4.1.3. Лимитирующие факторы. Законы минимума и максимума

Для каждого организма существуют свои оптимальные параметры экологических факторов, при которых жизнедеятельность особей протекает нормально. Допустимые диапазоны экологических факторов определяются законами минимума и максимума.

Закон минимума открыт в 1840 году немецким химиком Ю. Либихом. Он установил, что развитие растений ограничивается содержанием того химического вещества, которого недостаточно для нормальной жизнедеятельности. Эти обусловлена потребность в удобрениях, содержащих недостающие растениям компоненты.

Этот закон справедлив для всех экологических факторов и различных организмов. При этом формулировку закона минимума можно расширить следующим образом: рост и развитие организма зависят в первую очередь от тех факторов, значение которых приближается к экологическому минимуму. Например, нехватка витаминов и питательных веществ в рационе приводит к нарушению нормальной жизнедеятельности организма.

Закон минимума дополняется законом максимума, выдвинутым ученым-экологом Шелфордом: никакое увеличение интенсивности экологического фактора не может увеличить продуктивность организма сверх существующих пределов, при этом избыток какого-либо фактора может привести к гибели организма. Например, вода необходима растениям, но ее избыток ведет к заболачиванию почвы, корни растений задыхаются. Избыток витаминов и других жизненно важных веществ так же вреден, как их недостаток, и может привести к гибели организма.

Жизнедеятельность организма в большей степени зависит от тех экологических факторов, параметры которых близки к минимальным или максимальным для этих организмов значениям. Факторы, присутствующие как в избытке, так и в недостатке и ограничивающие жизнедеятельность организмов, называются лимитирующими факторами.

Законы о лимитирующих факторах (т.е. закон минимума и максимума) существенно упрощают изучение сложных экологических систем. При этом резко сокращается количество рассматриваемых факторов, так как из бесконечного их множества выбираются лишь те, действие которых определяется законами минимума и максимума. Например, в водных экосистемах, в отличие от наземных, часто наблюдается недостаток кислорода. Поэтому его содержание обязательно определяется при изучении водных экосистем, но чаще всего не определяется при изучении наземных.

При анализе условий среды основное внимание уделяется поиску лимитирующих факторов и оценке их влияния на экосистему.

4.2. Закон толерантности

Закон толерантности суммирует законы максимума и минимума. Его формулировка принадлежит Шелфорду: лимитирующим фактором может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия; диапазон между допустимыми минимумом и максимумом определяет величину толерантности (выносливости) организма к данному фактору.

Толерантность − это способность организма выносить отклонения экологических факторов от оптимальных значений.

Действие закона толерантности можно проиллюстрировать следующим графиком (рис.13).