Ez nem környezeti tényező. Az ökológia alapjai

Bizonyára mindannyian észrevettük, hogy az azonos fajhoz tartozó növények milyen jól fejlődnek az erdőben, de rosszul érzik magukat a nyílt tereken. Vagy például egyes emlősfajok populációja nagy, míg mások korlátozottabbak látszólag azonos körülmények között. Minden élőlény a Földön ilyen vagy olyan módon engedelmeskedik saját törvényeinek és szabályainak. Az ökológia az ő tanulmányukkal foglalkozik. Az egyik alapvető állítás Liebig minimumtörvénye

Korlátozás, mi ez?

A német kémikus és a mezőgazdasági kémia megalapítója, Justus von Liebig professzor számos felfedezést tett. Az egyik leghíresebb és legelismertebb az alapvető korlátozó tényező felfedezése. 1840-ben fogalmazta meg, majd Shelford kiegészítette és általánosította. A törvény azt mondja, hogy minden élő szervezet esetében az a legjelentősebb tényező, amelyik nagyobb mértékben eltér az optimális értékétől. Más szóval, egy állat vagy növény létezése egy adott állapot kifejeződési fokától (minimális vagy maximum) függ. Az egyének életük során számos korlátozó tényezővel találkoznak.

"Liebig hordója"

Az élőlények élettevékenységét korlátozó tényező eltérő lehet. A megfogalmazott törvényt továbbra is aktívan alkalmazzák a mezőgazdaságban. J. Liebig megállapította, hogy a növények termőképessége elsősorban az ásványi (tápanyag) anyagtól függ, amely a talajban a leggyengébb mértékben expresszálódik. Például, ha a talajban lévő nitrogén csak a szükséges normának 10% -a, és a foszfor - 20%, akkor a normál fejlődést korlátozó tényező az első elem hiánya. Ezért kezdetben nitrogéntartalmú műtrágyákat kell kijuttatni a talajba. A törvény értelme a lehető legvilágosabban és legvilágosabban megfogalmazódott az úgynevezett „Liebig hordóban” (a fenti képen). Lényege, hogy amikor az edény megtelik, a víz elkezd túlfolyni azon a szélén, ahol a legrövidebb deszka van, és a többi rész hossza már nem számít sokat.

Víz

Ez a tényező a legsúlyosabb és legjelentősebb a többihez képest. A víz az élet alapja, hiszen fontos szerepet játszik az egyes sejt és az egész szervezet életében. Mennyiségének megfelelő szinten tartása minden növény vagy állat egyik fő élettani funkciója. A víz, mint élettevékenységet korlátozó tényező annak köszönhető, hogy a nedvesség egész évben egyenlőtlenül oszlik el a Föld felszínén. Az evolúció során sok élőlény alkalmazkodott a nedvesség gazdaságos felhasználásához, és száraz időszakot él át hibernált vagy pihenő állapotban. Ez a tényező leginkább a sivatagokban és félsivatagokban jelentkezik, ahol nagyon ritka és sajátos növény- és állatvilág található.

Könnyű

A napsugárzás formájában érkező fény minden életfolyamatot biztosít a bolygón. Az élőlények számára fontos a hullámhossza, az expozíció időtartama és a sugárzás intenzitása. Ezektől a mutatóktól függően a szervezet alkalmazkodik a környezeti feltételekhez. Létet korlátozó tényezőként különösen nagy tengermélységben jelentkezik. Például 200 m mélységben már nem találhatók növények. A világítással kapcsolatban itt még legalább két korlátozó tényező „működik”: a nyomás és az oxigénkoncentráció. Ezzel szembeállíthatjuk Dél-Amerika trópusi esőerdőit, mint az élet legkedvezőbb területét.

Környezeti hőmérséklet

Nem titok, hogy a szervezetben végbemenő összes élettani folyamat a külső és belső hőmérséklettől függ. Ráadásul a fajok többsége meglehetősen szűk tartományhoz (15-30 °C) alkalmazkodott. A függőség különösen kifejezett olyan szervezetekben, amelyek nem képesek önállóan állandó testhőmérsékletet fenntartani, például hüllők (hüllők). Az evolúció során számos adaptációt alakítottak ki e korlátozott tényező leküzdésére. Tehát meleg időben a növények túlmelegedésének elkerülése érdekében a sztómákon, az állatoknál - a bőrön és a légzőrendszeren keresztül, valamint a viselkedési jellemzők (árnyékba bújás, odúk stb.) révén nő.

Szennyező anyagok

Az értéket nem lehet alábecsülni. Az elmúlt néhány évszázadot az ember számára a gyors technikai haladás, az ipar rohamos fejlődése jellemezte. Ez oda vezetett, hogy a víztestekbe, a talajba és a légkörbe történő káros kibocsátás többszörösére nőtt. Csak kutatás után lehet megérteni, hogy melyik tényező korlátozza ezt vagy azt a fajt. Ez a helyzet magyarázza azt a tényt, hogy az egyes régiók vagy területek fajdiverzitása a felismerhetetlenségig megváltozott. Az élőlények változnak és alkalmazkodnak, egyik felváltja a másikat.

Mindezek az életet korlátozó fő tényezők. Rajtuk kívül sok más is van, amelyeket egyszerűen lehetetlen felsorolni. Minden faj, sőt egyed is egyedi, ezért a korlátozó tényezők nagyon változatosak lesznek. Például a pisztráng esetében fontos a vízben oldott oxigén százalékos aránya, a növények számára - a beporzó rovarok mennyiségi és minőségi összetétele stb.

Minden élő szervezetnek megvannak bizonyos határai az elviselhetőségnek egyik vagy másik korlátozó tényezővel szemben. Egyesek elég szélesek, mások keskenyek. Ettől a mutatótól függően az eurybionts és a stenobionts megkülönböztethető. Az előbbiek képesek elviselni a különböző korlátozó tényezők nagy amplitúdójú ingadozását. Például a sztyeppéktől az erdei tundráig mindenhol élni, farkasok stb. A stenobiontok ezzel szemben nagyon szűk ingadozásokat képesek ellenállni, és szinte minden esőerdői növényt tartalmaznak.

Meghatározás

Ökológia- az élőlények egymással és a környező élettelen természettel való kapcsolatának tudománya.

Az "ökológia" kifejezést 1866-ban a német zoológus és evolucionista, Charles Darwin E. Haeckel követője vezette be a tudományos használatba.

Ökológiai feladatok:

Az élőlények térbeli eloszlásának, alkalmazkodóképességének, az anyagok keringésében betöltött szerepének vizsgálata (egyedek ökológiája, autekológia).

A populációdinamika és -struktúra vizsgálata (populációökológia).

A közösségek összetételének, térszerkezetének, a bioszisztémák anyag- és energiaforgalmának vizsgálata (közösségek ökológiája, vagy ökoszisztémaökológia).

Az egyes rendszertani csoportok környezetével való kölcsönhatás vizsgálata (növényökológia, állatökológia, mikroorganizmusok ökológiája stb.).

Különféle ökoszisztémák vizsgálata: víz (hidrobiológia), erdő (erdészet).

Az ókori közösségek rekonstrukciója és evolúciójának vizsgálata (paleoökológia).

Az ökológia szorosan kapcsolódik más tudományokhoz: fiziológiához, genetikához, fizikához, földrajzhoz és biogeográfiához, geológiához és evolúcióelmélethez.

A környezeti számításoknál a matematikai és számítógépes modellezés módszereit, a statisztikai adatelemzés módszerét alkalmazzuk.

környezeti tényezők

Környezeti tényezők- a környezet élő szervezetre ható összetevői.

Egy adott faj létezése számos különböző tényező kombinációjától függ. Sőt, az egyes fajok esetében az egyes tényezők, valamint ezek kombinációinak jelentősége nagyon specifikus.

A környezeti tényezők típusai:

Abiotikus tényezők- a testre közvetlenül vagy közvetve ható élettelen természetű tényezők.
Példák: domborzat, hőmérséklet és páratartalom, fény, áramlat és szél.

Biotikus tényezők- a szervezetre ható természeti tényezők.
Példák: mikroorganizmusok, állatok és növények.

Antropogén tényezők- az emberi tevékenységhez kapcsolódó tényezők.
Példák: útépítés, szántás, ipar és közlekedés.

Abiotikus tényezők

éghajlati: a hőmérsékletek éves összege, éves átlaghőmérséklet, páratartalom, légnyomás;

Kiterjed

Kiterjed

ÖKOLÓGIAI NÖVÉNYCSOPORTOK

A vízcserével kapcsolatban

hidrofiták - olyan növények, amelyek folyamatosan vízben élnek;

hidrofiták - részben vízbe merült növények;

helofiták - mocsári növények;

higrofiták - szárazföldi növények, amelyek túlzottan nedves helyeken élnek;

mezofiták - mérsékelt nedvességet kedvelő növények;

xerofiták - állandó nedvességhiányhoz alkalmazkodó növények (beleértve pozsgás növények- olyan növények, amelyek vizet halmoznak fel testszöveteikben (például Crassula és kaktuszok);

A szklerofiták szárazságtűrő növények szívós, bőrszerű levelekkel és szárral.

edafikus (talaj): a talaj mechanikai összetétele, a talaj légáteresztő képessége, a talaj savassága, a talaj kémiai összetétele;

ÖKOLÓGIAI NÖVÉNYCSOPORTOK

A talaj termékenységével kapcsolatban A következő ökológiai növénycsoportokat különböztetjük meg:

oligotrófok - szegény, terméketlen talajok növényei (erdeifenyő);

mezotrófok - mérsékelt tápanyagigényű növények (a legtöbb erdei növény a mérsékelt szélességi körökön);

eutróf - olyan növények, amelyek nagy mennyiségű tápanyagot igényelnek a talajban (tölgy, mogyoró, köszvény).

ÖKOLÓGIAI NÖVÉNYCSOPORTOK

Minden növény a világgal kapcsolatban három csoportra oszthatók: heliofiták, sciofiták, fakultatív heliofiták.

A heliofiták fénykedvelő növények (sztyepp- és réti füvek, tundra növények, kora tavaszi növények, legtöbb nyílt terepen termesztett növény, sok gyomnövény).

A szciofiták árnyékkedvelő növények (erdei fűfélék).

A fakultatív heliofiták árnyéktűrő növények, amelyek nagyon nagy és kevés fény mellett is képesek fejlődni (közönséges lucfenyő, norvég juhar, gyertyán, mogyoró, galagonya, eper, mezei muskátli, sok szobanövény).

Különböző abiotikus tényezők kombinációja határozza meg az élőlényfajok eloszlását a földgömb különböző régióiban. Egy bizonyos biológiai faj nem mindenhol megtalálható, de olyan területeken, ahol létezéséhez szükségesek a feltételek.

fitogén - növények hatása;

mikogén - a gombák hatása;

zoogén - az állatok hatása;

mikrobiogén - a mikroorganizmusok hatása.

ANTROPOGÉN TÉNYEZŐK

Bár az ember az abiotikus tényezők változásán és a fajok biotikus kapcsolatán keresztül befolyásolja az élő természetet, a bolygón élő emberek tevékenysége különleges erőként különbözik.

fizikai: atomenergia felhasználása, vonaton és repülőn való utazás, zaj és rezgés hatása;

vegyszer: ásványi műtrágyák és növényvédő szerek használata, a Föld héjának szennyezése ipari és közlekedési hulladékkal;

biológiai: élelmiszer; szervezetek, amelyek számára egy személy élőhelye vagy táplálékforrása lehet;

szociális - az emberek kapcsolataival és társadalmi életével kapcsolatos: interakció háziállatokkal, szinantróp fajokkal (legyek, patkányok stb.), cirkusz és haszonállatok használata.

