Закон взаимодействия факторов кратко и понятно

Обновлено: 05.07.2024

Между тем узнать формулировки ряда законов не так-то просто – для этого иногда приходится просмотреть не один справочник или учебник и далеко не в каждом нужную информацию удается найти сразу.* Поэтому предлагаемый вниманию читателей материал – собранные воедино формулировки основных экологических правил и законов – во многих случаях может оказаться полезным.

Закон (правило) минимума Либиха (Ю.Либих, 1840)

Относительное действие отдельного экологического фактора тем сильнее, чем в большей степени по сравнению с другими ощущается его нехватка.

Закон толерантности Шелфорда (В.Шелфорд, 1913)

Лимитирующим фактором процветания может быть как минимум, так и максимум экологического фактора, диапазон между которыми определяет величину толерантности (выносливости) организма к данному фактору.

Правило Аллена (Дж.Аллен, 1877)

Выступающие части тела теплокровных животных (конечности, хвост, уши и др.) тем короче, а тело тем массивнее, чем холоднее климат.

Правило Бергмана (К.Бергман, 1847)

В пределах вида или достаточно однородной группы близких видов теплокровные животные с более крупными размерами тела встречаются в более холодных областях. (Подтверждается в 50% случаев у млекопитающих и в 75–90% случаев у птиц.)

Правило Глогера (К.Глогер, 1833)

Виды животных, обитающих в холодных и влажных зонах, имеют более интенсивную пигментацию тела (чаще черную или темно-коричневую), чем обитатели теплых и сухих областей. (Это позволяет им аккумулировать достаточное количество тепла.)

Биоклиматический закон (А.Хопкинс, 1918)

По мере продвижения на север, восток и вверх в горы время наступления периодических явлений в жизнедеятельности организмов запаздывает на четыре дня на каждые 1 ! широты, 5 ! долготы и примерно 100 м высоты.

Принцип Олли (К.Олли, 1937)

Для каждого вида животных существует оптимальный размер группы и оптимальная плотность популяции.

Принцип конкурентного исключения, правило Гаузе (Г.Ф. Гаузе, 1934)

Два вида живых существ не могут обитать в одном и том же месте, если их экологические потребности идентичны, т. е. если они занимают одну и ту же экологическую нишу.

Закон Линдемана (Р.Линдеман, 1942)

С одного трофического уровня экологической пирамиды на другой трофический уровень переходит не более 10% энергии.

Закон биогенной миграции атомов (В.И. Вернадский, 1942)

Миграция химических элементов в биосфере осуществляется при непосредственном участии живого вещества (биогенная миграция) или же протекает в среде, геохимические особенности которой (кислород, углекислый газ, водород и т.д.) обусловлены живым веществом (тем, которое населяет биосферу в настоящее время, и тем, которое существовало на Земле в течение всей геологической истории).

Закон необратимости взаимодействия в системе человек – биосфера (П.Дансеро, 1957)

Часть возобновимых природных ресурсов (животных, растительных и т.д.) может стать невозобновляемой, если деятельность человека сделает невозможным их жизнедеятельность и воспроизводство.

Закон обратимости биосферы (П.Дансеро, 1957)

Биосфера после прекращения воздействия на ее компоненты антропогенных факторов стремится восстановить свое состояние, то есть сохранить свое экологическое равновесие и устойчивость.

Закон обратной связи взаимодействия в системе человек – биосфера (П.Дансеро, 1957)

Любое изменение в природной среде, вызванное хозяйственной деятельностью человека, бумерангом возвращается к человеку и имеет нежелательные последствия, влияющие на экономику, социальную жизнь и здоровье людей.

Экологические законы Коммонера (Б.Коммонер, 1970)

1. Всё связано со всем.
2. За всё надо платить (или ничто не дается даром).
3. Всё должно куда-то деваться.
4. Природа знает лучше.

Аксиома Сочавы об иерархической структуре биосферы (В.Б. Сочава, 1957)

Биосфера представляет собой систему, организованную в виде множества подсистем различного уровня.

Закон константности (В.И. Вернадский, 1919)

Количество живого вещества биосферы (для данного геологического периода) есть константа.

Закон корреляции (Ж.Кювье, 1793)

В организме, как целостной системе, все его части соответствуют друг другу как по строению, так и по выполняемым функциям.

Закон максимизации энергии (Г. и Э. Одумы **, 1978).

