Antropogena faktorer, deras inverkan på organismer.

Antropogena faktorer- dessa är former av mänsklig aktivitet som påverkar levande organismer och deras livsmiljö: avverkning, plöjning, bevattning, bete, byggande av reservoarer, vatten-, olje- och gasledningar, utläggning av vägar, kraftledningar etc. Mänsklig aktivitets inverkan på levande organismer och deras miljöförhållanden livsmiljöer kan vara direkta och indirekta. Till exempel, när man fäller träd i skogen under timmeravverkning, har det en direkt inverkan på de avverkade träden (fällning, avgrening, sågning, borttagning etc.) och har samtidigt en indirekt inverkan på växterna i trädkronor, ändra villkoren för deras livsmiljö: belysning, temperatur, luftcirkulation, etc. På grund av förändringar i miljöförhållandena kommer skuggälskande växter och alla organismer som är förknippade med dem inte längre att kunna leva och utvecklas i styckningsområdet. Bland de abiotiska faktorerna urskiljs klimatfaktorer (ljus, temperatur, luftfuktighet, vind, tryck etc.) och hydrografiska (vatten, ström, salthalt, stående flöde etc.) faktorer.

Faktorer som påverkar organismer och deras habitatförhållanden förändras under dagen, årstiden och året (temperatur, nederbörd, belysning etc.). Därför skiljer de åt byter regelbundet och uppstår spontant ( oväntade) faktorer. Regelbundet förändrade faktorer kallas periodiska faktorer. Dessa inkluderar förändringar av dag och natt, årstiderna, tidvattnet, etc. Levande organismer har anpassat sig till effekterna av dessa faktorer som ett resultat av lång evolution. Faktorer som uppstår spontant kallas icke-periodiska. Dessa inkluderar vulkanutbrott, översvämningar, bränder, lerflöden, rovdjursangrepp på bytesdjur, etc. Levande organismer är inte anpassade till påverkan av icke-periodiska faktorer och har inga anpassningar. Därför leder de till död, skada och sjukdom hos levande organismer, förstör deras livsmiljöer.

En person använder ofta icke-periodiska faktorer till sin fördel. Till exempel, för att förbättra föryngringen av gräset från betesmarker och slåttermarker, arrangerar han en höst på våren, d.v.s. sätter eld på gammal växtlighet; Användning av bekämpningsmedel och herbicider förstör skadedjur på jordbruksgrödor, ogräs på fält och trädgårdar, förstör patogener, bakterier och ryggradslösa djur, etc.

En uppsättning faktorer av samma slag utgör den övre nivån av begrepp. Den lägre begreppsnivån är förknippad med kunskapen om enskilda miljöfaktorer (tabell 3).

Tabell 3 - Nivåer av begreppet "miljöfaktor"

Trots den stora variationen av miljöfaktorer kan ett antal generella mönster identifieras i arten av deras inverkan på organismer och i reaktionerna från levande varelser.

Optimums lag. Varje faktor har bara vissa gränser för positiv inverkan på organismer. Den gynnsamma effekten kallas zon med optimal ekologisk faktor eller bara optimalt för organismer av denna art (fig. 5).

Figur 5 - Beroende av miljöfaktorns resultat på dess intensitet

Ju starkare avvikelsen från optimum är, desto mer uttalad är den hämmande effekten av denna faktor på organismer ( pessimum zon). De maximala och lägsta tolererade värdena för faktorn är kritiska punkter, bortom vilka existens inte längre är möjlig, död inträffar. Uthållighetsgränserna mellan kritiska punkter kallas miljömässig valens levande varelser i förhållande till en specifik miljöfaktor. Punkterna som avgränsade det, dvs. de högsta och lägsta temperaturerna som är lämpliga för livet är gränserna för stabilitet. Mellan den optimala zonen och stabilitetens gränser upplever växten ökande stress, d.v.s. vi talar om stresszoner, eller zoner av förtryck inom stabilitetsområdet. När du går bort från det optimala, så småningom, när du når gränserna för organismens stabilitet, inträffar dess död.

Arter vars existens kräver strikt definierade miljöförhållanden, låghärdiga arter kallas stenobiont(smal ekologisk valens) , och de som kan anpassa sig till olika miljöförhållanden är tåliga - eurybiontisk(bred ekologisk valens) (Fig. 6).

Figur 6 - Arters ekologiska plasticitet (enligt Yu. Odum, 1975)

Eurybiontisk bidrar till en bred spridning av arter. Stenobiontitet vanligtvis begränsar intervallen.

Förhållandet mellan organismer och fluktuationerna av en eller annan specifik faktor uttrycks genom att lägga till prefixet eury- eller stheno- till namnet på faktorn. Till exempel, i förhållande till temperatur, urskiljs eury- och stenotermiska organismer, i förhållande till saltkoncentration - eury- och stenohalin, i förhållande till ljus - eury- och stenofotiska, etc.

J. Liebigs minimumlag. Den tyske agronomen J. Liebig var 1870 den förste som fastställde att grödan (produkten) som minimum beror på den faktor som finns i miljön och formulerade minimumlagen som säger: ”det ämne som är vid en minimum styr grödan och bestämmer storleken och stabiliteten sist i tiden."

När han formulerade lagen hade Liebig i åtanke den begränsande effekten på växter av vitala kemiska element som finns i deras livsmiljö i små och intermittenta mängder. Dessa element kallas spårelement. Dessa inkluderar: koppar, zink, järn, bor, kisel, molybden, vanadin, kobolt, klor, jod, natrium. Spårämnen, som vitaminer, fungerar som katalysatorer, de kemiska elementen fosfor, kalium, kalcium, magnesium, svavel, som krävs av organismer i en relativt hög ära, kallas makroelement. Men om dessa element i jorden innehåller mer än nödvändigt för organismers normala liv, är de också begränsande. Således bör mikro- och makroelement i levande organismers livsmiljö innehålla så mycket som är nödvändigt för deras normala existens och vitala aktivitet. En förändring av innehållet av mikro- och makroelement i riktning mot att minska eller öka från den nödvändiga mängden begränsar förekomsten av levande organismer.

Miljöbegränsande faktorer bestämmer artens geografiska utbredningsområde. Arten av dessa faktorer kan vara olika. Således kan förflyttningen av en art norrut begränsas av brist på värme och till ökenområden av brist på fukt eller för höga temperaturer. Biotiska relationer kan också fungera som en begränsande faktor för distribution, till exempel ockupationen av ett givet territorium av en starkare konkurrent eller bristen på pollinatorer för växter.

W. Shelfords toleranslag. Varje organism i naturen kan uthärda inverkan av periodiska faktorer både i riktning mot minskning och i riktning mot deras ökning upp till en viss gräns under en viss tid. Baserat på denna förmåga hos levande organismer formulerade den amerikanske zoologen W. Shelford 1913 toleranslagen (från latinets "tolerantica" - tålamod: en organisms förmåga att uthärda påverkan av miljöfaktorer upp till en viss gräns), som lyder: ”Frånvaron eller omöjligheten att utveckla ett ekosystem bestäms inte bara av en brist (kvantitativt eller kvalitativt), utan också ett överskott av någon av faktorerna (ljus, värme, vatten), vars nivå kan vara nära gränserna som tolereras av denna organism. Dessa två gränser: det ekologiska minimumet och det ekologiska maximumet, vars påverkan en levande organism kan motstå, kallas toleransgränser (toleransgränser), till exempel om en viss organism kan leva vid temperaturer från 30 ° C till - 30 ° C. °C, så ligger dess toleransgräns inom dessa gränser.

Eurobionts är, på grund av sin breda tolerans, eller breda ekologiska amplitud, utbredda, mer motståndskraftiga mot miljöfaktorer, d.v.s. mer motståndskraftiga. Avvikelser från faktorers inverkan från det optimala trycker ner den levande organismen. Ekologisk valens i vissa organismer är smal (till exempel snöleopard, valnöt, inom den tempererade zonen), i andra är den bred (till exempel varg, räv, hare, vass, maskros, etc.).

Efter upptäckten av denna lag genomfördes många studier, tack vare vilka gränserna för existensen för många växter och djur blev kända. Ett sådant exempel är luftföroreningarnas inverkan på människokroppen. Vid koncentrationsvärden på C år dör en person, men irreversibla förändringar i hans kropp inträffar vid mycket lägre koncentrationer: C lim. Därför bestäms det verkliga toleransintervallet exakt av dessa indikatorer. Detta innebär att de måste bestämmas experimentellt för varje förorenande eller någon skadlig kemisk förening, och att de inte får överskrida dess innehåll i en viss miljö. Inom det sanitära miljöskyddet är det inte de nedre gränserna för resistens mot skadliga ämnen som är viktiga, utan de övre gränserna, eftersom miljöföroreningar - detta är ett överskott av kroppens motstånd. Uppgiften eller villkoret är fastställt: den faktiska koncentrationen av föroreningen C faktum bör inte överstiga C lim. Faktum< С лим. С ¢ лим является предельно допустимой концентрации С ПДК или ПДК.

Interaktion mellan faktorer. Den optimala zonen och gränserna för uthållighet hos organismer i förhållande till alla miljöfaktorer kan förskjutas beroende på styrkan och kombinationen av andra faktorer som verkar samtidigt. Värme är till exempel lättare att bära i torr men inte fuktig luft. Hotet om frysning är mycket högre i frost med starka vindar än i lugnt väder . Samma faktor i kombination med andra har alltså en ojämlik miljöpåverkan. Effekten av partiell ömsesidig substitution av faktorer skapas. Till exempel kan vissnande av växter stoppas genom att både öka mängden fukt i jorden och sänka lufttemperaturen, vilket minskar avdunstning.

