Наземно-воздушная среда обитания
1. Физико-химические свойства среды.

1. Газовый состав воздуха в приземном слое атмосферы довольно однороден в отношении содержания главных компонентов (азот – 78,1 %, кислород – 21,0, аргон – 0,9, углекислый газ – 0,035 % по объему) благодаря высокой диффузионной способности газов и постоянному перемешиванию конвекционными и ветровыми потоками. Однако различные примеси газообразных, капельно-жидких и твердых (пылевых) частиц, попадающих в атмосферу из локальных источников, могут иметь существенное экологическое значение.Содержание углекислого газа может изменяться в отдельных участках приземного слоя воздуха в довольно значительных пределах. Например, при отсутствии ветра в центре больших городов концентрация его возрастает в десятки раз. Закономерны суточные изменения содержания углекислоты в приземных слоях, связанные с ритмом фотосинтеза растений. Сезонные обусловлены изменениями интенсивности дыхания живых организмов, преимущественно микроскопического населения почв. Повышенное насыщение воздуха углекислым газом возникает в зонах вулканической активности, возле термальных источников и других подземных выходов этого газа. В высоких концентрациях углекислый газ токсичен. В природе такие концентрации встречаются редко. В природе основным источником углекислоты является так называемое почвенное дыхание. Почвенные микроорганизмы и животные дышат очень интенсивно. Углекислый газ диффундирует из почвы в атмосферу, особенно энергично во время дождя. Много его выделяют почвы умеренно влажные, хорошо прогреваемые, богатые органическими остатками. Например, почва букового леса выделяет СО2 от 15 до 22 кг/га в час, а неудобренная песчаная всего 2 кг/га. В современных условиях мощным источником поступления дополнительных количеств СО2 в атмосферу стала деятельность человека по сжиганию ископаемых запасов топлива. Низкое содержание углекислого газа тормозит процесс фотосинтеза. В условиях закрытого грунта можно повысить скорость фотосинтеза, увеличив концентрацию углекислого газа; этим пользуются в практике тепличного и оранжерейного хозяйства. Однако излишние количества СО2 приводят к отравлению растений. Азот воздуха для большинства обитателей наземной среды представляет инертный газ, но ряд прокариотических организмов (клубеньковые бактерии, азотобактер, клостридии, сине-зеленые водоросли и др.) обладает способностью связывать его и вовлекать в биологический круговорот.
2. Погодные особенности.Условия жизни в наземно-воздушной среде осложняются, кроме того, погодными изменениями. Погода– это непрерывно меняющееся состояние атмосферы у земной поверхности до высоты примерно 20 км (граница тропосферы). Изменчивость погоды проявляется в постоянном варьировании сочетания таких факторов среды, как температура и влажность воздуха, облачность, осадки, сила и направление ветра и т. п. Для погодных изменений наряду с закономерным чередованием их в годовом цикле характерны непериодические колебания, что существенно усложняет условия существования наземных организмов. На жизнь водных обитателей погода влияет в значительно меньшей степени и лишь на население поверхностных слоев.
3. Климат местности.Многолетний режим погоды характеризует климат местности. В понятие климата входят не только средние значения метеорологических явлений, но также их годовой и суточный ход, отклонения от него и их повторяемость. Климат определяется географическими условиями района.Зональное разнообразие климатов осложняется действием муссонных ветров, распределением циклонов и антициклонов, влиянием горных массивов на движение воздушных масс, степенью удаления от океана (континентальность) и многими другими местными факторами. В горах наблюдается климатическая поясность, во многом аналогичная смене зон от низких широт к высоким. Все это создает чрезвычайное разнообразие условий жизни на суше.Для большинства наземных организмов, особенно мелких, важен не столько климат района, сколько условия их непосредственного местообитания. Очень часто местные элементы среды (рельеф, экспозиция, растительность и т. п.) так изменяют в конкретном участке режим температуры, влажности, света, движения воздуха, что он значительно отличается от климатических условий местности. Такие локальные модификации климата, складывающиеся в приземном слое воздуха, называют микроклиматом. В каждой зоне микроклиматы очень разнообразны. Можно выделить микроклиматы сколь угодно малых участков. Например, особый режим создается в венчиках цветков, что используют обитающие там насекомые. Широко известны различия температуры, влажности воздуха и силы ветра на открытом пространстве и в лесу, в травостое и над оголенными участками почвы, на склонах северной и южной экспозиций и т. п. Особый устойчивый микроклимат возникает в норах, гнездах, дуплах, пещерах и других закрытых местах.
4. Осадки.Помимо водообеспечения и создания запасов влаги, они могут играть и другую экологическую роль. Так, сильные ливневые дожди или град оказывают иногда механическое воздействие на растения или животных.
5. Световой режим. Количество достигающей поверхности Земли радиации обусловлено географической широтой местности, продолжительностью дня, прозрачностью атмосферы и углом падения солнечных лучей. При разных погодных условиях к поверхности Земли доходит 42 - 70% солнечной постоянной. Проходя через атмосферу, солнечная радиация претерпевает ряд изменений не только в количественном отношении, но и по составу. Коротковолновая радиация поглощается озоновым экраном и кислородом воздуха. Инфракрасные лучи поглощаются в атмосфере водяными парами и диоксидом углерода. Остальная часть в виде прямой или рассеянной радиации достигает поверхности Земли.

