Тема 2. Природная среда и закономерности действия экологических факторов
В этой теме рассматриваются вопросы экологических факторов, адаптации, основных законов экологии. При изучении литературы по данным вопросам студент должен получить представление об основных экологических факторах: абиотических факторах наземной среды, почвенного покрова, водной среды, биотических факторах.
Экологические факторы – это такие свойства компонентов экосистемы и ее внешней среды, которые оказывают непосредственное действие на особей данной популяции, а также на характер их отношений друг с другом и особями других популяций. Разнообразные экологические факторы классифицируются по нескольким критериям. Наиболее распространенная классификация – по характеру действия и природе источника – подразделяет экологические факторы на абиотические, биотические и антропогенные. Нужно иметь представление о характеристиках и действии абиотических факторов (свет, температура, влажность и др.) на живые организмы и их приспособлениях к действию этих факторов, а биотические факторы удобнее рассматривать при изучении раздела «Экология популяций и сообществ». Не нужно забывать, что определенные приспособительные реакции организмов создались в результате длительной эволюции. Следует изучить различные виды адаптации живых организмов к экологическим факторам и правила, ими управляющие (Аллена, Бергмана, Глогера), усвоить, что такое жизненная форма организма.
Студент должен ознакомиться с основными законами экологии: законами биогенной миграции атомов и необратимости эволюции, положениями Б. Коммонера, законами минимума Ю. Либиха и толерантности В. Шелфорда и правилами, их дополняющими. Необходимо осмыслить их практическое значение.
Центральной концепцией этой темы является концепция лимитирующего фактора. В совокупности факторов окружающей среды всегда есть фактор, который в наибольшей степени влияет на состояние организма из-за того, что находится либо в недостатке (минимуме), либо в избытке (максимуме). Такой фактор называется лимитирующим. Правило действия лимитирующих факторов определяет закон толерантности В. Шелфорда (1913). Этот закон расширяет действие установленного ранее закона минимума Ю. Либиха (1840), согласно которому активность жизнедеятельности организма ограничивает фактор, находящийся в относительном минимуме. Студент должен научиться выделять лимитирующие факторы из условий окружающей среды, выражать относительную степень толерантности экологическими терминами при помощи приставок стено-(узкий) и эври-(широкий).
Важный вопрос – распространение организмов в физической среде – географическое и локальное. Нужно ознакомиться с понятиями: экотоп, экотип, гомеостатические реакции организмов и обратная связь, регуляторы и конформисты. Изучить и понять как энергетический, тепловой и водный режимы организмов влияют на их жизнедеятельность и пространственное распространение.
Литература: 1, с. 43-82; 2, с. 28-150; 3, с. 62-243, 270-306; 4, с. 21-72.
Вопросы для самопроверки
- Что такое экологический фактор?
- Дайте характеристику температуры как экологического фактора.
- Как классифицируются растения по отношению к влажности среды?
- Какие виды адаптации вы знаете?
- Что такое экотоп?
Источник
Часть 2. Факторы природной среды.
Экологические факторы — это такие свойства компонентов экосистемы и ее внешней среды, которые оказывают непосредственное действие на особей данной популяции, а также на характер их отношений друг с другом и с особями других популяций.
Классификация факторов:
I. Внешние факторы — воздействуют на организм, популяцию, экосистему, но не испытывают непосредственного обратного действия (ветер, солнечная радиация, атмосферное давление, скорость течения);
Внутренние факторы — связаны со свойствами самой экосистемы и являются ее элементами (пищевые ресурсы, численность популяций, состав приземного слоя воздуха, концентрация элементов).
II. Абиотические факторы — факторы неорганической (неживой) природы (свет, температура, влажность, давление, климатические и геофизические факторы, различные физические поля, ионизирующую радиацию, волны, ветер, течение, приливы);
Биотические факторы — прямые или опосредованные воздействия других организмов, населяющих среду обитания данного организма. Биотические факторы бывают внутривидовыми (внутрипопуляционными) и межвидовыми (межпопуляционными).
а) Внутривидовые факторы — это взаимоотношения внутри одной группы, стада, семьи (размножение, отношение полов, взаимопомощь, иерархия, ухода за потомством );
б) Межвидовые факторы — контакты между особями и популяциями разных видов, пищевые взаимоотношения, симбиоз, паразитизм и т.д.
Антропогенные факторы — факторы, порожденные деятельностью человека, человеческого общества. Это вырубка лесов, распашка полей, осушение болот, промысел животных и растений, загрязнение природной среды.
