Екологічні чинники впливають живі організми. Екологічні фактори

Екологічними чинниками називають будь-які зовнішні чинники, які мають пряме чи опосередковане впливом геть чисельність (велика кількість) і географічне поширення організмів.

Екологічні чинники дуже різноманітні як у своїй природі, і по впливу живі організми. Умовно всі фактори середовища прийнято поділяти на три великі групи – абіотичні, біотичні та антропогенні.

Абіотичні фактори– це фактори неживої природи.

Кліматичні (сонячне світло, температура, вологість повітря) та місцеві (рельєф, властивості ґрунту, солоність, течії, вітер, радіація тощо). Можуть бути прямими та непрямими.

Антропогенні фактори- це форми діяльності людини, які, впливаючи на довкілля, змінюють умови проживання живих організмів чи безпосередньо впливають окремі види рослин і тварин. Одним із найважливіших антропогенних чинників є забруднення.

Умови середовища.

Умовами середовища, або екологічними умовами, називають абіотичні фактори середовища, що змінюються в часі і просторі, на які організми реагують по-різному залежно від їх сили. Умови середовища накладають певні обмеження на організми.

До найбільш важливих факторів, що визначають умови існування організмів, практично у всіх середовищах життя відносяться температура, вологість та світло.

Температура.

Будь-який організм здатний жити тільки в межах певного інтервалу температур: особини виду гинуть при занадто високих або дуже низьких температурах. Межі температурної витривалості різних організмів різні. Існують види, здатні виносити коливання температури у межах. Наприклад, лишайники і багато бактерій здатні жити при різній температурі. Серед тварин найбільшим діапазоном температурної витривалості характеризуються теплокровні. Тигр, наприклад, однаково добре переносить як сибірський холод, і спеку тропічних областей Індії чи Малайського архіпелагу. Але є й такі види, які можуть жити лише у більш менш вузьких температурних межах. У наземно-повітряному середовищі і навіть у багатьох ділянках водного середовища температура не залишається постійною і може сильно змінюватись в залежності від сезону року або від часу доби. У тропічних областях річні коливання температури може бути навіть менш помітні, ніж добові. І навпаки, в помірних областях температура значно різниться в різні пори року. Тварини та рослини змушені пристосовуватися до несприятливого зимового сезону, протягом якого активне життя утруднене або просто неможливе. У тропічних областях такі пристрої виражені слабше. У холодному періоді з несприятливими температурними умовами у житті багатьох організмів хіба що настає пауза: сплячка в ссавців, скидання листя в рослин тощо. буд. Деякі тварини здійснюють тривалі міграції у місця з найбільш відповідним кліматом.

Вологість.

Вода є складовою значної більшості живих істот: вона необхідна їх нормального функціонування. Організм, що нормально розвивається, постійно втрачає воду і тому не може жити в абсолютно сухому повітрі. Рано чи пізно такі втрати можуть призвести до загибелі організму.

Найбільш простим та зручним показником, що характеризує вологість тієї чи іншої місцевості, є кількість опадів, що випадають тут за рік чи інший період часу.

Рослини витягують воду із ґрунту за допомогою коренів. Лишайники можуть уловлювати водяну пару з повітря. Рослини мають ряд пристроїв, що забезпечують мінімальну втрату води. Всі сухопутні тварини для компенсації неминучої втрати води за рахунок випаровування або виділення потребують її періодичного надходження. Багато тварин п'ють воду; інші, наприклад амфібії, деякі комахи і кліщі через покриви тіла всмоктують її в рідкому або пароподібному стані. Більшість тварин пустель ніколи не п'є. Вони задовольняють свої потреби за рахунок води, що надходить із їжею. Нарешті, є тварини, які отримують воду ще складнішим шляхом - у процесі окислення жирів, наприклад верблюд. У тварин, як і рослин, існує безліч пристосувань для економії витрат води.

Світло.

Розрізняють світлолюбні рослини, які здатні розвиватися тільки під сонячними променями, і рослини тіньовитривалі, які здатні добре рости під пологом лісу. Це має велике практичне значення для природного відновлення деревостою: молода поросль багатьох деревних порід здатна розвиватися під прикриттям великих дерев. У багатьох тварин нормальні умови освітленості проявляються у позитивній чи негативній реакції на світло. Нічні комахи злітаються на світло, а таргани розбігаються у пошуках укриття, якщо тільки у темній кімнаті запалюють світло. Фотоперіодизм (зміна дня і ночі) має велике екологічне значення для багатьох тварин, які ведуть виключно денний спосіб життя (більшість гороб'ячих) або виключно нічний (багато дрібних гризунів, кажанів). Дрібні рачки, що ширяють у товщі води, тримаються вночі в поверхневих водах, а вдень опускаються на глибину, уникаючи надто яскравого світла.

Світло майже не безпосередньо впливає на тварин. Він служить лише сигналом до перебудови процесів, що протікають в організмі.

Світло, вологість, температура зовсім не вичерпують набір екологічних умов, що визначають життя та поширення організмів. Важливе значення мають такі чинники, як вітер, атмосферний тиск, висота над рівнем моря. Вітер має непряму дію: посилюючи випаровування, збільшує сухість. Сильний вітер сприяє охолодженню. Ця дія виявляється важливою в холодних місцях, на високогір'ях або полярних областях.

