4.8. Концепція лімітуючих факторів. Закон мінімуму ю. Лібіха

Існування й процвітання організму чи популяції залежить від комплексу певних умов.

Юстус Лібіх (1803 – 1873) – видатний німецький хімік, який започаткував основи агрохімії й теорії мінерального живлення рослин. Він першим почав вивчати вплив різних факторів на ріст рослин, при цьому ним було встановлено, що урожай культур часто лімітується не тими елементами живлення, які потрібні в значній кількості. А тими, що потрібні в малесеньких кількостях (наприклад, цинк), але яких у землі дуже мало. Висновок “речовиною, що знаходиться в мінімумі, управляється урожай і визначається величина і стійкість останнього у часі” став відомий як закон мінімуму Ю.Лібіха, хоч сам Лібіх ні про який закон не говорив.

В загальному випадку ілюстрацією законну мінімуму може бути діжка, у якої одна із клепок найнижча. Саме вона і буде визначати рівень води в діжці (продуктивність якось культури, популяції тощо).

Загалом, лімітуючим можна вважати фактор, по якому для досягнення заданої (досить незначної) відносної зміни функції відгуку потрібна мінімальна відносна зміна цього фактора.

4.9. Закон толерантності Шелфорда (Shelford, 1913).

Шелфорд показав, що лімітуючим може бути не лише нестача, а й навпаки – надмірність факторів.

Суть закону толерантності можна сформулювати так. Життєдіяльність будь-якого організму можлива лише в певних межах значень екологічного фактора. За межами цих значень (як мінімального, так і максимального) життя неможливе.

Значення екологічного фактора між його мінімальним і максимальним значенням називається зоною толерантності. В межах зони толерантності виділяють зону нормальної життєдіяльності – в межах якої організм (чи популяція) не лише виживає, а й здійснює всі притаманні даній системі функції (ріст, живлення, розмноження). Межі, за яких усі процеси життєдіяльності відбуваються у найбільш сприятливих умовах, називають зоною оптимуму.

В екологічній літературі часто порівнюють закон Лібіха із принципом Шелфорда. Це не зовсім коректно. Важливо підкреслити, що Ю.Лібіх вивчав проблему продуктивності рослин і впливу на неї різних факторів, головним чином мінерального живлення. Тому і сам закон Лібіха, і висновки, що випливають з нього, стосуються, головним чином, продуктивності й факторів, що її обмежують. А закон Шелфорда стосується саме питання толерантності, виживання і оптимальних умов, тобто того, що ми називаємо “функцією благополуччя” системи. Тому навіть порівнювати ці закони, а тим паче говорити, що Шелфорд увів поняття лімітуючого значення максимального значення фактору (а не лише його “мінімуму”) абсолютно не коректно.

4.10. Поняття оптимуму

Згідно класичних поглядів на вплив екологічних факторів, можна визначити таку точку на кривій життєдіяльності, яка характеризує найсприятливіше значення даного фактора для організму чи популяції.

Більш зрілі погляди враховують комплексний вплив екологічних факторів (синергізм, антагонізм, адитивність).

Нарешті, сучасний рівень факторіальної екології передбачає розглядати одночасний вплив всіх факторів, тобто кожну систему розглядають у n-мірному просторі екофакторів. Це повною мірою стосується окреслення оптимальних умов середовища для систем різного рівня – організмів, популяцій, угруповань і екосистем.