Антропогенні фактори, їхній вплив на організми.

Антропогенні фактори- це форми діяльності людини, що впливають живі організми та умови довкілля їх:рубка, оранка, зрошення, випас, будівництво водосховищ, водо-нафто-газопроводів, прокладання доріг, ЛЕП та ін. Вплив діяльності людини на живі організми та умови середовища їх проживання можуть бути прямими та непрямими. Наприклад, вирубуючи дерева в лісі при заготівлі деревини він надає прямий вплив на дерева, що вирубуються (валка, очищення від гілок, розпилювання, вивезення та ін.) і одночасно надає непрямий вплив на рослини деревного пологу, змінюючи умови довкілля їх проживання: освітлення, температуру, циркуляції повітря тощо. На лісосіці через зміни умов довкілля не зможуть жити і розвиватися тінелюбні рослини і всі організми, пов'язані з ними. Серед абіотичних факторів виділяють кліматичні (освітлення, температура, вологість, вітер, тиск та ін.) та гідрографічні (вода, перебіг, солоність, проточний стоячий та ін.) фактори.

Фактори, що впливають на організми та умови довкілля їхнього існування змінюються протягом доби, по сезону року і по роках (температура, кількість опадів, освітлення та ін). Тому розрізняють регулярно змінюютьсяі що виникають спонтанно(несподівано) фактори. Регулярно мінливі фактори називаються періодичними факторами. До них відносяться зміна дня та ночі, сезонів року, припливи та відливи та ін. До впливу цих факторів живі організми адаптувалися внаслідок тривалої еволюції. Чинники, що виникають спонтанно, називаються неперіодичними. До них відносяться виверження вулканів, повінь, пожежі, селеві потоки, напад хижака на жертву та ін. Тому вони призводять до загибелі, каліцтва та хвороб живих організмів, руйнують їх місцеперебування.

Неперіодичні чинники людина нерідко використовує у інтересах. Наприклад, поліпшення відновлення травостою пасовищ і сіножатей він влаштовує навесні упав, тобто. підпалює стару рослинність; використовуючи пестециди та гербіциди знищує шкідників сільськогосподарських культур, бур'янів полів та городів, знищує хвороботворні мікроогранізми, бактерії та безхребетних тощо.

Сукупність факторів одного роду складає верхній рівень понять. Нижній рівень понять пов'язані з пізнанням окремих екологічних чинників (табл. 3).

Таблиця 3 – рівні поняття «екологічний фактор»

Незважаючи на велику різноманітність екологічних факторів, у характері їх впливу на організми і в реакціях у відповідь живих істот можна виявити ряд загальних закономірностей.

Закон оптимуму. Кожен фактор має лише певні межі позитивного впливу на організми. Сприятлива сила впливу називається зоною оптимуму екологічного фактораабо просто оптимумомдля організмів цього виду (рис. 5).

Рисунок 5 – Залежність результатів дії екологічного фактора від його інтенсивності

Чим сильніше відхилення від оптимуму, тим більше виражена пригнічуюча дія даного фактора на організми. зона песимуму). Максимально і мінімально перенесені значення чинника - це критичні точки, поза яких існування вже неможливе, настає смерть. Межі витривалості між критичними точками називають екологічною валентністюживих істот стосовно конкретного фактора середовища. Крапки, обмежують його, тобто. максимальна та мінімальна температури, придатні для життя, – це межі стійкості. Між зоною оптимуму і межами стійкості рослина відчуває все наростаючий стрес, тобто. мова йде про стресові зони, або зони пригнічення в рамках діапазону стійкості. У міру віддалення від оптимуму в кінцевому результаті після досягнення меж стійкості організму відбувається його загибель.

Види, існування яких необхідні суворо певні екологічні умови, маловитривалі види називають стінобіонтними(Вузька екологічна валентність) , а ті, що здатні пристосовуватися до різної екологічної обстановки, витривалі - еврібіонтними(широка екологічна валентність) (рис. 6).

Малюнок 6 – Екологічна пластичність видів (за Ю. Одум, 1975)

Еврібіонтністьсприяє широкому поширенню видів. Стінобіонтністьзазвичай обмежує ареали.

Відношення організмів у коливаннях того чи іншого певного фактора виражається додаванням приставки еврі-або стінок до назви фактора. Наприклад, по відношенню до температури розрізняють еврі- та стенотермні організми, до концентрації солей – еврі- та стеногалінні, до світла – еврі- та стенофотні тощо.

Закон мінімуму Ю.Лібіха.Німецький агроном Ю.Лібіх в 1870 році в перші встановив, що врожай (продукція) залежить від фактора, що перебуває в середовищі проживання в мінімумі, і сформулююча закон мінімуму, який свідчить: “речовиною, що перебуває в мінімумі, управляється врожай і визначається величина та стійкість останнього у часі”.

Формулюючи закон Лібіх мав на увазі, що лімітують вплив на рослин життєво важливих хімічних елементів, присутніх в їхньому середовищі в невеликих і непостійних кількостях. Ці елементи називають мікроелементами. До них відносяться: мідь, цинк, залізо, бор, кремній, молібден, ванадій, кобальт, хлор, йод, натрій. Мікроелементи, подібно до вітамінів, діють як каталізатори, хімічні елементи фосфор, калій, кальцій, магній, сірка, які потрібні організмам у порівняно великій пошані називаються макроелементами. Але, якщо цих елементів у ґрунті міститься більше, ніж необхідно для нормальної життєдіяльності організмів, то вони також є лімітуючими. Таким чином, мікро- і макроелементів в середовищі живих організмів має утримуватися стільки, скільки необхідно для їх нормального існування та життєдіяльності. Зміна вмісту мікро- та макроелементів у бік зменшення або збільшення від необхідної кількості-лімітує існування живих організмів.

Обмежувальні чинники середовища визначають географічний ареал виду. Природа цих факторів може бути різною. Так, просування виду на північ може лімітуватися нестачею тепла, в пустельні райони - нестачею вологи або надто високими температурами. Обмежуючим поширення чинником можуть бути і біотичні відносини, наприклад зайнятість цієї території сильнішим конкурентом, чи брак запилювачів для рослин.

Закон толерантності В. Шелфорд.Будь-який організм у природі здатний переносити вплив періодичних факторів як у бік зменшення, так і у бік їх збільшення до певної межі протягом певного часу. На основі цієї здатності живих організмів американський зоолог В. Шелфорд в 1913 році сформулював закон толерантності (від лат «tolerantica»-терпіння: здатність організму переносити потяг факторів довкілля до певної межі), який говорить: «Відсутність або неможливість розвитку екосистеми визначається не тільки недостатнім. (кількісно чи якісно), а й надлишком будь-якого з чинників (світла, тепла, води), рівень яких може бути близьким до меж переносимого даним організмом”. Ці дві межі: екологічний мінімум і екологічний максимум, вплив яких витримує живий організм, називаються межами толерантності (терпимості), наприклад, якщо якийсь організм здатний жити при температурі від 30°С до - 30°С, то межа його толерантності лежить у межах цих температур.

Евробіонти, завдяки широкій толерантності, або широкій екологічній амплітуді, широко поширені, стійкіші до впливу факторів середовища, тобто більш життєстійкі. Відхилення впливу факторів від оптимуму гнітить живий організм. Екологічна валентність в одних організмів вузька (наприклад, сніговий барс, волоський горіх, у межах помірної зони), в інших-широка (наприклад, вовк, лисиця, заєць, очерет, кульбаба та ін.).

Після відкриття цього закону було проведено численні дослідження, завдяки яким стали відомі межі існування для багатьох рослин та тварин. Таким прикладом є вплив речовини, що забруднює атмосферне повітря, на організм людини. При значеннях концентрації З років людина гине, але незворотні зміни у його організмі відбуваються при значно менших концентраціях: З лім. Отже, дійсний діапазон толерантності визначається саме цими показниками. Отже, їх необхідно експериментально визначати для кожного забруднюючого або будь-якого шкідливого хімічного з'єднання, і не допускати перевищення його вмісту в конкретному середовищі. У санітарної охорони довкілля важливі нижні межі стійкості до шкідливим речовин, а верхні межі, т.к. забруднення довкілля – і є перевищення стійкості організму. Ставиться завдання чи умова: фактична концентрація забруднюючої речовини З факт має перевищувати З лім. З факт< С лим. С ¢ лим является предельно допустимой концентрации С ПДК или ПДК.

Взаємодія факторів.Оптимальна зона і межі витривалості організмів стосовно будь-якого фактора середовища можуть зміщуватися залежно від того, з якою силою і в якому поєднанні діють одночасно інші фактори. Наприклад, спеку легше переносити у сухому, але не у вологому повітрі. Загроза замерзання значно вища при морозі із сильним вітром, ніж у безвітряну погоду . Таким чином, один і той же фактор у поєднанні з іншими надає неоднаковий екологічний вплив. Створюється ефект часткового взаємозаміщення факторів. Наприклад, в'янення рослин можна призупинити шляхом збільшення кількості вологи в грунті, так і зниження температури повітря, що зменшує випаровування.