В соперничестве с другими системами выживает (сохраняется) та из них, в которой наилучшим образом обеспечивается поступление энергии и максимальное ее количество используется наиболее эффективным способом.

Закон совокупности (совместного) действия природных факторов (Э.Митчерлих, А.Тинеман, Б.Бауле, 1911)

Величина урожая [или благополучие вида, популяции, организма. – Ред.] зависит не от отдельного, пусть даже лимитирующего, фактора, но от всей совокупности экологических факторов одновременно.

Закон усложнения (системной) организации организмов (К.Ф. Рулье, 1837)

Историческое развитие живых организмов (а также всех иных природных систем) приводит к усложнению их организации путем нарастающей дифференциации (разделения) функций и органов (подсистем), выполняющих эти функции.

1. Закон периодического цикла. Процесс уничтожения жертвы хищником нередко приводит к периодическим колебаниям численности популяций обоих видов, зависящим только от скорости роста популяций хищника и жертвы и от исходного соотношения их численностей.

2. Закон сохранения средних величин. Средняя численность популяции каждого вида постоянна, независимо от начального уровня, при условии, что специфические скорости увеличения численности популяций, а также эффективность хищничества постоянны.

3. Закон нарушения средних величин. При аналогичном нарушении популяций хищника и жертвы средняя численность популяции жертвы растет, а популяции хищника – падает.

Правило Викариата (Д.Джордан, 1887)

Ареалы близкородственных форм животных (видов или подвидов) обычно занимают смежные территории и существенно не перекрываются; родственные формы, как правило, викарируют, т. е. географически замещают друг друга.

Правило взаимоприспособленности (К.Мёбиус, 1864)

Виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутренне противоречивое, но единое и взаимно увязанное системное целое.

Правило замещения экологических условий (В.В. Алёхин, 1931)

Любое условие среды в некоторой степени может замещаться другим; следовательно, внутренние причины экологических явлений при аналогичном внешнем эффекте могут быть различными.

Литература

Алексеев С.В. Экология. Учебные пособия для 9, 10–11 классов. – СПб.: СМИО ПРЕСС, 1999.

Биологический энциклопедический словарь. – М.: Сов. энциклопедия, 1986.

Быков Б.А. Экологический словарь. –Алма-Ата: Наука, 1988.

Вронский В.А. Прикладная экология. Учебное пособие. – Ростов-на-Дону: Феникс, 1996.

Вронский В.А. Экология. Словарь-справочник. – М.: Зевс, 1997.

Дедю И.И. Экологический энциклопедический словарь. – Кишинев, 1989.

Криксунов Е.А., Пасечник В.В., Сидорин А.П. Экология. Учебник для 9-го класса общеобразовательных учебных заведений. – М.: Дрофа, 1995.

Одум Ю. Экология. Тт. 1–2. – М.: Мир, 1986.

Реймерс Н.Ф. Природопользование. Словарь-справочник. – М.: Мысль, 1990.

Фарб П. Популярная экология. – М.: Мир, 1971.

Чернова Н.М., Былова А.М. Экология. – М.: Просвещение, 1988.

Несмотря на разнообразие факторов, в их действии и ответных реакциях организма есть общие закономерности.

1. Закон оптимума: Каждый фактор имеет строго определенные пределы положительного воздействия на живой организм.

Благоприятная сила воздействия фактора называется зоной оптимума. Недостаточное или избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма. Чем сильнее отклоняется действие фактора, тем более выражено его угнетающее действие (зона пессимума). Максимально и минимально переносимые значения фактора – критические точки, за пределами которых существование организма становится невозможным. Пределы выносливости вида по отношению к какому-то фактору составляют его экологическую валентность.

Виды различаются между собой значениями экологической валентности и положением зоны оптимума. Примеры:

- У самки обыкновенного немалярийного комара температурный оптимум для откладки яиц составляет +20°. При +15° и +30° происходит подавление процесса откладки яиц, а при +10° и +35° полное прекращение.

- Для полярных рыб оптимум температуры 0°, а пределы выносливости от –2° до +2°.

- У сине-зеленых водорослей, обитающих в гейзерах, температурный оптимум +85°, а пределы выносливости от +84° до +86°.

Виды, имеющие широкую экологическую валентность, обозначают, добавляя приставку эври- к названию фактора, например, эвритермные – по отношению к температуре, эвригалинные – по отношению к солености воды, эврибатные – к давлению. Виды с узкой экологической валентностью называют с приставкой стено-, также добавляя название фактора: стенотермные, стеногалинные, стенобатные.