2. Экологические группы организмов

По требованию к условиям освещения принято делить растения на следующие экологические группы:

1. Светолюбивые (световые) или гелиофиты — растения открытых, постоянно хорошо освещаемых мест обитания. Примеры: луговые травы (костер безостый, тимофеевка луговая, райграс высокий), из лесных растений (ветреница лютичная, гусиный лук, хохлатки).

2. Тенелюбивые (теневые), или сциофиты — растения нижних ярусов тенистых лесов, пещер и глубоководные растения; они плохо переносят сильное освещение прямыми
солнечными лучами. Примеры: кислица, майник двулистый, марьянник лесной, вороний глаз, копытень.

3. Теневыносливые, или факультативные гелиофиты, - могут переносить большее или меньшее затенение, но хорошо растут и на свету. Примеры: мятлик луговой, ежа сборная,
земляника и др.

Животные: Для животных солнечный свет не является таким необхо­димым фактором, как для зеленых растений. Поскольку все гетеротрофы в конечном счете существуют за счет энергии, накопленной растениями. Тем не менее и в жизни животных световая часть спектра солнечного излучения играет важную роль. Разные виды животных нуждаются в свете определен­ного спектрального состава, интенсивности и длительности освещения. Отклонения от нормы подавляют их жизнедея­тельность и приводят к гибели. Различают виды светолюбивые (фотофилы) и тенелюбивые (фотофобы); эврифотные, выносящие широкий диапазон освещенности и стенофотные, переносящие узкоограниченные условия освещенности.

Экологические группы растений по отношению к воде:

1. Гигрофиты - наземные растения, живущие в условиях повышенной влажности воздуха и часто на влажных почвах. Теневые гигрофиты - это растения нижних ярусов сырых лесов в разных климатических зонах (цирцея альпийская, многие тропические травы). Из-за высокой влажности возду- ха у них может быть затруднена транспирация.

К световым гигрофитам относятся и виды открытых место­обитаний умеренной полосы, растущие на постоянно влаж­ных почвах и во влажном воздухе (папирус, рис, подмарен­ник болотный и др.).

2. Мезофиты могут переносить непродолжительную и не очень сильную засуху. Это растения, произрастающие при среднем увлажнении, умеренно теплом режиме и достаточно хорошей обеспеченности минеральным питанием. К мезофи­там можно отнести деревья верхних ярусов тропических лесов, древесные породы лесов умеренного пояса, кустарники, травянисты растения, растения заливных лугов.

3. Ксерофиты растут в местах с недостаточным увлажнением и имеют приспособления, позволяющие добывать воду при ее недостатке, ограничивать испарение воды или запасать ее на время засухи. Ксерофиты подразделяются на два типа:

- суккуленты - сочные растения с сильно развитой водозапасающей паренхимой в разных органах. Стеблевые суккуленты - кактусы; листовые суккуленты - алоэ, агавы,
молодило; корневые суккуленты - аспарагус, кислица.

