถุธรรมชาติที่เป็นอิสระ และพิสูจน์ว่าดินคือ "... วัตถุทางประวัติศาสตร์ทางธรรมชาติที่เป็นอิสระเช่นเดียวกับพืช สัตว์ใด ๆ แร่ธาตุใด ๆ... มันเป็นผลลัพธ์ ฟังก์ชัน ของกิจกรรมร่วมกันของภูมิอากาศในพื้นที่ที่กำหนด สิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์ ภูมิประเทศ และอายุของประเทศ...สุดท้ายคือดินใต้ผิวดิน กล่าวคือ

แหล่งหินพื้นดิน ... สารก่อรูปดินทั้งหมดนี้โดยพื้นฐานแล้วมีปริมาณเท่ากันโดยสมบูรณ์และมีส่วนเท่ากันในการก่อตัวของดินปกติ…”

และนักวิทยาศาสตร์ด้านดินชื่อดังยุคใหม่ เอ็น.เอ.

Kaczynski (“Soil, its properties and life”, 1975) ให้คำจำกัดความของดินดังนี้ “ดินต้องเข้าใจว่าเป็นชั้นผิวทั้งหมดของหิน แปรรูปและเปลี่ยนแปลงโดยอิทธิพลร่วมกันของสภาพอากาศ (แสง ความร้อน อากาศ น้ำ) สิ่งมีชีวิตของพืชและสัตว์”

องค์ประกอบโครงสร้างหลักของดิน ได้แก่ ฐานแร่ อินทรียฺวัตถุ, อากาศและน้ำ

ฐานแร่ (โครงกระดูก)(50-60% ของดินทั้งหมด) เป็นสารอนินทรีย์ที่เกิดขึ้นจากหินภูเขาที่อยู่เบื้องล่าง (ชั้นหินที่ก่อตัวเป็นดิน) อันเป็นผลมาจากสภาพดินฟ้าอากาศ

ขนาดอนุภาคโครงกระดูกมีตั้งแต่ก้อนหินและก้อนหิน ไปจนถึงเม็ดทรายและอนุภาคเล็กๆ ของโคลน ลักษณะทางเคมีกายภาพดินถูกกำหนดโดยองค์ประกอบของหินที่ก่อตัวเป็นดินเป็นหลัก

การซึมผ่านและความพรุนของดินซึ่งรับประกันการไหลเวียนของน้ำและอากาศ ขึ้นอยู่กับอัตราส่วนของดินเหนียวและทรายในดินและขนาดของชิ้นส่วน

ในสภาพอากาศอบอุ่น เหมาะอย่างยิ่งหากดินประกอบด้วยดินเหนียวและทรายในปริมาณเท่ากัน เช่น หมายถึงดินร่วน

ในกรณีนี้ ดินไม่เสี่ยงต่อการมีน้ำขังหรือทำให้แห้ง ทั้งสองมีการทำลายทั้งพืชและสัตว์เท่าเทียมกัน

อินทรียฺวัตถุ– ดินมากถึง 10% เกิดจากมวลชีวภาพที่ตายแล้ว (มวลพืช - เศษใบไม้ กิ่งและราก ลำต้นที่ตายแล้ว เศษหญ้า สิ่งมีชีวิตของสัตว์ที่ตายแล้ว) บดและแปรรูปเป็นฮิวมัสในดินโดยจุลินทรีย์และกลุ่มของ สัตว์และพืช

องค์ประกอบที่เรียบง่ายซึ่งเกิดขึ้นจากการสลายตัวของอินทรียวัตถุจะถูกพืชดูดซับอีกครั้งและมีส่วนร่วมในวงจรทางชีวภาพ

อากาศ(15-25%) ในดินมีอยู่ในโพรง - รูขุมขนระหว่างอนุภาคอินทรีย์และแร่ธาตุ ในกรณีที่ไม่มี (ดินเหนียวหนัก) หรือเติมน้ำลงในรูขุมขน (ในช่วงน้ำท่วมการละลายของชั้นดินเยือกแข็ง) การเติมอากาศในดินจะแย่ลงและสภาวะไร้ออกซิเจนจะเกิดขึ้น

ภายใต้เงื่อนไขดังกล่าว กระบวนการทางสรีรวิทยาของสิ่งมีชีวิตที่ใช้ออกซิเจน - แอโรบี - จะถูกยับยั้ง และการสลายตัวของอินทรียวัตถุจะช้า ค่อยๆสะสมจนเกิดเป็นพีท ปริมาณพีทสำรองขนาดใหญ่เป็นเรื่องปกติสำหรับหนองน้ำ ป่าพรุ และชุมชนทุนดรา การสะสมของพีทเด่นชัดเป็นพิเศษในพื้นที่ภาคเหนือ ซึ่งความหนาวเย็นและน้ำขังของดินนั้นพึ่งพาอาศัยกันและเสริมซึ่งกันและกัน

น้ำ(25-30%) ในดินมี 4 ประเภท: แรงโน้มถ่วง, ดูดความชื้น (ถูกผูกไว้), เส้นเลือดฝอยและไอ

