Классификация экологических факторов (по ю.Одуму)

Абиотические

факторы

Биотические

факторы

Природная среда

Групповой и

массовый эффект

Температура

Внутривидовая

конкуренция

Свет

Вода

Нейтрализм

Температура +

влажность

Межвидовая

конкуренция

Мутуализм

Биогенные вещества

Симбиоз

Атмосферные газы

Комменсализм

Течения и ветры

Аменсализм

Пожары

Паразитизм

Почвы

Хищничество

Экологические факторы почв

К группе биотических факторов можно отнести и интенсивное влияние человека (непосредственно) или человеческой деятельности (опосредованно) на окружающую среду и живые организмы, т.е. антропогенные. Отнесение антропогенных факторов к группе биотических оправданно тем, что человек является биологическим видом, а, следовательно, воздействует на среду как живой организм.

Различают следующие виды основных антропогенных факторов:

• изменение структуры земной поверхности;

• изменение состава биосферы, круговорота и баланса входящего в нее вещества;

• изменение энергетического и теплового баланса отдельных участков и регионов

Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия: каждый фактор неодинаково влияет на различные функции организма.

Интенсивность экологического фактора, наиболее благоприятная для жизнедеятельности организма, называется оптимумом, а дающая наихудший эффект, - пессимумом, т.е. условия, при которых жизнедеятельность организма максимально угнетается, но он еще может существовать.

Зависимость жизнедеятельности от количественного значения экологического фактора

Оптимум

Ж изнедеятельность

Пессимум

Пессимум

Оптимальные

условия

жизни

Угнетение Угнетение

жизни жизни

Min Экологический фактор Max

Впервые на значение лимитирующих факторов указал немецкий агрохимик Ю. Либих в 1840 г.

Лимитирующие факторы определяют географический ареал вида и являются ключом к управлению экосистемами.

Знание лимитирующих факторов дает ключ к управлению экосистемами. Однако в разные периоды жизни организма и в разных ситуациях, в качестве лимитирующих выступают различные факторы.

Действие экологических факторов может привести к:

• устранению некоторых видов с территории (климатические и физико-химические особенности которых им не подходят), что влечет за собой изменение их географического распространения;

• изменению плодовитости и смертности разных видов путем воздействия на развитие каждого из них и вызывая миграции, т.е. влияя на плотность популяции;

• появлению адаптивных модификаций: количественных изменений обмена веществ и таких качественных изменений, как диапауза, зимняя и летняя спячки, фотопериодические реакции и т.д.

При этом экологические факторы делятся на:

• стабильные (не изменяются в течение длительного периода (горные породы, рельеф, и т.д.);

• изменяющиеся периодически (закономерно) – (солнечная радиация, фотопериодизм, приливы, отливы и т.д.);

• изменяющиеся без строгой периодичности (осадки, ветер и т.д.).

Существует и другая классификация экологических факторов:

• по очередности (первичный и вторичный);

• по времени (эволюционный и исторический);

• по происхождению (космический, абиотический, биогенный, биотический, биологический, природно-антропогенный);

• по среде возникновения (атмосферный, водный, геоморфологический, эдафический, физиологический, генетический популяционный, экосистемный, биосферный);

• по степени воздействия (летальный -приводящий живой организм к гибели, экстемальный, лимитирующий, мутагенный, террагенный- приводящий к уродствам в ходе индивидуального развития).

Все факторы в природе воздействуют на организм одновременно. Факторы по своему воздействию неравноценны для организмов. Их можно подразделить на: ведущие (главные) и фоновые (сопутствующие, второстепенные).

Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием экологическая пластичность или экологическая валентность вида. Чем шире диапазон колебаний экологического фактора, в пределах которого данный вид может существовать, тем больше его экологическая пластичность, тем шире диапазон его толерантности (выносливости).

Фактор, уровень которого в качественном или количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к пределам выносливости данного организма, называется ограничивающим или лимитирующим.

Особым случаем принципа ограничивающих факторов является закон минимума, или закон Либиха.

«Рост и развитие организмов зависят, в первую очередь, от тех факторов природной среды, значение которых приближается к экологическому минимуму»

Закон минимума имеет два ограничения:

• строго применим в условиях стационарного состояния системы;

• взаимодействие нескольких факторов.

Несмотря на взаимовлияние факторов, они не могут заменить друг друга, что нашло отражение в законе независимости факторов В.Р. Вильямса: «условия жизни равнозначны, ни один из факторов жизни не может быть заменен другим».

Наиболее полно всю сложность влияния экологических факторов на организм отражает закон толерантности В.Шелфорда, - отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком (в качественном и количественном смысле) или, наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам переносимого данным организмом.

Эти два предела называются пределами толерантности.

На рисунке пунктиром показаны потенциальные верхний и нижний уровни метаболизма и потенциальный диапазон активности. Фактический диапазон метаболизма и активности показаны сплошными линиями. Заштрихованные области отражают уменьшение пределов толерантности. Уменьшение произошло в результате затрат на физиологическую регуляцию, которые повышают минимальный обмен. Это происходит из-за увеличения энергетических затрат организма на компенсацию отрицательного воздействия факторов природной среды.

В естественных условиях организм не всегда достигает максимальных активности и метаболизма. Часть он тратит на физиологическую регуляцию.