Однак взаємна компенсація дії факторів середовища має певні межі, і повністю замінити один із них іншим не можна. Крайній дефіцит тепла в полярних пустелях не можна заповнити ані великою кількістю вологи, ані цілодобовою освітленістю. .

Групи живих організмів стосовно факторів середовища:

Світло чи сонячна радіація. Усім живим організмам реалізації процесів життєдіяльності необхідна енергія, що надходить ззовні. Основним джерелом її є сонячна радіація, яку припадає близько 99,9% у загальному балансі енергії Землі. Альбедо- Частка відбитого світла.

Найважливіші процеси, що протікають у рослин та тварин за участю світла:

Фотосинтез. У середньому 1-5% падаючого рослини світла використовується для фотосинтезу. Фотосинтез – джерело енергії для решти харчового ланцюга. Світло необхідне синтезу хлорофілу. З цим пов'язані всі адаптації рослин по відношенню до світла – листова мозаїка (рис. 7), розподіл водоростей у водних угрупованнях за шарами води тощо.

На вимогу до умов освітлення прийнято ділити рослини на такі екологічні групи:

Світлолюбніабо геліофіти– рослини відкритих, постійно добре освітлюваних житла. Їхні світлові адаптації полягають у наступному – дрібне листя, часто розсічене, опівдні можуть повернутися ребром до сонця; листя товщі, можуть бути покриті кутикулою або восковим нальотом; клітини епідермісу та мезофілу дрібніші, палісадна паренхіма багатошарова; міжвузля короткі і т.д.

Тіньолюбніабо сціофіти– рослини нижніх ярусів тінистих лісів, печер та глибоководні рослини; вони погано переносять сильне освітлення прямим сонячним промінням. Можуть фотосинтезувати навіть за дуже низького освітлення; листя темно-зелене, велике і тонке; палісадна паренхіма одношарова і представлена ​​більшими клітинами; яскраво виражена листова мозаїка.

Тіневитриваліабо факультативні геліофіти- можуть переносити більше або менше затінення, але добре ростуть і на світлі; вони легше інших рослин перебудовуються під впливом умов освітлення, що змінюються. До цієї групи належать лісові та лучні трави, чагарники. Адаптації формуються залежно від умов освітлення і можуть змінюватися при зміні світлового режиму (мал. 8). Прикладом можуть бути хвойні дерева, які виросли на відкритих просторах і під пологом лісу.

Транспірація- процес випаровування води листям рослин зниження температури. Приблизно 75 % сонячної радіації, що падає на рослини, витрачається на випаровування води і таким чином посилює транспірацію; це важливо у зв'язку із проблемою збереження води.

Фотоперіодизм. Важливий для синхронізації життєдіяльності та поведінки рослин та тварин (особливо їх розмноження) з пори року. Фототропізм та фотонастії у рослин важливі для забезпечення рослин достатньої освітленості. Фототаксис у тварин та одноклітинних рослин, необхідний для знаходження відповідного місця проживання.

Зір у тварин. Одна з найголовніших сенсорних функцій. Поняття видимого світла для різних тварин по-різному. Гримучі змії бачать інфрачервону частину спектра; бджоли – ближче до ультрафіолетової області. У тварин, що мешкають у місцях, куди не проникає світло, очі можуть бути повністю або частково редуковані. Тварини, що ведуть нічний або сутінковий спосіб життя погано розрізняють кольори і бачать у чорно-білому зображенні; крім того, у таких тварин розмір очей часто гіпертрофований. Світло як засіб орієнтації відіграє важливу роль у житті тварин. Багато птахів під час перельотів орієнтуються за допомогою зору на сонце або зірок. Таку ж здатність мають деякі комахи, наприклад, бджоли.

Інші процеси. Синтез вітаміну Д у людини. Однак тривалий вплив ультрафіолетових променів може викликати пошкодження тканин, особливо у тварин; у зв'язку з цим виробилися захисні пристрої – пігментація, поведінкові реакції уникнення тощо. Певне сигнальне значення тварин грає біолюмінесценція, тобто здатність світитися. Світлові сигнали, що випускаються рибами, молюсками, іншими водними організмами, служать при залученні видобутку, особин протилежної статі.

Температура. Тепловий режим – найважливіша умова існування живих організмів. Головним джерелом тепла є сонячне проміння.

Межі існування життя - це температури, за яких можлива нормальна будова та функціонування білків, в середньому від 0 до +50 про С. Проте, цілий ряд організмів має спеціалізовані ферментні системи та пристосовані до активного існування при температурі тіла, що виходить за зазначені межі (табл. 5). Найнижча за якої знайдені живі істоти -200°С, а найвища до +100°С.

Таблиця 5 – Температурні показники різних середовищ життя (0 С)

По відношенню до температури всі організми поділяються на 2 групи: холодолюбні та теплолюбні.

Холодолюбні (кріофіли)здатні жити за умов щодо низьких температур. При температурі -8°С живуть бактерії, гриби, молюски, черв'яки, членистоногі та ін. З рослин: дерев'яні в Якутії витримують температуру -70°С. В Антарктиді за такої ж температури живуть лишайники, окремі види водоростей, пінгвіни. У лабораторних умовах насіння, суперечки деяких рослин, нематоди переносять температуру абсолютного нуля -273,16°С. Призупинення всіх життєвих процесів називається анабіозом.

Теплолюбні організми (термофіли) – мешканці спекотних районів Землі. Це безхребетні (комахи, павукоподібні, молюски, черв'яки), рослини. Багато видів організмів здатні переносити дуже високі температури. Наприклад, плазуни, жуки, метелики витримують температуру до +45-50°С. На Камчатці живуть синьо-зелені водорості за температури +75-80°С, верблюжа колючка переносить температуру +70°С.

Безхребетні, риби, плазуни, земноводні позбавлені можливості підтримувати постійну температуру тіла у вузьких межах. Їх називають пійкілотермнимиабо холоднокровними. Вони залежать від рівня тепла, що надходить ззовні.

Птахи та ссавці здатні підтримувати постійну температуру тіла незалежно від навколишньої температури. Це – гомойотермні, або теплокровні організми. Вони залежать від зовнішніх джерел тепла. Завдяки високій інтенсивності обміну речовин, у них виробляється достатня кількість тепла, яке може зберігатися.

Температурні адаптації організмів: Хімічна терморегуляціяактивне збільшення теплопродукції у відповідь зниження температури; фізична терморегуляція- Зміна рівня тепловіддачі, здатність утримувати тепло або навпаки розсіювати тепло. Волосяний покрив, розподіл жирових запасів, розмір тіла, будова органів тощо.

Поведінкові реакції– переміщення у просторі дозволяє уникати несприятливих температур, сплячка, заціпеніння, збивання в купу, міграції, риття нір тощо.

Вологість.Вода – важливий екологічний фактор. Усі біохімічні реакції протікають у присутності води.

Таблиця 6 - Зміст води в різних організмах (% від маси тіла)

Антропогенні фактори (визначення та приклади). Вплив їх на біотичні та абіотичні фактори природного середовища

антропогенний деградація грунт природний

Антропогенні фактори це зміни природного середовища, що відбулися внаслідок господарської та іншої діяльності. Намагаючись переробити природу, з метою пристосувати її до своїх потреб, людина трансформує природне місце існування живих організмів, впливаючи і на їх життя. До антропогенних факторів належать такі види:

1. Хімічні.

2. Фізичні.

3. Біологічні.

4. Соціальні.