แรงโน้มถ่วง- น้ำเคลื่อนที่ซึ่งมีช่องว่างกว้างระหว่างอนุภาคดินไหลซึมตามน้ำหนักของมันเองจนถึงระดับน้ำใต้ดิน

พืชดูดซึมได้ง่าย

ดูดความชื้นหรือที่เกี่ยวข้อง– ดูดซับรอบๆ อนุภาคคอลลอยด์ (ดินเหนียว, ควอทซ์) ของดิน และคงอยู่ในรูปของฟิล์มบางๆ เนื่องจากพันธะไฮโดรเจน มันถูกปล่อยออกมาที่อุณหภูมิสูง (102-105°C) ไม่สามารถเข้าถึงพืชได้และไม่ระเหย ในดินเหนียวมีน้ำมากถึง 15% ในดินทราย – 5%

เส้นเลือดฝอย– ยึดเกาะรอบๆ อนุภาคดินด้วยแรงตึงผิว

ผ่านรูพรุนและช่องทางแคบ - เส้นเลือดฝอยเพิ่มขึ้นจากระดับน้ำใต้ดินหรือแยกออกจากโพรงด้วยน้ำแรงโน้มถ่วง ดินเหนียวจะถูกเก็บรักษาไว้ได้ดีกว่าและระเหยได้ง่าย

พืชดูดซึมได้ง่าย

เป็นไอ– ตรงบริเวณรูขุมขนที่ปราศจากน้ำ มันจะระเหยออกไปก่อน

มีการแลกเปลี่ยนดินผิวดินและน้ำใต้ดินอย่างต่อเนื่อง เป็นตัวเชื่อมโยงในวัฏจักรของน้ำโดยทั่วไปในธรรมชาติ ความเร็วและทิศทางที่เปลี่ยนแปลงขึ้นอยู่กับฤดูกาลและสภาพอากาศ

ข้อมูลที่เกี่ยวข้อง:

ค้นหาบนเว็บไซต์:

องค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศยังเป็นปัจจัยทางภูมิอากาศที่สำคัญอีกด้วย

ประมาณ 3-3.5 พันล้านปีก่อน บรรยากาศประกอบด้วยไนโตรเจน แอมโมเนีย ไฮโดรเจน มีเทน และไอน้ำ และไม่มีออกซิเจนอิสระอยู่ในนั้น องค์ประกอบของบรรยากาศส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยก๊าซภูเขาไฟ

มันอยู่ในสภาพแวดล้อมบนบกบนพื้นฐานของกระบวนการออกซิเดชั่นที่มีประสิทธิภาพสูงในร่างกายทำให้เกิดความร้อนจากธรรมชาติของสัตว์ ออกซิเจนเนื่องจากมีปริมาณอยู่ในอากาศสูงตลอดเวลา จึงไม่ใช่ปัจจัยที่จำกัดชีวิตในสภาพแวดล้อมภาคพื้นดิน เฉพาะในสถานที่เท่านั้นภายใต้เงื่อนไขเฉพาะเท่านั้นที่ทำให้เกิดความบกพร่องชั่วคราว เช่น ในการสะสมของเศษซากพืชที่ย่อยสลาย ปริมาณสำรองของเมล็ดพืช แป้ง ฯลฯ

ตัวอย่างเช่น เมื่อไม่มีลมในใจกลางเมืองใหญ่ ความเข้มข้นของมันจะเพิ่มขึ้นหลายสิบเท่า มีการเปลี่ยนแปลงปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นพื้นดินเป็นประจำทุกวัน ซึ่งสัมพันธ์กับจังหวะของการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช และการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอัตราการหายใจของสิ่งมีชีวิต ซึ่งส่วนใหญ่เป็นจำนวนประชากรในดินที่มองเห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์ ความอิ่มตัวของอากาศที่เพิ่มขึ้นด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นในพื้นที่ที่เกิดภูเขาไฟใกล้กับบ่อน้ำพุร้อนและทางออกใต้ดินอื่น ๆ ของก๊าซนี้

ความหนาแน่นของอากาศต่ำกำหนดแรงยกที่ต่ำและการรองรับที่ไม่มีนัยสำคัญ

ชาวอากาศต้องมีเป็นของตัวเอง ระบบสนับสนุน, พยุงร่างกาย: พืช - ที่มีเนื้อเยื่อเชิงกลหลากหลายชนิด, สัตว์ - ที่มีโครงกระดูกแข็งหรือบ่อยครั้งน้อยกว่ามากคือโครงกระดูกอุทกสถิต

ลม

พายุ

ความดัน

ความหนาแน่นของอากาศต่ำทำให้เกิดความกดอากาศบนพื้นดินค่อนข้างต่ำ โดยปกติจะอยู่ที่ 760 mmHg เมื่อความสูงเพิ่มขึ้น ความดันจะลดลง ที่ระดับความสูง 5,800 ม. เป็นเพียงครึ่งปกติเท่านั้น ความกดอากาศต่ำอาจจำกัดการแพร่กระจายของพันธุ์พืชในภูเขา สำหรับสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ ขีดจำกัดสูงสุดของชีวิตคือประมาณ 6,000 เมตร ความดันที่ลดลงส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนลดลงและการขาดน้ำของสัตว์เนื่องจากอัตราการหายใจเพิ่มขึ้น