Az antropogén hatás főbb módjai: növények és állatok behozatala, élőhelyek csökkentése és fajok pusztítása, közvetlen növényzetre gyakorolt ​​hatás, szántás, erdők kivágása, égetése, háziállatok legeltetése, kaszálás, vízelvezetés, öntözés és öntözés, légszennyezés, szeméttelepek és puszták kialakítása, kulturális fitocenózisok kialakítása. Ehhez jönnek még a növénytermesztési és állattenyésztési tevékenységek különféle formái, a növényvédelmi intézkedések, a ritka és egzotikus fajok védelme, az állatok vadászata, akklimatizálása stb.

Az antropogén tényező befolyása az ember Földön való megjelenése óta folyamatosan növekszik.

A NÉZET ÖKOLÓGIAI OPTIMUMA

Meg lehet állapítani a környezeti tényezők élő szervezetre gyakorolt ​​hatásának általános jellegét. Bármely szervezet sajátos alkalmazkodással rendelkezik a környezeti tényezőkhöz, és csak változékonyságuk bizonyos határain belül létezik sikeresen.

Ökológiai optimum- egy vagy több olyan környezeti tényező értéke, amely egy adott faj, közösség létére a legkedvezőbb.

Kiterjed

Optimális zóna- ez az a tartomány, amely a legkedvezőbb a faj életében.

Az optimumtól való eltérések határozzák meg zónákelnyomás (zónákpesszimizmus). Minél erősebb az eltérés az optimumtól, annál kifejezettebb e faktor gátló hatása a szervezetekre.

Kritikus pontok- a faktor minimális és maximális tolerált értékei, amelyek mögött a szervezet elpusztul.

Tűrési terület- a környezeti tényező értékeinek tartománya, amelyben a szervezet létezése lehetséges.

Minden szervezetnek megvannak a saját maximumai, optimumai és minimumai a környezeti tényezőknek. Például egy házi légy képes ellenállni a 7 és 50 ° C közötti hőmérséklet-ingadozásoknak, és az emberi orsóféreg csak emberi testhőmérsékleten él.

ÖKOLÓGIAI TÁROLÓ

ökológiai tároló- egy adott faj létezéséhez szükséges környezeti tényezők (abiotikus és biotikus) összessége.

Az ökológiai rés a szervezet életmódját, élőhelyének és táplálkozásának feltételeit jellemzi. A résszel ellentétben az élőhely fogalma arra a területre vonatkozik, ahol egy organizmus él, vagyis a „címére”. Például a sztyeppék növényevő lakói - egy tehén és egy kenguru - ugyanazt az ökológiai rést foglalják el, de eltérő élőhelyeik vannak. Éppen ellenkezőleg, az erdő lakói - a mókus és a jávorszarvas, amely szintén a növényevőkhöz kapcsolódik - különböző ökológiai rést foglalnak el.

Az ökológiai rés mindig meghatározza a szervezet elterjedését és a közösségben betöltött szerepét.

Ugyanabban a közösségben két faj nem foglalhatja el ugyanazt az ökológiai rést.

KORLÁTOZÓ TÉNYEZŐ

Határozó (limitáló) tényező- minden olyan tényező, amely korlátozza egy szervezet, faj vagy közösség fejlődését vagy létezését.

Például, ha egy adott mikroelem hiányzik a talajból, az a növények termőképességének csökkenését okozza. A táplálékhiány miatt az ezeken a növényeken táplálkozó rovarok elpusztulnak. Ez utóbbi tükröződik az entomofág ragadozók túlélésében: más rovarok, madarak és kétéltűek.

Az egyes fajok elterjedési tartományát korlátozó tényezők határozzák meg. Például számos állatfaj elterjedését északon a hő- és fényhiány, délen pedig a nedvesség hiánya korlátozza.

Shelford tolerancia törvénye

Az élőlény fejlődését korlátozó korlátozó tényező a környezeti hatás minimális és maximuma lehet.

A tolerancia törvénye egyszerűbben is megfogalmazható: rossz alul- és túltáplálni egy növényt vagy állatot.

Ebből a törvényből egy következmény következik: minden anyag- vagy energiafelesleg szennyező komponens. Például a száraz területeken a felesleges víz káros, és a víz szennyező anyagnak tekinthető.

Tehát minden faj esetében megvannak a határok az abiotikus környezet létfontosságú tényezőinek értékében, amelyek korlátozzák a tolerancia (stabilitás) zónáját. Egy élő szervezet a faktorértékek bizonyos tartományában létezhet. Minél szélesebb ez az intervallum, annál nagyobb a szervezet ellenállása. A tolerancia törvénye a modern ökológia egyik alapvető törvénye.

A KÖRNYEZETI TÉNYEZŐK MŰKÖDÉSÉNEK SZABÁLYOZÁSAI

AZ OPTIMUM TÖRVÉNYE

Optimum törvénye

Bármely környezeti tényezőnek van bizonyos határa az élő szervezetekre gyakorolt ​​pozitív hatásnak.

A tényezők csak bizonyos határokon belül hatnak pozitívan a szervezetekre. Hatásuk elégtelen vagy túlzott mértékű, negatívan hat az élőlényekre.

Az optimum törvénye univerzális. Meghatározza azoknak a feltételeknek a határait, amelyek mellett lehetséges a fajok létezése, valamint e feltételek változékonyságának mértékét.

Stenobionts- erősen specializálódott fajok, amelyek csak viszonylag állandó körülmények között élhetnek. Például a mélytengeri halak, tüskésbőrűek, rákfélék még 2-3 °C-on belül sem bírják a hőmérséklet-ingadozást. A nedves élőhelyek növényei (mocsári körömvirág, impatiens stb.) azonnal elsorvadnak, ha a körülöttük lévő levegő nincs vízgőzzel telítve.

eurybionts- nagy szilárdságú fajok (ökológiailag plasztikus fajok). Például kozmopolita fajok.

Ha hangsúlyozni kell valamely tényezőhöz való viszonyulást, használja a „steno-” és az „evry-” kombinációkat a nevével kapcsolatban, például egy szűkületi faj – nem tolerálja a hőmérséklet-ingadozást, eurihalin –, amely képes megélni széles körben. a víz sótartalmának ingadozása stb.

LIEBIG A MINIMUM TÖRVÉNYE

Liebig minimum törvénye, vagy a korlátozó tényező törvénye

A szervezet számára az a tényező a legjelentősebb, amely leginkább eltér az optimális értékétől.

Ettől az adott pillanatban minimálisan (vagy maximálisan) bemutatott ökológiai tényezőtől függ a szervezet túlélése. Más időszakokban más tényezők korlátozhatják. A fajok egyedei életük során számos korlátozással szembesülnek létfontosságú tevékenységükben. Tehát a szarvasok elterjedését korlátozó tényező a hótakaró mélysége; a téli gombóc pillangói - téli hőmérséklet; és a szürkeség esetében - a vízben oldott oxigén koncentrációja.

Ezt a törvényt a mezőgazdaság gyakorlata figyelembe veszi. Justus von Liebig német vegyész megállapította, hogy a termesztett növények termőképessége elsősorban a talajban található tápanyagtól (ásványi elemtől) függ. leggyengébb. Például, ha a talajban a foszfor csak a szükséges arány 20%-a, a kalcium pedig az arány 50%-a, akkor a korlátozó tényező a foszforhiány lesz; Először is foszfortartalmú műtrágyákat kell bevinni a talajba.

Ennek a törvénynek a figuratív ábrázolása a tudósról kapta a nevét - az úgynevezett "Liebig hordója" (lásd az ábrát). A modell lényege, hogy a hordó feltöltésekor a víz elkezd kifolyni a hordó legkisebb tábláján, és a megmaradt deszkák hossza már nem számít.

KÖRNYEZETI TÉNYEZŐK Kölcsönhatása

Egy környezeti tényező intenzitásának változása szűkítheti egy szervezet tűrőképességi határát egy másik tényezőre, vagy éppen ellenkezőleg, növelheti azt.

A természetes környezetben a tényezők szervezetre gyakorolt ​​hatása összegezhető, kölcsönösen fokozható vagy kompenzálható.

tényezők összegzése. Példa: a környezet magas radioaktivitása, valamint az ivóvízben és az élelmiszerekben egyidejűleg előforduló nitrát-nitrogén-tartalom többszörösére növeli az emberi egészség veszélyeztetését, mint e tényezők mindegyike külön-külön.

Kölcsönös erősítés (a szinergia jelensége). Ennek következménye a szervezet életképességének csökkenése. A magas páratartalom jelentősen csökkenti a szervezet ellenálló képességét a magas hőmérséklettel szemben. A talaj nitrogéntartalmának csökkenése a gabonafélék szárazságtűrő képességének csökkenéséhez vezet.

Kártérítés. Példa: a mérsékelt övi szélességeken telelni hagyott kacsák bőséges táplálékkal kompenzálják a hőhiányt; a nedves egyenlítői erdő talajának szegénységét az anyagok gyors és hatékony keringése kompenzálja; azokon a helyeken, ahol sok a stroncium, a puhatestűek a héjában lévő kalciumot stronciummal helyettesíthetik. Az optimális hőmérséklet növeli a nedvesség- és élelmiszerhiány tűrőképességét.

Ugyanakkor a szervezet számára szükséges tényezők egyike sem helyettesíthető teljesen mással. Például a nedvesség hiánya még optimális megvilágítás és $CO_2$ koncentráció mellett is lassítja a fotoszintézis folyamatát; a hőhiányt nem pótolhatja a bőséges fény, a növények táplálkozásához szükséges ásványi elemeket pedig nem pótolhatja a víz. Ezért, ha a szükséges tényezők közül legalább egy értéke túllép a tűréshatáron, akkor a szervezet létezése lehetetlenné válik (lásd Liebig törvényét).

A környezeti tényezők hatásának intenzitása közvetlenül függ a hatás időtartamától. A magas vagy alacsony hőmérsékletnek való hosszan tartó expozíció sok növény számára káros, míg a növények normálisan tolerálják a rövid távú eséseket.

Így a környezeti tényezők együttesen és egyidejűleg hatnak az élőlényekre. Az élőlények jelenléte és virágzása egy adott élőhelyen számos körülménytől függ.

Környezeti tényezők és az ökológiai rés fogalma

A környezeti tényező fogalma

1.1.1. A környezeti tényezők fogalma és osztályozása

Környezetvédelmi szempontból szerda - Ezek olyan természetes testek és jelenségek, amelyekkel a szervezet közvetlen vagy közvetett kapcsolatban áll. A testet körülvevő környezetet nagy változatosság jellemzi, amely számos elemből, jelenségből, feltételből áll, amelyek időben és térben dinamikusak, melyeket tényezőket .

Környezeti tényező - bármilyen környezeti állapot, amelyek képesek közvetlen vagy közvetett hatást kifejteni az élő szervezetekre, legalább egyedfejlődésük egyik fázisában. A szervezet viszont sajátos adaptív reakciókkal reagál a környezeti tényezőre.