Хімічні антропогенні фактори включають застосування мінеральних добрив та отруйних хімічних речовин для обробки полів, а також забруднення всіх земних оболонок транспортними та промисловими відходами. До фізичних факторів можна віднести використання ядерної енергії, підвищення рівня шуму та вібрації внаслідок діяльності людини, зокрема при використанні різноманітних засобів пересування. Біологічні чинники – це продукти харчування. До них також відносяться організми, які можуть жити в тілі людини або ті, для яких потенційно є їжею. Соціальні чинники визначаються спільним існуванням людей суспільстві та його взаємовідносинами. Вплив людини на довкілля може бути прямим, непрямим та комплексним. Прямий вплив антропогенних факторів здійснюється за сильного нетривалого впливу будь-якого з них. Наприклад, при облаштуванні автомобільної магістралі або укладанні залізничних колій через ліс, сезонному промисловому полюванню у певній місцевості, тощо. Непрямий вплив проявляється зміною природних ландшафтів при господарській діяльності невеликої інтенсивності протягом тривалого періоду часу. При цьому піддається впливу клімат, фізичний та хімічний склад водойм, змінюється структура грунтів, будова поверхні Землі, склад фауни та флори. Це відбувається, наприклад, при будівництві металургійного комбінату поруч із залізницею без застосування необхідних очисних споруд, що спричиняє забруднення навколишньої природи рідкими та газоподібними відходами. Надалі дерева на прилеглій території гинуть, тваринам загрожує отруєння важкими металами, тощо. Комплексна дія прямих і непрямих факторів спричиняє поступову появу виражених змін навколишнього середовища, що може бути обумовлено швидким зростанням населення, збільшенням поголів'я худоби та тварин, що мешкають поряд з житлом людини (щурів, тарганів, ворон, тощо), розорюванням нових земель, попаданням шкідливих домішок у водойми, тощо. У такій ситуації в зміненому ландшафті можуть вижити ті живі організми, які здатні пристосуватися до нових умов існування. У ХХ та Х1 століттях антропогенні фактори набули величезного значення у зміні кліматичних умов, будові ґрунтів та складу атмосферного повітря, солоних та прісних водойм, у зменшенні площі лісів, вимиранні багатьох представників рослинного та тваринного світу. Біотичні фактори (на відміну від абіотичних факторів, що охоплюють всілякі дії неживої природи), - це сукупність впливів життєдіяльності одних організмів на життєдіяльність інших, а також на неживе місце існування. В останньому випадку йдеться про здатність самих організмів певною мірою впливати на умови проживання. Наприклад, у лісі під впливом рослинного покриву створюється особливий мікроклімат, або мікросередовище, де в порівнянні з відкритим місцем проживання створюється свій температурно-вологий режим: взимку тут на кілька градусів тепліше, влітку - прохолодніше і вологіше. Особлива мікросередовище створюється також у деревах, норах, печерах і т.п. Слід зазначити умови мікросередовища під сніговим покривом, яке має чисто абіотичну природу. В результаті дії снігу, що найбільше ефективно при його товщині не менше 50-70 см, в його підставі, приблизно в 5-сантиметровому шарі, живуть взимку дрібні тварини - гризуни, т.к. температурні умови їм тут сприятливі (від 0° до - 2°С). Завдяки цьому ефекту зберігаються під снігом сходи озимих злаків - жита, пшениці. У снігу від сильних морозів ховаються і великі тварини – олені, лосі, вовки, лисиці, зайці – лягаючи у сніг для відпочинку. До абіотичних факторів (факторів неживої природи) відносяться:

Сукупність фізичних та хімічних властивостей ґрунту та неорганічні речовини (Н20, СО2, О2), які беруть участь у кругообігу;

Органічні сполуки, що пов'язують біотичну та абіотичну частину, повітряне та водне середовище;

Кліматичні фактори (мінімальна та максимальна температури, за якої можуть існувати організми, світло, географічна широта континентів, макроклімат, мікроклімат, відносна вологість, атмосферний тиск).

Висновок: У такий спосіб встановлено, що антропогенні, абіотичні та біотичні фактори природного середовища взаємопов'язані. Зміни одного з факторів спричиняє зміни як в інших факторах природного середовища так і в самому екологічному середовищі.

Антропогенні факторисукупність різних впливів людини на неживу та живу природу. Тільки самим своїм фізичним існуванням люди мають помітний вплив на місце існування: у процесі дихання вони щорічно виділяють в атмосферу 1·10 12 кг СО 2 , а з їжею споживають понад 5-10 15 ккал.

Внаслідок впливу людини змінюється клімат, рельєф поверхні, хімічний склад атмосфери, зникають види та природні екосистеми тощо. д. Найбільш важливий для природи антропогенний фактор – урбанізація.

Антропогенна діяльність суттєво впливає на кліматичні фактори, змінюючи їх режими. Наприклад, масові викиди в атмосферу твердих та рідких частинок від промислових підприємств можуть різко змінити режим розсіювання сонячного випромінювання в атмосфері та зменшити надходження теплоти до поверхні Землі. Знищення лісів та іншої рослинності, створення великих штучних водосховищ на колишніх територіях суші збільшують відображення енергії, а забруднення пилом, наприклад, снігу та льоду – навпаки, збільшує поглинання, що призводить до їх інтенсивного танення.

Значно більшою мірою на біосферу впливає виробнича діяльність людей. Внаслідок цієї діяльності змінюються рельєф, склад земної кори та атмосфери, клімат, відбувається перерозподіл прісної води, зникають природні екосистеми та створюються штучні агро- та техноекосистеми, обробляються культурні рослини, одомашнюються тварини тощо.

Вплив людини може бути прямим та непрямим. Наприклад, вирубування та розкорчування лісу надають не тільки пряму дію, але й опосередковане – змінюються умови існування птахів та звірів. Підраховано, що з 1600 р. людиною знищено 162 види птахів, понад 100 видів ссавців та безліч інших видів рослин та тварин. Але, з іншого боку, він створює нові сорти рослин та породи тварин, збільшує їх урожайність та продуктивність. Штучне переселення рослин та тварин також впливає на життя екосистем. Так, кролики, завезені в Австралію, розмножилися настільки, що завдали величезних збитків сільському господарству.

Найбільш очевидний прояв антропогенного впливу на біосферу – забруднення навколишнього середовища. Значення антропогенних чинників постійно зростає, тоді як людина дедалі більше підпорядковує собі природу.

Людська діяльність є сукупність перетворення людиною у своїх цілях природних екологічних чинників та створення нових, що раніше в природі не існували. Виплавка металів із руд та виробництво обладнання неможливі без створення високих температур, тисків, потужних електромагнітних полів. Одержання та збереження високих урожаїв сільськогосподарських культур потребує виробництва добрив та засобів хімічного захисту рослин від шкідників та збудників захворювань. Сучасне охорону здоров'я неможливо уявити без засобів хемо- і фізіотерапії.

Досягнення науково-технічного прогресу стали використовуватися в політичних та економічних цілях, що вкрай виявилося у створенні спеціальних вражаючих людини та її майно екологічних факторів: від вогнепальної зброї до засобів масового фізичного, хімічного та біологічного впливу. У цьому випадку говорять про сукупність антропотропних (спрямованих на людський організм) та антропоцидних факторів, що викликають забруднення навколишнього середовища.

З іншого боку, крім таких факторів цілеспрямованого призначення, у процесі експлуатації та переробки природних ресурсів неминуче утворюються побічні хімічні сполуки та зони високих рівнів фізичних факторів. В умовах аварій і катастроф ці процеси можуть мати стрибкоподібний характер з важкими екологічними та матеріальними наслідками. Звідси і потрібно створювати способи та засоби захисту людини від небезпечних та шкідливих факторів, що реалізувалося в даний час у згадану вище систему - безпеку життєдіяльності.

Екологічна пластичність.Незважаючи на велику різноманітність екологічних факторів, у характері їх впливу і в реакціях у відповідь живих організмів можна виявити ряд загальних закономірностей.

Ефект впливу факторів залежить не тільки від характеру їхньої дії (якості), але й від кількісного значення, що сприймається організмами – високої чи низької температури, ступеня освітленості, вологості, кількості їжі тощо. У процесі еволюції виробилася здатність організмів адаптуватися до екологічних чинників певних кількісних межах. Зменшення або збільшення значення фактора за цими межами пригнічує життєдіяльність, а при досягненні деякого мінімального чи максимального рівня настає загибель організмів.

Зони дії екологічного фактора та теоретична залежність життєдіяльності організму, популяції чи спільноти залежать від кількісного значення фактора. Кількісний діапазон будь-якого екологічного чинника, найбільш сприятливий життєдіяльності, називається екологічним оптимумом (лат. ортимус -найкращий). Значення чинника, що у зоні придушення, називаються екологічним песимумом (найгірший).

Мінімальне та максимальне значення фактора, при яких настає загибель, називаються відповідно екологічним мінімумомі екологічним максимумом

Будь-які види організмів, популяцій або угруповань пристосовані, наприклад, до існування в певному інтервалі температур.

Властивість організмів адаптуватися до існування у тому чи іншому діапазоні екологічного фактора називається екологічною пластичністю.

Чим ширший діапазон екологічного фактора, в межах якого цей організм може жити, тим більша його екологічна пластичність.

За ступенем пластичності виділяють два типи організмів: стенобіонтні (стіноеки) та еврібіонтні (евріеки).

Стенобіонтні та еврібіонтні організми відрізняються діапазоном екологічного фактора, в якому вони можуть жити.

Стінобіонтні(Гр. stenos- Вузький, тісний), або вузькопристосовані, види здатні існувати лише при невеликих відхиленнях

фактор від оптимального значення.

Еврібіонтними(Гр. eіrys -Широкі) називаються широкопристосовані організми, що витримують велику амплітуду коливань екологічного фактора.

Історично, пристосовуючись до екологічних факторів, тварини, рослини, мікроорганізми розподіляються за різними середовищами, формуючи все різноманіття екосистем, що утворюють біосферу Землі.