ขีดจำกัดของความก้าวหน้าของพืชที่สูงขึ้นไปบนภูเขานั้นใกล้เคียงกัน สัตว์ขาปล้องที่ค่อนข้างแข็งแกร่งกว่า (หางสปริง ไร แมงมุม) ซึ่งสามารถพบได้บนธารน้ำแข็งเหนือแนวพืชพรรณ

โดยทั่วไปแล้วสิ่งมีชีวิตบนบกทุกชนิดจะมีการตีบตันมากกว่าสิ่งมีชีวิตในน้ำมาก

ที่อยู่อาศัยภาคพื้นดินและอากาศ

ในระหว่างวิวัฒนาการ สภาพแวดล้อมนี้ได้รับการพัฒนาช้ากว่าสภาพแวดล้อมทางน้ำ ปัจจัยทางนิเวศน์ในสภาพแวดล้อมพื้นดิน-อากาศแตกต่างจากแหล่งที่อยู่อาศัยอื่นๆ ในเรื่องความเข้มของแสงสูง ความผันผวนของอุณหภูมิและความชื้นในอากาศอย่างมีนัยสำคัญ ความสัมพันธ์ของปัจจัยทั้งหมดกับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์ การเปลี่ยนแปลงฤดูกาลและเวลาของวัน

สภาพแวดล้อมเป็นก๊าซ จึงมีความชื้นต่ำ ความหนาแน่นและความดันต่ำ และมีปริมาณออกซิเจนสูง

ลักษณะของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมที่ไม่มีชีวิต: แสง อุณหภูมิ ความชื้น - ดูการบรรยายก่อนหน้า

องค์ประกอบของก๊าซในบรรยากาศยังเป็นปัจจัยทางภูมิอากาศที่สำคัญอีกด้วย ประมาณ 3-3.5 พันล้านปีก่อน บรรยากาศประกอบด้วยไนโตรเจน แอมโมเนีย ไฮโดรเจน มีเทน และไอน้ำ และไม่มีออกซิเจนอิสระอยู่ในนั้น องค์ประกอบของบรรยากาศส่วนใหญ่ถูกกำหนดโดยก๊าซภูเขาไฟ

ในปัจจุบัน บรรยากาศส่วนใหญ่ประกอบด้วยไนโตรเจน ออกซิเจน และอาร์กอนและคาร์บอนไดออกไซด์ในปริมาณที่ค่อนข้างน้อย

ก๊าซอื่นๆ ทั้งหมดที่มีอยู่ในชั้นบรรยากาศมีอยู่ในปริมาณเพียงเล็กน้อยเท่านั้น สิ่งที่สำคัญที่สุดสำหรับสิ่งมีชีวิตคือปริมาณออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ที่สัมพันธ์กัน

มันอยู่ในสภาพแวดล้อมบนบกบนพื้นฐานของกระบวนการออกซิเดชั่นที่มีประสิทธิภาพสูงในร่างกายทำให้เกิดความร้อนจากธรรมชาติของสัตว์ ออกซิเจนเนื่องจากมีปริมาณอยู่ในอากาศสูงตลอดเวลา จึงไม่ใช่ปัจจัยที่จำกัดชีวิตในสภาพแวดล้อมภาคพื้นดิน

เฉพาะในสถานที่เท่านั้นภายใต้เงื่อนไขเฉพาะเท่านั้นที่ทำให้เกิดความบกพร่องชั่วคราว เช่น ในการสะสมของเศษซากพืชที่ย่อยสลาย ปริมาณสำรองของเมล็ดพืช แป้ง ฯลฯ

ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์อาจแตกต่างกันไปในบางพื้นที่ของชั้นผิวของอากาศภายในขอบเขตที่ค่อนข้างสำคัญ ตัวอย่างเช่น เมื่อไม่มีลมในใจกลางเมืองใหญ่ ความเข้มข้นของมันจะเพิ่มขึ้นหลายสิบเท่า มีการเปลี่ยนแปลงปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นพื้นดินเป็นประจำทุกวัน ซึ่งสัมพันธ์กับจังหวะของการสังเคราะห์ด้วยแสงของพืช และการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาล ซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของอัตราการหายใจของสิ่งมีชีวิต ซึ่งส่วนใหญ่เป็นจำนวนประชากรในดินที่มองเห็นด้วยกล้องจุลทรรศน์

ความอิ่มตัวของอากาศที่เพิ่มขึ้นด้วยคาร์บอนไดออกไซด์เกิดขึ้นในบริเวณที่เกิดภูเขาไฟใกล้กับบ่อน้ำพุร้อนและทางออกใต้ดินอื่น ๆ ของก๊าซนี้ ปริมาณคาร์บอนไดออกไซด์ต่ำยับยั้งกระบวนการสังเคราะห์ด้วยแสง

ในสภาพพื้นที่ปิด สามารถเพิ่มอัตราการสังเคราะห์ด้วยแสงได้โดยการเพิ่มความเข้มข้นของคาร์บอนไดออกไซด์ นี้ใช้ในการฝึกเรือนกระจกและการทำฟาร์มเรือนกระจก