Виды, имеющие широкую экологическую валентность по отношению ко многим факторам, называются эврибионтными, а узкую – стенобионтными.

2. Правило ограничивающего фактора. В природе на организмы одновременно влияет целый комплекс факторов среды в разных комбинациях и с разной силой. Среди них бывает трудно отделить самые важные от второстепенных, это зависит от силы воздействия каждого.

Ограничивающим называют фактор, интенсивность которого в качественном или количественном отношении в данный момент приближается или выходит за пределы критических значений.

Правило ограничивающего фактора:Наиболее значим тот фактор, который больше всего отклоняется от оптимальных для организма значений.

Специфических ограничивающих факторов в природе не существует, поэтому любой из факторов может стать ограничивающим. Их природа различна: абиотические, биотические и антропогенные.

Рассмотрим в качестве ограничивающего фактора температуру. Лимитирующим фактором распространения деревьев бука в Европе является низкая температура января, поэтому северные границы его ареала соответствуют январской изотерме –2 о С. Лось в Скандинавии встречается значительно севернее, чем в Сибири, где более низкие зимние температуры. Рифообразующие кораллы обитают только в тропиках при температуре воды не ниже 20°С.

Климатические и почвенные факторы определяют ареал распространения растений и их урожайность.

Количество хищников и паразитов ограничивает численность жертв и хозяев. Ареал распространения африканской сонной болезни соответствует распространению ее переносчика – мухи це-це.

По отношению к человеку в роли ограничивающего фактора может быть содержание витаминов (С, D), микроэлементов (йод) в продуктах питания.

3. Взаимодействие факторов: Зона оптимума зависит от комбинации факторов, действующих на организм.

Примеры: при оптимальной температуре животные легче переносят недостаток корма. Достаточное количество пищи позволяет животным легче переносить низкие температуру и влажность.

Хорошо известно, что человеку жару легче переносить при низкой, а не при высокой влажности. Снижение влажности может привести к увеличению экологической валентности вида по отношению к температуре. Человек способен в течение 45 минут без последствий для здоровья переносить температуру +126°С, но при очень низкой влажности. Низкая температура хуже переносится людьми в ветреную погоду. Сочетание приема алкоголя и низкой температуры воздуха приводит к быстрому переохлаждению организма, отморожению частей тела. Эта закономерность учитывается в медицине при назначении лекарственных препаратов; например, средства, снижающие повышенное артериальное давление, действуют сильнее, если снижено потребление соли.




4. Неоднозначность действия факторов на различные функции организма: Каждый экологический фактор оказывает неодинаковое влияние на разные функции организма.

При повышении температуры до 40° градусов у холоднокровных животных ящериц усиливается обмен веществ, но в то же время резко угнетается двигательная активность.

Несмотря на разнообразие факторов, в их действии и ответных реакциях организма есть общие закономерности.

1. Закон оптимума: Каждый фактор имеет строго определенные пределы положительного воздействия на живой организм.

Благоприятная сила воздействия фактора называется зоной оптимума. Недостаточное или избыточное действие фактора отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма. Чем сильнее отклоняется действие фактора, тем более выражено его угнетающее действие (зона пессимума). Максимально и минимально переносимые значения фактора – критические точки, за пределами которых существование организма становится невозможным. Пределы выносливости вида по отношению к какому-то фактору составляют его экологическую валентность.

Виды различаются между собой значениями экологической валентности и положением зоны оптимума. Примеры:

- У самки обыкновенного немалярийного комара температурный оптимум для откладки яиц составляет +20°. При +15° и +30° происходит подавление процесса откладки яиц, а при +10° и +35° полное прекращение.

- Для полярных рыб оптимум температуры 0°, а пределы выносливости от –2° до +2°.

- У сине-зеленых водорослей, обитающих в гейзерах, температурный оптимум +85°, а пределы выносливости от +84° до +86°.

Виды, имеющие широкую экологическую валентность, обозначают, добавляя приставку эври- к названию фактора, например, эвритермные – по отношению к температуре, эвригалинные – по отношению к солености воды, эврибатные – к давлению. Виды с узкой экологической валентностью называют с приставкой стено-, также добавляя название фактора: стенотермные, стеногалинные, стенобатные.

