21.Закон мінімуму Лібіха та закон толерантності Шелфорда.

Кожна особина, популяція, співтовариство відчувають одночасно вплив різних чинників, але лише частина з них є життєво важливими. Такі життєво важливі чинники називаються лімітуючими. Найчастіше хоча б один фактор лежить поза оптимуму. І від цього чинника залежить можливість існування виду в даному місці. Ще в 1840 році Ю. Лібіх встановив, що витривалість організму визначається найслабшою ланкою в ланцюзі екологічних потреб. Йому належить пріоритет вивчення різних факторів на ріст рослин і виявлення того, що урожай рослин можна найефективніше підвищити, поліпшивши мінімальний фактор (зазвичай - збільшивши кількість N і P), а не ті елементи живлення, які потрібні у великих кількостях, такі, як, наприклад, двоокис вуглецю або вода. Речовини, які потрібні в малих кількостях, але яких дуже мало й у грунті, наприклад цинк, ці речовини і стають лімітуючими. Концепція Лібіха про те, що "зростання рослини залежить від того елемента живлення, який присутній у мінімальній кількості" стала відома як "закон мінімуму" Лібіха.

Для успішного застосування на практиці концепції Лібіха до неї необхідно додати два допоміжних принципи: перший - обмежувальний ("закон Лібіха суворо застосовується лише в умовах стаціонарного стану, тобто коли приплив і відтік енергії і речовини збалансований"), другий - принцип взаємодії факторів, який стверджує, що "висока концентрація або доступність однієї речовини або дію іншого (не мінімального) фактора можуть змінювати швидкість споживання елементи живлення, що міститься в мінімальній кількості ".

Межі толерантності. Поряд з висновком про те, що "зростання рослин залежить від того елемента живлення, який присутній у мінімальній кількості", який став основою лібіховского "закону мінімуму", Ю. Лібіх вказував на діапазон лімітуючих показників. Було з'ясовано, що лімітуючим фактором може бути не тільки недолік, але і надлишок таких факторів, як світло, тепло і вода. Поняття про лімітуючим вплив екологічного максимуму нарівні з мінімумом ввів В. Шелфорд (1913 р.), який сформулював "закон толерантності". Діапазон між двома величинами, екологічним мінімумом і екологічним максимумом, яким характеризуються так чи інакше всі живі організми було прийнято називати межею толерантності (від лат. Toleratia - терпіння, толерантність). Якщо певний організм володіє невеликим діапазоном толерантності до одного з мінливих чинників, то цей фактор заслуговує пильної уваги, бо він може виявитися лімітуючим. Наприклад, кисень, цілком доступний для організмів, що мешкають в наземних частинах екосистем, рідко може виявитися лімітуючим. Тоді як для організмів, що мешкають під водою, кисень може стати важливим лімітуючим фактором. У разі екстремальної звуження діапазону толерантності живий організм може всю метаболічну енергію затратити на подолання стресу, пов'язаного зі зменшенням меж лімітує фактора, а через недостачу енергії на нормальну життєдіяльність - загинути. Якщо білий ведмідь у силу якихось обставин буде переміщений в теплі краї, то йому прийдеться витрачати всю метаболічну енергію на подолання теплового стресу, і тварині не вистачить енергії на добування їжі і збереження свого виду в природі.

Концепція лімітуючих факторів у загальному випадку широко поширюється як на біологічні, так і на фізичні фактори, і на виклад усього, що відомо з цього питання, було б потрібно друкована праця великого обсягу, що не входить у завдання цієї книги. Проте, враховуючи, що інженеру-екологу доводиться частіше мати справу з фізичними факторами, коротко перерахуємо основні фізичні і кліматичні чинники.