ไนโตรเจนในอากาศเป็นก๊าซเฉื่อยสำหรับผู้อยู่อาศัยส่วนใหญ่ในสภาพแวดล้อมบนโลก แต่จุลินทรีย์จำนวนหนึ่ง (แบคทีเรียที่เป็นปม, Azotobacter, คลอสตริเดีย, สาหร่ายสีน้ำเงินแกมเขียว ฯลฯ ) มีความสามารถในการจับกับมันและเกี่ยวข้องกับวงจรทางชีวภาพ

มลพิษในท้องถิ่นที่เข้าสู่อากาศสามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตเช่นกัน

สิ่งนี้ใช้กับก๊าซพิษโดยเฉพาะ - มีเทน, ซัลเฟอร์ออกไซด์ (IV), คาร์บอนมอนอกไซด์ (II), ไนโตรเจนออกไซด์ (IV), ไฮโดรเจนซัลไฟด์, สารประกอบคลอรีน รวมถึงอนุภาคฝุ่น เขม่า ฯลฯ ที่ก่อให้เกิดมลพิษในอากาศใน พื้นที่อุตสาหกรรม แหล่งที่มาหลักสมัยใหม่ของมลภาวะทางเคมีและกายภาพในชั้นบรรยากาศคือการกระทำของมนุษย์: งานของผู้ประกอบการอุตสาหกรรมและการขนส่งต่างๆ การพังทลายของดิน ฯลฯ

n. ตัวอย่างเช่น ซัลเฟอร์ออกไซด์ (SO2) เป็นพิษต่อพืชแม้ในปริมาณอากาศที่มีความเข้มข้นตั้งแต่ห้าหมื่นถึงหนึ่งล้านส่วน พืชบางชนิดไวต่อ S02 เป็นพิเศษ และทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ที่ละเอียดอ่อนของการสะสมใน อากาศ (เช่น ไลเคน

ความหนาแน่นของอากาศต่ำกำหนดแรงยกที่ต่ำและการรองรับที่ไม่มีนัยสำคัญ ผู้ที่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมทางอากาศจะต้องมีระบบสนับสนุนของตนเองที่รองรับร่างกาย: พืช - ที่มีเนื้อเยื่อกลต่างๆ, สัตว์ - ที่มีโครงกระดูกแข็งหรือบ่อยครั้งน้อยกว่ามากคือโครงกระดูกอุทกสถิต

นอกจากนี้ ผู้อยู่อาศัยในอากาศทุกคนยังเชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิดกับพื้นผิวโลก ซึ่งทำหน้าที่ยึดติดและช่วยเหลือพวกเขา ชีวิตในสภาวะที่ถูกระงับในอากาศเป็นไปไม่ได้ จริงอยู่ จุลินทรีย์และสัตว์ สปอร์ เมล็ดพืช และละอองเกสรดอกไม้หลายชนิดมักปรากฏอยู่ในอากาศและถูกกระแสลมพัดพาไป (anemochory) สัตว์หลายชนิดมีความสามารถในการบินอย่างกระฉับกระเฉง แต่ในทุกสายพันธุ์เหล่านี้มีหน้าที่หลักของวงจรชีวิตของพวกมัน คือการสืบพันธุ์ - เกิดขึ้นบนพื้นผิวโลก

สำหรับส่วนใหญ่ การอยู่ในอากาศเกี่ยวข้องกับการตกตะกอนหรือค้นหาเหยื่อเท่านั้น

ลมมีผลจำกัดต่อกิจกรรมและการกระจายตัวของสิ่งมีชีวิต ลมยังสามารถเปลี่ยนรูปลักษณ์ของพืชได้ โดยเฉพาะในแหล่งที่อยู่อาศัยเหล่านั้น เช่น ในเขตเทือกเขาแอลป์ ซึ่งปัจจัยอื่น ๆ มีผลอย่างจำกัด ในแหล่งที่อยู่อาศัยบนภูเขาเปิด ลมจะจำกัดการเติบโตของพืชและทำให้พืชโค้งงอไปทางด้านรับลม

นอกจากนี้ลมยังช่วยเพิ่มการคายระเหยในสภาวะที่มีความชื้นต่ำ ความสำคัญอย่างยิ่งมี พายุแม้ว่าผลกระทบจะเกิดเฉพาะในท้องถิ่นก็ตาม เฮอริเคนและแม้แต่ลมธรรมดาสามารถขนส่งสัตว์และพืชในระยะทางไกลได้ และด้วยเหตุนี้จึงเปลี่ยนองค์ประกอบของชุมชน

ความดันเห็นได้ชัดว่าไม่ใช่ปัจจัยจำกัดโดยตรง แต่เกี่ยวข้องโดยตรงกับสภาพอากาศ ซึ่งมีผลจำกัดโดยตรง

ความหนาแน่นของอากาศต่ำทำให้เกิดความกดอากาศบนพื้นดินค่อนข้างต่ำ โดยปกติจะอยู่ที่ 760 mmHg เมื่อความสูงเพิ่มขึ้น ความดันจะลดลง ที่ระดับความสูง 5,800 ม. เป็นเพียงครึ่งปกติเท่านั้น