Лімітують фактори.Уявлення про лімітуючі фактори ґрунтується на двох законах екології: законі мінімуму та законі толерантності.

Закон мінімуму.У середині минулого століття німецький хімік Ю. Лібіх (1840), вивчаючи вплив поживних речовин на зростання рослин, виявив, що врожай залежить не від тих елементів живлення, які потрібні у великих кількостях і присутні удосталь (наприклад, СО 2 та H 2 0 ), а від тих, які, хоч і потрібні рослині в менших кількостях, але практично відсутні в ґрунті або недоступні (наприклад, фосфор, цинк, бор).

Цю закономірність Лібіх сформулював так: «Зростання рослини залежить від того елемента живлення, який є у мінімальній кількості». Пізніше цей висновок став відомим як закон мінімуму Лібіхаі був поширений на багато інших екологічних факторів. Обмежувати, або лімітувати, розвиток організмів можуть і тепло, і світло, і вода, і кисень, та інші фактори, якщо їхнє значення відповідає екологічному мінімуму. Наприклад, тропічна риба морський янгол гине, якщо температура води опуститься нижче за 16 °С. А розвиток водоростей у глибоководних екосистемах лімітується глибиною проникнення сонячного світла: у придонних шарах водоростей немає.

Закон мінімуму Лібіха в загальному вигляді можна сформулювати так: зростання та розвиток організмів залежать, насамперед, від тих факторів природного середовища, значення яких наближаються до екологічного мінімуму.

Дослідження показали, що закон мінімуму має два обмеження, які слід враховувати під час практичного застосування.

Перше обмеження полягає в тому, що закон Лібіха суворо застосовується лише в умовах стаціонарного стану системи. Наприклад, у деякій водоймі зростання водоростей обмежується в природних умовах недоліком фосфатів. З'єднання азоту при цьому містяться у воді надлишку. Якщо в це водоймище почнуть скидати стічні води з високим вмістом мінерального фосфору, то водоймище може «зацвісти». Цей процес буде прогресувати доти, доки один із елементів не витратиться до обмежувального мінімуму. Тепер це може бути азот, якщо фосфор продовжує надходити. У перехідний момент (коли азоту ще достатньо, а фосфору вже достатньо) ефекту мінімуму немає, т. е. жоден із цих елементів впливає зростання водоростей.

Друге обмеження пов'язане із взаємодією кількох факторів. Іноді організм може замінити дефіцитний елемент іншим, хімічно близьким. Так, у місцях, де багато стронцію, у раковинах молюсків він може заміняти кальцій за нестачі останнього. Або, наприклад, потреба в цинку в деяких рослин знижується, якщо вони ростуть у тіні. Отже, низька концентрація цинку менше лімітуватиме зростання рослин у тіні, ніж на яскравому світлі. У цих випадках лімітує навіть недостатньої кількості того чи іншого елемента може не проявлятися.

Закон толерантності(Лат . tolerantia- терпець) був відкритий англійським біологом В. Шелфордом (1913), який звернув увагу на те, що обмежувати розвиток живих організмів можуть не ті екологічні фактори, значення яких мінімальні, а й ті, що характеризуються екологічним максимумом. Надлишок тепла, світла, води і навіть поживних речовин може бути настільки ж згубним, як і їх недолік. Діапазон екологічного фактора між мінімумом та максимумом В. Шелфорд назвав межею толерантності.

Межа толерантності визначає амплітуду коливань факторів, що забезпечує найбільш повноцінне існування популяції. Окремі особи можуть мати дещо інші діапазони толерантності.

Пізніше були встановлені межі толерантності щодо різноманітних екологічних факторів для багатьох рослин та тварин. Закони Ю. Лібіха та В. Шелфорда допомогли зрозуміти багато явищ і розподіл організмів у природі. Організми не можуть бути поширені всюди тому, що популяції мають певну межу толерантності по відношенню до коливань екологічних факторів довкілля.

Закон толерантності В. Шелфорда формулюється так: зростання та розвиток організмів залежать насамперед, від тих факторів середовища, значення яких наближаються до екологічного мінімуму або екологічного максимуму.

Було встановлено таке:

Організми з широким діапазоном толерантності до всіх факторів широко поширені в природі і часто бувають космополітами, наприклад, багато патогенних бактерій;

Організми можуть мати широкий діапазон толерантності щодо одного фактора та вузький діапазон щодо іншого. Наприклад, люди витриваліші до відсутності їжі, ніж до відсутності води, т. е. межа толерантності щодо води вужчий, ніж щодо їжі;

Якщо умови щодо одного з екологічних чинників стають неоптимальними, може змінитися і межа толерантності за іншими факторам. Наприклад, при нестачі азоту в ґрунті злакам потрібно набагато більше води;

Реальні межі толерантності, що спостерігаються в природі, менші за потенційні можливості організму адаптуватися до даного фактору. Це пояснюється тим, що в природі межі толерантності по відношенню до фізичних умов середовища можуть звужуватися біотичними відносинами: конкуренцією, відсутністю запилювачів, хижаками та ін. ). Потенційна екологічна пластичність організму, визначена в лабораторних умовах, більша за реалізовані можливості в природних умовах. Відповідно розрізняють потенційну та реалізовану екологічні ніші;

Межі толерантності у особин, що розмножуються, і потомства менше, ніж у дорослих особин, тобто самки в період розмноження та їх потомство менш витривалі, ніж дорослі організми. Так, географічний розподіл промислових птахів частіше визначається впливом клімату на яйця та пташенят, а не на дорослих птахів. Турбота про потомство та дбайливе ставлення до материнства продиктовані законами природи. На жаль, іноді соціальні «досягнення» суперечать цим законам;

Екстремальні (стресові) значення одного з факторів ведуть до зниження межі толерантності за іншими факторами. Якщо річку скидається нагріта вода, то риби та інші організми витрачають майже всю свою енергію на подолання стресу. Їм не вистачає енергії на добування їжі, захист від хижаків, розмноження, що призводить до поступового вимирання. Психологічний стрес також може викликати багато соматичних (гр. soma -тіло) захворювання не тільки у людини, а й у деяких тварин (наприклад, собак). При стресових значеннях фактора адаптація до нього стає все більш «дорогоїшою».

Багато організмів здатні змінювати толерантність до окремих факторів, якщо умови поступово змінюються. Можна, наприклад, звикнути до високої температури води у ванні, якщо залізти у теплу воду, а потім поступово додавати гарячу. Така адаптація до повільної зміни фактора – корисна захисна властивість. Але воно може виявитися небезпечним. Несподівана, без попереджувальних сигналів навіть невелика зміна може виявитися критичною. Настає граничний ефект: «остання крапля» може виявитися фатальною. Наприклад, тонка гілочка може призвести до перелому вже перевантаженої спини верблюда.

Якщо значення хоча б одного з екологічних факторів наближається до мінімуму або максимуму, існування та процвітання організму, популяції чи спільноти стає залежним саме від цього фактора, що лімітує життєдіяльність.

Лімітуючим фактором називається будь-який екологічний фактор, що наближається до крайніх значень меж толерантності або перевищує їх. Такі фактори, що сильно відхиляються від оптимуму, набувають першорядного значення в житті організмів і біологічних систем. Саме вони контролюють умови існування.

Цінність концепції лімітуючих чинників у тому, що дозволяє розібратися у складних взаємозв'язках в екосистемах.

На щастя, не всі можливі екологічні фактори регулюють взаємини між середовищем, організмами та людиною. Пріоритетними в той чи інший відрізок часу виявляються різні фактори, що лімітують. На цих факторах еколог і повинен зосередити свою увагу при вивченні екосистем та управлінні ними. Наприклад, вміст кисню в наземних місцепроживання велика і він настільки доступний, що практично ніколи не служить лімітуючим фактором (за винятком великих висот та антропогенних систем). Кисень мало цікавить екологів, які займаються наземними екосистемами. А у воді він нерідко є фактором, що лімітує розвиток живих організмів («замори» риб, наприклад). Тому гідробіолог завжди вимірює вміст кисню у воді, на відміну від ветеринара або орнітолога, хоча для наземних організмів кисень не менш важливий, ніж для водних.

Лімітують фактори визначають і географічний ареал виду. Так, просування організмів на південь лімітується, як правило, нестачею тепла. Біотичні фактори також часто обмежують поширення тих чи інших організмів. Наприклад, завезений із Середземномор'я до Каліфорнії інжир не плодоносив там доти, доки не здогадалися завезти туди і певний вид оси – єдиного запилювача цієї рослини. Виявлення лімітуючих факторів дуже важливе для багатьох видів діяльності, особливо сільського господарства. При цілеспрямованому вплив на лімітуючі умови можна швидко та ефективно підвищувати врожайність рослин та продуктивність тварин. Так, при розведенні пшениці на кислих ґрунтах ніякі агрономічні заходи не дадуть ефекту, якщо не застосовувати вапнування, яке зменшить обмежуючу дію кислот. Або якщо вирощувати кукурудзу на ґрунтах з дуже низьким вмістом фосфору, то навіть за достатньої кількості води, азоту, калію та інших поживних речовин вона перестає рости. Фосфор у разі - лімітуючий чинник. І лише фосфорні добрива можуть урятувати врожай. Рослини можуть загинути від великої кількості води або надлишку добрив, які в даному випадку теж є лімітуючими факторами.