És így, környezeti tényezők- ezek mind a természeti környezet olyan elemei, amelyek befolyásolják az élőlények létezését, fejlődését, és mely élőlényekre alkalmazkodási reakciókkal reagálnak (a halál az alkalmazkodási képességen kívül következik be).

Meg kell jegyezni, hogy a természetben a környezeti tényezők összetett módon hatnak. Ezt különösen fontos szem előtt tartani a kémiai szennyeződések hatásának értékelésekor. Ebben az esetben a "totális" hatás, amikor az egyik anyag negatív hatása a többi negatív hatására rákerül, és ehhez hozzáadódik a stresszes helyzet, a zaj és a különféle fizikai mezők hatása, jelentősen megváltoztatja az MPC értékeket. referenciakönyvekben megadva. Ezt a hatást szinergikusnak nevezik.

A legfontosabb koncepció az korlátozó tényező, vagyis amelynek szintje (dózisa) megközelíti a szervezet állóképességi határát, melynek koncentrációja alacsonyabb vagy magasabb az optimálisnál. Ezt a fogalmat Liebig (1840) minimumtörvényei és Shelford (1913) toleranciatörvényei határozzák meg. A leggyakrabban korlátozó tényezők a hőmérséklet, a fény, a tápanyagok, az áramlatok és a környezeti nyomás, tüzek stb.

A legelterjedtebbek azok az élőlények, amelyek sokféle toleranciát mutatnak minden környezeti tényezővel szemben. A legnagyobb tolerancia a baktériumokra és a kék-zöld algákra jellemző, amelyek túlélik a hőmérséklet, a sugárzás, a sótartalom, a pH stb. széles tartományát.

A környezeti tényezők bizonyos típusú élőlények létezésére és fejlődésére gyakorolt ​​hatásának, a szervezet környezettel való kapcsolatának meghatározásával kapcsolatos ökológiai vizsgálatok a tudomány tárgyát képezik. autekológia . Az ökológia azon szekciója, amely a különböző növény-, állat-, mikrobiális fajok populációinak társulásait (biocenózisok), kialakulásuk és a környezettel való kölcsönhatás módjait vizsgálja, ún. szinekológia . A szinekológia, a fitocenológia vagy a geobotanika (a vizsgálat tárgya növénycsoportok) határain belül megkülönböztetik a biocenológiát (állatcsoportokat).

Így az ökológiai tényező fogalma az ökológia egyik legáltalánosabb és rendkívül tág fogalma. Ennek megfelelően a környezeti tényezők osztályozása nagyon nehéznek bizonyult, így még mindig nincs általánosan elfogadott változat. Ugyanakkor egyetértés született arról, hogy a környezeti tényezők osztályozásánál célszerű-e bizonyos jellemzőket alkalmazni.

Hagyományosan a környezeti tényezők három csoportját különböztették meg:

1) abiotikus (szervetlen körülmények - kémiai és fizikai, mint például a levegő, víz, talaj összetétele, hőmérséklet, fény, páratartalom, sugárzás, nyomás stb.);

2) biotikus (az élőlények közötti kölcsönhatás formái);

3) antropogén (az emberi tevékenység formái).

Napjainkban a környezeti tényezők tíz csoportját különböztetik meg (a teljes szám körülbelül hatvan), amelyeket egy speciális osztályozásban egyesítenek:

1. idő szerint - az idő tényezői (evolúciós, történelmi, cselekvő), periodicitás (periodikus és nem periodikus), elsődleges és másodlagos;

2. eredet szerint (kozmikus, abiotikus, biotikus, természetes, technogén, antropogén);

3. az előfordulás környezete szerint (légköri, vízi, geomorfológiai, ökoszisztéma);

4. természeténél fogva (információs, fizikai, kémiai, energetikai, biogén, összetett, éghajlati);

5. a hatás tárgya (egyéni, csoportos, specifikus, társadalmi) által;

6. a hatás mértéke szerint (halálos, szélsőséges, korlátozó, zavaró, mutagén, teratogén);

7. a hatás feltételei szerint (sűrűségtől függő vagy független);

8. a hatásspektrum szerint (szelektív vagy általános cselekvés).

Mindenekelőtt a környezeti tényezőket fel kell osztani külső (exogén vagy entopia) és belső (endogén) ehhez az ökoszisztémához képest.

Nak nek külső olyan tényezőket foglalnak magukban, amelyek tevékenysége valamilyen szinten meghatározza az ökoszisztémában végbemenő változásokat, de ennek fordított hatását ők maguk gyakorlatilag nem tapasztalják. Ezek a napsugárzás, a csapadék intenzitása, a légköri nyomás, a szél sebessége, az áram sebessége stb.

Ellentétben velük belső tényezők korrelálnak magának az ökoszisztémának (vagy egyes összetevőinek) tulajdonságaival, és ténylegesen alakítják összetételét. Ilyen a populációk száma és biomassza, a különféle anyagok készletei, a felszíni levegőréteg, víz- vagy talajtömeg jellemzői stb.

A második általános osztályozási elv a tényezők felosztása biotikus és abiotikus . Az előbbiek számos olyan változót tartalmaznak, amelyek az élő anyag tulajdonságait jellemzik, az utóbbiak pedig az ökoszisztéma és környezetének nem élő összetevőit. A tényezők endogén - exogén és biotikus - abiotikus felosztása nem esik egybe. Konkrétan léteznek exogén biotikus tényezők, például egy bizonyos faj magjainak az ökoszisztémába kívülről történő bejuttatásának intenzitása, valamint az endogén abiotikus tényezők, mint például az O 2 vagy a CO 2 koncentrációja a növény felszíni rétegében. levegőt vagy vizet.

A környezetvédelmi szakirodalomban elterjedt a tényezők osztályozása eredetük általános jellege vagy befolyás tárgya. Például az exogén tényezők között vannak meteorológiai (klimatikus), geológiai, hidrológiai, migrációs (biogeográfiai), antropogén tényezők, az endogén - mikrometeorológiai (bioklimatikus), talaj (edafikus), vízi és biotikus tényezők között.

Fontos osztályozási mutató az a dinamika természete környezeti tényezők, különösen annak gyakoriságának megléte vagy hiánya (napi, holdbéli, szezonális, hosszú távú). Ennek oka az a tény, hogy az organizmusok adaptív reakcióit bizonyos környezeti tényezőkre e tényezők hatásának állandóságának mértéke, azaz periodicitása határozza meg.

A biológus A.S. Monchadsky (1958) az elsődleges periodikus, a másodlagos periodikus és a nem periodikus tényezőket különítette el.

Nak nek elsődleges periodikus tényezők elsősorban a Föld forgásával kapcsolatos jelenségeket foglalják magukban: az évszakok változását, a megvilágítás napi változását, az árapály jelenségeket stb. Ezek a helyes periodicitással jellemezhető tényezők már az élet földi megjelenése előtt hatottak, és a feltörekvő élő szervezeteknek azonnal alkalmazkodniuk kellett hozzájuk.

Másodlagos periodikus tényezők - az elsődleges időszakosok következménye: például páratartalom, hőmérséklet, csapadék, a növényi táplálék dinamikája, a vízben oldott gázok tartalma stb.

Nak nek nem időszakos olyan tényezőket tartalmaznak, amelyeknek nem megfelelő a periodicitása, ciklikussága. Ezek a talaj- és talajtényezők, mindenféle természeti jelenség. Az antropogén környezeti hatásokat gyakran nem időszakos tényezőknek nevezik, amelyek hirtelen és rendszertelenül jelentkezhetnek. Mivel a természetes időszakos tényezők dinamikája a természetes szelekció és evolúció egyik mozgatórugója, az élő szervezeteknek általában nincs idejük adaptív reakciókat kifejleszteni, például bizonyos szennyeződések tartalmának éles változására a szervezetben. környezet.

A környezeti tényezők közül kiemelt szerepe van összegző Az élőlénypopulációk abundanciáját, biomasszáját vagy sűrűségét, valamint a különféle anyag- és energiaformák készleteit vagy koncentrációit jellemző (additív) tényezők, amelyek időbeli változásaira természetvédelmi törvények vonatkoznak. Az ilyen tényezőket ún erőforrások . Például beszélnek a hőforrásokról, a nedvességről, a bio- és ásványi élelmiszerekről stb. Ezzel szemben az olyan tényezőket, mint a sugárzás intenzitása és spektrális összetétele, zajszint, redoxpotenciál, szél vagy áram sebessége, táplálék mérete és alakja stb., amelyek nagymértékben befolyásolják az élőlényeket, nem minősülnek erőforrásoknak, mert .to. a természetvédelmi törvények nem vonatkoznak rájuk.

A lehetséges környezeti tényezők száma potenciálisan korlátlannak tűnik. Az élőlényekre gyakorolt ​​hatás mértékét tekintve azonban korántsem egyenértékűek, aminek következtében a különböző típusú ökoszisztémákban egyes tényezők a legjelentősebbek, ill. parancsoló . A szárazföldi ökoszisztémákban az exogén tényezők közül általában a napsugárzás intenzitása, a hőmérséklet és a páratartalom, a csapadék intenzitása, a szél sebessége, a spórák, magvak és más embriók betelepülésének sebessége vagy más ökoszisztémákból kifejlett egyedek beáramlása, valamint mindenféle antropogén hatás. A szárazföldi ökoszisztémák endogén imperatív tényezői a következők:

1) mikrometeorológiai - a levegő felszíni rétegének megvilágítása, hőmérséklete és páratartalma, a benne lévő CO 2 és O 2 tartalma;

2) talaj - hőmérséklet, páratartalom, talaj levegőztetése, fizikai és mechanikai tulajdonságai, kémiai összetétele, humusztartalma, ásványi tápanyagok elérhetősége, redoxpotenciál;

3) biotikus - a különböző fajok populációinak sűrűsége, koruk és nemük összetétele, morfológiai, élettani és viselkedési jellemzői.

1.1.2. A környezeti tényezők tere és az élőlények válaszának funkciója a környezeti tényezők összességére

Az egyes környezeti tényezők hatásának intenzitása numerikusan jellemezhető, azaz leírható egy matematikai változóval, amely egy bizonyos skálán vesz fel értéket.

A környezeti tényezők a szervezetre, a populációra, az ökoszisztémára gyakorolt ​​hatás tekintetében erősségük szerint rendezhetők, azaz rangsorolt . Ha az első befolyásoló tényező értékét a változó méri x 1 , második - változó x 2 , … , n-th - változó x n stb., akkor a környezeti tényezők teljes komplexuma egy sorozattal ábrázolható ( x 1 , x 2 , … , x n, …) A környezeti tényezők különböző komplexumainak jellemzésére, amelyek mindegyike különböző értékein keletkeznek, célszerű bevezetni a környezeti tényezők terének fogalmát, vagy más szóval: ökológiai tér.