Виды, имеющие широкую экологическую валентность по отношению ко многим факторам, называются эврибионтными, а узкую – стенобионтными.

2. Правило ограничивающего фактора. В природе на организмы одновременно влияет целый комплекс факторов среды в разных комбинациях и с разной силой. Среди них бывает трудно отделить самые важные от второстепенных, это зависит от силы воздействия каждого.

Ограничивающим называют фактор, интенсивность которого в качественном или количественном отношении в данный момент приближается или выходит за пределы критических значений.

Правило ограничивающего фактора:Наиболее значим тот фактор, который больше всего отклоняется от оптимальных для организма значений.

Специфических ограничивающих факторов в природе не существует, поэтому любой из факторов может стать ограничивающим. Их природа различна: абиотические, биотические и антропогенные.

Рассмотрим в качестве ограничивающего фактора температуру. Лимитирующим фактором распространения деревьев бука в Европе является низкая температура января, поэтому северные границы его ареала соответствуют январской изотерме –2 о С. Лось в Скандинавии встречается значительно севернее, чем в Сибири, где более низкие зимние температуры. Рифообразующие кораллы обитают только в тропиках при температуре воды не ниже 20°С.

Климатические и почвенные факторы определяют ареал распространения растений и их урожайность.

Количество хищников и паразитов ограничивает численность жертв и хозяев. Ареал распространения африканской сонной болезни соответствует распространению ее переносчика – мухи це-це.

По отношению к человеку в роли ограничивающего фактора может быть содержание витаминов (С, D), микроэлементов (йод) в продуктах питания.

3. Взаимодействие факторов: Зона оптимума зависит от комбинации факторов, действующих на организм.

Примеры: при оптимальной температуре животные легче переносят недостаток корма. Достаточное количество пищи позволяет животным легче переносить низкие температуру и влажность.

Хорошо известно, что человеку жару легче переносить при низкой, а не при высокой влажности. Снижение влажности может привести к увеличению экологической валентности вида по отношению к температуре. Человек способен в течение 45 минут без последствий для здоровья переносить температуру +126°С, но при очень низкой влажности. Низкая температура хуже переносится людьми в ветреную погоду. Сочетание приема алкоголя и низкой температуры воздуха приводит к быстрому переохлаждению организма, отморожению частей тела. Эта закономерность учитывается в медицине при назначении лекарственных препаратов; например, средства, снижающие повышенное артериальное давление, действуют сильнее, если снижено потребление соли.

4. Неоднозначность действия факторов на различные функции организма: Каждый экологический фактор оказывает неодинаковое влияние на разные функции организма.

При повышении температуры до 40° градусов у холоднокровных животных ящериц усиливается обмен веществ, но в то же время резко угнетается двигательная активность.

Нажмите, чтобы узнать подробности

Закон оптимума, экологическая валентность. ограничивающий фактор..

Взаимодействие факторов среды. Ограничивающий фактор

Балдина Марина Николаевна

Экологические факторы среды оказывают на живые организмы различные воздействия, т.е. могут влиять как: раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций; ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях; модификаторы, вызывающие анатомические и морфологические изменения организмов; -сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды.

Экологические факторы среды оказывают на живые организмы различные воздействия, т.е. могут влиять как:

  • раздражители, вызывающие приспособительные изменения физиологических и биохимических функций;
  • ограничители, обусловливающие невозможность существования в данных условиях;
  • модификаторы, вызывающие анатомические и морфологические изменения организмов;

-сигналы, свидетельствующие об изменениях других факторов среды.

Конкретный фактор среды может воздействовать на организм с той или иной интенсивностью. Интенсивность действия факторов среды на организм: Оптимальная (благоприятная) – быстрый рост, активное размножение, увеличение численности в популяции. 2. Максимальная и минимальная (неблагоприятная) – торможение процесса роста, прекращение размножения, общее угнетение организма, гибель.

Конкретный фактор среды может воздействовать на организм с той или иной интенсивностью.

Интенсивность действия факторов среды на организм:

  • Оптимальная (благоприятная) – быстрый рост, активное размножение, увеличение численности в популяции.

2. Максимальная и минимальная (неблагоприятная) – торможение процесса роста, прекращение размножения, общее угнетение организма, гибель.