Биоинтервал, экологическая ниша и лимитирующие факторы:
Биоинтервал фактора — это область количественных значений какого-либо фактора среды, в пределах которого могут существовать представители данного вида или популяции организмов. Он ограничен крайними, экстремальными для вида значениями, за пределами которых уже невозможно нормальное существование всех жизненных функций организма.
Лимитирующие факторы (правило минимума) — факторы среды, имеющие в конкретных условиях пессимальные (наихудшие) значения, т.е. дефицит ресурса, ограничивают возможность существования популяции, вида в данных условиях, несмотря на оптимальное сочетание других факторов.
Правило оптимума — Количественное выражение какого-либо фактора (интенсивность солнечной радиации, концентрация веществ в воде и т.д.), соответствующее потребностям организма и обеспечивающее наиболее благоприятные условия жизни, рассматривается как оптимальное.
Экологическая ниша — это совокупность условий, в которых популяция или вид могут в принципе существовать. Это есть многомерное экологическое пространство, образованное совмещением диаграмм выживания для существенных факторов среды данного вида или популяции. Экологическая ниша бывает фундаментальной (в данных пределах вид в принципе может существовать) и реализованной (совокупность благоприятных условий, при которых популяция или вид реально существуют).
Под диаграммой выживания понимается куполообразная кривая графика зависимости функции отклика от значений фактора.
Функция отклика — это различные проявления жизнедеятельности (потребление пиши, интенсивность фотосинтеза, продуктивность, скорость роста и т.д.).
Источник
Факторы окружающей среды. Классификация факторов природной среды
Существование живых организмов на Земле представлено совокупностью множества объектов и явлений, составляющих их среду обитания. Таким образом, под средой обитания следует понимать окружающую организм часть природы, находящуюся с ним во взаимодействии. Исходя из этого в экологии выделяют наземно-воздушную, почвенную, водную и организменную среды обитания.
Что касается факторов окружающей среды или экологических факторов, то под ними следует понимать отдельные элементы окружающей среды, которые оказывают прямое воздействие на различные сферы жизнедеятельности организмов. В экологии именно благодаря экологическим факторам оценивается влияние среды на живые организмы.
Стоит также отметить, что действие экологических факторов не всегда может быть только прямым, а проявляться через цепочку причинно-следственных связей:
Классификация факторов окружающей среды
Экологические факторы согласно классификации, получившей наибольшее распространение, на три основные группы:
- абиотические (к абиотическим факторам — факторам неживой природы относят температуру окружающей среды, её газовый состав, влажность, плотность атмосферного воздуха, солёность воды и т.д.);
- биотические (биотические или факторы живой природы включают в себя различные формы отношений между живыми организмами (паразитизм, комменсализм, конкуренция и т.д.), а также факторы обеспеченности пищей.);
- антропогенные (Факторы человеческой деятельности в экологии принято называть антропогенными факторами. Они могут иметь физическую (шум, вибрация, электромагнитные излучения и т.д.), химическую (СПАВ, нефтепродукты и т.д.) и биологическую природу (ГМО и т.д.)).
Существует и иная классификация экологических факторов, основанная на эффекте, вызванном их воздействием. Исходя из этого выделяют группу:
- энергетических факторов (действие энергетических факторов направлено на процессы метаболизма в организме, изменяя их энергетическое состояние. К таким факторам относят температуру, межвидовые взаимоотношения, обеспеченность пищей и т.д.);
- сигнальных факторов (В деятельность сигнальных факторов заложена информация об изменениях, происходящих с энергетическими характеристиками окружающей природной среды. К ним относят смену дня и ночи, продолжительность светового дня и т.д.).
Однако было отмечено, что некоторые факторы могут обладать как сигнальным, так и энергетическим воздействием на живые организмы. Примером того может служить солнечный свет, который с одной стороны определяет биологическую продуктивность экосистем, являясь энергетическим фактором, а с другой стороны участвует в процессе синхронизации биологических ритмов с суточными и сезонными изменениями гидрометеорологических характеристик, что связано с сигнальным воздействием.
Исходя из этого данная классификация экологических факторов является не совсем удачной.
Классификация экологических факторов по А.С.Мончадскому
Российским учёным А.С.Мончадским было предложено разделять все факторы окружающей среды на:
К первичным периодическим факторам он предлагал относить астрономические факторы, к которым относятся смена дня и ночи, смена сезонов и т.д. Следствием изменения данных факторов являются вторичные периодические факторы (например, выпадение осадков, прозрачность воды и т.д.).
Таким образом, каковы бы не была классификация экологических факторов, они всегда будут по-разному воздействовать на попадающие по их влияние живые организмы.
Источник