Знання лімітуючих факторів дає ключі до управління екосистемами. Однак у різні періоди життя організму та в різних ситуаціях як лімітують виступають різні фактори. Тому лише вміле регулювання умов існування може дати ефективні результати управління.

Взаємодія та компенсація факторів. У природі екологічні чинники діють незалежно один від одного - вони взаємодіють. Аналіз впливу одного фактора на організм чи суспільство не самоціль, а спосіб оцінки порівняльної значущості різних умов, що діють спільно у реальних екосистемах.

Спільний вплив факторівможна розглянути на прикладі залежності смертності личинок крабів від температури, солоності та присутності кадмію. За відсутності кадмію екологічний оптимум (мінімальна смертність) спостерігається в інтервалі температур від 20 до 28 ° С та солоності – від 24 до 34 %. Якщо воду додається токсичний для ракоподібних кадмій, то екологічний оптимум зміщується: температура лежить в інтервалі від 13 до 26 °С, а солоність - від 25 до 29 %. Змінюються та межі толерантності. Різниця між екологічним максимумом та мінімумом для солоності після добавки кадмію зменшується з 11 – 47 % до 14 – 40 %. Межа толерантності для температурного фактора, навпаки, розширюється з 9 – 38 °С до 0 – 42 °С.

Температура і вологість - найважливіші кліматичні чинники у наземних місцеперебуваннях. Взаємодія цих двох факторів, по суті, формує два основних типи клімату: морський та континентальний.

Водойми пом'якшують клімат суші, так як вода має високу питому теплоту плавлення і теплоємність. Тому морському клімату властиві менш різкі коливання температури та вологості, ніж континентальний.

Вплив температури та вологості на організми також залежить від співвідношення їх абсолютних значень. Так, температура має більш виражений лімітуючий вплив, якщо вологість дуже велика або дуже мала. Кожному відомо, що високі та низькі температури переносяться гірше при високій вологості, ніж при помірній

Взаємозв'язок температури та вологості як основних кліматичних факторів часто зображують у вигляді графіків клімограм, що дозволяють наочно порівнювати різні роки та райони та прогнозувати продукцію рослин або тварин для тих чи інших кліматичних умов.

Організми є рабами середовища. Вони пристосовуються до умов існування та змінюють їх, тобто компенсують негативний вплив екологічних факторів.

Компенсація екологічних факторів – це прагнення організмів послабити лімітуючу дію фізичних, біотичних та антропогенних впливів. Компенсація факторів можлива лише на рівні організму та виду, але найефективніша на рівні спільноти.

При різних температурах той самий вид, що має широке географічне поширення, може набувати фізіологічних і морфологічних (гр. Торпе -форма, контур) особливості, адаптовані до місцевих умов. Наприклад, у тварин вуха, хвости, лапи тим коротші, а тіло тим масивніше, що холодніше клімат.

Ця закономірність називається правилом Аллена (1877), згідно з яким виступаючі частини тіла теплокровних тварин збільшуються в міру просування з півночі на південь, що пов'язане з адаптацією до підтримки постійної температури тіла у різних кліматичних умовах. Так, у лисиць, що живуть у Сахарі, довгі кінцівки та величезні вуха; європейська лисиця більш присадкуватий, вуха в неї набагато коротші; а у арктичної лисиці – песця – дуже маленькі вушка та коротка морда.

У тварин із добре розвиненою моторною активністю компенсація факторів можлива завдяки адаптивній поведінці. Так, ящірки не бояться різкого охолодження, тому що вдень вони виходять на сонце, а вночі ховаються під нагріте каміння. Зміни, що виникають у процесі адаптації, часто генетично закріплюються. На рівні спільноти компенсація факторів може здійснюватись зміною видів за градієнтом умов середовища; наприклад, при сезонних змін відбувається закономірна зміна видів рослин.

Природну періодичність змін екологічних чинників організми використовують також розподілу функцій у часі. Вони «програмують» життєві цикли в такий спосіб, щоб максимально використати сприятливі умови.

Найбільш яскравим прикладом є поведінка організмів залежно від довжини дня. фотоперіоду.Амплітуда довжини дня зростає з географічною широтою, що дозволяє організмам враховувати як час року, а й широту місцевості. Фотоперіод – це «реле часу» або пусковий механізм послідовності фізіологічних процесів. Він визначає цвітіння рослин, линьку, міграцію та розмноження у птахів та ссавців тощо. д. Фотоперіод пов'язаний з біологічним годинником і служить універсальним механізмом регулювання функцій у часі. Біологічний годинник пов'язує ритми екологічних факторів з фізіологічними ритмами, дозволяючи організмам пристосовуватися до добової, сезонної, припливно-відливної та іншої динаміки факторів.

Змінюючи фотоперіод, можна викликати зміни функцій організму. Так, квітникарі, змінюючи світловий режим у теплицях, набувають позасезонного цвітіння рослин. Якщо після грудня відразу збільшити довжину дня, то це може викликати явища, що відбуваються навесні: цвітіння рослин, линяння у тварин і т. д. У багатьох вищих організмів адаптації до фотоперіоду закріплюються генетично, тобто біологічний годинник може працювати і за відсутності закономірного добової чи сезонної динаміки.

Таким чином, сенс аналізу умов середовища не в тому, щоб скласти неосяжний перелік екологічних факторів, а в тому, щоб виявити функціонально важливі фактори, що лімітуютьта оцінити, якою мірою склад, структура та функції екосистем залежать від взаємодії цих факторів.

Тільки в цьому випадку вдається достовірно прогнозувати результати змін та порушень та керувати екосистемами.

Антропогенні лімітуючі фактори.Як приклади антропогенних лімітуючих факторів, що дозволяють управляти природними та створеними людиною екосистемами, зручно розглянути пожежі та антропогенний стрес.

Пожежіяк антропогенний фактор найчастіше оцінюються лише негативно. Дослідження в останні 50 років показали, що природні пожежі можуть бути як би частиною клімату в багатьох наземних місцеперебування. Вони впливають на еволюцію флори та фауни. Біотичні спільноти «навчилися» компенсувати цей фактор і адаптуються до нього як до температури або вологості. Пожежу можна розглядати та вивчати як екологічний фактор, поряд з температурою, опадами та ґрунтом. У разі правильного використання вогонь може бути цінним екологічним інструментом. Деякі племена випалювали ліси для потреб ще задовго до того, як люди стали планомірно і цілеспрямовано змінювати навколишнє середовище. Пожежа - дуже важливий фактор, у тому числі і тому, що людина може її контролювати більшою мірою, ніж інші фактори, що лімітують. Важко знайти ділянку землі, особливо в районах із посушливими періодами, де б не сталася пожежа хоча б раз за 50 років. Найчастіше причиною пожеж у природі є удар блискавки.

Пожежі бувають різних типів та призводять до різних наслідків.

Верхові, або «дикі» пожежі зазвичай дуже інтенсивні і не піддаються стримуванню. Вони знищують крону дерев і руйнують всю органіку ґрунту. Пожежі такого типу мають лімітуючу дію майже на всі організми спільноти. Повинно пройти багато років, доки ділянка знову відновиться.

Низові пожежі зовсім інші. Вони мають вибіркову дію: для одних організмів виявляються більш лімітуючими, ніж для інших. Таким чином, низові пожежі сприяють розвитку організмів із високою толерантністю до їх наслідків. Вони можуть бути природними чи спеціально організованими людиною. Наприклад, планове випалювання у лісі робиться з метою усунути конкуренцію для цінної породи болотної сосни з боку листяних дерев. Болотяна сосна, на відміну від листяних порід, стійка до вогню, так як верхівкова брунька її сіянців захищена пучком довгих голок, що погано горять. За відсутності пожеж паросток листяних дерев заглушає сосну, а також злаки та бобові. Це призводить до пригнічення куріпок і дрібних травоїдних тварин. Тому незаймані соснові ліси з рясною дичиною є екосистемами «пожежного» типу, тобто такими, що потребують періодичних низових пожеж. В даному випадку пожежа не веде до втрати поживних елементів ґрунтом, не шкодить мурах, комах та дрібних ссавців.

Азотфіксуючим бобовим невелика пожежа навіть корисна. Випалювання проводиться ввечері, щоб уночі пожежа була загашена росою, а вузький фронт вогню можна було легко переступити. Крім того, невеликі низові пожежі доповнюють дію бактерій із перетворення відмерлих залишків на мінеральні поживні речовини, придатні для нового покоління рослин. З цією ж метою навесні і восени часто спалюють опале листя. Планове випалювання - приклад управління природною екосистемою за допомогою екологічного фактора, що лімітує.