A környezeti tényezők tere Nevezzük euklideszi térnek, melynek koordinátáit összevetjük a rangsorolt ​​környezeti tényezőkkel:

Számszerűsíteni a környezeti tényezők hatását az egyének létfontosságú tevékenységére, mint például a növekedés ütemére, fejlődésére, termékenységére, várható élettartamára, halálozására, táplálkozására, anyagcseréjére, motoros aktivitására stb. (számozzuk őket indexszel). k= 1, …, m), fogalma f nál nél n nak nek cés én x ról ről t nak nek lés ka . Egy számmal ellátott indikátor által elfogadott értékek k egy bizonyos léptékben, amikor a változó környezeti tényezők általában alulról és felülről korlátozottak. Jelölje szegmens az egyik mutató értékskáláján ( k th) az ökoszisztéma élete.

válasz funkció k-a környezeti tényezők összességére vonatkozó mutató ( x 1 , x 2 , … , x n, …) függvénynek nevezzük φ k, amely az ökológiai teret képviseli E a skálán énk:

,

amely minden ponthoz ( x 1 , x 2 , … , x n, …) szóközök E számmal egyezik φ k(x 1 , x 2 , … , x n, …) a skálán énk .

Bár a környezeti tényezők száma potenciálisan korlátlan, ezért az ökológiai tér méretei végtelenek. Eés a válaszfüggvény argumentumainak száma φ k(x 1 , x 2 , … , x n, …), valójában például véges számú tényezőt el lehet különíteni n, amellyel a válaszfüggvény teljes variációjának meghatározott része magyarázható. Például az első 3 tényező a mutató teljes változásának 80%-át magyarázhatja φ , az első 5 tényező - 95%, az első 10 - 99%, stb. A többi, amely nem szerepel ezen tényezők számában, nincs döntő hatással a vizsgált mutatóra. Befolyásukat úgy tekinthetjük, mint néhány " ökológiai"A zaj az imperatív tényezők hatására van rárakva.

Ez lehetővé teszi a végtelen dimenziós térből E menj oda n-dimenziós altér Enés vegyük figyelembe a válaszfüggvény szűkítését φ k ehhez az altérhez:

és hol εn+1 - véletlenszerű " környezeti zaj".

Bármely élő szervezetnek nincs szüksége hőmérsékletre, páratartalomra, ásványi és szerves anyagokra vagy egyéb tényezőkre általában, hanem azok sajátos rezsimjére, vagyis van néhány felső és alsó határa a megengedett ingadozások amplitúdójának. Minél tágabbak bármely tényező határai, annál nagyobb a stabilitás, azaz megértés ennek a szervezetnek.

Tipikus esetekben a válaszfüggvény konvex görbe formájú, monotonan növekszik a faktor minimális értékétől xj s (alsó tűréshatár) maximumra a tényező optimális értékénél xj 0 és monoton csökken a faktor maximális értékére xj e (tűrés felső határa).

Intervallum xj = [x j s , x j e] hívják tolerancia intervallum erről a tényezőről és a lényegről xj 0 , amelynél a válaszfüggvény szélsőértéket ér el, hívjuk optimális pont ezen a tényezőn.

Ugyanazok a környezeti tényezők eltérő módon hatnak a különböző fajok együtt élő szervezeteire. Vannak, akiknek kedvezőek, másoknak nem. Fontos eleme az élőlények reakciója egy környezeti tényező hatásának erősségére, melynek negatív hatása dózistúllépés vagy -hiány esetén jelentkezhet. Ezért létezik a kedvező dózis fogalma ill optimális zóna tényező és pesszimium zónák (annak a tényezőnek a dózisértékeinek tartománya, amelyben az organizmusok elnyomva érzik magukat).

Az optimum és a pessimum zóna tartománya a meghatározás kritériuma ökológiai vegyérték - az élő szervezet alkalmazkodóképessége a környezeti feltételek változásaihoz. Mennyiségileg a környezet azon tartománya fejezi ki, amelyben a faj általában létezik. Az egyes fajok ökológiai vegyértéke nagyon eltérő lehet (a rénszarvas -55 és +25÷30°C közötti léghőmérséklet-ingadozást is kibír, a trópusi korallok 5-6°C-os hőmérsékletváltozás esetén is elpusztulnak). Az ökológiai vegyérték szerint az élőlényeket felosztják stenobionts - csekély alkalmazkodóképességű a környezeti változásokhoz (orchidea, pisztráng, távol-keleti mogyorófajd, mélytengeri hal) és eurybionts - nagyobb alkalmazkodóképességgel a környezeti változásokhoz (kolorádói burgonyabogár, egér, patkány, farkas, csótány, nád, búzafű). Az euribionták és stenobiontok határain belül, egy adott tényezőtől függően, az élőlényeket euritermikus és szűkületi (hőmérsékletre adott reakció alapján), eurihalin és stenohalin (a vízi környezet sótartalmára adott reakció alapján), euritótia és stenofoty (fényre adott reakció alapján) csoportra osztják. ).

A tolerancia relatív mértékének kifejezésére az ökológiában számos olyan kifejezés létezik, amelyek előtagokat használnak steno -, ami azt jelenti, hogy szűk, és evry - - széles. Azokat a fajokat, amelyeknek szűk tűréshatára (1) van, ún stenoeks és széles tűrési intervallumú fajok (2) euryekami ezen a tényezőn. A kötelező tényezőknek megvannak a maguk feltételei:

hőmérséklet szerint: stenoterm - euritermikus;

vízzel: sztenohidrikus - eurihidrikus;

sótartalom szerint: stenohalin - euryhaline;

táplálékkal: stenophagous - euryphagius;

élőhelyválasztás szerint: falfoltos - eurioikus.

1.1.3. A korlátozó tényező törvénye

Egy élőlény jelenléte vagy virágzása egy adott élőhelyen a környezeti tényezők együttesétől függ. Minden tényezőre van egy olyan toleranciatartomány, amelyen túl a szervezet nem tud létezni. A jólét ellehetetlenülését vagy a szervezet hiányát azok a tényezők határozzák meg, amelyek értéke megközelíti vagy meghaladja a toleranciát.

korlátozó olyan tényezőt fogunk figyelembe venni, amelynél a válaszfüggvény adott (kis) relatív változásának eléréséhez ennek a tényezőnek a minimális relatív változása szükséges. Ha egy

akkor a korlátozó tényező az lesz xl, azaz a korlátozó tényező az, amely mentén a válaszfüggvény gradiense irányul.

Nyilvánvaló, hogy a gradiens a normál mentén a toleranciatartomány határáig irányul. És ami a korlátozó tényezőt illeti, több esély van a tűréshatáron túllépésre, ha minden más tényező egyenlő. Vagyis az a korlátozó tényező, amelynek értéke a legközelebb van a tűréstartomány alsó határához. Ezt a koncepciót " minimum törvénye "Liebig.

Először 1840-ben mutatkozott meg egyértelműen az az elképzelés, hogy egy szervezet kitartását az ökológiai szükségletei láncolatának leggyengébb láncszeme határozza meg. J. Liebig szerves kémikus, a mezőgazdasági kémia egyik megalapítója, aki előterjesztette a növények ásványi táplálkozásának elmélete. Elsőként kezdte el tanulmányozni a különböző tényezők növénynövekedésre gyakorolt ​​hatását, és megállapította, hogy a terméshozamot gyakran korlátozzák a nem nagy mennyiségben szükséges tápanyagok, mint például a szén-dioxid és a víz, mivel ezek az anyagok általában jelen vannak a környezetben. bőségesen, de olyanok, amelyekre a legkisebb mennyiségben szükség van, például cink, bór vagy vas, amelyek nagyon kevés a talajban. Liebig következtetése, miszerint "egy növény növekedése attól a táplálkozási elemtől függ, amely minimális mennyiségben van jelen" Liebig "minimális törvényeként" vált ismertté.

W. Shelford amerikai tudós 70 év után kimutatta, hogy nemcsak egy minimális mennyiségben jelenlévő anyag határozhatja meg egy szervezet hozamát vagy életképességét, hanem egyes elemek feleslege is vezethet nemkívánatos eltérésekhez. Például az emberi szervezetben egy bizonyos normához képest feleslegben lévő higany súlyos funkcionális rendellenességeket okoz. A talajban lévő vízhiány miatt az ásványi tápelemek asszimilációja a növény által nehézkes, de a víztöbblet hasonló következményekkel jár: előfordulhat a gyökerek megfulladása, anaerob folyamatok fellépése, a tápanyagok elsavasodása. talaj stb. A talaj túlzott pH-értéke és hiánya szintén csökkenti az adott helyen a termést. W. Shelford szerint a túlzott és hiányos tényezőket korlátozónak, a megfelelő szabályt pedig a "korlátozó tényező" törvényének nevezik. a tolerancia törvénye ".

A korlátozó tényező törvényét figyelembe veszik a környezet szennyezéstől való védelmére irányuló intézkedések során. A levegőben és a vízben található káros szennyeződések normájának túllépése komoly veszélyt jelent az emberi egészségre.

Számos olyan segédelvet fogalmazhatunk meg, amelyek kiegészítik a "tűrés törvényét":

1. Az élőlények toleranciája széles, egy másik tényezővel szemben szűk tartományban lehet.

2. Általában az összes tényezővel szemben széles tűrőképességű élőlények a legszélesebb körben elterjedtek.

3. Ha egy környezeti tényező feltételei nem optimálisak a faj számára, akkor a többi környezeti tényezővel szembeni tolerancia tartománya szűkülhet.

4. A természetben az élőlények nagyon gyakran olyan körülmények között találják magukat, amelyek nem felelnek meg egyik vagy másik környezeti tényező laboratóriumban meghatározott optimális tartományának.

5. A szaporodási időszak általában kritikus; ebben az időszakban sok környezeti tényező gyakran korlátozóvá válik. A tenyésztési egyedekre, magvakra, embriókra és palántákra vonatkozó tűréshatárok általában szűkebbek, mint a nem szaporodó felnőtt növények vagy állatok esetében.

A természetben a tolerancia tényleges határai szinte mindig szűkebbek, mint a potenciális aktivitási tartomány. Ez annak köszönhető, hogy a fiziológiai szabályozás anyagcsere-költségei a faktorok szélső értékeinél szűkítik a tolerancia tartományát. Ahogy a körülmények közelednek a szélsőségekhez, az alkalmazkodás egyre költségesebbé válik, és a szervezet egyre kevésbé védett az egyéb tényezőktől, például a betegségektől és a ragadozóktól.

1.1.4. Néhány alapvető abiotikus tényező

A földi környezet abiotikus tényezői . A szárazföldi környezet abiotikus összetevője éghajlati és talaj-talaj tényezők összessége, amely számos dinamikus elemből áll, amelyek egymásra és az élőlényekre egyaránt hatnak.

A szárazföldi környezet fő abiotikus tényezői a következők:

1) A napból érkező sugárzó energia (sugárzás). A térben elektromágneses hullámok formájában terjed. Az ökoszisztémák legtöbb folyamatához fő energiaforrásként szolgál. Egyrészt a fény protoplazmára gyakorolt ​​közvetlen hatása végzetes a szervezet számára, másrészt a fény elsődleges energiaforrásként szolgál, amely nélkül az élet lehetetlen. Ezért az élőlények számos morfológiai és viselkedési jellemzője kapcsolódik e probléma megoldásához. A fény nemcsak létfontosságú, hanem korlátozó is, mind a maximális, mind a minimum szinten. A napsugárzás teljes energiájának körülbelül 99%-a 0,17÷4,0 µm hullámhosszú sugarak, ezen belül 48%-a a spektrum látható részén található 0,4÷0,76 µm hullámhosszúsággal, 45%-a az infravörösben (hullámhossz 0,75 µm-től 1 mm-ig) és körülbelül 7% - az ultraibolya sugárzásig (0,4 mikronnál kisebb hullámhossz). Az infravörös sugarak elsődleges fontosságúak az élet szempontjából, a narancsvörös és az ultraibolya sugarak pedig a legfontosabb szerepet töltik be a fotoszintézis folyamataiban.