НИЖНИЙ ПР ЕДЕЛ ВЫНОСЛИВОСТИ ВЕРХНИЙ ПРЕДЕЛ ВЫНОСЛИВОСТИ Интенсивность фактора, наиболее благоприятный - ОПТИМУМ организм Границы, за которыми существование организма невозможно

НИЖНИЙ ПР ЕДЕЛ ВЫНОСЛИВОСТИ

ВЕРХНИЙ ПРЕДЕЛ ВЫНОСЛИВОСТИ

Интенсивность фактора, наиболее благоприятный - ОПТИМУМ

Границы, за которыми существование организма невозможно

Закон оптимума. Экологические факторы чрезвычайно разнообразны, и каждый вид, испытывая их влияние, отвечает на него по-разному. Тем не менее, есть некоторые общие законы, которым подчиняются ответные реакции организмов на любой фактор среды. Главный из них – закон оптимума. Он отражает то, как переносят живые организмы разную силу действия экологических факторов. Сила воздействия каждого из них постоянно меняется. Закон оптимума выражается в том, что любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на живые организмы.

Закон оптимума.

  • Экологические факторы чрезвычайно разнообразны, и каждый вид, испытывая их влияние, отвечает на него по-разному. Тем не менее, есть некоторые общие законы, которым подчиняются ответные реакции организмов на любой фактор среды. Главный из них – закон оптимума.

Он отражает то, как переносят живые организмы разную силу действия экологических факторов. Сила воздействия каждого из них постоянно меняется.

Закон оптимума выражается в том, что любой экологический фактор имеет определенные пределы положительного влияния на живые организмы.

Закон оптимума любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы. Недостаточное либо избыточное их действие сказывается на организмах отрицательно. Графически подобная реакция организма на изменение значений фактора изображается в виде кривой жизнедеятельности (экологической кривой), при анализе которой можно выделить некоторые точки и зоны : Зона оптимума — это тот диапазон действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности. Зоны пессимума определяют отклонения от оптимума. В них организмы испытывают угнетение.

Закон оптимума

любой экологический фактор имеет определённые пределы положительного влияния на живые организмы. Недостаточное либо избыточное их действие сказывается на организмах отрицательно.

  • Графически подобная реакция организма на изменение значений фактора изображается в виде кривой жизнедеятельности (экологической кривой), при анализе которой можно выделить некоторые точки и зоны :
  • Зона оптимума — это тот диапазон действия фактора, который наиболее благоприятен для жизнедеятельности.
  • Зоны пессимума определяют отклонения от оптимума. В них организмы испытывают угнетение.

Рассмотрите график зависимости численности семиточечной божьей коровки от температуры окружающей среды Укажите следующие параметры: Температура, оптимальная для этого насекомого. Диапазон температур зоны оптимума. Диапазон температур зоны пессимума Две критические точки Пределы выносливости вида

Рассмотрите график зависимости численности семиточечной божьей коровки

от температуры окружающей среды

Укажите следующие параметры:

Экологическая валентность

  • Пределы между критическими точками называют экологической валентностью вида по отношению к фактору.

Факторы, выходящие за границы максимума или минимума называются ОГРАНИЧИВАЮЩИМИ.

Факторы, выходящие за границы максимума или минимума называются ОГРАНИЧИВАЮЩИМИ.

 Широкий диапазон выносливости - это когда организмы выдерживают значительные отклонения интенсивности фактора от оптимальной величины .

Широкий диапазон выносливости -

это когда организмы выдерживают значительные отклонения интенсивности фактора от оптимальной величины .

Песцы Диапазон - 80 С от - 55 до +30 С

Диапазон - 80 С

от - 55 до +30 С

Организмы с большим диапазоном выносливости ко всем факторам среды распространены более широко.

Организмы с большим диапазоном выносливости ко всем факторам среды распространены более широко.

Лимитирующие факторы в 19 веке Либих (Liebig, 1840), изучая влияние различных микроэлементов на рост растений, установил: рост растений ограничивается элементом, концентрация которого лежит в минимуме. Фактор, находящийся в недостатке, был назван лимитирующим.

Лимитирующие факторы

Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора

гласит, что наиболее значим для организма тот фактор,

который более всего отклоняется от оптимального его значения .

Так, фактором (абиотическим), ограничивающим распространение оленей, является глубина снежного покрова.

Распространение бобовых в Арктике ограничивается (биотическим фактором) распределением опыляющих их шмелей. На острове Диксон, где нет шмелей, не встречаются и бобовые, хотя по температурным условиям существование там этих растений еще допустимо.