Вирішення питання про те, чи слід повністю виключити можливість пожеж або вогонь треба використовувати як фактор управління, має залежати від того, який тип спільноти бажаний на цій ділянці. Американський еколог Г. Стоддард (1936) одним із перших виступив «на захист» контрольованих планових випалювань для збільшення продукції цінної деревини та дичини ще в ті часи, коли з погляду лісівників, будь-яка пожежа вважалася шкідливою.

Тісний зв'язок вигоряння зі складом трав відіграє ключову роль у підтримці дивовижної різноманітності антилоп і хижаків, що їх поїдають, у східно-африканських саванах. Позитивно впливають пожежі на багато злакових, тому що точки зростання їх та запаси енергії знаходяться під землею. Після вигоряння сухих надземних частин елементи живлення швидко повертаються у ґрунт і трави пишно виростають.

Питання «палити чи не палити», звичайно, може бентежити. По необережності людина часто буває причиною збільшення частоти згубних «диких» пожеж. Боротьба за пожежну безпеку у лісах та зонах відпочинку – друга сторона проблеми.

Приватна особа в жодному разі не має права навмисно або випадково викликати пожежу в природі – це привілей спеціально навчених людей, знайомих із правилами землекористування.

Антропогенний стрестакож може розглядатися як своєрідний лімітуючий фактор. Екосистеми значною мірою здатні компенсувати антропогенний стрес. Можливо, що вони від природи адаптовані до гострих періодичних стресів. А багато організмів потребують випадкових порушуючих впливів, які сприяють їх довготривалій стійкості. Великі водоймища часто мають хорошу здатність до самоочищення і відновлюють свої якості після забруднення так само, як і багато наземних екосистем. Однак довготривалі порушення можуть призвести до виражених та стійких негативних наслідків. У разі еволюційна історія адаптації неспроможна допомогти організмам -компенсаційні механізми не безмежні. Особливо це стосується тих випадків, коли скидаються сильнотоксичні відходи, які постійно виробляє індустріалізоване суспільство і які були відсутні в навколишньому середовищі. Якщо ми не зможемо ізолювати ці отруйні відходи від глобальних систем життєзабезпечення, то вони загрожуватимуть безпосередньо нашому здоров'ю і стануть для людства основним лімітуючим фактором.

Антропогенний стрес умовно поділяють на дві групи: гострий та хронічний.

Для першого характерні раптовий початок, швидке піднесення інтенсивності та невелика тривалість. При другому – порушення невисокої інтенсивності продовжуються довго або повторюються. Природні системи часто мають достатню здатність справлятися з гострим стресом. Наприклад, стратегія насіння дозволяє лісу відновитися після вирубки. Наслідки хронічного стресу може бути більш важкими, оскільки на нього менш очевидні. Можуть пройти роки, доки зміни в організмах будуть помічені. Так, зв'язок між захворюванням на рак і курінням був виявлений лише кілька десятків років тому, хоча існував давно.

Пороговий ефект частково пояснює, чому деякі проблеми навколишнього середовища виникають несподівано. Насправді вони накопичувалися довгі роки. Наприклад, у лісах починається масова загибель дерев після тривалої дії забруднювачів повітря. Ми ж починаємо помічати проблему лише після загибелі багатьох лісів у Європі та Америці. На той час ми запізнилися на 10-20 років і не змогли запобігти трагедії.

У період адаптації до хронічних антропогенних впливів знижується толерантність організмів та інших факторів, наприклад до хвороб. Хронічні стреси часто пов'язані з токсичними речовинами, які, хоч і в невеликих концентраціях, але постійно надходять у навколишнє середовище.

У статті «Отруєння Америки» (журнал «Таймс» за 22.09.80) наводяться такі дані: «Зі всіх втручань людини в природний порядок речей жодне не наростає такими тривожними темпами, як створення нових хімічних сполук. Тільки США хитромудрі «алхіміки» щорічно створюють близько 1 000 нових препаратів. На ринку є близько 50000 різних хімікатів. Багато хто з них, безперечно, приносить людині велику користь, але майже 35 000 сполук, що використовуються в США, визначено або потенційно шкідливі для здоров'я людини».

Небезпека, можливо, катастрофічна, становить забруднення ґрунтових вод і глибоких водоносних горизонтів, що становлять значну частку водних ресурсів на планеті. На відміну від поверхневих ґрунтові води не схильні до природних процесів самоочищення через відсутність сонячного світла, швидкої течії та біотичних компонентів.

Побоювання викликають не лише шкідливі речовини, що потрапляють у воду, ґрунт та їжу. Мільйони тонн небезпечних з'єднань виносяться в атмосферу. Лише над Америкою наприкінці 70-х років. викидалося: зважених частинок – до 25 млн т/рік, SO 2 – до 30 млн т/рік, NО – до 23 млн т/рік.

Всі ми вносимо свій внесок у забруднення повітря, користуючись автомашинами, електрикою, промисловими товарами і т.д.

Обробка твердих покидьків довгий час вважалася другорядною справою. До 1980 були випадки, коли на колишніх звалищах радіоактивних відходів будували житлові квартали. Тепер, хоч і з деяким запізненням, зрозуміли: накопичення відходів лімітує розвиток промисловості. Без створення технологій та центрів щодо їх видалення, знешкодження та рециркуляції неможливий подальший прогрес індустріального суспільства. Насамперед, необхідно безпечно ізолювати найотруйніші речовини. Нелегальну практику «нічних скидів» треба замінити на надійну ізоляцію. Потрібно шукати замінники отруйних хімікатів. При правильному керівництві знешкодження та утилізація відходів можуть стати особливою галуззю промисловості, яка дасть нові робочі місця та зробить внесок в економіку.

Вирішення проблеми антропогенного стресу має ґрунтуватися на холістичній концепції та потребує системного підходу. Спроби займатися кожною забруднювальною речовиною як самостійною проблемою є неефективними - вони лише переносять проблему з одного місця в інше.

Якщо у найближчому десятилітті не вдасться стримати процес погіршення якості довкілля, то цілком імовірно, що не дефіцит природних ресурсів, а вплив шкідливих речовин стане фактором, що лімітує розвиток цивілізації.

Подібна інформація.

Антропогенні фактори

середовища, внесені до природи людською діяльністю зміни, що впливають на органічний світ (див. Екологія). Переробляючи природу і пристосовуючи її до своїх потреб, людина змінює місце існування тварин і рослин, впливаючи цим на їхнє життя. Вплив може бути непрямим та прямим. Непрямий вплив здійснюється шляхом зміни ландшафтів - клімату, фізичного стану та хімізму атмосфери та водойм, будови поверхні землі, ґрунтів, рослинності та тваринного населення. Велике значення набуває збільшення радіоактивності в результаті розвитку атомної промисловості та особливо випробувань атомної зброї. Людина свідомо і несвідомо винищує чи витісняє одні види рослин та тварин, поширює інші чи створює їм сприятливі умови. Для культурних рослин та свійських тварин людина створила значною мірою нове середовище, багаторазово збільшивши продуктивність освоєних земель. Але це унеможливило існування багатьох диких видів. Збільшення населення Землі та розвиток науки і техніки призвели до того, що в сучасних умовах дуже важко знайти ділянки, не порушені діяльністю людини (невинні ліси, луки, степи тощо). Неправильне оранка земель і непомірний випас худоби не тільки призвели до загибелі природних угруповань, але й посилили водну та вітрову ерозію ґрунтів та обмілення річок. Водночас виникнення селищ та міст створило сприятливі умови для існування багатьох видів тварин та рослин (див. Синантропні організми). Розвиток промисловості не обов'язково призводило до збіднення живої природи, але часто сприяло появі нових форм тварин та рослин. Розвиток транспорту та інших засобів сполучення сприяло поширенню як корисних, так і багатьох шкідливих видів рослин та тварин (див. Антропохорія). Пряма дія спрямована безпосередньо на живі організми. Наприклад, нераціональні рибальство та полювання різко скоротили чисельність низки видів. Наростаюча сила і темпи зміни природи людиною, що прискорюються, викликають необхідність її охорони (див. Охорона природи). Цілеспрямоване, свідоме перетворення природи людиною з проникненням у мікросвіт і космос знаменує собою, за В. І. Вернадським (1944), формування «ноосфери» - оболонки Землі, зміненої людиною.

Літ.:Вернадський Ст І., Біосфера, т. 1-2, Л., 1926; його ж, Біогеохімічні нариси (1922-1932), М.-Л., 1940; Наумов Н. П., Екологія тварин, 2 видавництва, М., 1963; Дубінін Н. П., Еволюція популяцій та радіація, М., 1966; Благосклонов До. Н., Іноземців А. А., Тихомиров Ст Н., Охорона природи, М., 1967.