Антропогенні фактори.Антропогенні чинники дуже різноманітні за складом. Людина впливає на живу природу, прокладаючи дороги, будуючи міста, ведучи сільське господарство, перегороджуючи річки тощо. буд. Сучасна діяльність людини дедалі частіше проявляється у забрудненні довкілля побічними, часто отруйними продуктами. У промислових районах концентрації забруднюючих речовин досягають часом порогових, тобто смертельних багатьох організмів, значень. Однак, незважаючи ні на що, майже завжди знайдеться хоча б кілька особин кількох видів, здатних вижити за таких умов. Причина у цьому, що у природних популяціях рідко трапляються стійкі особини. З підвищенням рівня забруднень стійкі особини можуть виявитися єдиними, хто вижив. Більше того, вони можуть стати засновниками стійкої популяції, що успадкувала несприйнятливість цього виду забруднення. Тому забруднення дає нам можливість спостерігати еволюцію в дії. Однак, властивістю протистояти забрудненню, наділена не кожна популяція. Таким чином, дія будь-якої забруднюючої речовини подвійно.

Закон оптимуму.

Багато чинників переносяться організмом лише певних межах. Організм гине, якщо, наприклад, температура середовища дуже низька або занадто висока. У середовищі, де температура близька до цих крайніх значень, живі жителі трапляються рідко. Однак їх кількість збільшується, у міру того, як температура наближається до середнього значення, яке є найкращим (оптимальним) для цього виду. І цю закономірність можна перенести будь-який інший чинник.

Діапазон параметрів фактора, за яких організм почувається комфортно, є оптимальними. Організми з широкими межами стійкості, звісно, ​​мають шанси ширше поширення. Однак широкі межі витривалості за одним фактором зовсім не означають широких кордонів за всіма факторами. Рослина може бути витривалою до великих коливань температури, але мати вузькі діапазони стійкості по відношенню до води. Тварина, подібна до форелі, може бути дуже вимогливою до температури, але харчуватися різноманітною їжею.

Іноді протягом життя особи її толерантність (виборчість) може змінитися. Організм, потрапляючи в суворі умови, через деякий час звикає, адаптується до них. Наслідком цього є зміна фізіологічного оптимуму, а процес називають адаптацієюабо акліматизацією.

Закон мінімумубув сформульований основоположником науки про мінеральні добрива Юстусом Лібіхом (1803-1873).

Ю. Лібіх виявив, що врожай рослин може обмежуватися будь-яким з основних елементів живлення, якщо тільки цей елемент перебуває у нестачі. Відомо, що різні фактори середовища можуть взаємодіяти, тобто нестача однієї речовини може призводити до дефіциту інших речовин. Тому в цілому закон мінімуму можна сформулювати наступним чином: елемент або фактор середовища, що знаходиться в мінімумі, найбільшою мірою обмежує (лімітує) життєдіяльність організму.

При всій складності взаємовідносин організмів та середовища їхнього існування не всі фактори мають однакове екологічне значення. Так, наприклад, кисень є фактором фізіологічної необхідності для всіх тварин, але з екологічної точки зору він стає лімітуючим лише в певних місцеперебуваннях. Якщо в річці гине риба, то в першу чергу має бути виміряна концентрація кисню у воді, оскільки вона дуже мінлива, запаси кисню легко виснажуються і часто не вистачає. Якщо природі спостерігається загибель птахів, потрібно шукати іншу причину, оскільки вміст кисню повітря постійно і досить з погляду вимог наземних організмів.

Запитання для самоперевірки:

Перелічіть основні середовища життя.

Що таке умови середовища?

Охарактеризуйте умови життя організмів у ґрунті, у водному та наземно-повітряному середовищах проживання.

Наведіть приклади пристосування організмів до проживання в різних середовищах проживання?

Назвіть пристосування організмів, які використовують інші організми як місце існування?

Який вплив має температура на різні види організмів?

Яким чином тварини та рослини отримують необхідну їм воду?

Який вплив має на організми освітленість?

Як виявляється вплив на організми забруднюючих речовин?

Обґрунтуйте, що таке екологічні фактори, яким чином вони впливають на живі організми?

Які фактори називають лімітуючими?

Що таке акліматизація і яке значення вона має у розселенні організмів?

Яким чином проявляються закони оптимуму та мінімуму?

Це будь-які чинники середовища, куди організм реагує пристосувальними реакціями.

Середовище - одне з основних екологічних понять, під яким мається на увазі комплекс навколишніх умов, що впливають на життєдіяльність організмів. У широкому значенні під навколишнім середовищем розуміють сукупність матеріальних тіл, явищ та енергії, що впливають на організм. Можливо і конкретніше, просторове розуміння середовища як безпосереднього оточення організму - його місце існування. Середовище - це все те, серед чого живе організм, це частина природи, що оточує живі організми і надає на них прямий або опосередкований вплив. Тобто. елементи довкілля, які для даного організму або виду не байдужі і так чи інакше впливають на нього, є по відношенню до нього факторами.

Складові частини середовища різноманітні і мінливі, тому живі організми постійно пристосовуються і регулюють свою життєдіяльність відповідно до варіацій параметрів зовнішнього оточення. Такі пристрої організмів звуться адаптації і дозволяють їм виживати і розмножуватися.

Усі екологічні фактори ділять на

• Абіотичні фактори - прямо або опосередковано діють на організм фактори неживої природи - світло, температура, вологість, хімічний склад повітряного, водного та ґрунтового середовища та ін. .
• Біотичні фактори - всі форми впливу на організм з боку живих істот (мікроорганізмів, вплив тварин на рослини і навпаки).
• Антропогенні фактори - різноманітні форми діяльності людського суспільства, які призводять до зміни природи як довкілля інших видів або безпосередньо позначаються на їхньому житті.

Екологічні чинники впливають на живі організми

• як подразники, що викликають пристосувальні зміни фізіологічних та біохімічних функцій;
• як обмежувачі, що зумовлюють неможливість існування в цих умовах;
• як модифікатори, що викликають структурно-функціональні зміни в організмах, та як сигнали, що свідчать про зміни інших факторів середовища.

У цьому можна встановити загальний характер впливу екологічних чинників живий організм.

Будь-який організм має специфічний комплекс пристосувань до чинників середовища проживання і благополучно існує лише певних межах їх змінюваності. Найсприятливіший для життєдіяльності рівень чинника називається оптимальним.

При невеликих значеннях або надмірному впливі фактора життєва активність організмів різко падає (помітно пригнічується). Діапазон дії екологічного фактора (область толерантності) обмежений точками мінімуму та максимуму, що відповідають крайнім значенням даного фактора, за яких можливе існування організму.

Верхній рівень чинника, поза яким життєдіяльність організмів стає неможливою, називається максимумом, а нижній - мінімумом (рис.). Звичайно, для кожного організму характерні свої максимуми, оптимуми та мінімуми екологічних факторів. Наприклад, кімнатна муха витримує коливання температури від 7 до 50 ° С, а людська аскарида живе лише за температури тіла людини.

Крапки оптимуму, мінімуму і максимуму становлять три кардинальні точки, що визначають можливості реакції організму на цей фактор. Крайні точки кривої, що виражають стан пригнічення при нестачі чи надлишку фактора, називають областями песимуму; їм відповідають песимальні значення фактора. Поблизу критичних точок лежать сублетальні величини фактора, а поза зони толерантності - летальні зони фактора.

Умови середовища, за яких будь-який фактор або їх сукупність виходить за межі зони комфорту і чинить пригнічуючу дію, в екології часто називають крайніми, граничними (екстремальними, важкими). Вони характеризують не тільки екологічні ситуації (температура, солоність), а й такі місцеперебування, де умови близькі до меж можливості існування для рослин та тварин.

На будь-який живий організм одночасно впливає комплекс факторів, але один з них є обмежуючим. Фактор, що ставить рамки для існування організму, виду чи спільноти, називається лімітуючим (обмежуючим). Наприклад, поширення багатьох тварин і рослин на північ обмежується недоліком тепла, тоді як на півдні обмежуючим фактором для тих самих видів може виявитися недолік вологи або необхідної їжі. Проте межі витривалості організму стосовно лімітуючого чинника залежить від рівня інших чинників.

Для деяких організмів потрібні умови, обмежені вузькими межами, т. е. діапазон оптимуму перестав бути постійним виду. Оптимум впливу фактора різний і в різних видів. Розмах кривої, т. е. відстань між пороговими точками, показує зону дії екологічного чинника на організм (рис. 104). В умовах, близьких до граничної дії фактора, організми почуваються пригнічено; вони можуть існувати, але не досягають повного розвитку. Рослини зазвичай не плодоносять. У тварин, навпаки, прискорюється статева зрілість.

Величина діапазону дії фактора і особливо зони оптимуму дозволяє судити про витривалість організмів по відношенню до даного елемента середовища, свідчить про їхню екологічну амплітуду. У зв'язку з цим організми, які можуть жити в досить різноманітних умовах довкілля, називаються зврібіонтними (від грец. "Еврос" - широкий). Наприклад, ведмідь бурий живе в умовах холодного та теплого клімату, у сухих та вологих районах, харчується різноманітною рослинною та тваринною їжею.

По відношенню до приватних факторів середовища використовують термін, що починається з тієї ж приставки. Наприклад, тварини, здатні існувати у широкому діапазоні температур, називаються евритермними, а організми, здатні жити лише у вузьких температурних інтервалах, відносяться до стенотермних. За цим принципом організм може бути евригидридным чи стеногидридным залежно з його реакцію коливання вологості; евригалінним або стеногалінним - залежно від здатності переносити різні значення солоності середовища тощо.

Існують також поняття екологічної валентності, яка є здатністю організму заселяти різноманітні середовища, та екологічної амплітуди, що відображає ширину діапазону фактора або ширину зони оптимуму.

Кількісні закономірності реакції організмів на вплив екологічного чинника різняться відповідно до умов їх проживання. Стенобіонтність чи еврибіонтність не характеризує специфічність виду стосовно будь-якого екологічного фактора. Наприклад, деякі тварини приурочені до вузького діапазону температур (тобто стенотермни) і можуть існувати у широкому діапазоні солоності середовища (евригалинные).

Фактори довкілля впливають на живий організм одночасно і спільно, причому дія одного з них певною мірою залежить від кількісного вираження інших факторів - світла, вологості, температури, навколишніх організмів і т. п. Ця закономірність отримала назву взаємодії факторів. Іноді нестача одного фактора частково компенсується посиленням діяльності іншого; проявляється часткова замінність дії екологічних факторів. У той самий час жоден із необхідних організму чинників може бути повністю замінений іншим. Фототрофні рослини не можуть рости без світла при оптимальних режимах температури або живлення. Тому якщо значення хоча б одного з необхідних факторів виходить за межі діапазону толерантності (нижче за мінімум або вище максимуму), то існування організму стає неможливим.

Фактори середовища, що мають у конкретних умовах песимальне значення, тобто найбільш віддалені від оптимуму, особливо ускладнюють можливість існування виду в цих умовах, незважаючи на оптимальне поєднання інших умов. Ця залежність одержала назву закону обмежуючих чинників. Такі фактори, що ухиляються від оптимуму, набувають першорядного значення в житті виду або окремих особин, визначаючи їх географічний ареал.

Виявлення обмежувальних чинників дуже важливе у практиці сільського господарства задля встановлення екологічної валентності, особливо у найбільш уразливі (критичні) періоди онтогенезу тварин і рослин.

З екологічних позицій середа – це природні тіла та явища, з якими організм перебуває у прямих чи непрямих відносинах. Навколишнє організм середовище характеризується величезним розмаїттям, складаючись з безлічі динамічних у часі та просторі елементів, явищ, умов, які розглядаються як факторів .

Екологічний фактор – це будь-яке умова середовища, здатне надавати пряме чи опосередковане впливом геть живі організми, хоча протягом однієї з фаз їх індивідуального розвитку. У свою чергу, організм реагує на екологічний фактор специфічними пристосувальними реакціями.

Таким чином, екологічні фактори– це все елементи природного середовища, які впливають існування і розвиток організмів, і які живі істоти реагують реакціями пристосування (за межами здатності пристосування настає смерть).

Слід зазначити, що у природі екологічні чинники діють комплексно. Особливо важливо пам'ятати це, оцінюючи вплив хімічних забруднювачів. У цьому випадку "сумарний" ефект, коли негативна дія однієї речовини накладається на негативну дію інших, а до цього додається вплив стресової ситуації, шумів, різних фізичних полів, що значно змінює значення ГДК, наведені в довідниках. Цей ефект називають синергітичним.

Найважливішим є поняття лімітуючого факторатобто такого, рівень (доза) якого наближається до межі витривалості організму, концентрація якого нижче або вище оптимальної. Це поняття визначається законами мінімуму Лібіха (1840) і толерантності Шелфорда (1913). Найчастіше лімітуючими чинниками є температура, світло, біогенні речовини, течії та тиск у середовищі, пожежі тощо.

Найбільш поширеними є організми з широким діапазоном толерантності щодо всіх екологічних факторів. Найвища толерантність характерна для бактерій та синьо-зелених водоростей, які виживають у широкому діапазоні температур, радіації, солоності, рН та ін.

Екологічні дослідження, пов'язані з визначенням впливу екологічних факторів на існування та розвиток окремих видів організмів, взаємозв'язків організму з навколишнього середовища, є предметом науки аутекології . Розділ екології, який досліджує асоціацію популяцій різних видів рослин, тварин, мікроорганізмів (біоценозів), шляхи їх формування та взаємодії з навколишнім середовищем, називається синекологією . У межах синекології виділяють фітоценологію, або геоботаніку (об'єкт вивчення – угруповань рослин), біоценологію (угруповання тварин).

Отже, поняття екологічного чинника – одне з найзагальніших і надзвичайно широких понять екології. Відповідно до цього завдання класифікації екологічних чинників виявилося дуже складним, отже загальноприйнятого варіанта досі немає. Водночас досягнуто згоди щодо доцільності використання при класифікації екологічних факторів певних ознак.

Традиційно виділяли три групи екологічних факторів:

1) абіотичні (неорганічні умови – хімічні та фізичні, такі, як склад повітря, води, ґрунту, температура, світло, вологість, радіація, тиск тощо);

2) біотичні (Форми взаємодії між організмами);

3) антропогенні (Форми діяльності людини).

Сьогодні розрізняють десять груп екологічних факторів (загальна кількість – близько шістдесяти), об'єднаних у спеціальну класифікацію:

за часом - фактори часу (еволюційні, історичні, діючі), періодичності (періодичні та неперіодичні), первинні та вторинні;

за походженням (космічні, абіотичні, біотичні, природні, техногенні, антропогенні);

по середовищі виникнення (атмосферні, водні, геоморфологічні, екосистемні);

характером (інформаційні, фізичні, хімічні, енергетичні, біогенні, комплексні, кліматичні);

за об'єктом впливу (індивідуальні, групові, видові, соціальні);

за ступенем впливу (летальні, екстремальні, що обмежують, обурюючі, мутагенні, тератогенні);

за умовами дії (залежні чи незалежні від щільності);

за спектром впливу (вибіркової чи загальної дії).

Насамперед екологічні фактори діляться на зовнішні (екзогенніабо ентопічні) та внутрішні (ендогенні) По відношенню до даної екосистеми.

До зовнішнім відносяться фактори, дії яких тією чи іншою мірою визначають зміни, що відбуваються в екосистемі, але самі вони практично не зазнають її зворотного впливу. Такими є сонячна радіація, інтенсивність атмосферних опадів, атмосферний тиск, швидкість вітру, швидкість течії і т.д.

На відміну від них внутрішні чинники співвідносяться з властивостями самої екосистеми (або окремих її компонентів) та насправді утворюють її склад. Такі чисельності та біомаси популяцій, запаси різних речовин, характеристики приземного шару повітря, водної чи ґрунтової маси тощо.

Другий поширений класифікаційний принцип – це поділ факторів на біотичні і абіотичні . До перших відносяться різноманітні змінні, що характеризують властивості живої речовини, а до других - неживих компонентів екосистеми та її довкілля. Розподіл факторів на ендогенні – екзогенні та на біотичні – абіотичні не збігаються. Зокрема, існують як екзогенні біотичні фактори, наприклад інтенсивність занесення ззовні насіння деякого виду в екосистему, так і ендогенні абіотичні фактори, такі, як концентрація 2 або 2 в приземному шарі повітря або воді.

Широке використання в екологічній літературі знаходить класифікація факторів по загального характеру їх походженняабо об'єкту впливу. Наприклад, серед екзогенних розрізняють метеорологічні (кліматичні), геологічні, гідрологічні, міграційні (біогеографічні), антропогенні фактори, а серед ендогенних – мікрометеорологічні (біокліматичні), ґрунтові (едафічні), водні та біотичні.

Важливим класифікаційним показником є характер динаміки екологічних чинників, особливо наявність чи відсутність її періодичності (добової, місячної, сезонної, багаторічної). Пов'язано це з тим, що пристосувальні реакції організмів до тих чи інших факторів середовища визначаються ступенем сталості цих факторів, тобто їх періодичністю.

Біологом А.С. Мончадським (1958) виділялися первинні періодичні фактори, вторинні періодичні фактори та неперіодичні фактори.

До первинним періодичним факторам ставляться переважно явища, пов'язані з обертанням Землі: зміна пір року, добова зміна освітленості, приливні явища тощо. Ці фактори, яким властива правильна періодичність, діяли ще до появи життя на Землі, і живі організми, що виникають, повинні були відразу адаптуватися до них.

Вторинні періодичні фактори  наслідок первинних періодичних: наприклад, вологість, температура, опади, динаміка рослинної їжі, вміст розчинених газів у воді тощо.

До неперіодичним ставляться чинники, які мають правильної періодичності, циклічності. Такими є ґрунтово-ґрунтові фактори, різного роду стихійні явища. Антропогенні на довкілля часто ставляться до неперіодичним чинникам, які можуть виявлятися раптово і нерегулярно. Оскільки динаміка природних періодичних факторів одна з рушійних сил природного відбору та еволюції, живі організми, як правило, не встигають виробити пристосувальних реакцій, наприклад, до різкої зміни вмісту тих чи інших домішок у навколишньому середовищі.

Особлива роль серед екологічних чинників належить суммативним (адитивним) факторам, що характеризує чисельність, біомасу або щільність популяцій організмів, а також запаси або концентрації різних форм речовини та енергії, тимчасові зміни яких підпорядковуються законам збереження. Подібні фактори називаються ресурсами . Наприклад, говорять про ресурси тепла, вологи, органічної та мінеральної їжі тощо. На відміну від них такі фактори, як інтенсивність і спектральний склад радіації, рівень шуму, окислювально-відновлювальний потенціал, швидкість вітру або течії, розмір і форма їжі і т.д., які сильно впливають на організми, не належать до категорії ресурсів. .к. до них не застосовні закони збереження.

Число різноманітних екологічних факторів є потенційно необмеженим. Однак за ступенем впливу на організми вони далеко не рівносильні, внаслідок чого в екосистемах різного типу деякі фактори виділяються як найбільш суттєві, чи імперативні . У наземних екосистемах серед екзогенних чинників до них, як правило, відносяться інтенсивність сонячної радіації, температура і вологість повітря, інтенсивність атмосферних опадів, швидкість вітру, швидкість занесення суперечок, насіння та інших зародків або припливу дорослих особин з інших екосистем, а також всілякі форми антропогенного впливу. Ендогенними імперативними факторами в наземних екосистемах є:

1) мікрометеорологічні - освітленість, температура і вологість приземного шару повітря, вміст у ньому СО 2 і О 2;

2) ґрунтові – температура, вологість, аерація ґрунту, фізико-механічні властивості, хімічний склад, вміст гумусу, доступність елементів мінерального живлення, окислювально-відновний потенціал;

3) біотичні – щільність популяцій різних видів, їх віковий та статевий склад, морфологічні, фізіологічні та поведінкові характеристики.

Екологічний фактор - умова довкілля, що впливає на організм. Середовище включає всі тіла і явища, з якими організм знаходиться в прямих або непрямих відносинах.

Один і той же фактор середовища має різне значення в житті організмів, що спільно живуть. Наприклад, сольовий режим ґрунту відіграє першорядну роль при мінеральному харчуванні рослин, але байдужий для більшості наземних тварин. Інтенсивність освітлення та спектральний склад світла винятково важливі у житті фототрофних рослин, а в житті гетеротрофних організмів (грибів та водних тварин) світло не надає помітного впливу на їхню життєдіяльність.

Екологічні чинники діють організми по-різному. Вони можуть виступати як подразники, що спричиняють пристосувальні зміни фізіологічних функцій; як обмежувачі, що зумовлюють неможливість існування тих чи інших організмів у цих умовах; як модифікатори, що визначають морфологічні та анатомічні зміни організмів.

Класифікація екологічних факторів

Прийнято виділяти біотичні, антропогенні та абіотичні екологічні фактори.

Біотичні фактори - вся безліч факторів середовища, пов'язаних з діяльністю живих організмів. До них відносяться фітогенні (рослини), зоогенні (тварини), мікробіогенні (мікроорганізми) фактори.

Антропогенні фактори - все безліч факторів, пов'язаних із діяльністю людини. До них відносяться фізичні (використання атомної енергії, переміщення в поїздах та літаках, вплив шуму та вібрації та ін.), хімічні (використання мінеральних добрив та отрутохімікатів, забруднення оболонок Землі відходами промисловості та транспорту; куріння, вживання алкоголю та наркотиків, надмірне використання лікарських засобів коштів [джерело не зазначено 135 днів]), біологічні (продукти харчування; організми, для яких людина може бути місцем існування або джерелом харчування), соціальні (пов'язані з відносинами людей і життям в суспільстві) фактори.

Абіотичні фактори - вся безліч факторів, пов'язаних з процесами в неживій природі. До них відносяться кліматичні (температурний режим, вологість, тиск), едафогенні (механічний склад, повітропроникність, щільність ґрунту), орографічні (рельєф, висота над рівнем моря), хімічні (газовий склад повітря, сольовий склад води, концентрація, кислотність), фізичні (Шум, магнітні поля, теплопровідність, радіоактивність, космічне випромінювання)

Найчастіше зустрічається класифікація екологічних факторів (факторів середовища)

ЗА ЧАСОМ: еволюційний, історичний, чинний

ПО ПЕРІОДИЧНОСТІ: періодичний, неперіодичний

ПО ЧЕРГОВОСТІ ВИНИКНЕННЯ: первинний, вторинний

З ПОХОДЖЕННЯ: космічний, абіотичний (він же абіогенний), біогенний, біологічний, біотичний, природно-антропогенний, антропогенний (в т.ч. техногенний, забруднення середовища), антропічний (в т.ч. занепокоєння)

ЗА СЕРЕДОВИЩЕ ВИНИКНЕННЯ: атмосферний, водний (він же вологості), геоморфологічний, едафічний, фізіологічний, генетичний, популяційний, біоценотичний, екосистемний, біосферний

ЗА ХАРАКТЕРОМ: речовинно-енергетичний, фізичний (геофізичний, термічний), біогенний (він же біотичний), інформаційний, хімічний (солоність, кислотність), комплексний (екологічний, еволюції, системоутворюючий, географічний, кліматичний)

ЗА ОБ'ЄКТОМ: індивідуальний, груповий (соціальний, етологічний, соціально-економічний, соціально-психологічний, видовий (в т.ч. людський, життя суспільства)

ЗА УМОВИ СЕРЕДОВИЩА: залежить від щільності, не залежить від щільності

ЗА СТУПЕНЮ ВПЛИВУ: летальний, екстремальний, лімітуючий, хвилюючий, мутагенний, тератогенний; канцерогенний

ЗА СПЕКТРОМ ВПЛИВУ: виборчий, загальної дії

3. Закономірності впливу екологічних факторів на організм

Реакція організмів на вплив абіотичних факторів. Вплив екологічних чинників на живий організм дуже різноманітний. Одні фактори мають сильніший вплив, інші діють слабше; одні впливають попри всі боку життя, інші - певний життєвий процес. Проте в характері їх впливу на організм і в реакціях живих істот у відповідь можна виявити ряд загальних закономірностей, які укладаються в деяку загальну схему дії екологічного фактора на життєдіяльність організму (рис. 14.1).

На рис. 14.1 по осі абсцис відкладена інтенсивність (або «доза») фактора (наприклад, температура, освітленість, концентрація солей у ґрунтовому розчині, рН або вологість ґрунту та х д.), а по осі ординат – реакція організму на вплив екологічного фактора у його кількісному вираженні (наприклад, інтенсивність фотосинтезу, дихання, швидкість зростання, продуктивність, чисельність особин на одиницю площі і т. д.), тобто ступінь благодійності фактора.

Діапазон дії екологічного фактора обмежений відповідними крайніми пороговими значеннями (точки мінімуму та максимуму), за яких ще можливе існування організму. Ці точки називаються нижньою та верхньою межами витривалості (толерантності) живих істот по відношенню до конкретного фактора середовища.

Точка 2 на осі абсцис, що відповідає найкращим показникам життєдіяльності організму, означає найбільш сприятливу для організму величину фактора, що впливає, - це точка оптимуму. Для більшості організмів визначити оптимальне значення фактора з достатньою точністю найчастіше важко, тому прийнято говорити про зону оптимуму. Крайні ділянки кривої, що виражають стан пригнічення організмів при різкій нестачі чи надлишку фактора, називають областями песимуму чи стресу. Поблизу критичних точок лежать сублетальні величини чинника, а поза зони виживання -летальные.

Подібна закономірність реакції організмів на вплив екологічних факторів дозволяє розглядати її як фундаментальний біологічний принцип: для кожного виду рослин та тварин існує оптимум, зона нормальної життєдіяльності, песимальні зони та межі витривалості по відношенню до кожного фактора середовища.

Різні види живих організмів помітно відрізняються один від одного як за становищем оптимуму, так і за межами витривалості. Наприклад, песці в тундрі можуть переносити коливання температури повітря в діапазоні близько 80°С (від +30 до -55°С), деякі тепловодні рачки витримують зміни температури води в інтервалі не більше 6°С (від 23 до 29°С), нитчаста ціанобактерія осцилаторія, що живе на острові Ява у воді з температурою 64 ° С, гине при 68 ° С вже через 5-10 хв. Так само одні лучні трави віддають перевагу грунту з досить вузьким діапазоном кислотності - при рН = 3,5-4,5 (наприклад, верес звичайний, білоус стирчить, щавель малий служать індикаторами кислих грунтів), інші добре ростуть при широкому діапазоні рН - від сильнокислого до лужного (наприклад, звичайна сосна). У зв'язку з цим організми, для існування яких необхідні суворо визначені, відносно постійні умови середовища, називають стенобіонтними (грец. stenos - вузький, bion - живий), а ті, що живуть у широкому діапазоні мінливості умов середовища, -еврібіонтними (грец. eurys - Широкий). При цьому організми одного і того ж виду можуть мати вузьку амплітуду по відношенню до одного фактора і широку - до іншого (наприклад, пристосованість до вузького діапазону температур та широкого діапазону солоності води). Крім того, та сама доза фактора може бути оптимальною для одного виду, песимальною для іншого і виходити за межі витривалості для третього.

Здатність організмів адаптуватися до певного діапазону мінливості факторів середовища називають екологічною пластичністю. Ця особливість одна із найважливіших властивостей всього живого: регулюючи свою життєдіяльність відповідно до змін умов середовища, організми набувають можливість виживати і залишати потомство. Отже, еврибіонтні організми є екологічно найбільш пластичними, що забезпечує їх широке поширення, а стенобіонтні, навпаки, відрізняються слабкою екологічною пластичністю і, як наслідок, зазвичай мають обмежені ареали поширення.

Взаємодія екологічних факторів. Обмежує фактор. Екологічні чинники впливають на живий організм разом та одночасно. При цьому дія одного фактора залежить від того, з якою силою та в якому поєднанні діють одночасно інші фактори. Ця закономірність дістала назву взаємодія факторів. Наприклад, спеку чи мороз легше переносити при сухому, а чи не при вологому повітрі. Швидкість випаровування води листям рослин (транспірація) значно вища, якщо температура повітря висока, а погода вітряна.

У деяких випадках нестача одного фактора частково компенсується посиленням іншого. Явище часткової взаємозамінності впливу екологічних чинників називається ефектом компенсації. Наприклад, в'янення рослин можна призупинити збільшенням кількості вологи в грунті, так і зниженням температури повітря, що зменшує транспірацію; у пустелях нестача опадів до певної міри поповнюється підвищеною відносною вологістю повітря в нічний час; в Арктиці тривалий світловий день влітку компенсує нестачу тепла.

Разом про те жоден із необхідних організму екологічних чинників може бути повністю замінений іншим. Відсутність світла робить життя рослин неможливим, незважаючи на найсприятливіші поєднання інших умов. Тому якщо значення хоча б одного з життєво необхідних екологічних факторів наближається до критичної величини або виходить за її межі (нижче за мінімум або вище максимуму), то, незважаючи на оптимальне поєднання інших умов, особам загрожує загибель. Такі фактори називаються такими, що обмежують (лімітують).

Природа обмежуючих чинників може бути різною. Наприклад, пригнічення трав'янистих рослин під пологом букових лісів, де при оптимальному тепловому режимі, підвищеному вмісті вуглекислого газу, багатих ґрунтах можливості розвитку трав обмежуються недоліком світла. Змінити такий результат можна лише впливом на фактор, що обмежує.

Обмежуючі чинники середовища визначають географічний ареал виду. Так, просування виду на північ може лімітуватися недоліком тепла, а в райони пустель і сухих степів - недоліком вологи або надто високими температурами. Чинником, що обмежує поширення організмів, можуть бути і біотичні відносини, наприклад зайнятість території сильнішим конкурентом або нестача запилювачів для квіткових рослин.

Виявлення обмежуючих чинників та усунення їх дії, тобто оптимізація довкілля живих організмів, становить важливу практичну мету у підвищенні врожайності сільськогосподарських культур та продуктивності свійських тварин.

Межа толерантності (лат. tolerantio – терпіння) – діапазон екологічного фактора між мінімальним та максимальним значеннями, в межах якого можлива виживання організму.

4. Закон обмежуючого (лімітуючого) чинника чи закон мінімуму Либиха - одне із фундаментальних законів у екології, який проголошує, що найбільш значимий організму той чинник, який найбільше відхиляється від оптимального його значення. Тому під час прогнозування екологічних умов чи виконання експертиз дуже важливо визначити слабку ланку у житті організмів.

Саме від цього мінімально (або максимально) представленого в даний конкретний момент екологічного фактора залежить виживання організму. В інші часи обмежують можуть бути інші фактори. Протягом життя особини видів зустрічаються з різними обмеженнями своєї життєдіяльності. Так, фактором, що обмежує поширення оленів, є глибина снігового покриву; метелики озимої совки (шкідника овочевих та зернових культур) – зимова температура тощо.

Цей закон враховується у практиці сільського господарства. Німецький хімік Юстус Лібіх встановив, що продуктивність культурних рослин насамперед залежить від тієї поживної речовини (мінерального елемента), яка представлена ​​у ґрунті найслабше. Наприклад, якщо фосфору у ґрунті лише 20 % від необхідної норми, а кальцію – 50 % від норми, то обмежуючим фактором буде нестача фосфору; необхідно в першу чергу внести в грунт саме добрива, що містять фосфор.

1. Екологічні фактори (5)

   Закон >> Екологія

   Закони впливу екологічних факторівна живі організми Незважаючи на різноманіття екологічних факторіві різну...) або екологічнувалентність організму до цього фактору. Сприятливий діапазон дії екологічного фактор Аназивається зоною...

2. Екологічні факторизагрози стану історико-культурної спадщини Росії

   Закон >> Культура та мистецтво

   ... ” – деструкція декору, конструкцій) – комплекс негативних екологічних факторів; ▫ Свято-Троїцька (Ленвінська) церква у ... пам'яткоохоронної політики. Додаток 1 Негативний вплив екологічних факторівна пам'ятники історії та культури у 1999 році.

3. Екологічні факторита екосистеми

   Контрольна робота >> Екологія

   ... №23. Біотичні екологічні факториБіотичні факторинавколишнього середовища (Біотичні фактори; Біотичні екологічні фактори; Biotic factors ... між організмами. Біотичними називають екологічні фактори, пов'язані з діяльністю живих організмів.

Класифікація екологічних факторів

Екологічні чинники довкілля. Абіотичні фактори

1. Екологічний фактор- це будь-який елемент навколишнього середовища, здатний надавати прямий чи опосередкований вплив на живий організм хоча б на одному з етапів його індивідуального розвитку, або будь-яка умова середовища, на яке організм відповідає пристосувальними реакціями.

У загальному випадку фактор - це рушійна сила будь-якого процесу або умова, що впливає на організм. Навколишнє середовище характеризується величезним розмаїттям екологічних факторів, у тому числі поки що не відомих. Кожен живий організм протягом усього життя перебуває під впливом безлічі екологічних чинників, різняться походженням, якістю, кількістю, часом впливу, тобто. режимом. Таким чином, довкілля - це фактично набір екологічних факторів, що впливають на організм.

Але якщо навколишнє середовище, як ми вже сказали, не має кількісних характеристик, то кожен окремий фактор (чи то вологість, температура, тиск, білки їжі, кількість хижаків, хімічна сполука в повітрі тощо) характеризується мірою і числом, т. е. його можна виміряти в часі та просторі (в динаміці), порівняти з яким-небудь еталоном, піддати моделюванню, передбаченню (прогнозу) і в кінцевому рахунку змінити в заданому напрямку. Керувати можна лише тим, що має міру та число.

Для інженера підприємства, економіста, санітарного лікаря чи слідчого прокуратури вимога "охороняти довкілля" не має сенсу. А якщо завдання або умова виражені у кількісній формі, у вигляді будь-яких величин чи нерівностей (наприклад: С i< ПДК i или M i < ПДВ i то они вполне понятны и в практическом, и в юридическом отношении. Задача предприятия - не "охранять природу", а с помощью инженерных или организационных приемов выполнить названное условие, т. е. именно таким путем управлять качеством окружающей среды, чтобы она не представляла угрозы здоровью людей. Обеспечение выполнения этих условий - задача контролирующих служб, а при невыполнении их предприятие несет ответственность.

Класифікація екологічних факторів

Будь-яка класифікація будь-якої множини це метод його пізнання чи аналізу. Предмети та явища можна класифікувати за різними ознаками, з поставлених завдань. З багатьох існуючих класифікацій екологічних чинників для завдань цього курсу доцільно використати таку (рис. 1).

Всі екологічні фактори в загальному випадку можуть бути згруповані у дві великі категорії: фактори неживої, або відсталої, природи, які називаються інакше абіотичними або абіогенними, і фактори живої природи - біотичні, або біогенні. Але за своїм походженням обидві групи можуть бути як природними, так і антропогенними, Т. е. пов'язаними з впливом людини. Іноді розрізняють антропічніі антропогенніфактори. До перших відносять лише прямі впливу людини на природу (забруднення, промисел, боротьбу зі шкідниками), а до других – переважно непрямі наслідки, пов'язані зі зміною якості довкілля.

Рис. 1. Класифікація екологічних факторів

Людина у своїй діяльності як змінює режими природних екологічних чинників, а й створює нові, наприклад, синтезуючи нові хімічні сполуки - отрутохімікати, добрива, ліки, синтетичні матеріали та інших. Серед чинників неживої природи присутні фізичні(космічні, кліматичні, орографічні, ґрунтові) та хімічні(компоненти повітря, води, кислотність та інші хімічні властивості ґрунту, домішки промислового походження). До біотичних факторів належать зоогенні(вплив тварин), фітогенні(вплив рослин), мікробогенні(Вплив мікроорганізмів). У деяких класифікаціях до біотичних факторів належать і всі антропогенні фактори, включаючи фізичні та хімічні.

Поряд із розглянутою, існують й інші класифікації екологічних факторів. Виділяють фактори залежні та незалежні від чисельності та щільності організмів. Наприклад, кліматичні чинники не залежать від чисельності тварин, рослин, а масові захворювання, що викликаються патогенними мікроорганізмами (епідемії) у тварин або рослин, безумовно, пов'язані з їх чисельністю: епідемії виникають при тісному контакті між індивідуумами або при їхньому загальному ослабленні через брак корми, коли можлива швидка передача хвороботворного початку від однієї особини до іншої, а також втрачена опірність до патогену.

Макроклімат від чисельності тварин не залежить, а мікроклімат може суттєво змінюватися внаслідок їхньої життєдіяльності. Якщо, наприклад, комахи при їх високій чисельності в лісі знищать більшу частину хвої або листя дерев, то тут зміниться вітровий режим, освітленість, температура, якість і кількість корму, що позначиться на стані наступних поколінь тих самих тварин, що живуть тут. Масові розмноження комах приваблюють комах-хижаків та комахоїдних птахів. Урожаї плодів і насіння впливають на зміну чисельності мишоподібних гризунів, білки та її хижаків, а також багатьох птахів, що харчуються насінням.

Можна ділити всі фактори на регулюючі(керуючі) та регульовані(керовані), що також легко зрозуміти у зв'язку з наведеними вище прикладами.

Оригінальну класифікацію екологічних чинників запропонував А. С. Мончадський. Він виходив з уявлень про те, що всі пристосувальні реакції організмів до тих чи інших факторів пов'язані зі ступенем сталості їхнього впливу, або, інакше кажучи, з їхньою періодичністю. Зокрема, він виділяв:

1. первинні періодичні чинники (ті, яким властива правильна періодичність, пов'язана з обертанням Землі: зміна пір року, добова та сезонна зміна освітленості та температури); ці фактори спочатку властиві нашій планеті і життя, що зароджується, мало відразу до них пристосовуватися;

2. вторинні періодичні чинники (вони є похідними від первинних); до них відносяться всі фізичні та багато хімічних факторів, наприклад вологість, температура, опади, динаміка чисельності рослин і тварин, вміст розчинених газів у воді та ін;

3. неперіодичні чинники, яким властива правильна періодичність (циклічність); такі, наприклад, фактори, пов'язані з ґрунтом, або різного роду стихійні явища.

Зрозуміло, "неперіодично" лише саме тіло ґрунту, що підстилає його ґрунти, а динаміка температури, вологості та багатьох інших властивостей ґрунту також пов'язана з первинними періодичними факторами.

Антропогенні чинники однозначно ставляться до неперіодичним. Серед таких чинників неперіодичного дії насамперед - забруднюючі речовини, які у промислових викидах і скидах. До природних періодичних і неперіодичних факторів живі організми в процесі еволюції здатні виробляти адаптації (наприклад, сплячка, зимівля тощо), а до зміни вмісту домішок у воді чи повітрі рослини та тварини, як правило, не можуть придбати та спадково закріпити відповідні адаптації. Щоправда, деякі безхребетні, наприклад рослиноїдні кліщі з класу павукоподібних, що мають в умовах закритого ґрунту десятки поколінь на рік, здатні при постійному застосуванні проти них одних і тих же отрутохімікатів утворювати стійкі до отрути раси шляхом відбору особин, що успадковують таку стійкість.

Необхідно наголосити, що до поняття "фактор" слід підходити диференційовано, враховуючи, що фактори можуть бути як прямої (безпосередньої), так і опосередкованої дії. Відмінності між ними полягають у тому, що фактор прямої дії можна висловити кількісно, ​​тоді як фактори непрямої дії – ні. Наприклад, клімат або рельєф можуть бути позначені в основному словесно, але вони визначають режими факторів прямої дії – вологості, довжини світлового дня, температури, фізико-хімічних характеристик ґрунту та ін.