ความกดอากาศต่ำอาจจำกัดการแพร่กระจายของพันธุ์พืชในภูเขา

สำหรับสัตว์มีกระดูกสันหลังส่วนใหญ่ ขีดจำกัดสูงสุดของชีวิตคือประมาณ 6,000 เมตร ความดันที่ลดลงส่งผลให้ปริมาณออกซิเจนลดลงและการขาดน้ำของสัตว์เนื่องจากอัตราการหายใจเพิ่มขึ้น ขีดจำกัดของความก้าวหน้าของพืชที่สูงขึ้นไปบนภูเขานั้นใกล้เคียงกัน สัตว์ขาปล้องที่ค่อนข้างแข็งแกร่งกว่า (หางสปริง ไร แมงมุม) ซึ่งสามารถพบได้บนธารน้ำแข็งเหนือแนวพืชพรรณ

คุณลักษณะที่โดดเด่นของสภาพแวดล้อมภาคพื้นดินและอากาศคือการมีอากาศ (ส่วนผสมของก๊าซต่างๆ) อยู่ในนั้น

อากาศมีความหนาแน่นต่ำ จึงไม่สามารถรองรับสิ่งมีชีวิตได้ (ยกเว้นสิ่งมีชีวิตที่บินได้) เป็นความหนาแน่นของอากาศต่ำที่กำหนดความต้านทานที่ไม่มีนัยสำคัญเมื่อเคลื่อนย้ายสิ่งมีชีวิตไปตามพื้นผิวดิน ในขณะเดียวกันก็ทำให้ยากสำหรับพวกเขาที่จะเคลื่อนที่ไปในแนวตั้ง ความหนาแน่นของอากาศต่ำยังทำให้เกิดความกดอากาศต่ำบนพื้นดิน (760 mmHg = 1 atm) อากาศมีโอกาสน้อยที่จะบังแสงแดดไม่ให้เข้ามามากกว่าน้ำ มีความโปร่งใสสูงกว่าน้ำ

องค์ประกอบของก๊าซในอากาศคงที่ (คุณรู้สิ่งนี้จากหลักสูตรภูมิศาสตร์ของคุณ) ตามกฎแล้วออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ไม่ใช่ปัจจัยจำกัด ไอน้ำและมลพิษต่างๆ ปรากฏเป็นสิ่งสกปรกในอากาศ

ในช่วงศตวรรษที่ผ่านมา ผลของกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ ทำให้ปริมาณสารมลพิษต่างๆ ในชั้นบรรยากาศเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ในบรรดาสิ่งที่อันตรายที่สุดคือ: ไนโตรเจนและซัลเฟอร์ออกไซด์, แอมโมเนีย, ฟอร์มาลดีไฮด์, โลหะหนัก, ไฮโดรคาร์บอน ฯลฯ สิ่งมีชีวิตในปัจจุบันยังไม่ได้ปรับให้เข้ากับพวกมันในทางปฏิบัติ ด้วยเหตุนี้ มลพิษทางอากาศจึงกลายเป็นปัญหาร้ายแรงทั่วโลก ปัญหาสิ่งแวดล้อม. เพื่อแก้ปัญหานี้จำเป็นต้องใช้มาตรการคุ้มครองสิ่งแวดล้อมในทุกรัฐของโลก

มวลอากาศเคลื่อนที่ในทิศทางแนวนอนและแนวตั้ง สิ่งนี้นำไปสู่การปรากฏตัวของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อมเช่นลม ลมสามารถทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของทรายในทะเลทรายได้ (พายุทราย) สามารถพัดเอาอนุภาคดินออกไปในทุกพื้นที่ ช่วยลดความอุดมสมบูรณ์ของดิน (การกัดเซาะของลม) ลมมีผลกระทบทางกลต่อพืช มันสามารถทำให้เกิดโชคลาภ (การพลิกต้นไม้ที่มีราก), แนวกันลม (การแตกหักของลำต้นของต้นไม้), และความผิดปกติของมงกุฎต้นไม้ การเคลื่อนที่ของมวลอากาศส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อการกระจายตัวของฝนและสภาวะอุณหภูมิในสภาพแวดล้อมของอากาศพื้นดิน

ระบอบการปกครองน้ำของสภาพแวดล้อมภาคพื้นดินและอากาศ

จากหลักสูตรภูมิศาสตร์ของคุณ คุณรู้ว่าสภาพแวดล้อมทั้งบนบกและทางอากาศอาจมีความชื้นอิ่มตัวอย่างมาก (เขตร้อน) หรือไม่ก็อยู่ในนั้นแย่มาก (ทะเลทราย) ปริมาณน้ำฝนมีการกระจายไม่เท่ากันทั้งตามฤดูกาลและพื้นที่ทางภูมิศาสตร์ ความชื้นในสิ่งแวดล้อมผันผวนเป็นช่วงกว้าง เป็นปัจจัยจำกัดหลักสำหรับสิ่งมีชีวิต

ระบอบอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมภาคพื้นดินและอากาศ

อุณหภูมิในสิ่งแวดล้อมพื้นดิน-อากาศมีช่วงเวลารายวันและตามฤดูกาล สิ่งมีชีวิตได้ปรับตัวเข้ากับมันตั้งแต่การเกิดขึ้นของสิ่งมีชีวิตบนบก ดังนั้นอุณหภูมิจึงมีโอกาสน้อยกว่าความชื้นที่จะทำหน้าที่เป็นปัจจัยจำกัด

การปรับตัวของพืชและสัตว์ให้เข้ากับชีวิตในสภาพแวดล้อมพื้นดิน-อากาศ

เมื่อพืชขึ้นถึงพื้น พวกมันก็พัฒนาเนื้อเยื่อ คุณได้ศึกษาโครงสร้างของเนื้อเยื่อพืชในวิชาชีววิทยาชั้นประถมศึกษาปีที่ 7 เนื่องจากอากาศไม่สามารถทำหน้าที่เป็นตัวรองรับที่เชื่อถือได้ พืชจึงพัฒนาเนื้อเยื่อเชิงกล (เส้นใยไม้และเบส) การเปลี่ยนแปลงปัจจัยทางภูมิอากาศที่หลากหลายทำให้เกิดการก่อตัวของเนื้อเยื่อจำนวนเต็มหนาแน่น - เปลือกโลก, เปลือกโลก ต้องขอบคุณการเคลื่อนที่ของอากาศ (ลม) พืชจึงได้พัฒนาการปรับตัวสำหรับการผสมเกสร การแพร่กระจายของสปอร์ ผลไม้ และเมล็ดพืช

ชีวิตของสัตว์ที่ลอยอยู่ในอากาศเป็นไปไม่ได้เนื่องจากมีความหนาแน่นต่ำ สัตว์หลายชนิด (แมลง นก) มีการปรับตัวให้เข้ากับการบินและสามารถอยู่ในอากาศได้เป็นเวลานาน แต่การสืบพันธุ์เกิดขึ้นบนผิวดิน

การเคลื่อนที่ของมวลอากาศในทิศทางแนวนอนและแนวตั้งถูกใช้โดยสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กบางชนิดเพื่อการกระจายตัวแบบพาสซีฟ ผู้ประท้วง แมงมุม และแมลงต่าง ๆ อาศัยอยู่ด้วยวิธีนี้ ความหนาแน่นของอากาศต่ำทำให้เกิดการปรับปรุงโครงกระดูกภายนอก (สัตว์ขาปล้อง) และภายใน (สัตว์มีกระดูกสันหลัง) ในสัตว์ระหว่างการวิวัฒนาการ ด้วยเหตุผลเดียวกัน จึงมีการจำกัดมวลและขนาดร่างกายสูงสุดของสัตว์บก สัตว์ที่ใหญ่ที่สุดบนบก ช้าง (น้ำหนักมากถึง 5 ตัน) มีขนาดเล็กกว่ายักษ์ทะเลอย่างวาฬสีน้ำเงินมาก (มากถึง 150 ตัน) ขอบคุณการเกิดขึ้น ประเภทต่างๆสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมสามารถอาศัยพื้นที่ดินที่มีภูมิประเทศที่หลากหลายได้

ลักษณะทั่วไปของดินในฐานะสภาพแวดล้อมที่มีชีวิต

ดิน - ชั้นบนสุด เปลือกโลกมีภาวะเจริญพันธุ์ มันถูกสร้างขึ้นจากปฏิสัมพันธ์ของปัจจัยทางภูมิอากาศและชีวภาพกับหินที่อยู่เบื้องล่าง (ทราย ดินเหนียว ฯลฯ) ดินสัมผัสกับอากาศและทำหน้าที่สนับสนุนสิ่งมีชีวิตบนบก อีกทั้งยังเป็นแหล่งธาตุอาหารแร่ธาตุสำหรับพืชอีกด้วย ในขณะเดียวกัน ดินก็เป็นสภาพแวดล้อมในการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตหลายชนิด ดินมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้: ความหนาแน่น, ความชื้น, อุณหภูมิ, การเติมอากาศ (การจ่ายอากาศ), ปฏิกิริยาสิ่งแวดล้อม (pH), ความเค็ม

ความหนาแน่นของดินเพิ่มขึ้นตามความลึก ความชื้น อุณหภูมิ และการเติมอากาศในดินมีความสัมพันธ์กันอย่างใกล้ชิดและพึ่งพาซึ่งกันและกัน ความผันผวนของอุณหภูมิในดินจะเรียบลงเมื่อเทียบกับอากาศบนพื้นผิว และไม่สามารถติดตามได้อีกต่อไปที่ระดับความลึก 1-1.5 เมตร ดินที่มีความชื้นดีจะอุ่นขึ้นอย่างช้าๆ และเย็นลงอย่างช้าๆ การเพิ่มขึ้นของความชื้นและอุณหภูมิในดินจะทำให้การเติมอากาศแย่ลงและในทางกลับกัน ระบอบความร้อนใต้พิภพของดินและการเติมอากาศขึ้นอยู่กับโครงสร้างของดิน ดินเหนียวเก็บความชื้นได้ดีกว่าดินทราย แต่การเติมอากาศแย่ลงและทำให้อุ่นขึ้นแย่ลง ตามปฏิกิริยาของสิ่งแวดล้อม ดินแบ่งออกเป็น 3 ประเภท คือ ดินที่เป็นกรด (pH< 7,0), нейтральные (рН ≈ 7,0) и щелочные (рН > 7,0).