2) A földfelszín megvilágítása sugárzási energiához kapcsolódik, és a fényáram időtartama és intenzitása határozza meg. A Föld forgása miatt a nappali fény és a sötétség időszakosan váltakozik. A megvilágítás minden élőlény számára döntő szerepet játszik, és az élőlények fiziológiailag alkalmazkodnak a nappal és az éjszaka változásához, a nap sötét és világos időszakainak arányához. Szinte minden állatnak van ún cirkadián nappal és éjszaka váltakozásával összefüggő (napi) tevékenységritmusok. A fény tekintetében a növényeket fénykedvelőre és árnyéktűrőre osztják.

3) Hőmérséklet a földgömb felszínén a légkör hőmérsékleti viszonyai határozzák meg, és szorosan összefügg a napsugárzással. Ez mind a terület szélességétől (a napsugárzás felszínre eső beesési szögétől), mind a beáramló légtömegek hőmérsékletétől függ. Az élő szervezetek csak szűk hőmérsékleti tartományban létezhetnek – -200°C és 100°C között. A faktor felső határértékei általában kritikusabbak, mint az alsók. A víz hőmérséklet-ingadozási tartománya általában kisebb, mint a szárazföldön, és a vízi élőlényeknél a hőmérséklet-tűrés tartománya általában szűkebb, mint a megfelelő szárazföldi állatoké. Így a hőmérséklet fontos és nagyon gyakran korlátozó tényező. A hőmérsékleti ritmusok a fény-, árapály- és páratartalom ritmusaival együtt nagymértékben szabályozzák a növények és állatok szezonális és napi tevékenységét. A hőmérséklet gyakran zónásodást és rétegződést hoz létre az élőhelyeken.

4) A légköri levegő páratartalma vízgőzzel való telítettségéhez kapcsolódik. A légkör alsó rétegei nedvességben a leggazdagabbak (1,5-2 km magasságig), ahol az összes nedvesség 50%-a koncentrálódik. A levegőben lévő vízgőz mennyisége a levegő hőmérsékletétől függ. Minél magasabb a hőmérséklet, annál több nedvességet tartalmaz a levegő. Minden hőmérséklethez van egy bizonyos határa a levegő vízgőztel való telítésének, amelyet ún maximális . A maximális és adott telítettség közötti különbséget ún páratartalom hiánya (telítettség hiánya). Páratartalom hiánya - a legfontosabb környezeti paraméter, hiszen egyszerre két mennyiséget jellemez: a hőmérsékletet és a páratartalmat. Ismeretes, hogy a nedvességhiány növekedése a tenyészidőszak bizonyos időszakaiban hozzájárul a növények fokozott termőképességéhez, és számos állatnál, például rovaroknál, szaporodáshoz vezet egészen az úgynevezett "kitörésekig". Ezért számos módszer az élőlények világában előforduló különféle jelenségek előrejelzésére a nedvességhiány dinamikájának elemzésén alapul.

5) Csapadék A levegő páratartalmával szorosan összefüggő, a vízgőz lecsapódásának eredménye. A légköri csapadék és a levegő páratartalma döntő jelentőségű az ökoszisztéma vízháztartásának kialakításában, így a legfontosabb elengedhetetlen környezeti tényezők közé tartozik, hiszen a vízellátás a mikroszkopikus méretű baktériumból származó élőlények életének fő feltétele. egy óriási sequoiához. A csapadék mennyisége elsősorban a nagy légtömeg-mozgások, vagy az úgynevezett "időjárási rendszerek" útjától és jellegétől függ. A csapadék évszakonkénti megoszlása ​​rendkívül fontos korlátozó tényező az élőlények számára. Csapadék - a víz körforgásának egyik láncszeme a Földön, és kiesésükben éles egyenetlenség van, amellyel kapcsolatban megkülönböztetik nedves (nedves) és száraz (száraz) zónák. A csapadék maximuma a trópusi erdőkben (2000 mm/év), a minimum a sivatagokban (0,18 mm/év) esik. A 250 mm/év csapadék alatti zónák már száraznak számítanak. A csapadék évszakok közötti egyenlőtlen eloszlása ​​általában a trópusokon és a szubtrópusokon fordul elő, ahol a nedves és száraz évszak gyakran jól meghatározott. A trópusokon a páratartalomnak ez a szezonális ritmusa nagyjából ugyanúgy szabályozza az élőlények szezonális aktivitását (különösen a szaporodást), mint a hőmérséklet és a fény szezonális ritmusa a mérsékelt égövi élőlények aktivitását. Mérsékelt éghajlaton a csapadék általában egyenletesebben oszlik el az évszakok között.

6) A légkör gázösszetétele . Összetétele viszonylag állandó, főként nitrogént és oxigént tartalmaz, kis mennyiségű CO 2 és argon keverékével. Egyéb gázok – nyomokban. Ezenkívül a felső légkör ózont tartalmaz. Általában a légköri levegőben szilárd és folyékony vízrészecskék, különféle anyagok oxidjai, por és füst találhatók. Nitrogén - az élőlények fehérjeszerkezetének kialakításában szerepet játszó legfontosabb biogén elem; oxigén , főleg zöld növényekből származik, oxidatív folyamatokat biztosít; szén-dioxid (СО 2) a szoláris és a kölcsönös földi sugárzás természetes csillapítója; ózon árnyékoló szerepet tölt be a napspektrum ultraibolya részével kapcsolatban, ami minden élőlényre káros. A legkisebb részecskék szennyeződései befolyásolják a légkör átlátszóságát, megakadályozzák a napfény átjutását a Föld felszínére. Az oxigén (21 térfogatszázalék) és a CO 2 (0,03 térfogatszázalék) koncentrációja a modern légkörben bizonyos mértékig korlátozza számos magasabb rendű növény és állat számára.

7) A légtömegek mozgása (szél) . A szél előfordulásának oka a földfelszín egyenetlen felmelegedése miatti nyomásesés. A szél áramlása az alacsonyabb nyomás irányába irányul, vagyis ahol melegebb a levegő. A Föld forgási ereje befolyásolja a légtömegek keringését. A levegő felszíni rétegében mozgásuk az éghajlat minden meteorológiai elemére kihat: a hőmérsékletre, a páratartalomra, a Föld felszínéről történő párolgásra és a növényi transzspirációra. Szél - a legfontosabb tényező a szennyeződések átvitelében és eloszlásában a légköri levegőben. A szél fontos szerepet tölt be az anyag és az élő szervezetek ökoszisztémák közötti szállításában. Emellett a szél közvetlen mechanikai hatást gyakorol a növényzetre és a talajra, károsítja vagy elpusztítja a növényeket, tönkreteszi a talajtakarót. Az ilyen széltevékenység legjellemzőbb nyílt, sík szárazföldi területekre, tengerekre, tengerpartokra és hegyvidékekre.

8) légköri nyomás . A nyomás nem nevezhető a közvetlen cselekvés korlátozó tényezőjének, bár egyes állatok kétségtelenül reagálnak a változásaira; a nyomás azonban közvetlenül összefügg az időjárással és az éghajlattal, amelyek közvetlen korlátozó hatással vannak az élőlényekre.

Abiotikus talajtakaró tényezők . A talajtényezők egyértelműen endogének, hiszen a talaj nemcsak az élőlényeket körülvevő környezet tényezője, hanem létfontosságú tevékenységük terméke is. A talaj - ez a keret, az alap, amelyre szinte minden ökoszisztéma épül.

A talaj - az éghajlat és az élőlények, különösen a növények anyakőzetre gyakorolt ​​hatásának végeredménye. Így a talaj az alapanyagból – az alatta lévőből – áll ásványi szubsztrátés szerves komponens, amelyben az organizmusokat és anyagcseretermékeiket finoman eloszlatott és módosított alapanyaggal keverik össze. A részecskék közötti réseket gázok és víz töltik ki. textúra és talaj porozitása Ezek a legfontosabb jellemzők, amelyek nagymértékben meghatározzák a biogén elemek hozzáférhetőségét a növények és a talajállatok számára. A talajban szintézis, bioszintézis folyamatok zajlanak, az anyagok átalakulásának különféle kémiai reakciói, amelyek a baktériumok létfontosságú tevékenységéhez kapcsolódnak.

1.1.5. Biotikus tényezők

Alatt biotikus tényezők megérteni egyes szervezetek élettevékenysége másokra gyakorolt ​​hatásainak összességét.

Az állatok, növények, mikroorganizmusok közötti kapcsolat (más néven társrészvények ) rendkívül változatosak. Ezekre oszthatók egyenesés közvetett megfelelő abiotikus faktorok jelenléte által közvetített változásokon keresztül.

Az élő szervezetek kölcsönhatásait az egymásra adott reakcióik alapján osztályozzuk. Különösen kiemelik homotipikus az azonos fajba tartozó, egymással kölcsönhatásban lévő egyedek közötti reakciók és heterotípusos reakciók a különböző fajok egyedei közötti együttműködés során.

Az egyik legfontosabb biotikus tényező az étel (trófikus) tényező . A trofikus tényezőt az élelmiszer mennyisége, minősége és elérhetősége jellemzi. Bármilyen állat vagy növény egyértelműen szelektív az élelmiszer összetételét illetően. Típusok megkülönböztetése monofágok amelyek csak egy fajjal táplálkoznak, polifágok több fajjal, valamint többé-kevésbé korlátozott táplálékkal táplálkozó fajok, amelyeket szélesnek vagy szűknek neveznek oligofágok .

A fajok közötti kapcsolatok természetesen szükségesek. Nem osztható ellenségekés ők áldozatok mert a fajok közötti kapcsolatok kölcsönösen visszafordíthatók. Eltűnés² áldozatok² kihaláshoz vezethet ² ellenség².

közösségek) egymással és a környezettel. Ezt a kifejezést először Ernst Haeckel német biológus javasolta 1869-ben. Önálló tudományként a 20. század elején emelkedett ki a fiziológiával, genetikával és egyebekkel együtt. Az ökológia hatóköre az organizmusok, populációk és közösségek. Az ökológia az ökoszisztémának nevezett rendszer élő alkotóelemének tekinti őket. Az ökológiában a népesség - közösségek és ökoszisztémák fogalmának világos meghatározása van.

A populáció (ökológiai szempontból) azonos fajhoz tartozó egyedek csoportja, amelyek egy bizonyos területet foglalnak el, és általában bizonyos mértékig elszigeteltek más hasonló csoportoktól.

A közösség különböző fajokból álló organizmusok bármely csoportja, amely ugyanazon a területen él, és trófikus (táplálkozási) vagy térbeli kapcsolatokon keresztül kölcsönhatásba lép egymással.

Az ökoszisztéma olyan organizmusok közössége, amelyek környezetük kölcsönhatásba lép egymással, és ökológiai egységet alkotnak.

A Föld összes ökoszisztémája ökoszférává vagy ökoszférává egyesül. Nyilvánvaló, hogy a Föld teljes bioszféráját teljesen lehetetlen kutatással lefedni. Ezért az ökológia alkalmazási pontja az ökoszisztéma. Az ökoszisztéma azonban, amint az a definíciókból is látható, populációkból, egyedi szervezetekből és az élettelen természet összes tényezőjéből áll. Ennek alapján az ökoszisztémák vizsgálatának többféle megközelítése lehetséges.