Den ömsesidiga kompensationen av miljöfaktorers verkan har dock vissa gränser, och det är omöjligt att helt ersätta en av dem med en annan. Den extrema värmebristen i de polära öknarna kan inte kompenseras för vare sig med ett överflöd av fukt eller dygnet runt belysning. .

Grupper av levande organismer i relation till miljöfaktorer:

Ljus eller solstrålning. Alla levande organismer behöver energi utifrån för att utföra livsprocesser. Dess huvudsakliga källa är solstrålning, som står för cirka 99,9 % av jordens totala energibalans. Albedoär bråkdelen av reflekterat ljus.

De viktigaste processerna som sker i växter och djur med deltagande av ljus:

Fotosyntes. I genomsnitt används 1-5 % av ljuset som faller på växter för fotosyntes. Fotosyntes är energikällan för resten av näringskedjan. Ljus är viktigt för syntesen av klorofyll. Alla anpassningar av växter i förhållande till ljus är förknippade med detta - lövmosaik (fig. 7), utbredning av alger i vattensamhällen över vattenlager m.m.

Enligt kravet på ljusförhållanden är det vanligt att dela in växter i följande ekologiska grupper:

Ljusälskande eller heliofyter- växter av öppna, ständigt väl upplysta livsmiljöer. Deras ljusanpassningar är som följer - små löv, ofta dissekerade, vid middagstid kan vända kanten till solen; bladen är tjockare, kan täckas med nagelband eller vaxartad beläggning; celler i epidermis och mesofyll är mindre, palisadparenkymet är flerskiktigt; internoder är korta osv.

Skuggälskande eller sciofyter- växter från de lägre nivåerna av skuggiga skogar, grottor och djuphavsväxter; de tål inte starkt ljus från direkt solljus. De kan fotosyntetisera även i mycket svagt ljus; bladen är mörkgröna, stora och tunna; palisadparenkymet är enkelskiktat och representeras av större celler; lövmosaik uttalas.

skuggtolerant eller fakultativa heliofyter- tål mer eller mindre skuggning, men växer bra i ljuset; de är lättare än andra växter att bygga om under påverkan av förändrade ljusförhållanden. Denna grupp inkluderar skogs- och ängsgräs, buskar. Anpassningar bildas beroende på ljusförhållandena och kan byggas om när ljusregimen ändras (fig. 8). Ett exempel är barrträd som vuxit på öppna ytor och under skogstak.

transpiration- processen för avdunstning av vatten av växternas blad för att minska temperaturen. Cirka 75 % av solstrålningen som faller på växter går åt till avdunstning av vatten och förbättrar därmed transpirationen; detta är viktigt i samband med problemet med vattenhushållning.

fotoperiodism. Det är viktigt för att synkronisera den vitala aktiviteten och beteendet hos växter och djur (särskilt deras reproduktion) med årstiderna. Fototropism och fotonaster i växter är viktiga för att ge växter tillräckligt med ljus. Fototaxi hos djur och encelliga växter är avgörande för att hitta en lämplig livsmiljö.

Syn hos djur. En av de viktigaste sensoriska funktionerna. Konceptet med synligt ljus är olika för olika djur. Skallerormar ser i den infraröda delen av spektrumet; bin är närmare den ultravioletta regionen. Hos djur som lever på platser där ljus inte tränger in kan ögonen helt eller delvis reduceras. Djur som leder en nattlig eller skymningslivsstil skiljer inte färger bra och ser allt i svart och vitt; dessutom, hos sådana djur är ögonens storlek ofta hypertrofierad. Ljus som orienteringsmedel spelar en viktig roll i djurens liv. Många fåglar under flygningar guidas med hjälp av syn av solen eller stjärnorna. Vissa insekter, som bin, har samma förmåga.

Andra processer. Syntes av vitamin D hos människor. Men långvarig exponering för ultravioletta strålar kan orsaka vävnadsskador, särskilt hos djur; i samband med detta har skyddsanordningar utvecklats - pigmentering, beteendeundvikande reaktioner m.m. Ett visst signalvärde hos djur spelas av bioluminescens, det vill säga förmågan att glöda. Ljussignaler som sänds ut av fiskar, blötdjur och andra vattenlevande organismer tjänar till att locka till sig byten, individer av motsatt kön.

Temperatur. Den termiska regimen är det viktigaste villkoret för existensen av levande organismer. Den huvudsakliga värmekällan är solstrålning.

Gränserna för livets existens är temperaturer vid vilka proteiners normala struktur och funktion är möjlig, i genomsnitt från 0 till +50 ° C. Men ett antal organismer har specialiserade enzymsystem och är anpassade till aktiv existens vid kroppstemperaturer som överskrider dessa gränser (tabell 5). Det lägsta där levande varelser finns är -200°C, och det högsta är upp till +100°C.

Tabell 5 - Temperaturindikatorer för olika boendemiljöer (0 C)

I förhållande till temperatur är alla organismer indelade i 2 grupper: kylälskande och värmeälskande.

Kylälskande (kryofiler) kunna leva under förhållandevis låga temperaturer. Bakterier, svampar, blötdjur, maskar, leddjur etc. lever vid en temperatur på -8 ° C. Från växter: träd i Yakutia tål en temperatur på -70 ° C. I Antarktis, vid samma temperatur, lever lavar, vissa typer av alger och pingviner. Under laboratorieförhållanden tolererar frön, sporer från vissa växter, nematoder absoluta nolltemperaturer på -273,16°C. Suspension av alla livsprocesser kallas avstängd animering.

termofila organismer (termofiler) - invånare i varma områden på jorden. Dessa är ryggradslösa djur (insekter, spindeldjur, blötdjur, maskar), växter. Många arter av organismer kan tolerera mycket höga temperaturer. Till exempel kan reptiler, skalbaggar, fjärilar tåla temperaturer upp till +45-50°C. I Kamchatka lever blågröna alger vid en temperatur på + 75-80 ° C, kameltörn tolererar en temperatur på + 70 ° C.

Ryggradslösa djur, fiskar, reptiler, amfibier saknar förmågan att hålla en konstant kroppstemperatur inom snäva gränser. De kallas poikilotermisk eller kallblodiga. De beror på värmenivån som kommer utifrån.

Fåglar och däggdjur kan hålla en konstant kroppstemperatur oavsett omgivningstemperaturen. Detta är - homoiotermiska eller varmblodiga organismer. De är inte beroende av externa värmekällor. På grund av den höga ämnesomsättningen producerar de en tillräcklig mängd värme som kan lagras.

Temperaturanpassningar av organismer: Kemisk termoreglering - en aktiv ökning av värmeproduktionen som svar på en minskning av temperaturen; fysisk värmereglering- förändring i nivån av värmeöverföring, förmågan att behålla värme eller, tvärtom, avleda värme. Hårfäste, fördelning av fettreserver, kroppsstorlek, organstruktur m.m.

Beteendereaktioner- Rörelse i rymden gör att du kan undvika ogynnsamma temperaturer, viloläge, torpor, hopkurring, migration, grävning, etc.

Fuktighet. Vatten är en viktig miljöfaktor. Alla biokemiska reaktioner sker i närvaro av vatten.

Tabell 6 - Vattenhalt i olika organismer (% av kroppsvikten)

Antropogena faktorer (definition och exempel). Deras inverkan på biotiska och abiotiska faktorer i den naturliga miljön

antropogen jordförstöring naturlig

Antropogena faktorer är förändringar i den naturliga miljön som har skett till följd av ekonomiska och andra mänskliga aktiviteter. Genom att försöka göra om naturen, för att anpassa den till sina behov, förändrar människan den naturliga livsmiljön för levande organismer och påverkar deras liv. Antropogena faktorer inkluderar följande typer:

1. Kemisk.

2. Fysiskt.

3. Biologisk.

4. Socialt.

Kemiska antropogena faktorer inkluderar användningen av mineralgödsel och giftiga kemikalier för odling av åkrar, samt förorening av alla jordiska skal genom transporter och industriavfall. Fysiska faktorer inkluderar användningen av kärnenergi, ökade nivåer av buller och vibrationer till följd av mänskliga aktiviteter, särskilt vid användning av en mängd olika fordon. Biologiska faktorer är mat. De inkluderar också organismer som kan befolka människokroppen eller de som en person potentiellt är mat för. Sociala faktorer bestäms av människors samexistens i samhället och deras relationer. Människans påverkan på miljön kan vara direkt, indirekt och komplex. Den direkta påverkan av antropogena faktorer utförs med en stark kortsiktig påverkan av någon av dem. Till exempel vid anläggande av motorväg eller anläggande av järnvägsspår genom en skog, säsongsbetonad kommersiell jakt i ett visst område m.m. Indirekt påverkan manifesteras av en förändring i naturlandskapen på grund av mänsklig ekonomisk aktivitet av låg intensitet under lång tid. Samtidigt påverkas klimatet, vattenförekomsternas fysiska och kemiska sammansättning, jordarternas struktur, jordytans struktur samt faunans och florans sammansättning förändras. Detta händer till exempel under byggandet av en metallurgisk anläggning nära järnvägen utan användning av nödvändiga behandlingsanläggningar, vilket leder till förorening av miljön med flytande och gasformigt avfall. I framtiden dör träd i närområdet, djur hotas av tungmetallförgiftning m.m. Den komplexa påverkan av direkta och indirekta faktorer medför det gradvisa uppkomsten av uttalade förändringar i miljön, vilket kan bero på snabb befolkningstillväxt, en ökning av antalet boskap och djur som lever nära mänskliga bostäder (råttor, kackerlackor, kråkor, etc.). ), plöjning av nya marker, inträngning av skadliga föroreningar i vattendrag, etc. I en sådan situation är det bara de levande organismer som kan anpassa sig till de nya existensvillkoren som kan överleva i det förändrade landskapet. Under 1900- och 1000-talen har antropogena faktorer fått stor betydelse för förändrade klimatförhållanden, markens struktur och sammansättningen av atmosfärisk luft, salt- och sötvattenförekomster, för att minska skogsarealen och utrotningen av många representanter för flora och fauna. Biotiska faktorer (i motsats till abiotiska faktorer, som täcker alla typer av handlingar av livlös natur), är en uppsättning influenser av den vitala aktiviteten hos vissa organismer på andras vitala aktivitet, såväl som på den livlösa livsmiljön. I det senare fallet talar vi om att organismernas förmåga till viss del påverkar livsvillkoren. Till exempel, i skogen, under påverkan av vegetationstäcke, skapas ett speciellt mikroklimat eller mikromiljö, där, i jämförelse med en öppen livsmiljö, skapas en egen temperatur- och fuktighetsregim: på vintern är det flera grader varmare, på sommaren det är svalare och blötare. En speciell mikromiljö skapas också i träd, i hålor, i grottor etc. Det bör noteras villkoren för mikromiljön under snötäcket, som redan har en rent abiotisk natur. Som ett resultat av den uppvärmande effekten av snö, som är mest effektiv när den är minst 50-70 cm tjock, vid basen, ungefär i ett 5-cm lager, lever små djur på vintern - gnagare, eftersom. temperaturförhållanden för dem är gynnsamma här (från 0 ° till - 2 ° С). Tack vare samma effekt bevaras plantor av vinterspannmål - råg, vete - under snön. Stora djur - rådjur, älgar, vargar, rävar, harar - gömmer sig också i snön från hård frost och lägger sig i snön för att vila. Abiotiska faktorer (faktorer av livlös natur) inkluderar:

Summan av de fysiska och kemiska egenskaperna hos jorden och oorganiska ämnen (H20, CO2, O2) som deltar i kretsloppet;

Organiska föreningar som binder den biotiska och abiotiska delen, luft och vattenmiljö;

Klimatfaktorer (lägsta och maximala temperaturer vid vilka organismer kan existera, ljus, kontinenters geografiska latitud, makroklimat, mikroklimat, relativ luftfuktighet, atmosfärstryck).

Slutsats: Det har således fastställts att antropogena, abiotiska och biotiska faktorer i den naturliga miljön är relaterade till varandra. Förändringar i en av faktorerna medför förändringar både i andra miljöfaktorer och i den ekologiska miljön i sig.

Antropogena faktorer - en uppsättning olika mänskliga influenser på den livlösa och levande naturen. Endast genom sin fysiska existens har människor en märkbar påverkan på miljön: under andningsprocessen släpper de årligen ut 1 10 12 kg CO 2 i atmosfären och konsumerar mer än 5-10 15 kcal med mat.

Till följd av mänsklig påverkan förändras klimatet, yttopografin, atmosfärens kemiska sammansättning, arter och naturliga ekosystem försvinner etc. Den viktigaste antropogena faktorn för naturen är urbaniseringen.

Antropogen aktivitet påverkar avsevärt klimatfaktorer och förändrar deras regimer. Till exempel kan massutsläpp av fasta och flytande partiklar till atmosfären från industriföretag drastiskt förändra regimen för solstrålningsspridning i atmosfären och minska värmetillförseln till jordens yta. Förstörelsen av skogar och annan vegetation, skapandet av stora konstgjorda reservoarer på tidigare landområden ökar reflektionen av energi, och dammföroreningar, till exempel snö och is, tvärtom ökar absorptionen, vilket leder till deras intensiva smältning.

I mycket större utsträckning påverkar människors produktionsaktivitet biosfären. Som ett resultat av denna verksamhet, relief, sammansättning av jordskorpan och atmosfären, klimatförändringar, sötvatten omfördelas, naturliga ekosystem försvinner och konstgjorda agro- och tekno-ekosystem skapas, odlade växter odlas, djur tämjas, etc. .

Mänsklig påverkan kan vara direkt eller indirekt. Till exempel har avskogning och uppryckning av skog inte bara en direkt effekt, utan också en indirekt - förutsättningarna för fåglars och djurs existens förändras. Det uppskattas att sedan 1600 har 162 fågelarter, över 100 arter av däggdjur och många andra arter av växter och djur förstörts av människan. Men å andra sidan skapar det nya sorter av växter och djurraser, ökar deras avkastning och produktivitet. Artificiell migration av växter och djur påverkar också ekosystemens liv. Så kaniner som fördes till Australien förökade sig så mycket att de orsakade stor skada på jordbruket.

Den mest uppenbara manifestationen av antropogen påverkan på biosfären är miljöföroreningar. Betydelsen av antropogena faktorer växer ständigt, i takt med att människan mer och mer underkuvar naturen.

Mänsklig aktivitet är en kombination av människans omvandling av naturliga miljöfaktorer för sina egna syften och skapandet av nya som tidigare inte funnits i naturen. Smältning av metaller från malmer och produktion av utrustning är omöjligt utan att skapa höga temperaturer, tryck och kraftfulla elektromagnetiska fält. För att erhålla och bibehålla höga skördar av jordbruksgrödor krävs produktion av gödningsmedel och medel för kemiskt växtskydd mot skadedjur och patogener. Modern sjukvård kan inte föreställas utan cytostatika- och sjukgymnastik.

Resultaten av vetenskapliga och tekniska framsteg började användas för politiska och ekonomiska ändamål, vilket ytterst manifesterades i skapandet av speciella miljöfaktorer som påverkar en person och hans egendom: från skjutvapen till massfysisk, kemisk och biologisk påverkan. I det här fallet talar vi om en kombination av antropotropa (riktade mot människokroppen) och antropocidala faktorer som orsakar miljöföroreningar.

Å andra sidan, förutom sådana ändamålsenliga faktorer, i processen för exploatering och bearbetning av naturresurser, bildas oundvikligen sidokemiska föreningar och zoner med höga nivåer av fysikaliska faktorer. Under olyckor och katastrofer kan dessa processer vara av krampaktig karaktär med allvarliga miljö- och materiella konsekvenser. Därför var det nödvändigt att skapa metoder och medel för att skydda en person från farliga och skadliga faktorer, vilket nu har realiserats i systemet som nämns ovan - livssäkerhet.

ekologisk plasticitet. Trots den stora variationen av miljöfaktorer kan ett antal allmänna mönster identifieras i naturen av deras påverkan och i reaktionerna från levande organismer.

Effekten av påverkan av faktorer beror inte bara på arten av deras verkan (kvalitet), utan också på det kvantitativa värdet som uppfattas av organismer - hög eller låg temperatur, belysningsgrad, fuktighet, mängd mat etc. I evolutionsprocessen har organismers förmåga att anpassa sig till miljöfaktorer inom vissa kvantitativa gränser utvecklats. En minskning eller ökning av faktorns värde bortom dessa gränser hämmar vital aktivitet, och när en viss minimi- eller maximinivå nås dör organismerna.

Verkningszonerna för den ekologiska faktorn och det teoretiska beroendet av den vitala aktiviteten hos en organism, befolkning eller samhälle beror på faktorns kvantitativa värde. Det kvantitativa intervallet för varje miljöfaktor, den mest gynnsamma för livet, kallas det ekologiska optimum (lat. ortimus- Det bästa). Värdena för faktorn som ligger i förtryckszonen kallas det ekologiska pessimumet (det värsta).

Minsta och högsta värden för faktorn vid vilken döden inträffar kallas respektive ekologiskt minimum och ekologiskt maximum

Alla arter av organismer, populationer eller samhällen är anpassade att till exempel existera i ett visst temperaturintervall.

Organismers egenskap att anpassa sig till existens inom ett visst område av miljöfaktorer kallas ekologisk plasticitet.

Ju bredare intervallet av den ekologiska faktorn inom vilken en given organism kan leva, desto större är dess ekologiska plasticitet.

Beroende på graden av plasticitet särskiljs två typer av organismer: stenobiont (stenoeks) och eurybiont (euryeks).

Stenobiotiska och eurybiontorganismer skiljer sig åt i de ekologiska faktorer som de kan leva i.

Stenobiont(gr. stenos- smala, trånga) eller snävt anpassade arter kan endast existera med små avvikelser

faktor från det optimala värdet.

Eurybiontisk(gr. Eirys- breda) kallas allmänt anpassade organismer som kan motstå en stor amplitud av fluktuationer i miljöfaktorn.

Historiskt sett är anpassning till miljöfaktorer, djur, växter, mikroorganismer fördelade över olika miljöer och bildar hela mångfalden av ekosystem som bildar jordens biosfär.

begränsande faktorer. Konceptet med begränsande faktorer bygger på två ekologiska lagar: lagen om minimum och toleranslagen.