По отношению к температуре выделяют экологические группы растений:
По отношению к низким температурам:
-    нехолодостойкие – гибнут при низких положительных температурах (водоросли теплых морей)
-    неморозостойкие – переносят низкие температуры, но если образуется лед в клетках, то гибнут (вечнозеленые тропические виды)
-    морозоустойчивые, льдоустойчивые растения проходят закалку
По отношению к высоким температурам:
-    нежаростойкие; t= +30 до 40С, гибнут водные цветковые
-    жаровыносливые - растения сухих мест обитания: степи, пустыни, саванны – до +50 - +60С
-    жароустойчивые – организмы горячих источников: +80 - +95С

Пирофиты – негорящие, способны перенести пожар, в пустыни.

Систематические группы организмов

Большая часть всех животных организмов обитает в наземно-воздушной среде. Большая часть позвоночных, а также насекомые, паукообразные, некоторые моллюски, редко черви. Теперь практически все высшие растения проживают именно в наземно-воздушной среде, некоторые также распространились в организменной. Тогда растения приспособились к наземно-воздушной среде и стали лучше выживать здесь. Они приспособились в первую очередь к аэробным условиям, так как сами организовали их в атмосфере. Большинство высших грибов обитает в наземно-воздушной среде. Однако грибы могут возникать в организменной среде, например, плесень или грибы-паразиты. В наземно-воздушной среде плотность бактерий составляет несколько десятков-сотен на m³, что является минимальным показателем для всех четырёх сред. Это доказывает, что прокариоты практически не распространены в наземно-воздушной среде.

Растения
Водоросли обитают снаружи (редко в почве), но никогда не обитают в наземно-воздушной среде. В процессе эволюции некоторые виды научились выживать здесь. Они приспособились в первую очередь к аэробным условиям, так как сами организовали их в атмосфере.

Грибы
Большинство высших грибов обитает в наземно-воздушной среде. Однако грибы могут возникать в организменной среде, например, плесень или грибы-паразиты, обитающие на стволах деревьев и другие.

Бактерии

В наземно-воздушной среде плотность бактерий составляет несколько десятков-сотен на m³, что является минимальным показателем для всех четырёх сред. Это доказывает, что прокариоты практически не распространены в наземно-воздушной среде.

Примеры адаптаций к наземно-воздушной среде 
Температура – этот фактор первичный, периодический. Выработались четкие адаптации у организмов.
В процессе эволюции вырабатываются адаптации:

-    процесс транспирации, который идет с поглощением Q и охраняет организм от ожогов

-    не поглощение хлорофилом солнечных лучей

-    у растений в плазме накапливаются соли и органические соединения, которые способствуют не свертываемости плазмы.

Адаптация к холоду – обезвоживание плазмы клеток, накопление плазмы и жиров в плазме.
Животные менее зависимы от температуры т.к. подвижны. Большинство животных термофилы Н: рыбка циприподон пятнистый – до +52С; бабочки, жуки в пустыне – до +50С; рептилии, птицы, пингвины в Антарктике до – 70С; ногохвостки или снежные блохи от +50 до -70С
Анатомо-морфологические приспособленности:
Запасание жира, масла, гликогена
Например, у тюлений и моржей до 40% веса запас жира вокруг желудка у сибирского и у монгольского скота.
Адаптации которые выражены в правилах В. Бергмана и Д. Аллена
Правило Бергмана отражает закономерность: крупные виды теплокровных животных живут в наиболее холодных климатах; мелкие в теплом климате.
Например, Пингвины королевские (1,5 м) – Антарктика – самые маленькие Галапогосские острова (у тропиков)
Белый медведь – Антарктика; бамбуковый медведь – тропик.
При большой массе тела не велико выделяется меньше; у маленьких животных выделяется больше.
Из этого правила вытекает следствие Аллена в которой отражается закономерность, выражающаяся в уменьшении выступающих частей тела у жителей холодного климата удлинения этих частей у жителей теплого климата.
Например, заяц беляк – уши короткие
       русак – наш
       степной – уши длинные
Животным свойственны спячки и миграции в странах с неблагоприятным климатом
Два типа спячек:
1. Летние , в связи с высокими температурами и влажностью (степи , пустыни) грызуны, личинки стрекоз, яйца комаров
2. Зимние, в связи с низкими температурами и отсутствием пищи: медведь, барсук, енотовидная собака, почвенные животные. (у растений те же причины зимней спячки)
Миграции – сложные адаптации на уровне физиологии и поведения

Например, американский северный олень – ежегодно путешествует до 800км; Синий кит – 500км; Летучие мыши (наши) в Белоруссию.