Немецкий химик Ю. Либих установил, что продуктивность культурных растений, в первую очередь, зависит от того питательного вещества (минерального элемента), который представлен в почве наиболее слабо. Например, если фосфора в почве лишь 20% от необходимой нормы, а кальция - 50% от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора; необходимо в первую очередь внести в почву именно фосфорсодержащие удобрения. Представьте себе бочку, в которой деревянные рейки по бокам разной высоты, как это показано на рисунке. Понятно, какой бы высоты ни были остальные рейки, но налить воды в бочку вы сможете ровно столько, какова длина самой короткой рейки. Остается только

Немецкий химик Ю. Либих установил, что продуктивность культурных растений, в первую очередь, зависит от того питательного вещества (минерального элемента), который представлен в почве наиболее слабо. Например, если фосфора в почве лишь 20% от необходимой нормы, а кальция - 50% от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора; необходимо в первую очередь внести в почву именно фосфорсодержащие удобрения.

Представьте себе бочку, в которой деревянные рейки по бокам разной высоты, как это показано на рисунке. Понятно, какой бы высоты ни были остальные рейки, но налить воды в бочку вы сможете ровно столько, какова длина самой короткой рейки.

Остается только "подменить" некоторые термины: высота налитой воды пусть будет какой-либо биологической или экологической функцией (например, урожайностью), а высота реек будет указывать на степень отклонения дозы того или иного фактора от оптимума.

Взаимосвязано ли действие факторов на организм? Изменение одного фактора среды (отклонение от оптимума) снижает пределы выносливости к другим факторам среды Снижение азота в почве Снижение засухоустойчивости злаков

Взаимосвязано ли действие факторов на организм?

Изменение одного фактора среды (отклонение от оптимума) снижает пределы выносливости к другим факторам среды

Снижение азота в почве

Снижение засухоустойчивости злаков

Температурный порог развития Минимальные и максимальные значения температуры, выход за пределы которых тормозит развитие организма. Пример: для развития икры форели температурный порог развития – 0 ºC

Температурный порог развития

Минимальные и максимальные значения температуры, выход за пределы которых тормозит развитие организма.

Пример: для развития икры форели температурный порог развития – 0 ºC

Зависимость развития икры форели от температуры Сумма эффективных температур = температура среды х число дней развития Чему равна сумма эффективных температур для развития икры форели? Ответ: 410 ºC Температура воды Сроки развития +2ºC 205 дней +5ºC 82 дня +10ºC 41 день

Зависимость развития икры форели от температуры

Сумма эффективных температур = температура среды х число дней развития

Чему равна сумма эффективных температур для развития икры форели?

Ответ: 410 ºC

Температура воды

Сроки развития

Сумма эффективных температур Растение Сумма эффективных температур Мать и мачеха 77ºC Кислица 453ºC Земляника 500ºC Ячмень 1600-1900ºC Рис, хлопчатник 2000-4000ºC

Сумма эффективных температур

Сумма эффективных температур

Мать и мачеха

Рис, хлопчатник

Ограничивающий фактор на практике Понятие ограничивающего фактора имеет большое значение для практики сельского хозяйства Кислотность почв – ограничивающий фактор для пшеницы (снижает урожай) В почву необходимо внесение извести: пшеница лучше развивается

Ограничивающий фактор на практике

Понятие ограничивающего фактора имеет большое значение для практики сельского хозяйства

Кислотность почв – ограничивающий фактор для пшеницы (снижает урожай)

В почву необходимо внесение извести: пшеница лучше развивается

Многие факторы становятся ограничивающими в период размножения. Пределы выносливости для семян, яиц, эмбрионов, личинок обычно уже, чем для взрослых растений и животных. Крабы могут заходить в реки далеко вверх по течению, но их личинки в речной воде развиваться не могут – это и ограничивает пределы распространения вида.

Многие факторы становятся ограничивающими в период размножения.

Пределы выносливости для семян, яиц, эмбрионов, личинок обычно уже, чем для взрослых растений и животных.

Крабы могут заходить в реки далеко вверх по течению, но их личинки в речной воде развиваться не могут – это и ограничивает пределы распространения вида.

 Ареал промысловых птиц часто определяется влиянием климата на яйца или птенцов, а не на взрослых особей.