Велика Радянська Енциклопедія. - М: Радянська енциклопедія. 1969-1978 .

Дивитися що таке "Антропогенні фактори" в інших словниках:

Чинники, зобов'язані своїм походженням діяльності. Екологічний енциклопедичний словник. Кишинів: Головна редакція Молдавської радянської енциклопедії. І.І. Дід ю. 1989. Антропогенні фактори фактори, зобов'язані своїм походженням. Екологічний словник

Сукупність чинників довкілля, зумовлених випадковою чи навмисною діяльністю людини у період його існування. Види антропогенних факторів Фізичні використання атомної енергії, переміщення в потягах та літаках, … Вікіпедія

Антропогенні фактори- * антрапагенні фактори * anthropogenic factors рушійні сили процесів, що відбуваються в природі, які за своїм походженням пов'язані з діяльністю та впливом людини на навколишнє середовище. Підсумована дія А. ф. втілюється в… Генетика. Енциклопедичний словник

Форми діяльності людського суспільства, які призводять до зміни природи як довкілля самої людини та інших видів живих істот або безпосередньо позначаються на їхньому житті. (Джерело: «Мікробіологія: словник термінів», Фірсов Н.Н. … Словник мікробіології

Результат впливу людини на навколишнє середовище у процесі господарської та іншої діяльності. Антропогенні фактори можна розділити на 3 групи: що надають прямий вплив на навколишнє середовище в результаті раптово починається, ... Біологічний енциклопедичний словник

АНТРОПОГЕННІ ФАКТОРИ- фактори, зумовлені діяльністю людини. Словник ботанічних термінів

АНТРОПОГЕННІ ФАКТОРИ- Середи, фактори, зумовлені госп. діяльністю людини та впливають на прибуткове середовище. Вплив їх може бути прямим, напр. погіршення структури та виснаження ґрунтів внаслідок багаторазової обробки, або непрямим, напр. зміни рельєфу,… … Сільсько-господарський енциклопедичний словник

Антропогенні фактори- (Гр. – фактори, що виникають з вини людини) – це причини та умови, що створюються (або що виникають) в результаті діяльності людини, що надає негативний вплив на навколишнє середовище та здоров'я людей. Так, продукти деяких промислових… Основи духовної культури (енциклопедичний словник педагога)

антропогенні фактори- середовища, фактори, зумовлені господарською діяльністю людини та що впливають на природне середовище. Вплив їх може бути прямим, наприклад, погіршення структури та виснаження ґрунтів внаслідок багаторазової обробки, або непрямим, наприклад… Сільське господарство. Великий енциклопедичний словник

Антропогенні фактори- група факторів, зумовлених впливом людини та її господарської діяльності на рослини, тварин та інші природні компоненти. Теоретичні аспекти та основи екологічної проблеми: тлумач слів та ідеоматичних виразів

Книжки

• Лісові ґрунти європейської Росії. Біотичні та антропогенні фактори формування , М. В. Бобровський. У монографії наведено результати аналізу великого фактичного матеріалу щодо будови ґрунтів лісових територій Європейської Росії від лісостепу до північної тайги. Розглянуто особливості…

У ході історичного процесу взаємодії природи та суспільства відбувається безперервне посилення впливу на довкілля антропогенних факторів.

За масштабами і ступенем на лісові екосистеми одне з найважливіших місць серед антропогенних чинників займають рубки головного користування. (Рубка лісу в межах розрахункової лісосіки та з дотриманням еколого-лісівницьких вимог є однією з необхідних умов розвитку лісових біогеоценозів.)

Характер впливу рубок головного користування на лісові екосистеми значною мірою залежить від застосовуваної техніки та технології лісозаготівель.

В останні роки до лісу прийшла нова важка багатоопераційна лісозаготівельна техніка. Впровадження її вимагає неухильного дотримання технології лісозаготівельних робіт, в іншому випадку можливі небажані екологічні наслідки: загибель підросту господарсько цінних порід, різке погіршення водно-фізичних властивостей ґрунтів, збільшення поверхневого стоку, розвиток ерозійних процесів та ін. Це підтверджується даними натурного обстеження, проведеного фахівцем у деяких областях нашої країни. Водночас чимало фактів, коли розумне застосування нової техніки з дотриманням технологічних схем лісосічних робіт, які враховують лісівницькі та природоохоронні вимоги, забезпечувало необхідне збереження підросту та створювало сприятливі умови для відновлення лісів цінними породами. У цьому зв'язку заслуговує на увагу досвід роботи з новою технікою лісозаготівельників Архангельської обл., які вимагають за допомогою розробленої технології збереження 60% життєздатного підросту.

Механізовані лісозаготівлі суттєво змінюють мікрорельєф, будову ґрунту, його фізіологічні та інші властивості. При використанні в літній період валочних (ВМ-4) або валково-трелювальних машин (ВТМ-4) мінералізується до 80-90% площі лісосік; в умовах горбового та гірського рельєфу такі впливи на ґрунт у 100 разів збільшують поверхневий стік, посилюють ерозію ґрунту, а, отже, знижують його родючість.

Особливо велику шкоду лісовим біогеоценозам та навколишньому середовищу в цілому суцільні рубки можуть завдавати в районах з легко вразливим екологічним балансом (гірські райони, притундрові ліси, райони вічної мерзлоти та ін.).

Негативний вплив на рослинність і особливо на лісові екосистеми мають промислові викиди. Вони впливають на рослини безпосередньо (через асиміляційний апарат) та побічно (змінюють склад та лісорослинні властивості ґрунту). Шкідливі гази вражають надземні органи дерева та погіршують життєдіяльність мікрофлори коріння, внаслідок чого різко знижується приріст. Переважним газоподібним токсикантом є сірчистий газ – своєрідний індикатор забруднення повітряного середовища. Значну шкоду надають аміак, окис вуглецю, фтор, фтористий водень, хлор, сірководень, оксиди азоту, пари сірчаної кислоти та інших.

Ступінь ураження рослин забруднюючими речовинами залежить від цілого ряду факторів, і насамперед від виду та концентрації токсикантів, тривалості та часу їх впливу, а також від стану та характеру лісонасаджень (їх складу, віку, повноти та ін), метеорологічних та інших умов.

Найбільш стійкими до дії токсичних сполук є середньовікові, а менш стійкими - стиглі та перестійні насадження, лісові культури. Листяні породи більш стійкі до дії токсикантів, ніж хвойні. Високоповнотні з рясним підліском і непорушеною структурою деревостійкості стійкіші від зріджених штучних насаджень.

Дія високих концентрацій токсикантів на деревостій у короткий період призводить до незворотних пошкоджень та загибелі їх; Тривалий вплив невеликих концентрацій викликає патологічні зміни у деревостоях, а незначні концентрації викликають зниження їхньої життєдіяльності. Поразка лісів спостерігається майже у районі будь-якого джерела промислових викидів.

Понад 200 тис. га лісів пошкоджено в Австралії, де щорічно з опадами випадає до 580 тис. т SO2. У ФРН уражено шкідливими промисловими викидами 560 тис. га, у НДР – 220, Польщі – 379 та Чехословаччини – 300 тис. га. Дія газів поширюється досить значні відстані. Так, США приховані пошкодження рослин відзначалися з відривом до 100 км від джерела викидів.

Шкідлива дія викидів великого металургійного комбінату на зростання та розвиток деревостанів поширюється на відстань до 80 км. Спостереження за лісом у районі хімічного заводу з 1961 по 1975 р. показали, що насамперед стали усихати соснові насадження. За цей період середній радіальний приріст впав на 46% на відстані 500 м від джерела викидів і на 20% в 1000 м від об'єкта викидів. У берези та осики листя виявилося пошкодженим на 30-40%. У 500-метровій зоні ліс повністю усох через 5-6 років після початку поразки, у 1000-метровій – через 7 років.

На площі поразки з 1970 по 1975 р. усохлих дерев було 39%, сильно ослаблених – 38 та ослаблених – 23%; на відстані 3 км від заводу відчутна поразка лісу була відсутня.

Найбільше ураження лісів від промислових викидів в атмосферу спостерігається в районах великих промислових та паливно-енергетичних комплексів. Мають місце та осередки поразки дрібнішого масштабу, які також завдають чималої шкоди, знижуючи природоохоронні та рекреаційні ресурси району. Це відноситься насамперед до малолісних районів. Для запобігання чи різкого зниження ураження лісів необхідне здійснення комплексу заходів.

Відведення лісових земель для потреб тієї чи іншої галузі народного господарства або перерозподіл їх за призначенням, а також прийом земель до складу держлісфонду є однією з форм на стан лісових ресурсів. Порівняно великі площі відводяться під сільськогосподарські угіддя, для промислового та дорожнього будівництва, значні площі використовуються гірничопромисловою діяльністю, енергетичною, будівельною та іншою промисловістю. На десятки тисяч кілометрів через ліси та інші угіддя тягнуться трубопроводи для перекачування нафти, газу тощо.