Ökoszisztéma megközelítés.Az ökoszisztéma megközelítéssel az ökológus az energiaáramlást is vizsgálja az ökoszisztémában. A legnagyobb érdeklődés ebben az esetben az élőlények egymással és a környezettel való kapcsolata. Ez a megközelítés lehetővé teszi az ökoszisztéma összekapcsolódásainak összetett szerkezetének magyarázatát és javaslatok megfogalmazását a racionális természetgazdálkodásra.

Közösségi tanulmányok. Ezzel a megközelítéssel részletesen tanulmányozzák a közösségek fajösszetételét és az egyes fajok elterjedését korlátozó tényezőket. Ebben az esetben jól elkülöníthető biotikus egységeket (rét, erdő, mocsár stb.) vizsgálunk.
megközelítés. Ennek a megközelítésnek az alkalmazási pontja, ahogy a név is sugallja, a népesség.
Élőhelykutatás. Ebben az esetben a környezet egy viszonylag homogén területét vizsgálják, ahol az adott szervezet él. Külön-külön, önálló kutatási irányként általában nem használják, de az ökoszisztéma egészének megértéséhez szükséges anyagot szolgáltat.
Megjegyzendő, hogy az összes fent felsorolt ​​megközelítést ideális esetben kombináltan kell alkalmazni, de jelenleg ez a vizsgált objektumok nagy mérete és a terepkutatók korlátozott száma miatt gyakorlatilag lehetetlen.

Az ökológia mint tudomány különféle kutatási módszereket használ, hogy objektív információkat szerezzen a természeti rendszerek működéséről.

Ökológiai kutatási módszerek:

• megfigyelés
• kísérlet
• lakosságszám
• szimulációs módszer

Az ökológiával való ismerkedésünket talán az egyik legfejlettebb és tanulmányozott szekcióval - az autekológiával - kezdjük. Az autekológia figyelme az egyének vagy egyedcsoportok környezeti viszonyaival való interakciójára összpontosul. Ezért az autekológia kulcsfogalma az ökológiai tényező, vagyis a szervezetre ható környezeti tényező.

Környezetvédelmi intézkedések nem lehetségesek egyik vagy másik tényező adott biológiai fajra gyakorolt ​​optimális hatásának tanulmányozása nélkül. Valójában hogyan lehet megvédeni ezt vagy azt a fajt, ha nem tudja, milyen életkörülményeket részesít előnyben. Még az ilyen fajok ésszerű emberként való „védelme” is megköveteli az egészségügyi és higiéniai normák ismeretét, amelyek nem mások, mint a különféle környezeti tényezők optimuma az emberrel kapcsolatban.

A környezetnek a szervezetre gyakorolt ​​hatását környezeti tényezőnek nevezzük. A pontos tudományos meghatározás a következő:

ÖKOLÓGIAI TÉNYEZŐ - minden olyan környezeti körülmény, amelyre az élők alkalmazkodó reakciókkal reagálnak.

Környezeti tényező a környezet minden olyan eleme, amely közvetlenül vagy közvetve hatással van az élő szervezetekre legalább fejlődésük egyik fázisában.

A környezeti tényezők természetüknél fogva legalább három csoportra oszthatók:

abiotikus tényezők - az élettelen természet hatása;

biotikus tényezők – a vadon élő állatok hatása.

antropogén tényezők - az ésszerű és ésszerűtlen emberi tevékenység által okozott hatások ("anthropos" - egy személy).

Az ember módosítja az élő és élettelen természetet, és bizonyos értelemben geokémiai szerepet tölt be (például szén és olaj formájában sok millió éven keresztül megkötődött szenet, majd szén-dioxiddal a levegőbe juttatja). Ezért az antropogén tényezők terjedelmét és globális hatását tekintve közelednek a geológiai erőkhöz.

Nem ritkán a környezeti tényezőket részletesebb osztályozásnak vetik alá, amikor egy adott tényezőcsoportra kell rámutatni. Például vannak éghajlati (éghajlattal kapcsolatos), edafikus (talaj) környezeti tényezők.

A környezeti tényezők közvetett hatásának tankönyvi példájaként az úgynevezett madárkolóniákat említik, amelyek hatalmas madárkoncentrációt jelentenek. A madarak nagy sűrűségét az ok-okozati összefüggések egész láncolata magyarázza. A madárürülék bejut a vízbe, a vízben lévő szerves anyagokat a baktériumok mineralizálják, az ásványi anyagok megnövekedett koncentrációja az algák, majd utánuk a zooplankton számának növekedéséhez vezet. A zooplanktonba tartozó alsó rákfélék halakkal, a madártelepen élő madarak pedig halakkal táplálkoznak. A lánc bezárul. A madárürülék olyan környezeti tényezőként működik, amely közvetve növeli a madártelepek számát.

Hogyan hasonlítsuk össze a természetben annyira eltérő tényezők hatását? A rengeteg tényező ellenére a környezeti tényezőnek a környezet testre ható elemeként való meghatározásából következik valami közös. Nevezetesen: a környezeti tényezők hatása mindig az élőlények élettevékenységének változásában fejeződik ki, és végül a populáció méretének megváltozásához vezet. Ez lehetővé teszi a különböző környezeti tényezők hatásának összehasonlítását.

Mondanunk sem kell, hogy egy faktor egyénre gyakorolt ​​hatását nem a faktor jellege, hanem a dózisa határozza meg. A fentiek, sőt az egyszerű élettapasztalatok fényében nyilvánvalóvá válik, hogy a hatást pontosan a faktor dózisa határozza meg. Valóban, mi a "hőmérséklet" tényező? Ez elég absztrakció, de ha azt mondod, hogy -40 Celsius a hőmérséklet - nincs idő az absztrakciókra, jobb, ha minden melegbe burkolózni! Másrészt a +50 fok sem tűnik sokkal jobbnak nekünk.

Így a faktor egy bizonyos dózissal hat a szervezetre, és ezen dózisok között megkülönböztethető a minimális, maximális és optimális dózis, valamint azok az értékek, amelyeknél az egyén élete megáll (ezeket halálosnak, ill. halálos).

A különböző dózisok hatását a lakosság egészére nagyon világosan leírják grafikusan:

Az ordináta tengely az egyik vagy másik tényező dózisától függően ábrázolja a populáció méretét (abszcissza tengely). Megkülönböztetik a faktor optimális dózisait és a faktor hatásdózisait, amelyeknél az adott szervezet élettevékenységének gátlása következik be. A grafikonon ez 5 zónának felel meg:

optimális zóna

tőle jobbra és balra a pesszimium zóna (az optimális zóna határától max vagy min)

halálos zónák (max és min túl), ahol a népesség 0.

A faktor azon értéktartományát, amelyen túl az egyének normális élete lehetetlenné válik, az állóképesség határainak nevezzük.

A következő leckében megvizsgáljuk, hogyan különböznek az élőlények a különböző környezeti tényezőktől. Más szóval, a következő lecke az élőlények ökológiai csoportjaira, valamint a Liebig-hordóra fog összpontosítani, és hogy mindez hogyan kapcsolódik az MPC meghatározásához.

Szójegyzék

ABIOTIKUS TÉNYEZŐ - a szervetlen világ feltétele vagy feltételrendszere; az élettelen természet ökológiai tényezője.

ANTROPOGÉN TÉNYEZŐ - olyan környezeti tényező, amely az emberi tevékenységnek köszönhető.

PLANKTON - olyan élőlények halmaza, amelyek a vízoszlopban élnek, és nem képesek aktívan ellenállni az áramlatok átadásának, azaz "lebegnek" a vízben.

MADÁRPIAC - a vízi környezethez kötődő madarak (sirályok, sirályok) gyarmati települése.

A sokféleség közül milyen ökológiai tényezőkre figyel elsősorban a kutató? Nem ritkán a kutatónak az a feladata, hogy azonosítsa azokat a környezeti tényezőket, amelyek gátolják az adott populáció képviselőinek élettevékenységét, korlátozzák a növekedést és fejlődést. Például ki kell deríteni a terméscsökkenés okait vagy a természetes populáció kihalásának okait.

A környezeti tényezők sokfélesége és azok együttes (komplex) hatásának felmérése során felmerülő nehézségek mellett fontos, hogy a természeti komplexumot alkotó tényezők egyenlőtlen jelentőséggel bírjanak. Liebig (Liebig, 1840) még a 19. században, a különféle mikroelemek növénynövekedésre gyakorolt ​​hatását vizsgálva megállapította, hogy a növények növekedését az az elem korlátozza, amelynek koncentrációja minimális. A hiányos tényezőt korlátozó tényezőnek nevezték. Képletesen ez a pozíció segít bemutatni az úgynevezett "Liebig hordóját".

Liebig hordó

Képzeljünk el egy hordót, melynek oldalain különböző magasságú falécek találhatók, ahogy a képen is látható. Egyértelmű, akármilyen magas a többi léc, de a hordóba pontosan annyi vizet lehet önteni, amennyi a legrövidebb léc hossza (jelen esetben 4 matrica).

Csak néhány kifejezést kell "cserélni": legyen az öntött víz magassága valamilyen biológiai vagy ökológiai funkció (például termelékenység), és a sínek magassága jelzi az egyik vagy másik tényező dózisának eltérésének mértékét. az optimumtól.

Jelenleg Liebig minimumtörvényét szélesebb körben értelmezik. Korlátozó tényező lehet olyan tényező, amelyből nem csak hiány van, hanem túl is.

A környezeti tényező KORLÁTOZÓ TÉNYEZŐ szerepét tölti be, ha ez a tényező a kritikus szint alatt van, vagy meghaladja a maximálisan tolerálható szintet.

A korlátozó tényező meghatározza a faj elterjedési területét, vagy (kevésbé súlyos körülmények között) befolyásolja az anyagcsere általános szintjét. Például a tengervíz foszfáttartalma korlátozó tényező, amely meghatározza a planktonok fejlődését és a közösségek általános termelékenységét.

A „korlátozó tényező” fogalma nemcsak a különféle elemekre vonatkozik, hanem minden környezeti tényezőre. A versengő kapcsolatok gyakran korlátozó tényezőként működnek.

Minden szervezetnek megvannak a maga tűrőképességi határai a különféle környezeti tényezőkkel kapcsolatban. Attól függően, hogy ezek a határok milyen szélesek vagy szűkek, megkülönböztetik az eurybiont és a stenobiont organizmusokat. Az eurybionták különféle környezeti tényezők intenzitásának széles skáláját képesek elviselni. Például a róka élőhelye az erdő-tundrától a sztyeppékig terjed. Ezzel szemben a stenobiontok csak nagyon kis ingadozásokat viselnek el a környezeti tényező intenzitásában. Például szinte minden trópusi esőerdő növény stenobiont.

Nem ritka annak feltüntetése, hogy melyik tényezőre gondolunk. Tehát beszélhetünk euritermikus (nagy hőmérséklet-ingadozást toleráló) élőlényekről (sok rovar) és stenotermikusról (a trópusi erdei növényeknél a +5 ... +8 C fokon belüli hőmérséklet-ingadozás végzetes lehet); eury / stenohaline (tűri / nem tolerálja a víz sótartalmának ingadozását); evry / stenobats (a tározó mélységének széles / szűk határain élnek) és így tovább.

A stenobiont fajok megjelenése a biológiai evolúció folyamatában a specializáció egy olyan formájának tekinthető, amelyben az alkalmazkodóképesség rovására nagyobb hatékonyság érhető el.

A tényezők kölcsönhatása. MPC.

A környezeti tényezők önálló hatásával elegendő a "korlátozó tényező" fogalmával operálni, hogy meghatározzuk a környezeti tényezők együttesének adott szervezetre gyakorolt ​​együttes hatását. Valós körülmények között azonban a környezeti tényezők erősíthetik vagy gyengíthetik egymást. Például a kirovi régióban könnyebben elviselhető a fagy, mint Szentpéterváron, mivel az utóbbiban magasabb a páratartalom.

A környezeti tényezők kölcsönhatásának számbavétele fontos tudományos probléma. Az interakciós tényezőknek három fő típusa van:

additív - a tényezők kölcsönhatása az egyes tényezők hatásának egyszerű algebrai összege egy független cselekvéssel;

szinergikus - a tényezők együttes hatása fokozza a hatást (azaz együttes hatásuk hatása nagyobb, mint az egyes tényezők hatásainak egyszerű összege független cselekvéssel);

antagonista - a tényezők együttes hatása gyengíti a hatást (azaz együttes hatásuk hatása kisebb, mint az egyes tényezők hatásainak egyszerű összege).

Miért fontos tudni a környezeti tényezők kölcsönhatását? A szennyező anyagok maximális megengedett koncentrációja (MPC) vagy a szennyező anyagok (például zaj, sugárzás) hatásának legnagyobb megengedett szintje (MPL) értékének elméleti megalapozása a korlátozó tényező törvényén alapul. Az MPC-t kísérletileg olyan szintre állítják be, amelyen a szervezetben még nem fordulnak elő kóros elváltozások. Ugyanakkor vannak nehézségek (például leggyakrabban az állatokon nyert adatokat emberre kell extrapolálni). Ez azonban nem róluk szól.

Nem ritka, hogy a környezetvédelmi hatóságok örömmel számolnak be arról, hogy a város légkörében a legtöbb szennyezőanyag szintje az MPC-n belül van. Az Állami Egészségügyi és Járványügyi Felügyelet ugyanakkor a gyermekek légúti megbetegedésének fokozott mértékét állapítja meg. A magyarázat a következő lehet. Nem titok, hogy sok légszennyező anyag hasonló hatással bír: irritálja a felső légutak nyálkahártyáját, légúti betegségeket provokál stb. Ezen szennyező anyagok együttes hatása pedig additív (vagy szinergikus) hatást ad.

Ezért ideális esetben az MPC szabványok kidolgozásakor és a meglévő környezeti helyzet felmérésekor figyelembe kell venni a tényezők kölcsönhatását. Sajnos a gyakorlatban ez nagyon nehezen kivitelezhető: nehéz megtervezni egy ilyen kísérletet, nehéz értékelni a kölcsönhatást, ráadásul az MPC-k szigorítása negatív gazdasági hatásokkal jár.

Szójegyzék

MIKROELEMEK - az élőlények számára elhanyagolható mennyiségben szükséges, de fejlődésük sikerét meghatározó kémiai elemek. A M.-t mikrotrágyák formájában a növények hozamának növelésére használják.

KORLÁTOZÓ TÉNYEZŐ - valamely folyamat lefolyásának, vagy egy organizmus (faj, közösség) létezésének keretét (meghatározó) meghatározó tényező.

TERÜLET - bármely szisztematikus organizmuscsoport (faj, nemzetség, család) vagy egy bizonyos típusú élőlényközösség (például a zuzmófenyvesek területe) elterjedésének területe.

ANYAGCSERE - (a testhez viszonyítva) következetes fogyasztás, átalakítás, felhasználás, anyagok és energia felhalmozódása és elvesztése az élő szervezetekben. Az élet csak az anyagcserén keresztül lehetséges.

eurybiont - olyan szervezet, amely különféle környezeti feltételek között él

STENOBIONT - olyan szervezet, amely szigorúan meghatározott létfeltételeket igényel.

XENOBIOTIC – a szervezettől idegen kémiai anyag, természetesen nem vesz részt a biotikus ciklusban. A xenobiotikumok általában antropogén eredetűek.

Ökoszisztéma

VÁROSI ÉS IPARI ÖKOSZISTÉMÁK

A városi ökoszisztémák általános jellemzői.

A városi ökoszisztémák heterotróf jellegűek, a városi erőművek vagy a házak tetején elhelyezett napelemek által rögzített napenergia részaránya elenyésző. A város vállalkozásainak fő energiaforrásai, a városlakók lakásainak fűtése és világítása a városon kívül található. Ezek olaj-, gáz-, szén-, víz- és atomerőművek lelőhelyei.

A város hatalmas mennyiségű vizet fogyaszt, amelynek csak egy kis részét használja fel az ember közvetlen fogyasztásra. A víz nagy részét a termelési folyamatokra és a háztartási szükségletekre fordítják. A városokban a személyes vízfogyasztás napi 150-500 liter között mozog, az ipart figyelembe véve pedig egy polgár napi 1000 litert is elszámol. A városok által használt víz szennyezett állapotban kerül vissza a természetbe - nehézfémekkel, olajmaradványokkal, összetett szerves anyagokkal, például fenollal stb. Tartalmazhat kórokozókat. A város mérgező gázokat és port bocsát ki a légkörbe, hulladéklerakókba koncentrálja a mérgező hulladékot, amely a forrásvíz áramlásával a vízi ökoszisztémákba kerül. A növények a városi ökoszisztémák részeként parkokban, kertekben, pázsiton nőnek, fő céljuk a légkör gázösszetételének szabályozása. Oxigént bocsátanak ki, szén-dioxidot szívnak fel és megtisztítják a légkört az ipari vállalkozások működése és a közlekedés során bekerülő káros gázoktól és poroktól. A növények esztétikai és dekoratív értéket is képviselnek.

A városban élő állatokat nemcsak a természetes ökoszisztémákban elterjedt fajok képviselik (a parkokban élnek a madarak: vörös rózsa, csalogány, béka; emlősök: pocok, mókusok és más állatcsoportok képviselői), hanem a városi állatok egy speciális csoportja is - emberi társak. Ide tartoznak a madarak (verebek, seregélyek, galambok), a rágcsálók (patkányok és egerek) és a rovarok (csótányok, poloskák, lepkék). Sok emberrel kapcsolatba hozható állat a szemétlerakókban lévő szeméttel táplálkozik (majkak, verebek). Ezek a városi ápolónők. A szerves hulladékok lebomlását a légylárvák és más állatok, mikroorganizmusok gyorsítják.

A modern városok ökoszisztémáinak fő jellemzője, hogy az ökológiai egyensúly megbomlik bennük. Az anyag- és energiaáramlás szabályozásának minden folyamatát az embernek át kell vennie. Az embernek szabályoznia kell mind a város energia- és erőforrás-felhasználását - az ipari nyersanyagokat és az emberek élelmiszereit, másrészt az ipar és a közlekedés eredményeként a légkörbe, vízbe és talajba kerülő mérgező hulladék mennyiségét. Végül meghatározza ezen ökoszisztémák méretét is, amelyek a fejlett országokban, az utóbbi években pedig Oroszországban a külvárosi nyaralóépítések miatt rohamosan „terjednek”. Az alacsonyan fekvő területek csökkentik az erdők és a mezőgazdasági területek területét, „elterjedéséhez” új autópályák létesítése szükséges, ami csökkenti az élelmiszer-termelő és kerékpáros oxigént termelő ökoszisztémák arányát.

A környezet ipari szennyezése.

A városi ökoszisztémákban az ipari szennyezés a legveszélyesebb a természetre.

A légkör kémiai szennyezése. Ez a tényező az egyik legveszélyesebb az emberi életre. A leggyakoribb szennyeződések

Kén-dioxid, nitrogén-oxidok, szén-monoxid, klór stb. Bizonyos esetekben a légkörbe kerülő két vagy viszonylag több, viszonylag ártalmatlan anyag napfény hatására mérgező vegyületeket képezhet. Az ökológusok körülbelül 2000 légszennyező anyagot tartanak számon.

A szennyezés fő forrásai a hőerőművek. A kazánházak, olajfinomítók és a járművek szintén erősen szennyezik a légkört.

A víztestek kémiai szennyezése. Vállalkozások olajtermékeket, nitrogénvegyületeket, fenolt és sok más ipari hulladékot dobnak a víztestekbe. Az olajkitermelés során a víztestek szikes fajokkal szennyeződnek, a szállítás során olaj és olajtermékek is kiszóródnak. Oroszországban Nyugat-Szibéria északi tavai szenvednek leginkább az olajszennyezéstől. Az elmúlt években megnőtt a városi csatornákból származó háztartási szennyvíz veszélye a vízi ökoszisztémákra. Ezekben a szennyvizekben megnőtt a tisztítószerek koncentrációja, amit a mikroorganizmusok nehezen bontanak le.

Amíg a légkörbe kibocsátott vagy a folyókba engedett szennyező anyagok mennyisége kicsi, addig maguk az ökoszisztémák képesek megbirkózni velük. Mérsékelt szennyezés esetén a szennyező forrástól számított 3-10 km-re a folyó vize szinte tisztává válik. Ha túl sok a szennyező anyag, az ökoszisztémák nem tudnak megbirkózni velük, és visszafordíthatatlan következmények kezdődnek.

A víz ihatatlanná válik és veszélyessé válik az emberre. A szennyezett víz sok iparág számára nem alkalmas.

A talaj felszínének szennyezése szilárd hulladékkal. A városi ipari és háztartási hulladéklerakók nagy területeket foglalnak el. A szemét tartalmazhat mérgező anyagokat, például higanyt vagy más nehézfémeket, kémiai vegyületeket, amelyek eső- és hóvízben oldódnak, majd víztestekbe és talajvízbe jutnak. Bejuthat a szemétbe és radioaktív anyagokat tartalmazó készülékekbe.

A talaj felszínét szennyezheti a széntüzelésű hőerőművek, cementgyárak füstjéből lerakódott hamu, tűzálló tégla stb. Ennek a szennyeződésnek a megelőzése érdekében speciális porgyűjtőket szerelnek fel a csövekre.

A talajvíz kémiai szennyezése. A felszín alatti vizek áramlatai nagy távolságokra szállítják az ipari szennyeződéseket, amelyek forrását nem mindig lehet meghatározni. A szennyezés oka lehet, hogy az ipari hulladéklerakók eső- és hóvizei kimossák a mérgező anyagokat. Felszín alatti vizek szennyezése a korszerű módszerekkel végzett olajkitermelés során is előfordul, amikor az olajtározók visszaáramlásának növelése érdekében a kutakba sós vizet juttatnak vissza, amely szivattyúzása során az olajjal együtt a felszínre került.

A sós víz bejut a víztartókba, a kutak vize keserűvé, ihatatlanná válik.

Zajszennyezés. A zajszennyezés forrása lehet ipari vállalkozás vagy közlekedés. Különösen a nehézdömperek és villamosok adnak nagy zajt. A zaj az emberi idegrendszerre hat, ezért zajvédelmi intézkedéseket tesznek a városokban és a vállalkozásokban.

A vasúti és villamosvonalakat, utakat, amelyeken a teherszállítás halad, a városok központi részeiből gyéren lakott területekre kell költöztetni, és körülöttük zajt jól elnyelő zöldfelületeket kell kialakítani.

A repülőknek nem szabad városok felett repülniük.

A zaj mértéke decibelben történik. Óra ketyegés - 10 dB, suttogás - 25, forgalmas autópálya zaj - 80, repülőgép felszállási zaj - 130 dB. A zaj fájdalomküszöbe 140 dB. Lakossági fejlesztés területén a nappali zaj nem haladhatja meg az 50-66 dB-t.

Szennyező anyagok közé tartozik még: a talaj felszínének szennyeződése bordással és hamutelepekkel, biológiai szennyezés, hőszennyezés, sugárszennyezés, elektromágneses szennyezés.

Légszennyeződés. Ha az óceán feletti légszennyezést egységnek vesszük, akkor a falvak felett 10-szer nagyobb, a kisvárosok felett - 35-ször, a nagyvárosok felett - 150-szer. A város feletti szennyezett levegő réteg vastagsága 1,5-2 km.

A legveszélyesebb szennyező anyagok a benz-a-pirén, a nitrogén-dioxid, a formaldehid és a por. Oroszország európai részén és az Urálban átlagosan az év során 1 négyzetkilométerenként. km, több mint 450 kg légköri szennyező hullott.

1980-hoz képest a kén-dioxid kibocsátás mennyisége másfélszeresére nőtt; 19 millió tonna légköri szennyezőanyag került a légkörbe közúti szállítással.

A folyókba engedett szennyvíz 68,2 köbmétert tett ki. km 105,8 köbméter utófogyasztás mellett. km. Az ipar vízfogyasztása 46%. A tisztítatlan szennyvíz részaránya 1989 óta csökken, és eléri a 28%-ot.

A nyugati szelek túlsúlya miatt Oroszország 8-10-szer több légszennyező anyagot kap nyugati szomszédaitól, mint amennyit küld nekik.

A savas esők Európa erdeinek felét negatívan érintették, és Oroszországban is megkezdődött az erdők kiszáradása. Skandináviában már 20 000 tó pusztult el az Egyesült Királyságból és Németországból érkező savas esők miatt. A savas esők hatására az építészeti emlékek pusztulnak el.

A 100 m magas kéményből kilépő káros anyagok 20 km sugarú körben, 250 m magasban - 75 km-ig terjednek. A bajnok csövet egy Sudbury-i (Kanada) réz-nikkel üzemben építették, és több mint 400 m magas.

Az ózonréteget lebontó klórozott-fluorozott szénhidrogének (CFC-k) a hűtőrendszer gázaiból (az USA-ban - 48%, más országokban - 20%), az aeroszolos palackok használatából (az USA-ban - 2%, néhány évvel ezelőtt pedig) kerülnek a légkörbe. értékesítésüket betiltották; más országokban - 35%), vegytisztításhoz (20%) és habgyártáshoz használt oldószerek, beleértve a sztiroformot (25%)

Az ózonréteget elpusztító freonok fő forrása az ipari hűtőszekrények - hűtőszekrények. Egy közönséges háztartási hűtőszekrényben 350 g freon, az ipari hűtőszekrényekben pedig több tíz kilogramm. Hűtés csak bent

Moszkva évente 120 tonna freont használ fel. Ennek jelentős része a berendezés tökéletlensége miatt a légkörbe kerül.

Az édesvízi ökoszisztémák szennyezése. 1989-ben 1,8 tonna fenolt, 69,7 tonna szulfátot, 116,7 tonna szintetikus felületaktív anyagot (felületaktív anyagot) engedtek a Ladoga-tóba - a hatmilliomodik Szentpétervár ivóvíztározójába - 1989-ben.

Szennyezi a vízi ökoszisztémákat és a folyami közlekedést. A Bajkál-tavon például 400 különböző méretű hajó úszik, ezek évente mintegy 8 tonna olajterméket dobnak a vízbe.

A legtöbb orosz vállalatnál a mérgező termelési hulladékot vagy víztestekbe dobják, megmérgezve azokat, vagy feldolgozás nélkül felhalmozódnak, gyakran hatalmas mennyiségben. Ezeket a halálos hulladékok felhalmozódását "környezeti bányáknak" nevezhetjük; ha a gátak átszakadnak, víztestekbe kerülhetnek. Egy ilyen "környezeti bánya" példa a Cherepovets "Ammofos" vegyi üzem. Szeptikus tartálya 200 hektáron terül el és 15 millió tonna hulladékot tartalmaz. Az olajteknőt körülvevő gátat évente emelik

4 m. Sajnos nem a "Cserepovets-i bánya" az egyetlen.

A fejlődő országokban évente 9 millió ember hal meg. 2000-re több mint 1 milliárd embernek lesz ivóvízhiánya.

A tengeri ökoszisztémák szennyezése. Körülbelül 20 milliárd tonna szemetet dobtak a Világóceánba – a háztartási szennyvíztől a radioaktív hulladékig. Minden évben minden 1 négyzetméterre. km-nyi vízfelület további 17 tonna szemetet ad hozzá.

Évente több mint 10 millió tonna olajat öntenek az óceánba, amely felszínének 10-15%-át beborító filmréteget képez; és 5 g kőolajtermék elegendő a film 50 négyzetméteres meghúzásához. m vízfelület. Ez a film nemcsak a szén-dioxid párolgását és felszívódását csökkenti, hanem oxigénéhezést, valamint az ikrák és a fiatal halak pusztulását is okozza.

Sugárszennyezés. Feltételezik, hogy 2000-re a világ felhalmozódik

1 millió köbméter m nagy aktivitású radioaktív hulladék.

A természetes radioaktív háttér minden embert érint, még azt is, aki nem érintkezik atomerőművekkel vagy atomfegyverrel. Mindannyian kapunk egy bizonyos dózisú sugárzást életünk során, melynek 73%-a a természeti testek sugárzásából származik (például gránit műemlékekben, házburkolatok stb.), 14%-a pedig orvosi eljárásokból (elsősorban röntgenfelvételből) származik. sugárszoba) és 14% - a kozmikus sugarakon. Egy személy egy életen át (70 év) nagy kockázat nélkül 35 rem sugárzást érhet el (7 rem természetes forrásból, 3 rem űrforrásból és röntgenkészülékekből). A csernobili atomerőmű zónájában a legszennyezettebb területeken óránként akár 1 remet is kaphat. A tető sugárzási teljesítménye az atomerőműben keletkezett tűz oltásának időszakában elérte a 30 000 röntgent óránként, így sugárvédelem (ólomruha) nélkül 1 perc alatt halálos sugárdózist lehetett elérni.

Az élőlények 50%-ára halálos óránkénti sugárdózis embernél 400 rem, halaknál és madaraknál 1000-2000 rem, növényeknél 1000-150 000 rem, rovaroknál 100 000 rem. Így a legerősebb szennyezés nem akadályozza a rovarok tömeges szaporodását. A növények közül a fák a legkevésbé ellenállóak a sugárzásnak, a füvek a legkevésbé.

Szennyezés háztartási hulladékkal. A felhalmozott szemét mennyisége folyamatosan nő. Jelenleg ez évi 150-600 kg minden városlakóra számítva. A legtöbb szemetet az USA-ban termelik (évente lakosonként 520 kg), Norvégiában, Spanyolországban, Svédországban, Hollandiában 200-300 kg, Moszkvában pedig 300-320 kg.

A papír lebomlása a természetes környezetben 2-10 év, egy konzervdoboz - több mint 90 év, egy cigarettaszűrő - 100 év, egy műanyag zacskó - több mint 200 év, műanyag - 500 év, üveg - több mint 1000 éve.

A vegyi szennyezés okozta károk csökkentésének módjai

A leggyakoribb szennyezés - vegyi. Három fő módja van az általuk okozott károk csökkentésének.

Hígítás. Még a kezelt szennyvizeket is 10-szer kell hígítani (a kezeletlent pedig 100-200-szor). A vállalkozásoknál magas kéményeket építenek, hogy a kibocsátott gázok és por egyenletesen oszlanak el. A hígítás nem hatékony módja a szennyezés okozta károk csökkentésének, csak ideiglenes intézkedésként fogadható el.

Tisztítás. Ez a fő módja a káros anyagok környezetbe történő kibocsátásának csökkentésének Oroszországban. A kezelés hatására azonban rengeteg koncentrált folyékony és szilárd hulladék keletkezik, amelyeket szintén tárolni kell.

A régi technológiák felváltása új, alacsony hulladéktartalmú technológiákkal. A mélyebb feldolgozásnak köszönhetően a káros kibocsátások mennyisége több tucatszorosára csökkenthető. Az egyik iparágból származó hulladék egy másik iparág nyersanyagává válik.

A környezetszennyezés csökkentésének e három módjának figuratív elnevezéseket adtak német ökológusok: „hosszabbítsa meg a csövet” (diszperziós hígítás), „dugassza be a csövet” (tisztítás) és „kösse csomóba a csövet” (alacsony hulladékot jelentő technológiák). . A németek helyreállították a Rajna ökoszisztémáját, amely sok éven át csatorna volt, ahová az ipari óriások hulladékát dobták le. Erre csak a 80-as években került sor, amikor végül "csomóba kötötték a csövet".

Oroszországban továbbra is nagyon magas a környezetszennyezés szintje, és az ország közel 100 városában a lakosság egészségére veszélyes környezetileg kedvezőtlen helyzet alakult ki.

Az oroszországi környezeti helyzet némi javulást ért el a kezelő létesítmények jobb működésének és a termelés visszaesésének köszönhetően.

A mérgező anyagok környezetbe történő kibocsátásának további csökkentése érhető el, ha kevésbé veszélyes, hulladékszegény technológiákat vezetnek be. Ahhoz azonban, hogy „csomóba kössük” a csövet, szükséges a berendezések korszerűsítése a vállalkozásoknál, ami nagyon nagy beruházásokat igényel, ezért fokozatosan fog megtörténni.

A városok, ipari létesítmények (olajmezők, szén- és ércbányák, vegyi és kohászati ​​üzemek) más ipari ökoszisztémákból (energiakomplexum) származó energiával működnek, termékeik nem növényi és állati biomassza, hanem acél, öntöttvas és alumínium, különféle gépek és eszközök, építőanyagok, műanyagok és még sok más, ami a természetben nem található.

A városökológia problémái mindenekelőtt a különféle szennyező anyagok környezetbe történő kibocsátásának csökkentésével, valamint a víz, a légkör és a talaj városoktól való védelmével kapcsolatos problémák. Ezeket új, hulladékszegény technológiák és gyártási eljárások, valamint hatékony kezelési létesítmények létrehozásával oldják meg.

A növények fontos szerepet játszanak a városi környezeti tényezők emberre gyakorolt ​​hatásának mérséklésében. A zöldfelületek javítják a mikroklímát, felfogják a port és a gázokat, jótékony hatással vannak az állampolgárok lelki állapotára.

Irodalom:

Mirkin B.M., Naumova L.G. Oroszország ökológiája. Tankönyv a szövetségi készletből egy általános iskola 9-11. osztályai számára. Szerk. 2., átdolgozott.

És extra. - M.: AO MDS, 1996. - 272 ill.