การปรับตัวของพืชและสัตว์ให้เข้ากับชีวิตในดิน

ในชีวิตของพืช ดินทำหน้าที่ยึดเหนี่ยว การจ่ายน้ำ และเป็นแหล่งโภชนาการแร่ธาตุ ความเข้มข้นของสารอาหารในดินนำไปสู่การพัฒนาระบบรากและเนื้อเยื่อนำไฟฟ้าในพืช

สัตว์ที่อาศัยอยู่ในดินมีการปรับตัวหลายอย่าง พวกเขามีลักษณะโดย วิธีทางที่แตกต่างการเคลื่อนไหวในดิน นี่อาจเป็นการขุดทางเดินและหลุม เช่น จิ้งหรีดและจิ้งหรีดตุ่น ไส้เดือนสามารถผลักอนุภาคดินออกจากกันและสร้างอุโมงค์ได้ ตัวอ่อนของแมลงสามารถคลานไปตามอนุภาคของดินได้ ในเรื่องนี้ในกระบวนการวิวัฒนาการได้มีการพัฒนาการปรับตัวที่เหมาะสม สิ่งมีชีวิตที่ขุดได้พัฒนาแขนขาที่ขุด ยู annelidsมีโครงกระดูกอุทกสถิต ส่วนแมลงและตะขาบมีกรงเล็บ

สัตว์ในดินมีลำตัวสั้นกะทัดรัด มีผิวหนังไม่เปียก (สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม) หรือมีเมือกปกคลุม สิ่งมีชีวิตในดินที่เป็นที่อยู่อาศัยได้นำไปสู่การฝ่อหรือด้อยพัฒนาของอวัยวะการมองเห็น ดวงตาเล็กๆ ที่ยังไม่พัฒนาของตัวตุ่นมักจะซ่อนอยู่ใต้รอยพับของผิวหนัง เพื่ออำนวยความสะดวกในการเคลื่อนที่ในทางเดินดินแคบ ขนของตุ่นจึงได้รับความสามารถในการพับในสองทิศทาง

ในสภาพแวดล้อมทางอากาศและภาคพื้นดิน สิ่งมีชีวิตถูกล้อมรอบด้วยอากาศ มีความชื้น ความหนาแน่นและความดันต่ำ มีความโปร่งใสสูง และมีปริมาณออกซิเจน ความชื้นเป็นปัจจัยจำกัดหลัก ดินในฐานะสภาพแวดล้อมที่มีชีวิตนั้นมีความหนาแน่นสูง มีระบอบความร้อนใต้พิภพ และการเติมอากาศ พืชและสัตว์ได้พัฒนาการปรับตัวให้เข้ากับสิ่งมีชีวิตต่างๆ ในสภาพแวดล้อมทางพื้นดิน-อากาศและในดิน

ตลอดการวิวัฒนาการ ที่อยู่อาศัยทางอากาศและบนบกได้รับการศึกษาช้ากว่าที่อยู่อาศัยในน้ำมาก คุณลักษณะที่โดดเด่นของมันคือมันเป็นก๊าซ ดังนั้นองค์ประกอบจึงถูกครอบงำโดยปริมาณออกซิเจนที่สำคัญ เช่นเดียวกับความดัน ความชื้น และความหนาแน่นต่ำ

ด้านหลัง เวลานานกระบวนการวิวัฒนาการดังกล่าวสร้างความจำเป็นสำหรับพืชและสัตว์ในการสร้างพฤติกรรมและสรีรวิทยาบางอย่าง การปรับตัวทางกายวิภาคและอื่น ๆ พวกเขาสามารถปรับตัวให้เข้ากับการเปลี่ยนแปลงในโลกโดยรอบได้

ลักษณะเฉพาะ

สภาพแวดล้อมมีลักษณะดังนี้:

• การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิและความชื้นในอากาศอย่างต่อเนื่อง
• กาลเวลาที่ผ่านไปของวันและฤดูกาล
• ความเข้มของแสงสูง
• การขึ้นอยู่กับปัจจัยของที่ตั้งอาณาเขต

ลักษณะเฉพาะ

ลักษณะเฉพาะของสภาพแวดล้อมคือพืชสามารถหยั่งรากในพื้นดินได้ และสัตว์สามารถเคลื่อนไหวได้ในอากาศและดินอันกว้างใหญ่ พืชทุกชนิดมีอุปกรณ์ปากใบซึ่งสิ่งมีชีวิตบนบกของโลกสามารถรับออกซิเจนจากอากาศได้โดยตรง ความชื้นในอากาศต่ำและการมีออกซิเจนเป็นส่วนใหญ่ทำให้เกิดการปรากฏตัวของอวัยวะระบบทางเดินหายใจในสัตว์ - หลอดลมและปอด โครงสร้างโครงกระดูกที่ได้รับการพัฒนามาอย่างดีช่วยให้สามารถเคลื่อนไหวได้อย่างอิสระบนพื้น และทำหน้าที่พยุงร่างกายและอวัยวะอย่างแข็งแกร่ง เนื่องจากสภาพแวดล้อมมีความหนาแน่นต่ำ