Ареал промысловых птиц часто определяется влиянием климата на яйца или птенцов, а не на взрослых особей.

Совместное действие факторов среды. Правило совместного (совокупного) действия факторов было установлено в 1909 г. немецким агрохимиком и физиологом растений А. Митчерлихом и названо им законом эффективного фактора (или законом физиологических взаимосвязей). Экологические факторы взаимосвязаны и действуют всегда совместно. При этом изменение одного из них часто ведет к изменению других.

Совместное действие факторов среды.

Закон взаимодействия экологических факторов

оптимальная зона и пределы выносливости организмов по

отношению к какому-либо фактору могут смещаться в зависимости от того, в сочетании с какими другими факторами осуществляется воздействие .

Так, жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе; мороз хуже переносится в сочетании с ветреной погодой и т. п.

Данную закономерность учитывают в сельскохозяйственной практике для поддержания оптимальных условий жизнедеятельности культурных растений. Например, при угрозе заморозков на почве, которые случаются в средней полосе даже в мае, растения на ночь обильно поливают.

температура в сухой сауне до 110°- 125 0 С

при низкой влажности – всего 5-15 %,

На самой верхней ступеньке парной температура 45-65 °С, но влажность увеличивается до 40-65 %

Экологический срез: правило оптимума

Тема воздействия человека на экологию и экологии на жизнь на планете сегодня очень актуальна. Всё больше говорится об отрицательном влиянии деятельности человека на природу, глобальном потеплении, угрозе исчезновения некоторых видов животных, загрязнении мирового океана и т.д. Мы же, являясь теми, кому всё это далеко не безразлично, не можем не посвятить одну из наших статей экологической теме.

Ниже мы поговорим о том, как могут воздействовать экологические факторы на живые организмы, что поможет каждому из нас сделать определённые выводы.

Вместо введения

Невзирая на то, что многообразие экологических факторов просто огромно, а природа их происхождения нередко может различаться, есть такие закономерности и правила воздействия этих экологических факторов на живые организмы, которые являются универсальными.

Каким бы ни был экологический фактор, воздействовать на живые организмы он будет так:

  • Происходят изменения в географическом распространении видов
  • Происходят изменения в плодовитости и смертности видов
  • Возникает миграция видов
  • У видов появляются приспособительные качества и адаптации

Однако максимально эффективно действовать фактор будет в том случае, если его значение является для организма оптимальным, а не критическим. Воздействие же фактора будет сказываться абсолютно на всех живых организмах, в том числе и на человеке.

Закономерности воздействия экологических факторов на организмы

Далее нами будут рассмотрены основные закономерности воздействия экологических факторов на организмы:

  • Правило оптимума
  • Закон минимума Либиха
  • Закон толерантности Шелфорда

Правило оптимума

В первую очередь следует сказать о том, что результат действия экологического фактора зависит от того, насколько он интенсивен. Наиболее благоприятный диапазон воздействия называется зоной оптимума, гарантирующей нормальную жизнедеятельность. И если действие фактора отклоняется от зоны оптимума, то оказывается негативное воздействие на жизнедеятельность популяции вида, т.е. фактор переходит в зону угнетения.

Минимальные и максимальные значения фактора называются критическими точками, вне пределов которых организм существовать уже не может. Диапазон воздействия экологического фактора между критическими точками – это зона толерантности организма в отношении конкретного фактора.

Если, например, отобразить действие фактора графически, то точка на оси X, которая будет соответствовать лучшему показателю жизнедеятельности организма, будет являться оптимальной величиной фактора или просто точкой оптимума. Однако определить её очень трудно, поэтому чаще в расчёт берётся зона оптимума или зона комфорта.

Из этого следует, что точки, соответствующие минимальным, максимальным и оптимальным показателям, являются кардинальными точками, определяющими возможные варианты реагирования организма на конкретный фактор. И если среда характеризуется такими условиями, где фактор или несколько факторов выходят заграницы зоны оптимума и действуют на организм угнетающе, то она будет являться экстремальной средой.

Представленные закономерности и являются правилом оптимума.

Закон минимума Либиха

Для поддержания жизнедеятельности живых организмов нужно, чтобы условия среды сочетались определённым образом. Например, когда среда обладает всеми благоприятными условиями, кроме одного, это одно условие играет решающую роль в жизни конкретного организма. Учитывая то, что он ограничивает развитие организма, его следует называть лимитирующим фактором. Другими словами, лимитирующим является экологический фактор со значением, выходящим за пределы выживаемости вида.