Великий вплив лісових пожеж на зміну навколишнього середовища. Прояв та придушення життєдіяльності низки компонентів природи нерідко пов'язане з дією вогню. У багатьох країнах світу формування природних лісів тією чи іншою мірою пов'язане з впливом пожеж, які негативно впливають на багато процесів життя лісу. Лісові пожежі завдають серйозних травм деревам, послаблюють їх, зумовлюють утворення вітровалу та бурелому, знижують водоохоронно-захисні та інші корисні функції лісу, сприяють розмноженню шкідливих комах. Впливаючи на всі компоненти лісу, вони вносять серйозні зміни до лісових біогеоценозів та екосистем в цілому. Правда, в деяких випадках під впливом пожеж створюються сприятливі умови для відновлення лісу - проростання насіння, появи та формування самосіву, особливо сосни та модрини, а іноді ялини та деяких інших деревних порід.

На земній кулі лісові пожежі щорічно охоплюють площу до 10-15 млн. га і більше, а окремі роки ця цифра збільшується більш ніж удвічі. Все це ставить проблему боротьби з лісовими пожежами в розряд першочергових і потребує великої уваги лісогосподарських та інших органів. Гострота проблеми зростає у зв'язку зі швидким народногосподарським освоєнням слабо обжитих лісових територій, створенням територіально-виробничих комплексів, зростанням населення та його міграцією. Це відноситься насамперед до лісів Західно-Сибірського, Ангаро-Єнісейського, Саянського та Усть-Ілімського виробничих комплексів, а також до лісів деяких інших районів.

Серйозні завдання з охорони навколишнього середовища виникають у зв'язку зі зростанням масштабів використання мінеральних добрив та пестицидів.

Незважаючи на їх роль у підвищенні врожайності сільськогосподарських та інших культур, високу економічну ефективність слід зазначити, що при недотриманні науково обґрунтованих рекомендацій їх використання можуть мати місце і негативні наслідки. При недбалому зберіганні добрив або поганому закладанні їх у ґрунт можливі випадки отруєння ними диких тварин та птахів. Безумовно, хімічні сполуки, які у лісовому і особливо у сільське господарство боротьби з шкідниками і хворобами, небажаною рослинністю, під час догляду молодими насадженнями та інших., не можна зарахувати до абсолютно нешкідливим для біогеоценозів. Окремі з них отруюють дію на тварин, деякі в результаті складних перетворень утворюють токсичні речовини, здатні накопичуватися в організмі тварин і рослин. Це зобов'язує суворо стежити над виконанням затверджених правил використання пестицидів.

Застосування хімічних препаратів при догляді за молодими лісовими насадженнями підвищує пожежну небезпеку, нерідко знижує стійкість насаджень до шкідників лісу та хвороб, може негативно впливати на запилювачів рослин. Усе це має враховуватися під час господарювання у лісі із застосуванням хімічних препаратів; особлива увага має бути привернена при цьому на водоохоронні, рекреаційні та інші категорії лісів захисного призначення.

Останнім часом розширюються масштаби гідротехнічних заходів, зростає водоспоживання, має місце влаштування відстійників на лісових площах. Інтенсивний водозабір впливає на гідрологічний режим території, і це, у свою чергу, призводить до порушення лісових насаджень (найчастіше вони втрачають свої водоохоронні та водорегулюючі функції). Значні негативні наслідки для лісових екосистем може спричинити підтоплення, особливо під час будівництва гідроелектростанції із системою водосховищ.

До підтоплення величезних територій та утворення мілководій призводить створення великих водоймищ, особливо в рівнинних умовах. Утворення мілководій і боліт погіршує санітарно-гігієнічну обстановку, що негативно позначається на природному середовищі.

Особливих збитків завдає лісу паща худоби. Систематична та неврегульована пастьба призводить до ущільнення ґрунту, знищення трав'янистої та чагарникової рослинності, пошкодження підросту, зріджування та ослаблення деревостою, зниження поточного приросту, ураження лісових насаджень шкідниками та хворобами. При знищенні підросту залишають ліс комахоїдні птахи, оскільки їхнє життя, гніздування найчастіше пов'язані з нижніми ярусами лісонасаджень. Найбільшу небезпеку паща викликає в гірських районах, так як ці території найбільше схильні до ерозійних процесів. Все це вимагає особливої ​​уваги та обережності при використанні лісових ділянок під пасовища, а також для сінокосіння. Важливу роль у здійсненні заходів щодо більш ефективного та раціонального використання лісових територій для цих цілей покликані відіграти нові правила сінокосіння та пасіння худоби у лісах СРСР, затверджені постановою Ради Міністрів СРСР від 27 квітня 1983 року.

Серйозні зміни у біогеоценозі викликає рекреаційне використання лісів, особливо неврегульоване. У місцях масового відпочинку нерідко спостерігається сильне ущільнення ґрунту, що призводить до різкого погіршення його водного, повітряного та теплового режимів, зниження біологічної активності. Внаслідок надмірного витоптування ґрунту можуть загинути цілі насадження або окремі групи дерев (вони послаблюються настільки, що стають жертвами шкідливих комах та грибних хвороб). Найчастіше від рекреаційного преса страждають ліси зелених зон, розташованих за 10-15 км від міста, на околицях баз відпочинку та місцях масових заходів. Певний збиток завдається лісам механічними пошкодженнями, різного роду відходами, сміттям та ін. Найменш стійкі до антропогенного впливу хвойні насадження (ялина, сосна), меншою мірою страждають на листяні (береза, липа, дуб та ін.).

Ступінь та перебіг дигресії визначаються стійкістю екосистеми до рекреаційного навантаження. Стійкість лісу до рекреації визначає так звану ємність природного комплексу (гранична кількість відпочиваючих, яка може без шкоди витримати біогеоценоз). Важливим заходом, спрямованим на збереження лісових екосистем, підвищення їх рекреаційних властивостей, є комплексний благоустрій території із зразковим веденням тут господарства.

Негативні чинники діють, зазвичай, не ізольовано, а вигляді певних взаємозалежних компонентів. У цьому дію антропогенних чинників часто посилює негативний вплив природних. Наприклад, вплив токсичних викидів промисловості та транспорту найчастіше поєднується з підвищеним рекреаційним навантаженням на лісові біогеоценози. У свою чергу, рекреація та туризм створюють умови для виникнення лісових пожеж. Дія всіх цих факторів різко знижує біологічну стійкість лісових екосистем до шкідників та хвороб.

При дослідженні впливу на лісовий біогеоценоз антропогенних та природних факторів необхідно враховувати, що окремі компоненти біогеоценозу тісно пов'язані між собою, так і з іншими екосистемами. Кількісне зміна однієї з них неминуче викликає зміна у всіх інших, а істотна зміна всього лісового біогеоценозу неминуче позначається кожному його компоненті. Так, у зонах постійної дії токсичних викидів промисловості поступово змінюється видовий склад рослинності та тваринного світу. З деревних порід насамперед ушкоджуються та гинуть хвойні. Через передчасне відмирання хвої та зменшення довжини пагонів змінюється мікроклімат у насадженні, що позначається на зміні видового складу трав'янистої рослинності. Починають розвиватися трави, що сприяють розмноженню польових мишей, що систематично ушкоджують лісові культури.

Певні кількісні та якісні характеристики токсичних викидів призводять до порушення або навіть повного припинення плодоношення у більшості деревних порід, що негативно позначається на видовому складі птахів. Виникають стійкі до дії токсичних викидів види шкідників лісу. В результаті утворюються деградовані та біологічно нестійкі лісові екосистеми.

Проблема зниження негативного впливу антропогенних чинників на лісові екосистеми шляхом проведення цілої системи охоронних та захисних заходів нерозривно пов'язана з заходами з охорони та раціонального використання всіх інших компонентів на основі розробки міжгалузевої моделі, що враховує інтереси раціонального використання всіх ресурсів середовища у їхньому взаємозв'язку.

Наведена коротка характеристика екологічного взаємозв'язку та взаємодії всіх компонентів природи показує, що ліс, як жоден інший з них, має потужні властивості позитивно впливати на навколишнє природне середовище, регулювати його стан. Будучи средообразующим чинником і активно впливаючи попри всі процеси еволюції біосфери, ліс відчуває у своїй і собі вплив розбалансованої антропогенним впливом взаємозв'язку між іншими компонентами природи. Це і дає підстави вважати рослинний світ і природні процеси, що відбуваються за його участі, ключовим фактором, що визначає генеральний напрямок пошуку інтегральних засобів раціонального природокористування.

Природоохоронні схеми та програми мають стати важливим засобом виявлення, попередження та вирішення проблем взаємовідносин людини та природи. Такі розробки допоможуть вирішити ці проблеми як у цілому по країні, так і щодо її окремих територіальних одиниць.