สัตว์

สัตว์ส่วนใหญ่อาศัยอยู่ในสภาพแวดล้อมพื้นดิน-อากาศ ได้แก่ นก สัตว์ สัตว์เลื้อยคลาน และแมลง

การปรับตัวและการออกกำลังกาย (ตัวอย่าง)

เพื่อตอบสนองต่อปัจจัยลบของโลกรอบตัวสิ่งมีชีวิตจึงได้พัฒนาขึ้น การปรับตัวบางอย่าง: การปรับตัวต่อการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิและสภาพอากาศ โครงสร้างร่างกายพิเศษ การควบคุมอุณหภูมิ รวมถึงการเปลี่ยนแปลงและไดนามิกของวงจรชีวิต ตัวอย่างเช่น พืชบางชนิดเปลี่ยนยอดและระบบรากเพื่อรักษาสภาพปกติในช่วงอากาศหนาวเย็นและแห้งแล้ง ผักราก - หัวบีทและแครอท, ใบดอกไม้ - หัวว่านหางจระเข้, ทิวลิปและต้นหอมยังคงรักษาสารอาหารและความชื้น

เพื่อรักษาอุณหภูมิของร่างกายไม่เปลี่ยนแปลงในฤดูร้อนและฤดูหนาว สัตว์ได้พัฒนาระบบพิเศษในการแลกเปลี่ยนความร้อนและการควบคุมอุณหภูมิกับโลกภายนอก พืชพัฒนาละอองเกสรและเมล็ดพืชที่ถูกลมพัดเพื่อการสืบพันธุ์ พืชดังกล่าวมีความสามารถเฉพาะตัวในการปรับปรุงคุณสมบัติของละอองเกสรดอกไม้ ส่งผลให้มีการผสมเกสรอย่างมีประสิทธิภาพ สัตว์มีความคล่องตัวอย่างเด็ดเดี่ยวเพื่อให้ได้อาหาร การเชื่อมต่อทางกลไก การทำงาน และทรัพยากรกับโลกอย่างสมบูรณ์ได้เกิดขึ้นแล้ว

• ปัจจัยที่จำกัดสำหรับผู้อยู่อาศัยในสิ่งแวดล้อมคือการขาดแคลนแหล่งน้ำ
• สิ่งมีชีวิตสามารถเปลี่ยนรูปร่างของร่างกายได้เนื่องจากความหนาแน่นในอากาศต่ำ ตัวอย่างเช่น การก่อตัวของชิ้นส่วนโครงกระดูกเป็นสิ่งสำคัญสำหรับสัตว์ นกต้องการปีกและโครงสร้างลำตัวที่เรียบ
• พืชต้องการเนื้อเยื่อเกี่ยวพันที่ยืดหยุ่น รวมถึงมีรูปร่างและดอกไม้ที่มีลักษณะเฉพาะของมงกุฎ
• นกและสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมเป็นหนี้การได้มาซึ่งฟังก์ชั่นเลือดอุ่นเนื่องจากมีคุณสมบัติของอากาศ - การนำความร้อน, ความจุความร้อน

ข้อสรุป

แหล่งอาศัยภาคพื้นดินและอากาศนั้นผิดปกติในแง่ของปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม การปรากฏตัวของสัตว์และพืชในนั้นเป็นไปได้เนื่องจากการปรากฏตัวและการก่อตัวของการดัดแปลงหลายอย่าง ผู้อยู่อาศัยทุกคนแยกออกจากพื้นผิวโลกไม่ได้เพื่อการยึดและการสนับสนุนที่มั่นคง ในเรื่องนี้ดินไม่สามารถแยกออกจากสภาพแวดล้อมทางน้ำและบนบกซึ่งมีบทบาทสำคัญในการวิวัฒนาการของสัตว์และพืชโลก

สำหรับหลายๆ คน ที่นี่เป็นสะพานที่สิ่งมีชีวิตจากแหล่งน้ำเคลื่อนตัวไปสู่สภาพความเป็นอยู่บนพื้นโลก และด้วยเหตุนี้จึงได้พิชิตดินแดน การกระจายตัวของพืชและสัตว์ทั่วโลกขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของดินและภูมิประเทศ ขึ้นอยู่กับวิถีชีวิต

ใน เมื่อเร็วๆ นี้สภาพแวดล้อมทางบกและทางอากาศกำลังเปลี่ยนแปลงเนื่องจากกิจกรรมของมนุษย์ ผู้คนแปลงโฉมภูมิทัศน์ทางธรรมชาติ จำนวนและขนาดของอ่างเก็บน้ำโดยไม่ตั้งใจ ในสถานการณ์เช่นนี้ สิ่งมีชีวิตจำนวนมากไม่สามารถปรับตัวเข้ากับสภาพความเป็นอยู่ใหม่ได้อย่างรวดเร็ว จำเป็นต้องจำสิ่งนี้และหยุดการแทรกแซงเชิงลบของผู้คนในแหล่งที่อยู่อาศัยของสัตว์และพืชทางอากาศ!