Lagen om minimum. I mitten av förra seklet upptäckte den tyske kemisten J. Liebig (1840), som studerade näringsämnenas effekt på växternas tillväxt, att avkastningen inte beror på de näringsämnen som krävs i stora mängder och som finns i överflöd (för till exempel CO 2 och H 2 0 ), men från de som, även om växten behöver dem i mindre mängder, praktiskt taget saknas i jorden eller är otillgängliga (till exempel fosfor, zink, bor).

Liebig formulerade detta mönster på följande sätt: "En växts tillväxt beror på det näringsämne som finns i den minsta mängden." Senare blev denna slutsats känd som Liebigs minimumlag och har utvidgats till många andra miljöfaktorer. Organismers utveckling kan begränsas eller begränsas av värme, ljus, vatten, syre och andra faktorer, om deras värde motsvarar det ekologiska minimumet. Till exempel dör tropiska fiskar ängelfiskar om vattentemperaturen sjunker under 16 °C. Och utvecklingen av alger i djuphavsekosystem begränsas av solljusets penetrationsdjup: det finns inga alger i bottenlagren.

Liebigs lag om minimum i allmänna termer kan formuleras enligt följande: tillväxt och utveckling av organismer beror först och främst på de miljöfaktorer vars värden närmar sig det ekologiska minimumet.

Forskning har visat att lagen om minimum har två begränsningar som bör beaktas i praktisk tillämpning.

Den första begränsningen är att Liebigs lag är strikt tillämplig endast under förhållanden med ett stationärt tillstånd av systemet. Till exempel i en viss vattenförekomst begränsas algtillväxten naturligt av brist på fosfat. Kväveföreningar finns i vatten i överskott. Om avloppsvatten med hög halt av mineralfosfor släpps ut i denna reservoar, kan reservoaren "blomma". Denna process kommer att fortskrida tills ett av elementen används upp till det begränsande minimumet. Nu kan det bli kväve om fosforn fortsätter att rinna. Vid övergångsögonblicket (när det fortfarande finns tillräckligt med kväve och det redan finns tillräckligt med fosfor) observeras inte den minsta effekten, dvs. ingen av dessa element påverkar tillväxten av alger.

Den andra begränsningen är relaterad till samverkan mellan flera faktorer. Ibland kan kroppen ersätta det bristfälliga elementet med ett annat kemiskt nära. Så, på platser där det finns mycket strontium, i blötdjursskal, kan det ersätta kalcium med brist på det senare. Eller till exempel minskar behovet av zink i vissa växter om de växer i skuggan. Därför kommer en låg zinkkoncentration att begränsa växternas tillväxt mindre i skugga än i starkt ljus. I dessa fall kan den begränsande effekten av till och med en otillräcklig mängd av ett eller annat element inte visa sig.

Toleranslagen(lat . tolerans- patience) upptäcktes av den engelske biologen W. Shelford (1913), som uppmärksammade det faktum att inte bara de miljöfaktorer, vars värden är minimala, utan också de som kännetecknas av ett ekologiskt maximum, kan begränsa utvecklingen av levande organismer. För mycket värme, ljus, vatten och till och med näringsämnen kan vara lika skadligt som för lite. Området för miljöfaktorn mellan minimum och maximum W. Shelford kallas toleransgräns.

Toleransgränsen beskriver amplituden av faktorfluktuationer, vilket säkerställer befolkningens mest fullständiga existens. Individer kan ha något olika toleransintervall.

Senare fastställdes toleransgränser för olika miljöfaktorer för många växter och djur. J. Liebigs och W. Shelfords lagar hjälpte till att förstå många fenomen och utbredningen av organismer i naturen. Organismer kan inte spridas överallt eftersom populationer har en viss toleransgräns i förhållande till fluktuationer i miljöfaktorer.

W. Shelfords toleranslag är formulerad enligt följande: tillväxt och utveckling av organismer beror i första hand på de miljöfaktorer vars värden närmar sig det ekologiska minimumet eller det ekologiska maximumet.

Följande har fastställts:

Organismer med ett brett spektrum av tolerans mot alla faktorer är brett spridda i naturen och är ofta kosmopolitiska, såsom många patogena bakterier;

Organismer kan ha ett brett spektrum av tolerans för en faktor och ett snävt intervall för en annan. Till exempel är människor mer toleranta mot frånvaro av mat än mot frånvaro av vatten, d.v.s. toleransgränsen för vatten är snävare än för mat;

Om förutsättningarna för någon av miljöfaktorerna blir suboptimala kan även toleransgränsen för andra faktorer ändras. Till exempel, med brist på kväve i jorden, kräver spannmål mycket mer vatten;

De verkliga gränserna för tolerans som observeras i naturen är mindre än kroppens potential att anpassa sig till denna faktor. Detta förklaras av det faktum att i naturen kan gränserna för tolerans i förhållande till de fysiska förhållandena i miljön begränsas av biotiska relationer: konkurrens, brist på pollinatorer, rovdjur etc. Varje person förverkligar sin potential bättre under gynnsamma förhållanden (sammankomster). av idrottare för specialträning inför viktiga tävlingar, ). Den potentiella ekologiska plasticiteten hos en organism, bestämd i laboratorieförhållanden, är större än de realiserade möjligheterna under naturliga förhållanden. Följaktligen särskiljs potentiella och realiserade ekologiska nischer;

Toleransgränserna hos avelsindivider och avkommor är mindre än hos vuxna, det vill säga honor under häckningssäsongen och deras avkommor är mindre härdiga än vuxna organismer. Således bestäms den geografiska fördelningen av fågelvilt oftare av klimatets påverkan på ägg och kycklingar, och inte på vuxna fåglar. Vård om avkommor och respekt för moderskapet dikteras av naturlagarna. Tyvärr strider ibland sociala "prestationer" mot dessa lagar;

Extrema (stress)värden för en av faktorerna leder till en minskning av toleransgränsen för andra faktorer. Om uppvärmt vatten dumpas i floden, spenderar fiskar och andra organismer nästan all sin energi på att klara av stress. De har inte tillräckligt med energi för att få mat, skydd mot rovdjur, reproduktion, vilket leder till gradvis utrotning. Psykologisk stress kan också orsaka många somatiska (gr. soma- kropp) sjukdomar inte bara hos människor utan även hos vissa djur (till exempel hos hundar). Vid stressande värderingar av faktorn blir anpassningen till den mer och mer "dyrare".

Många organismer kan ändra tolerans mot individuella faktorer om förhållandena ändras gradvis. Du kan till exempel vänja dig vid den höga temperaturen på vattnet i badet, om du klättrar i varmt vatten, och sedan gradvis tillsätter varmt vatten. Denna anpassning till den långsamma förändringen av faktorn är en användbar skyddsegenskap. Men det kan också vara farligt. Oväntat, utan varningssignaler, kan även en liten förändring vara kritisk. Det kommer en tröskeleffekt: "sista droppen" kan vara dödlig. Till exempel kan en tunn kvist bryta en kamels redan översträckta rygg.

Om värdet av åtminstone en av miljöfaktorerna närmar sig ett minimum eller maximum, blir existensen och välståndet för en organism, befolkning eller samhälle beroende av denna livsbegränsande faktor.

En begränsande faktor är varje miljöfaktor som närmar sig eller överskrider toleransgränsernas extrema värden. Sådana starkt avvikande faktorer blir av största vikt i organismers och biologiska systems liv. Det är de som kontrollerar tillvarons villkor.

Värdet av begreppet begränsande faktorer ligger i det faktum att det låter dig förstå de komplexa sambanden i ekosystem.

Lyckligtvis reglerar inte alla möjliga miljöfaktorer förhållandet mellan miljö, organismer och människor. Prioritet under en given tidsperiod är olika begränsande faktorer. Det är på dessa faktorer som ekologen bör fokusera sin uppmärksamhet i studiet av ekosystem och deras förvaltning. Till exempel är syrehalten i terrestra livsmiljöer hög och den är så tillgänglig att den nästan aldrig fungerar som en begränsande faktor (med undantag för höga höjder och antropogena system). Syre är av lite intresse för terrestra ekologer. Och i vatten är det ofta en faktor som begränsar utvecklingen av levande organismer (till exempel "dödar" av fisk). Därför mäter en hydrobiolog alltid syrehalten i vatten, till skillnad från en veterinär eller en ornitolog, även om syre inte är mindre viktigt för landlevande organismer än för vattenlevande.

Begränsande faktorer avgör också artens geografiska utbredningsområde. Således begränsas rörelsen av organismer söderut, som regel, av brist på värme. Biotiska faktorer begränsar också ofta spridningen av vissa organismer. Till exempel, fikon som fördes från Medelhavet till Kalifornien bar inte frukt där förrän de gissade att de skulle föra dit en viss typ av geting, den enda pollinatören av denna växt. Identifieringen av begränsande faktorer är mycket viktig för många verksamheter, särskilt jordbruket. Med en riktad påverkan på begränsningsförhållandena är det möjligt att snabbt och effektivt öka växternas avkastning och djurens produktivitet. Så när man odlar vete på sura jordar kommer inga agronomiska åtgärder att ha effekt om man inte använder kalkning, vilket minskar den begränsande effekten av syror. Eller om du odlar majs på jordar med mycket låg fosforhalt, då även med tillräckligt med vatten, kväve, kalium och andra näringsämnen, slutar den att växa. Fosfor är den begränsande faktorn i detta fall. Och bara fosfatgödselmedel kan rädda skörden. Växter kan också dö av för mycket vatten eller för mycket gödsel, vilket i det här fallet också är begränsande faktorer.

Att känna till de begränsande faktorerna är nyckeln till ekosystemförvaltning. Men under olika perioder av organismens liv och i olika situationer fungerar olika faktorer som begränsande faktorer. Därför kan endast skicklig reglering av existensvillkoren ge effektiva förvaltningsresultat.

Interaktion och kompensation av faktorer. I naturen verkar miljöfaktorer inte oberoende av varandra – de samverkar. Analys av en faktors inverkan på en organism eller ett samhälle är inte ett mål i sig, utan ett sätt att bedöma den relativa betydelsen av olika förhållanden som samverkar i verkliga ekosystem.

Gemensam påverkan av faktorer kan övervägas på exemplet med dödlighetens beroende av krabblarver av temperatur, salthalt och förekomst av kadmium. I frånvaro av kadmium observeras det ekologiska optimum (minimal dödlighet) i temperaturintervallet från 20 till 28 °C och salthalt från 24 till 34 %. Om kadmium, som är giftigt för kräftdjur, tillsätts vattnet, ändras det ekologiska optimum: temperaturen ligger i intervallet från 13 till 26 ° C, och salthalten är från 25 till 29%. Toleransgränserna förändras också. Skillnaden mellan ekologiskt maximum och minimum för salthalt efter tillsats av kadmium minskar från 11 - 47 % till 14 - 40 %. Toleransgränsen för temperaturfaktorn, tvärtom, expanderar från 9 - 38 °C till 0 - 42 °C.

Temperatur och luftfuktighet är de viktigaste klimatfaktorerna i terrestra livsmiljöer. Samspelet mellan dessa två faktorer bildar i huvudsak två huvudtyper av klimat: maritima och kontinentala.

Reservoarer mjukar upp landklimatet, eftersom vatten har en hög specifik smältvärme och värmekapacitet. Därför kännetecknas det maritima klimatet av mindre kraftiga fluktuationer i temperatur och luftfuktighet än det kontinentala.

Effekten av temperatur och luftfuktighet på organismer beror också på förhållandet mellan deras absoluta värden. Temperaturen har alltså en mer uttalad begränsande effekt om luftfuktigheten är mycket hög eller mycket låg. Alla vet att höga och låga temperaturer tolereras mindre vid hög luftfuktighet än vid måttlig

Sambandet mellan temperatur och luftfuktighet som de främsta klimatfaktorerna skildras ofta i form av klimogramgrafer, som gör det möjligt att visuellt jämföra olika år och regioner och förutsäga produktionen av växter eller djur för vissa klimatförhållanden.

Organismer är inte slavar av miljön. De anpassar sig till existensvillkoren och förändrar dem, det vill säga de kompenserar för den negativa påverkan av miljöfaktorer.

Kompensation av miljöfaktorer är organismernas önskan att försvaga den begränsande effekten av fysiska, biotiska och antropogena påverkan. Kompensation av faktorer är möjlig på organism- och artnivå, men är mest effektiv på samhällsnivå.

Vid olika temperaturer kan samma art, som har en bred geografisk spridning, förvärva fysiologiska och morfologiska (kolumn torph - form, kontur) egenskaper anpassade till lokala förhållanden. Till exempel hos djur är öronen, svansarna, tassarna kortare, och kroppen är ju mer massiv desto kallare klimatet.

Detta mönster kallas Allens regel (1877), enligt vilken de utskjutande delarna av kroppen hos varmblodiga djur ökar när de rör sig från norr till söder, vilket är förknippat med anpassning till att upprätthålla en konstant kroppstemperatur under olika klimatförhållanden. Så, rävar som lever i Sahara har långa lemmar och enorma öron; den europeiska räven är mer tjock, dess öron är mycket kortare; och fjällräven - fjällräven - har mycket små öron och en kort nosparti.

Hos djur med välutvecklad motorisk aktivitet är faktorkompensation möjlig på grund av adaptivt beteende. Så ödlor är inte rädda för plötslig kylning, för under dagen går de ut i solen och på natten gömmer de sig under uppvärmda stenar. Förändringar som uppstår i anpassningsprocessen är ofta genetiskt fixerade. På samhällsnivå kan kompensation av faktorer utföras genom att byta art längs gradienten av miljöförhållanden; till exempel, med säsongsmässiga förändringar, sker en regelbunden förändring av växtarter.

Organismer använder också den naturliga periodiciteten av förändringar i miljöfaktorer för att fördela funktioner över tiden. De "programmerar" livscykler på ett sådant sätt att de gör det bästa av gynnsamma förhållanden.

Det mest slående exemplet är organismernas beteende beroende på dygnets längd - fotoperiod. Amplituden på daglängden ökar med geografisk latitud, vilket gör att organismer inte bara kan ta hänsyn till säsongen utan också till områdets latitud. Fotoperioden är en "time switch" eller triggermekanism för en sekvens av fysiologiska processer. Den bestämmer blomningen av växter, smältning, migration och reproduktion hos fåglar och däggdjur etc. Fotoperioden är förknippad med den biologiska klockan och fungerar som en universell mekanism för att reglera funktioner över tid. Den biologiska klockan kopplar samman rytmerna av miljöfaktorer med fysiologiska rytmer, vilket gör att organismer kan anpassa sig till faktorers dagliga, säsongsbetonade, tidvatten och andra dynamik.

Genom att ändra fotoperioden är det möjligt att orsaka förändringar i kroppens funktioner. Så, blomsterodlare, som ändrar ljusregimen i växthus, får lågsäsongsblomning av växter. Om du efter december omedelbart ökar dygnets längd, kan detta orsaka fenomen som inträffar på våren: blomning av växter, smältning i djur, etc. I många högre organismer är anpassningar till fotoperioden fixerade genetiskt, d.v.s. den biologiska klockan kan fungera även i frånvaro av en regelbunden daglig eller säsongsbetonad dynamik.

Sålunda är meningen med analysen av miljöförhållanden inte att sammanställa en enorm lista över miljöfaktorer, utan att upptäcka funktionellt viktiga, begränsande faktorer och bedöma i vilken utsträckning ekosystemens sammansättning, struktur och funktioner beror på samverkan mellan dessa faktorer.

Endast i detta fall är det möjligt att på ett tillförlitligt sätt förutse resultaten av förändringar och störningar och hantera ekosystem.

Antropogena begränsande faktorer. Det är bekvämt att betrakta bränder och antropogen stress som exempel på antropogena begränsande faktorer som gör det möjligt att hantera naturliga och konstgjorda ekosystem.

bränder som en antropogen faktor utvärderas oftare endast negativt. Forskning under de senaste 50 åren har visat att naturliga bränder kan vara en del av klimatet i många terrestra livsmiljöer. De påverkar utvecklingen av flora och fauna. Biotiska samhällen har "lärt sig" att kompensera för denna faktor och anpassa sig till den som temperatur eller luftfuktighet. Brand kan betraktas och studeras som en ekologisk faktor, tillsammans med temperatur, nederbörd och jordmån. När den används på rätt sätt kan eld vara ett värdefullt miljöverktyg. Vissa stammar brände skogar för sina behov långt innan människor började systematiskt och målmedvetet förändra miljön. Eld är en mycket viktig faktor, även för att en person kan kontrollera den i större utsträckning än andra begränsande faktorer. Det är svårt att hitta en bit mark, särskilt i områden med torrperioder, där en brand inte har inträffat minst en gång på 50 år. Den vanligaste orsaken till skogsbränder är ett blixtnedslag.

Bränder är av olika slag och leder till olika konsekvenser.

Monterade eller "vilda" bränder är vanligtvis mycket intensiva och kan inte stoppas. De förstör trädkronan och förstör allt organiskt material i jorden. Bränder av denna typ har en begränsande effekt på nästan alla organismer i samhället. Det kommer att ta många år för sajten att återhämta sig igen.

Markbränder är helt annorlunda. De har en selektiv effekt: för vissa organismer är de mer begränsande än för andra. Markbränder bidrar alltså till utvecklingen av organismer med hög tolerans för deras konsekvenser. De kan vara naturliga eller speciellt organiserade av människan. Till exempel görs planerad eldning i skogen för att sätta stopp för konkurrensen om en värdefull ras av träsktall från lövträd. Träsktall är, till skillnad från lövträ, resistent mot eld, eftersom den apikala knoppen på dess plantor skyddas av ett gäng långa, dåligt brinnande nålar. I frånvaro av bränder dränker tillväxten av lövträd tall, såväl som spannmål och baljväxter. Detta leder till förtryck av rapphöns och små växtätare. Därför är urskogar med rikligt vilt ekosystem av typen "eld", d.v.s. i behov av periodiska markbränder. I det här fallet leder elden inte till förlust av näringsämnen i jorden, skadar inte myror, insekter och små däggdjur.

Med kvävefixerande baljväxter är en liten eld till och med användbar. Bränning utförs på kvällen, så att på natten elden släcks av dagg, och den smala framsidan av elden lätt kan trampas över. Dessutom kompletterar små markbränder bakteriernas verkan för att omvandla döda rester till mineralnäring lämpliga för en ny generation växter. För samma ändamål bränns fallna löv ofta på våren och hösten. Planerad förbränning är ett exempel på att hantera ett naturligt ekosystem med hjälp av en begränsande miljöfaktor.

Om möjligheten till bränder helt bör undanröjas eller om brand ska användas som förvaltningsfaktor bör bero helt på vilken typ av samhälle som önskas i området. Den amerikanske ekologen G. Stoddard (1936) var en av de första som "försvarade" en kontrollerad planerad eldning för att öka produktionen av värdefullt virke och vilt även på den tiden då varje brand ur skogsbrukarnas synvinkel ansågs vara skadlig.

Det nära förhållandet mellan utbrändhet och grässammansättning spelar en nyckelroll för att upprätthålla den fantastiska mångfalden av antiloper och deras rovdjur på de östafrikanska savannerna. Bränder har en positiv effekt på många spannmål, eftersom deras tillväxtpunkter och energireserver ligger under jord. Efter att de torra luftdelarna brinner ut återgår batterierna snabbt till jorden och gräset växer frodigt.

Frågan "att brinna eller inte brinna" kan naturligtvis vara förvirrande. Av oaktsamhet är en person ofta orsaken till en ökning av frekvensen av destruktiva "vilda" bränder. Kampen för brandsäkerheten i skogar och rekreationsområden är den andra sidan av problemet.

I inget fall ska en privatperson ha rätt att avsiktligt eller oavsiktligt orsaka en brand i naturen - detta är privilegiet för specialutbildade personer som är bekanta med reglerna för markanvändning.

Antropogen stress kan också betraktas som en slags begränsande faktor. Ekosystem kan till stor del kompensera för antropogen stress. Det är möjligt att de är naturligt anpassade till akuta periodiska påfrestningar. Och många organismer behöver enstaka störande influenser som bidrar till deras långsiktiga stabilitet. Stora vattendrag har ofta god förmåga att självrena och återhämta sig från föroreningar på samma sätt som många terrestra ekosystem. Långvariga kränkningar kan dock leda till uttalade och ihållande negativa konsekvenser. I sådana fall kan anpassningens evolutionära historia inte hjälpa organismer - kompensationsmekanismerna är inte obegränsade. Detta gäller särskilt när mycket giftigt avfall dumpas, som ständigt produceras av ett industrialiserat samhälle och som tidigare saknades i miljön. Om vi ​​misslyckas med att isolera dessa giftiga avfall från globala livsuppehållande system, kommer de att direkt hota vår hälsa och bli en viktig begränsande faktor för mänskligheten.

Antropogen stress är konventionellt indelad i två grupper: akut och kronisk.

Den första kännetecknas av en plötslig uppkomst, en snabb ökning av intensiteten och en kort varaktighet. I det andra fallet fortsätter kränkningar av låg intensitet under lång tid eller upprepas. Naturliga system har ofta tillräcklig kapacitet för att klara av akut stress. Till exempel tillåter den vilande fröstrategin att skogen förnyas efter röjning. Konsekvenserna av kronisk stress kan vara allvarligare, eftersom reaktionerna på den inte är så uppenbara. Det kan ta år för förändringar i organismer att märkas. Alltså avslöjades sambandet mellan cancer och rökning för bara några decennier sedan, även om det funnits länge.

Tröskeleffekten förklarar delvis varför vissa miljöproblem dyker upp oväntat. Faktum är att de har ackumulerats under åren. Till exempel, i skogar, börjar massträddöd efter långvarig exponering för luftföroreningar. Vi börjar märka problemet först efter döden av många skogar i Europa och Amerika. Vid det här laget var vi 10-20 år försenade och kunde inte förhindra tragedin.

Under anpassningsperioden till kroniska antropogena effekter minskar också organismers tolerans mot andra faktorer, såsom sjukdomar. Kronisk stress förknippas ofta med giftiga ämnen, som, även om de är i små koncentrationer, ständigt släpps ut i miljön.

Artikeln "Poisoning America" ​​(Times magazine, 09/22/80) tillhandahåller följande data: "Av alla mänskliga ingrepp i sakernas naturliga ordning växer ingen i en sådan alarmerande takt som skapandet av nya kemiska föreningar . Bara i USA skapar listiga "alkemister" cirka 1 000 nya droger varje år. Det finns cirka 50 000 olika kemikalier på marknaden. Många av dem är onekligen till stor nytta för människor, men nästan 35 000 föreningar som används i USA är definitivt eller potentiellt skadliga för människors hälsa."

Faran, kanske katastrofal, är föroreningen av grundvatten och djupa akviferer, som utgör en betydande del av världens vattenresurser. Till skillnad från ytgrundvatten är det inte föremål för naturliga självreningsprocesser på grund av bristen på solljus, snabbt flöde och biotiska komponenter.

Oro orsakas inte bara av skadliga ämnen som kommer ut i vatten, mark och mat. Miljontals ton farliga föreningar släpps ut i atmosfären. Bara över Amerika i slutet av 70-talet. släpps ut: suspenderade partiklar - upp till 25 miljoner ton / år, SO 2 - upp till 30 miljoner ton / år, NO - upp till 23 miljoner ton / år.

Vi bidrar alla till luftföroreningar genom användning av bilar, el, tillverkade varor etc. Luftföroreningar är en tydlig negativ återkopplingssignal som kan rädda samhället från förstörelse, eftersom den lätt upptäcks av alla.

Behandlingen av fast avfall har länge ansetts vara en mindre fråga. Fram till 1980 fanns det fall då bostadsområden byggdes på tidigare deponier för radioaktivt avfall. Nu, om än med viss fördröjning, blev det klart: ansamlingen av avfall begränsar industrins utveckling. Utan skapandet av teknologier och centra för borttagning, neutralisering och återvinning av dessa är ytterligare framsteg för industrisamhället omöjliga. Först och främst är det nödvändigt att säkert isolera de mest giftiga ämnena. Det olagliga bruket med "nattutsläpp" bör ersättas med pålitlig isolering. Vi måste leta efter substitut för giftiga kemikalier. Med rätt ledarskap kan avfallshantering och återvinning bli en speciell bransch som skapar nya jobb och bidrar till ekonomin.

Lösningen på problemet med antropogen stress bör baseras på ett helhetskoncept och kräver ett systematiskt tillvägagångssätt. Att försöka behandla varje förorening som ett problem i sig är ineffektivt - det flyttar bara problemet från en plats till en annan.

Om det under det kommande decenniet inte är möjligt att begränsa processen med försämring av miljökvaliteten, är det ganska troligt att inte bristen på naturresurser, utan effekterna av skadliga ämnen kommer att bli en faktor som begränsar civilisationens utveckling .

Liknande information.

Antropogena faktorer

miljöer, förändringar som införs i naturen av mänsklig aktivitet som påverkar den organiska världen (se Ekologi). Genom att göra om naturen och anpassa den till sina behov förändrar människan djurens och växternas livsmiljö och påverkar därigenom deras liv. Effekten kan vara indirekt och direkt. Indirekt påverkan utförs av förändrade landskap – klimat, atmosfärens och vattenmassornas fysiska tillstånd och kemi, jordytans struktur, jordmån, vegetation och djurpopulation. Den ökade radioaktiviteten till följd av atomindustrins utveckling och särskilt testning av atomvapen får stor betydelse. En person utrotar eller förskjuter medvetet och omedvetet vissa arter av växter och djur, sprider andra eller skapar gynnsamma förutsättningar för dem. För odlade växter och husdjur har människan skapat en i stort sett ny miljö, vilket multiplicerar produktiviteten i utvecklade marker. Men detta uteslöt möjligheten av förekomsten av många vilda arter. Ökningen av jordens befolkning och utvecklingen av vetenskap och teknik har lett till att det under moderna förhållanden är mycket svårt att hitta områden som inte påverkas av mänsklig aktivitet (urskogar, ängar, stäpper, etc.). Felaktig plöjning av mark och överdrivet bete ledde inte bara till att naturliga samhällen dör, utan också till ökad vatten- och vinderosion av jordar och grundning av floder. Samtidigt skapade uppkomsten av byar och städer gynnsamma förutsättningar för existensen av många arter av djur och växter (se Synantropiska organismer). Industrins utveckling ledde inte nödvändigtvis till att vilda djur utarmades, utan bidrog ofta till att nya former av djur och växter uppstod. Utvecklingen av transporter och andra kommunikationsmedel bidrog till spridningen av både nyttiga och många skadliga växt- och djurarter (se Antropokori). Direkt påverkan riktas direkt mot levande organismer. Till exempel har ohållbart fiske och jakt drastiskt minskat antalet arter. Den växande styrkan och den accelererande takten i mänskliga förändringar i naturen kräver dess skydd (se Naturskydd). Människans målmedvetna, medvetna omvandling av naturen med penetration i mikrovärlden och rymden markerar, enligt V. I. Vernadsky (1944), bildandet av "noosfären" - jordens skal, förändrad av människan.

Belyst.: Vernadsky V.I., Biosphere, volym 1-2, L., 1926; hans, Biogeokemiska uppsatser (1922-1932), M.-L., 1940; Naumov N. P., Animal Ecology, 2:a upplagan, M., 1963; Dubinin N. P., Evolution of populations and radiation, M., 1966; Blagosklonov K. N., Inozemtsov A. A., Tikhomirov V. N., Nature Protection, M., 1967.

Stora sovjetiska uppslagsverk. - M.: Sovjetiskt uppslagsverk. 1969-1978 .

Se vad "antropogena faktorer" är i andra ordböcker:

Faktorer som beror på mänsklig aktivitet. Ekologisk encyklopedisk ordbok. Chisinau: Huvudupplagan av Moldavian Soviet Encyclopedia. I.I. Morfar. 1989. Antropogena faktorer faktorer som har sitt ursprung ... ... Ekologisk ordbok

Helheten av miljöfaktorer orsakade av oavsiktliga eller avsiktliga mänskliga aktiviteter under dess existens. Typer av antropogena faktorer Fysisk användning av atomenergi, rörelse i tåg och flygplan, ... ... Wikipedia

Antropogena faktorer- * Antropogena faktorer * Antropogena faktorer är drivkrafterna för processer som äger rum i naturen och som till sin ursprung är förknippade med mänsklig aktivitet och påverkan på miljön. Den summerade handlingen av A. f. förkroppsligad i... Genetik. encyklopedisk ordbok

Aktivitetsformer i det mänskliga samhället som leder till en förändring i naturen som livsmiljö för människan själv och andra arter av levande varelser eller direkt påverkar deras liv. (Källa: "Mikrobiologi: ordlista", Firsov N.N. ... Ordbok för mikrobiologi

Resultatet av mänsklig påverkan på miljön i processen för ekonomisk och annan verksamhet. Antropogena faktorer kan delas in i 3 grupper: har en direkt påverkan på miljön som ett resultat av en plötslig uppkomst, ... ... Biologisk encyklopedisk ordbok

ANTROPOGENA FAKTORER- faktorer orsakade av mänsklig aktivitet ... Ordlista över botaniska termer

ANTROPOGENA FAKTORER- miljöer, faktorer orsakade av hushåll. mänskliga aktiviteter och påverka den inkommande miljön. Deras inverkan kan till exempel vara direkt. försämring av strukturen och utarmning av jordar på grund av upprepad odling, eller indirekt, till exempel. terrängförändringar, ... ... Agricultural Encyclopedic Dictionary

Antropogena faktorer- (gr. - faktorer som uppstår genom en persons fel) - dessa är de orsaker och tillstånd som skapas (eller uppstår) som ett resultat av mänskliga aktiviteter som har en negativ inverkan på miljön och människors hälsa. Så, produkterna från vissa industriella ... ... Grunderna i andlig kultur (encyklopedisk ordbok för en lärare)

antropogena faktorer- Miljö, faktorer som orsakas av mänsklig ekonomisk verksamhet och som påverkar den naturliga miljön. Deras påverkan kan vara direkt, till exempel, försämring av strukturen och utarmning av jordar på grund av upprepad bearbetning, eller indirekt, till exempel, ... ... Lantbruk. Stor encyklopedisk ordbok

Antropogena faktorer- en grupp faktorer som orsakas av människans inflytande och hennes ekonomiska aktivitet på växter, djur och andra naturliga komponenter ... Teoretiska aspekter och grunder för det ekologiska problemet: tolkare av ord och idiomatiska uttryck

Böcker

• Skogsjordar i Europeiska Ryssland. Biotiska och antropogena bildningsfaktorer, M. V. Bobrovsky. Monografin presenterar resultaten av analysen av omfattande faktamaterial om jordstrukturen i skogsområdena i det europeiska Ryssland från skogssteppen till norra taigan. Övervägda funktioner...

Under den historiska växelverkan mellan natur och samhälle sker en kontinuerlig ökning av påverkan av antropogena faktorer på miljön.

Sett till omfattning och grad av påverkan på skogarnas ekosystem är en av de viktigaste platserna bland antropogena faktorer upptagen av slutavverkningar. (Avverkning av skogen inom det tillåtna avverkningsområdet och i enlighet med ekologiska och skogsbruksmässiga krav är en av de nödvändiga förutsättningarna för utvecklingen av skogsbiogeocenoser.)

Arten av slutavverkningens inverkan på skogarnas ekosystem beror till stor del på tillämpad avverkningsutrustning och teknik.

De senaste åren har ny tung multioperativ avverkningsutrustning kommit till skogen. Dess genomförande kräver strikt efterlevnad av tekniken för avverkning, annars är oönskade miljökonsekvenser möjliga: död av undervegetation av ekonomiskt värdefulla arter, en kraftig försämring av markens vattenfysikaliska egenskaper, en ökning av ytavrinning, utveckling av erosion processer etc. Detta bekräftas av uppgifterna från en fältundersökning utförd av Soyuzgiproleskhoz-specialister i vissa områden i vårt land. Samtidigt finns det många fakta när den rimliga användningen av ny teknik i enlighet med de tekniska systemen för avverkning, med hänsyn till skogsbruks- och miljökrav, säkerställde det nödvändiga bevarandet av undervegetation och skapade gynnsamma förhållanden för restaurering av skogar med värdefulla arter. I detta avseende är erfarenheten av att arbeta med den nya utrustningen för skogshuggare i Archangelsk-regionen anmärkningsvärd, som med hjälp av den utvecklade tekniken uppnår bevarandet av 60% av livskraftig undervegetation.

Mekaniserad loggning förändrar avsevärt mikroreliefen, markstrukturen, dess fysiologiska och andra egenskaper. Vid användning av fällare (VM-4) eller fällare och lunnare (VTM-4) på ​​sommaren är upp till 80-90 % av skärytan mineraliserad; under förhållanden med kuperad och bergig terräng ökar sådana effekter på marken ytavrinning med en faktor på 100, ökar jorderosion och minskar följaktligen dess bördighet.

Kalvhuggning kan orsaka särskilt stor skada på skogsbiogeocenoser och miljön i allmänhet i områden med en lätt känslig ekologisk balans (bergsregioner, tundraskogar, permafrostregioner etc.).

Industriella utsläpp har en negativ inverkan på vegetationen och särskilt på skogsekosystemen. De påverkar växter direkt (genom assimileringsapparaten) och indirekt (förändrar jordens sammansättning och skogsodlingsegenskaper). Skadliga gaser påverkar trädets ovanjordiska organ och försämrar den vitala aktiviteten hos rötternas mikroflora, vilket resulterar i att tillväxten minskar kraftigt. Den dominerande gasformiga giften är svaveldioxid - en slags indikator på luftföroreningar. Betydande skada orsakas av ammoniak, kolmonoxid, fluor, vätefluorid, klor, vätesulfid, kväveoxider, svavelsyraångor, etc.

Graden av skada på växter av föroreningar beror på ett antal faktorer, och framför allt på typen och koncentrationen av giftiga ämnen, varaktigheten och tidpunkten för deras exponering, samt på skogsplantagernas tillstånd och beskaffenhet (sammansättning, ålder). , densitet etc.), meteorologiska och andra förhållanden.

Mer resistenta mot verkan av giftiga föreningar är medelålders, och mindre resistenta - mogna och övermogna plantager, skogsgrödor. Lövträd är mer resistenta mot giftiga ämnen än barrträd. Hög täthet med riklig undervegetation och ostörd trädstruktur är stabilare än glesa konstgjorda planteringar.

Verkan av höga koncentrationer av giftiga ämnen på beståndet under en kort period leder till irreversibel skada och dödsfall; Långvarig exponering för låga koncentrationer orsakar patologiska förändringar i skogsbestånd, och låga koncentrationer orsakar en minskning av deras livsviktiga aktivitet. Skogsskador observeras i nästan alla källor till industriella utsläpp.

Mer än 200 tusen hektar skog har skadats i Australien, där upp till 580 tusen ton SO 2 faller årligen med nederbörd. I FRG påverkades 560 000 hektar av skadliga industriutsläpp, i DDR 220, Polen 379 och Tjeckoslovakien 300 000 hektar. Gasernas verkan sträcker sig över ganska avsevärda avstånd. I USA noterades således latenta skador på växter på ett avstånd av upp till 100 km från utsläppskällan.

Den skadliga effekten av utsläpp från en stor metallurgisk anläggning på tillväxt och utveckling av skogsbestånd sträcker sig till ett avstånd på upp till 80 km. Observationer av skogen i området för den kemiska anläggningen från 1961 till 1975 visade att tallplantager först och främst började torka ut. Under samma period minskade den genomsnittliga radiella ökningen med 46 % på ett avstånd av 500 m från emissionskällan och med 20 % vid 1 000 m från emissionsplatsen. Hos björk och asp skadades bladverket med 30-40 %. I 500-meterszonen torkade skogen helt 5-6 år efter skadans början, i 1000-meterszonen - efter 7 år.

I det drabbade området från 1970 till 1975 fanns det 39% av torkade träd, 38% av allvarligt försvagade och 23% av försvagade träd; på ett avstånd av 3 km från anläggningen fanns inga märkbara skador på skogen.

De största skadorna på skogarna från industriella utsläpp till atmosfären observeras i områden med stora industri- och bränsle- och energikomplex. Det finns också mindre skador, som också orsakar avsevärd skada, vilket minskar miljö- och rekreationsresurserna i regionen. Det gäller framför allt glest skogsområden. För att förhindra eller kraftigt minska skadorna på skogarna är det nödvändigt att genomföra en rad åtgärder.

Tilldelningen av skogsmarker för behoven hos en viss sektor av den nationella ekonomin eller deras omfördelning enligt deras syfte, såväl som acceptans av mark till statens skogsfond, är en av formerna för att påverka skogsresursernas tillstånd. Relativt stora ytor avsätts för jordbruksmark, för industri- och vägbyggen, betydande arealer används av gruv-, energi-, bygg- och andra industrier. Rörledningar för pumpning av olja, gas etc. sträcker sig över tiotusentals kilometer genom skogar och andra marker.