Изначально учёные остановили, что развитие живых организмов лимитируется недостатком какого-то одного элемента (света, влаги, минеральных солей и т.д.). Однако в середине XIX столетия немецким химиком-органиком Юстасом Либихом было впервые экспериментально доказано, что рост растений находится в зависимости от компонента питания, изначально присутствующего в минимальном количестве. Данное явление получило название закона минимума Либиха.

Если же дать этому закону современную формулировку, то выглядеть она будет следующим образом: выносливость живого организма определяет самое слабое звено в цепочке его экологических потребностей.

Закон толерантности Шелфорда

Через 70 лет после открытия закона минимума Либиха было установлено, что лимитирующее воздействие оказывается не только недостатком, но и преизбытком фактора (обильные дожди губят урожай, почва становится неплодородной от перенасыщения удобрениями и т.п.).

Эта идея была введена американским зоологом Виктором Шелфордом, который и сформулировал закон толерантности. Этот закон звучит так: роль лимитирующего фактора процветания организма может выполнять и минимум, и максимум экологического воздействия, а имеющийся между ними диапазон указывает на предел толерантности (величину выносливости) или экологическую валентность организма к конкретному экологическому фактору.

Сам же принцип ограничивающих факторов применим к любым типам живых организмов: животным и растениями, биотическим и абиотическим формам. К примеру, конкуренция одного вида с другим – это лимитирующий фактор; сорняки, вредители или недостаточная популяция другого вида – это тоже лимитирующие факторы. Однако, исходя из закона толерантности, если какое-то вещество или энергия присутствуют в среде в избытке, начинается загрязнение среды.

Что же касается предела выносливости организма, то измерить его можно на стадии перехода от одной стадии развития к другой, т.к. нередко молодые особи являются более требовательными к среде и уязвимыми, нежели взрослые. Самым же критическим с позиции влияния любых факторов можно назвать именно период размножения, когда множество факторов приобретают статус лимитирующих.

Следует также отметить, что всё, сказанное до этого, относительно выносливости организма, касалось лишь одного фактора, однако для живой природы характерно совместное действие всех экологических факторов.

Взаимодействие экологических факторов

Смещение самой оптимальной зоны и пределов толерантности живого организма в отношении какого-то экологического фактора зависит от сочетания действий других факторов. Этот феномен называется констелляцией или взаимодействием экологических факторов.

К примеру, каждый знает, что жаркая погода гораздо легче переносится, когда воздух сухой, а не влажный; замёрзнуть при низкой температуре можно быстрее, когда дует ветер; растущие в тени растения меньше нуждаются в цинке, чем растения, растущие на солнце и т.д. Говоря несколько иначе, имеет место компенсация действия экологических факторов.

Но эта компенсация ограничена, ведь один фактор не способен на 100% заменить другой. Если не будет воды или одного из питательных элементов, то растения погибнут, даже если другие факторы будут находиться в идеальном сочетании. И из этого можно заключить, что каждое условие среды, которое поддерживает жизнь, имеет одинаковое значение, а лимитировать существование живого организма может любой фактор. Этот закон называется законом равнозначности условий жизни.

В огромном количестве законов, которые определяют взаимодействие особи или человека с окружающей средой, можно также выделить и правило соответствия условий среды генетической предопределённости организма. Согласно этому правилу, существование какого-либо вида обусловлено соответствием окружающей природной среды его генетическому потенциалу адаптации к изменениям и колебаниям.

Послесловие

Любой из видов живых организмов появился в конкретной среде, в какой-то мере к ней адаптировался и продолжение его жизни возможно только лишь в ней или в максимально к ней близкой. Быстрые и резкие изменения среды обитания могут стать причиной того, что организм просто не сможет к ней приспособиться, т.к. его генетический адаптивный потенциал окажется недостаточным для этого.

И это является одной из основных гипотез, объясняющих вымирание крупных пресмыкающихся по причине резкого изменения экологических условий на планете, ведь приспособиться крупным организмам намного сложнее, нежели мелким, и адаптация требует огромных временных затрат. Исходя из этого, серьёзные преобразования окружающей среды представляют угрозу для любого живого существа на планете, и для человека в том числе.

Берегите природу и старайтесь сохранять чистоту не только внутри себя, но и снаружи!

Читайте также: