Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
- Актуальная информация такси химки внуково тут.
-

Н.В. Гусакова, А.И. Забалуева, В.В. Румянцева
Экология: конспект лекций

Под редакцией А.Н. Королева. - Таганрог: Изд-во ТРТУ, 2006. - 176с.

Предыдущая

Лекция 2. Учение об экологическом факторе

2.1. Лимитирующие факторы. Экологическая ниша

Жизнь любого организма складывается под воздействием множества факторов как биотических, так и абиотических. При этом организму нужно для нормального существования не просто наличие какого-либо условия, например температуры, минеральных солей, а строго определённых его максимальных и минимальных значений.

Однако разные организмы обладают разными толерантностью, т.е. степенью устойчивости, величиной выносливости к изменениям тех или иных факторов. Одни гибнут при температуре выше 50 о С, а другие выдерживают кипячение.

Возможно, что именно в этом и будет состоять спасение Природы от слишком неразумного воздействия человека. Так, например, дозы радиации и других загрязняющих веществ, смертельные для человека, не являются таковыми для некоторых растений и животных. Например, высокой толерантностью обладают тараканы, голуби, черепахи. Также на Земле есть ещё места, относительно мало подверженные влиянию человека. Поэтому к тому моменту, когда человек создаст невыносимые для себя условия, какая-то жизнь ещё останется и продолжит эволюцию, если только человек не разнесет планету в клочья в результате атомной катастрофы. Кстати, в этом не будет ничего абсолютно нового, так как существует целый ряд растений, вырабатывающих в процессе своего роста вещества, приводящие их к собственной гибели. Однако человек отличатся от растений, и должен использовать свой разум во благо себе и окружающим, а не во вред!

В настоящее время человек оказывает влияние практически на все экологические факторы если не прямо, то косвенно. Например, пока он не может влиять непосредственно на Солнце, но всё более активно влияет на процесс поступления от Солнца энергии. Высвобождая в процессе горения органического топлива громадное количество углекислого газа и повышая его содержание в атмосфере, человек способствует созданию "парникового эффекта", так как углекислый газ мешает отражению тепловых лучей от Земли обратно в Космос, что ведет к повышению температуры на её поверхности. Результатом может стать резкое изменение всех климатических факторов, таяние вечных льдов, подъем воды в океане и, как следствие, затопление густонаселенных побережий, плодородных земель и прибрежной растительности.

Этому процессу противостоит другой – загрязнение атмосферы сажей, пылью и другими веществами, которые задерживают проникновение как световых, так и тепловых солнечных лучей с такой силой, что в пору опасаться не "парникового", а "ледникового" эффекта.

Особую опасность представляет разрушение озонового слоя под воздействием хлорсодержащих веществ, поступающих в атмосферу из различных источников, в частности, при использовании аэрозолей на основе фрионов, дезодорантов и различных распыляющихся лаков. Уже сейчас в результате усилившегося воздействия ультрафиолетового излучения наблюдается рост количества раковых заболеваний.

Также более или менее катастрофические последствия может иметь любое резкое изменение человеком экологического фактора, и особенно когда не учитываются результаты неизбежных цепных реакций.

Под цепной реакцией в природе понимается цепь природных явлений, каждое из которых влечет за собой изменение других связанных с ним явлений (например, цепная реакция при вырубке леса в бассейне реки и её верхних притоках).

Притоки малых рек усыхают, снижается уровень грунтовых вод, снижается влажность почвы, снижается уровень воды в реке и озере. Это приводит к недостатку воды в городе, гибели рыбы, развитию сине-зеленых водорослей и других водных организмов в озере. Строительство плотины и ирригационной системы не решает проблему поддержания уровня грунтовых вод и прекращения усыхания озера. Напротив, увеличивается испарение воды в оросительных системах и с поверхности водохранилища, а подпор воды плотиной вызывает затопление местности и её заболачивание. Орошение вызывает дополнительное засоление почвы, следовательно, увеличение поливных вод для её промывки, которые смывают в водоем удобрения и органические соединения.

Из-за множественности и слабой изученности связей между природными объектами окончательные последствия воздействия на природу могут проявиться через несколько десятилетий самым неожиданным образом. И во многих случаях отрицательные экологические и экономические последствия в будущем превосходят тот положительный эффект, ради которого осуществлялось это воздействие.

Кроме того, для нормального развития организмов необходимо наличие различных факторов строго определенного качества, каждый из них должен быть ещё и определённого количества. Рассмотрение количественной зависимости действия фактора позволяет отметить следующие её закономерности:

1)  при определенных значениях фактора создаются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности организмов; эти условия называются оптимальными, а область – оптимумом;

2)  чем больше отклоняются значения фактора от оптимальных, тем сильнее угнетается жизнедеятельность особей; в связи с этим выделяется зона их нормальной жизнедеятельности;

3)  диапазон значений фактора, за границами которого нормальная жизнедеятельность особей невозможна, называется пределом выносливости. Различают нижний и верхний пределы выносливости;

4)  экологическая толерантность охватывает диапазон от нижнего до верхнего пределов выносливости.

В соответствии с законом толерантности избыток какого-либо вещества может быть также вреден, как и его недостаток, т.е. всё хорошо в меру. Например, урожай может погибнуть как при засушливом, так и при слишком дождливом лете.

При этом, по закону минимума (введенному Б. Либихом в 1840 г.), недостаток какого-либо одного вещества не компенсируется избытком всех остальных. Если в почве много азота, калия и других питательных веществ, но не хватает фосфора (или наоборот), растения будут нормально развиваться только до тех пор, пока не усвоят весь фосфор. Факторы, сдерживающие развитие организмов из-за недостатка или их избытка по сравнению с потребностями, называются лимитирующими.

Пренебрежение законами "лимитирующего фактора" (законом минимума и законом толерантности) ведет к потерям экологическим и экономическим. Если в приведенном выше примере для интенсивного роста растений не хватает только фосфора, а человек, не разобравшись, будет вносить комплексное удобрение, то остальные химические элементы, например азот, будут потрачены зря, так как не дадут никакой прибавки урожая (экономическая потеря). Кроме того, их избыток частично будет впитан, но не усвоен растениями и превратится в отравляющее вещество (например, в нитраты, избыточное количество которых наносит вред человеческому организму при потреблении этих растений), а частично с дождями попадает из почвы в водоёмы, разрушая их экосистемы. В этом случае потери будут и экологическими, и экономическими.

Еще более серьёзные последствия может иметь превышение максимально допустимых величин некоторых веществ, так называемых ПДК, в окружающей среде, что ведет к росту число заболеваний и даже гибели людей и других организмов.

Крайние границы выживаемости определяются толерантностью, но внутри них каждый вид лучше всего развивается в тех условиях, к которым он адаптирован. Адаптация означает приспособление строения и функционирования организма к большему или меньшему воздействию тех или иных экологических факторов. Соответственно этому отдельные виды расселяются в лесах или полях, в воде или на суше, на юге или на севере. Да и в одной и той же местности одни растения способны развиваться под ветвями деревьев, а другим непременно нужна открытая полянка.

Организмы приспосабливаются также к определенным видам пищи и способам её добычи.

Так как пища и потребитель должны быть эволюционно приспособлены друг к другу, то значительно полезнее и даже безопаснее есть продукцию, выращенную в том же климатическом поясе, к которому привык ваш организм, а не привезенную издалека. Вообще для сохранения здоровья и долголетия желательно жить в той местности, где жили ваши предки.

Совокупность жизненных условий, необходимых для существования того или иного вида, а также его роль в биологическом сообществе представляют собой экологическую нишу. Каждый вид занимает свою собственную нишу, отвоеванную у других в ходе конкурентной борьбы. Такая специализация организмов позволяет им, с одной стороны, наиболее полно использовать все пригодное для жизни пространство и источники пищи, а с другой – "обслуживать" друг друга, функционировать на благо всего сообщества, даже если речь идет о хищниках и жертвах. В случае исчезновения вида по каким-либо причинам, его экологическую нишу рано или поздно занимает другой вид, способный выполнять те же обязанности (функции) в сообществе, что и исчезнувший вид, т. е. происходит экологическое дублирование.

По Ю. Одуму, “экологическая ниша – это не только физическое пространство, занимаемое организмом, но и функциональная роль организма в сообществе и его место относительно градиентов внешних факторов – температуры, влажности, кислотности почвы и т.д.” Для характеристики ниши чаще всего используются два измерения: ширина ниши и перекрывание ниши с соседними. У близкородственных видов, живущих вместе, наблюдаются тонкие разграничения ниш. Так, пасущиеся в саваннах Африки копытные по-разному используют пастбищный корм: зебры обрывают в основном верхушки травы, антилопы гну кормятся тем, что оставляют зебры, газели выщипывают самые низкие травы, а антилопы топи довольствуются высокими сухими стеблями, оставшимися после других травоядных.

Такого рода распределение видов настолько закономерно, что, зная параметры какой-либо ниши, оказавшейся свободной, можно описать вид, который должен ее занять. Так, важнейшие характеристики вируса СПИДа (синдрома приобретенного иммунодефицита) были предсказаны почти за 10 лет до его широкого распространения в связи с освобождением экологических ниш, ранее занимаемых побежденными человеком инфекционными болезнями. К сожалению, в большинстве случаев или знаний, накопленных человечеством, оказывается недостаточно для подобных предсказаний, или на них своевременно не обращают должного внимания.

Предыдущая