Skogsbrändernas påverkan på miljöförändringen är stor. Manifestationen och undertryckandet av den vitala aktiviteten hos ett antal komponenter i naturen är ofta förknippad med eldens verkan. I många länder i världen är bildandet av naturliga skogar till viss del förknippat med påverkan av bränder, som har en negativ inverkan på många skogslivsprocesser. Skogsbränder orsakar allvarliga skador på träd, försvagar dem, orsakar bildandet av vindslag och vindskydd, minskar skogens vattenskydd och andra användbara funktioner samt främjar reproduktionen av skadliga insekter. De påverkar alla komponenter i skogen och gör allvarliga förändringar i skogens biogeocenoser och ekosystem som helhet. Det är sant, i vissa fall, under påverkan av bränder, skapas gynnsamma förhållanden för regenerering av skogen - groning av frön, utseende och bildande av självsådd, särskilt tall och lärk, och ibland gran och några andra trädarter .

På jordklotet täcker skogsbränder årligen ett område på upp till 10-15 miljoner hektar eller mer, och under vissa år mer än fördubblas denna siffra. Allt detta sätter problemet med att bekämpa skogsbränder i kategorin prioriterade och kräver stor uppmärksamhet åt det från skogsbruket och andra organ. Problemets svårighetsgrad ökar på grund av den snabba utvecklingen av den nationella ekonomiska utvecklingen av dåligt bebodda skogsområden, skapandet av territoriella produktionskomplex, befolkningstillväxt och migration. Detta gäller i första hand skogarna i industrikomplexen Västsibirien, Angara-Yenisei, Sayan och Ust-Ilim, såväl som skogarna i vissa andra regioner.

Allvarliga uppgifter för skydd av naturmiljön uppstår i samband med att användningen av mineralgödsel och bekämpningsmedel ökar i omfattning.

Trots deras roll för att öka avkastningen av jordbruks- och andra grödor, hög ekonomisk effektivitet, bör det noteras att om vetenskapligt baserade rekommendationer för deras användning inte följs, kan negativa konsekvenser också uppstå. Med vårdslös förvaring av gödningsmedel eller dålig inkorporering i jorden är fall av förgiftning av vilda djur och fåglar möjliga. Naturligtvis kan de kemiska föreningar som används inom skogsbruket och särskilt inom jordbruket i kampen mot skadedjur och sjukdomar, oönskad växtlighet, i skötseln av unga plantager etc. inte klassas som helt ofarliga för biogeocenoser. Vissa av dem har en giftig effekt på djur, vissa, som ett resultat av komplexa omvandlingar, bildar giftiga ämnen som kan ackumuleras i djur- och växtkroppen. Detta förpliktar att strikt övervaka genomförandet av de godkända reglerna för användning av bekämpningsmedel.

Användning av kemikalier i skötseln av unga skogsplantager ökar brandrisken, minskar ofta odlingarnas motståndskraft mot skadedjur och sjukdomar i skogen och kan ha en negativ inverkan på växtpollinatorer. Allt detta bör beaktas när man sköter skogen med användning av kemikalier; särskild uppmärksamhet bör i detta fall ägnas åt vattenskydd, rekreation och andra kategorier av skogar för skyddsändamål.

På senare tid har omfattningen av hydrotekniska åtgärder ökat, vattenförbrukningen ökar och sättningstankar installeras i skogsområden. Intensivt vattenintag påverkar territoriets hydrologiska regim, och detta leder i sin tur till kränkning av skogsplantager (ofta förlorar de sina vattenskydds- och vattenregleringsfunktioner). Översvämningar kan orsaka betydande negativa konsekvenser för skogarnas ekosystem, särskilt under byggandet av ett vattenkraftverk med ett system av reservoarer.

Skapandet av stora reservoarer leder till översvämningar av stora territorier och bildandet av grunt vatten, särskilt under platta förhållanden. Bildandet av grunt vatten och träsk förvärrar den sanitära och hygieniska situationen och påverkar den naturliga miljön negativt.

Boskapsbete orsakar särskilt skador på skogen. Systematiskt och oreglerat bete leder till markpackning, förstörelse av ört- och buskvegetation, skador på undervegetation, gallring och försvagning av skogsbeståndet, minskad nuvarande tillväxt, skador på skogsplantager av skadedjur och sjukdomar. När undervegetation förstörs lämnar insektsätande fåglar skogen, eftersom deras liv och häckning oftast förknippas med de lägre nivåerna av skogsplantager. Bete utgör den största faran i bergsområden, eftersom dessa territorier är mest mottagliga för erosionsprocesser. Allt detta kräver särskild uppmärksamhet och försiktighet vid användning av skogsområden för betesmarker, såväl som för slåtter. En viktig roll i genomförandet av åtgärder för en mer effektiv och rationell användning av skogsområden för dessa ändamål uppmanas att spela de nya reglerna för slåtter och bete i skogarna i Sovjetunionen, godkända av dekretet från Ministerrådet för Sovjetunionen den 27 april 1983 nr.

Allvarliga förändringar i biogeocenosen orsakas av rekreationsanvändningen av skogar, särskilt oreglerade. På platser för massrekreation observeras ofta en stark komprimering av jorden, vilket leder till en kraftig försämring av dess vatten-, luft- och termiska regimer och en minskning av biologisk aktivitet. Som ett resultat av överdriven nedtrampning av jorden kan hela plantager eller enskilda grupper av träd dö (de försvagas i sådan utsträckning att de blir offer för skadliga insekter och svampsjukdomar). Oftast lider skogarna av grönområden som ligger 10-15 km från staden, i närheten av rekreationscentra och platser för massevenemang, av rekreationstrycket. Vissa skador orsakas av skogarna genom mekaniska skador, olika sorters avfall, sopor etc. Barrplantager (gran, tall) är minst motståndskraftiga mot antropogen påverkan, lövträdsplantager (björk, lind, ek etc.) lider mindre. utsträckning.

Graden och förloppet av utvikningen bestäms av ekosystemets motstånd mot rekreationsbelastningen. Skogens motstånd mot rekreation bestämmer den så kallade kapaciteten hos det naturliga komplexet (det maximala antalet semesterfirare som kan motstå biogeocenosen utan skador). En viktig åtgärd som syftar till att bevara skogsekosystem och öka deras rekreationsegenskaper är den omfattande förbättringen av territoriet med exemplarisk förvaltning av ekonomin här.

Negativa faktorer verkar som regel inte isolerat utan i form av vissa sammanhängande komponenter. Samtidigt förstärker verkan av antropogena faktorer ofta den negativa effekten av naturliga. Exempelvis kombineras påverkan av giftiga utsläpp från industri och transport oftast med en ökad rekreationsbelastning på skogsbiogeocenoser. I sin tur skapar rekreation och turism förutsättningar för uppkomsten av skogsbränder. Verkan av alla dessa faktorer minskar kraftigt skogsekosystemens biologiska motstånd mot skadedjur och sjukdomar.

När man studerar påverkan av antropogena och naturliga faktorer på skogsbiogeocenosen måste man ta hänsyn till att de enskilda komponenterna i biogeocenosen är nära besläktade både med varandra och till andra ekosystem. En kvantitativ förändring i en av dem orsakar oundvikligen en förändring i alla andra, och en betydande förändring i hela skogens biogeocenos påverkar oundvikligen var och en av dess komponenter. Så inom områdena med konstant inverkan av giftiga utsläpp från industrin förändras artsammansättningen av vegetation och vilda djur gradvis. Av trädslag är barrträd de första som skadas och dör. På grund av den förtida döden av nålar och en minskning av skottens längd förändras mikroklimatet i plantagen, vilket påverkar förändringen i artsammansättningen av örtartad vegetation. Gräs börjar utvecklas, vilket bidrar till reproduktionen av fältmöss, vilket systematiskt skadar skogsgrödor.

Vissa kvantitativa och kvalitativa egenskaper hos giftiga utsläpp leder till störningar eller till och med fullständigt upphörande av fruktbildningen hos de flesta trädarter, vilket negativt påverkar fåglarnas artsammansättning. Det finns arter av skogsskadegörare som är resistenta mot inverkan av giftiga utsläpp. Som ett resultat bildas försämrade och biologiskt instabila skogsekosystem.

Problemet med att minska den negativa inverkan av antropogena faktorer på skogarnas ekosystem genom ett helt system av skydds- och skyddsåtgärder är oupplösligt kopplat till åtgärder för skydd och rationell användning av alla andra komponenter baserat på utvecklingen av en intersektoriell modell som tar hänsyn till intressen av en rationell användning av alla miljöresurser i deras förhållande.

Den givna korta beskrivningen av det ekologiska förhållandet och samspelet mellan alla beståndsdelar i naturen visar att skogen, som ingen annan av dem, har kraftfulla egenskaper för att positivt påverka den naturliga miljön och reglera dess tillstånd. Eftersom skogen är en miljöbildande faktor och aktivt påverkar biosfärens alla evolutionsprocesser, upplever skogen samtidigt påverkan av förhållandet mellan alla andra beståndsdelar i naturen obalanserat av antropogen påverkan. Detta ger anledning att betrakta växtvärlden och de naturliga processer som sker med dess deltagande som en nyckelfaktor som bestämmer den allmänna riktningen för sökandet efter integrerade medel för rationell naturvård.

Miljöplaner och miljöprogram bör bli ett viktigt medel för att identifiera, förebygga och lösa problem i relationen mellan människa och natur. En sådan utveckling kommer att bidra till att lösa dessa problem både i landet som helhet och i dess enskilda territoriella enheter.