Взаємодія людини та довкілля була об'єктом вивчення медицини в усі часи. Для оцінки впливів різних умов середовища було запропоновано термін «екологічний фактор», який широко використовується в екологічній медицині.

Фактор (від латинського factor - роблячий, производящий) – причина, рушійна сила будь-якого процесу, явища, визначальна його характер чи певні риси.

Екологічний фактор – це будь-який вплив навколишнього середовища, який може чинити прямий чи опосередкований вплив на живі організми. Екологічний фактор - це умова середовища, на яке живий організм реагує пристосувальними реакціями.

Екологічні чинники визначають умови існування організмів. Умови існування організмів і популяцій можна як регулюючі екологічні чинники.

Не всі екологічні фактори (наприклад, світло, температура, вологість, наявність солей, забезпеченість біогенними елементами тощо) однаково важливі для успішного виживання організму. Взаємини організму із середовищем є складний процес, у якому можна назвати найслабші, " вразливі " ланки. Ті фактори, які є критичними або лімітують для життєдіяльності організму, викликають найбільший інтерес насамперед із практичної точки зору.

Ідея про те, що витривалість організму визначається найслабшою ланкою серед

всіх його потреб, вперше була висловлена ​​К. Лібіхом в 1840 р. Він сформулював принцип, який відомий як закон мінімуму Лібіха: "Речовою, яка перебуває в мінімумі, управляється врожай і визначається величина і стійкість останнього в часі".

Сучасне формулювання закону Ю.Лібіха звучить так: «Життєві можливості екосистеми лімітуються тими з екологічних факторів середовища, кількість і якість яких близькі до необхідного екосистеми мінімуму, зниження їх веде до загибелі організму або руйнування екосистеми».

Принцип, спочатку сформульований К. Лібіхом, нині поширений будь-які екологічні чинники, але він доповнений двома обмеженнями:

Належить тільки до систем, що перебувають у стаціонарному стані;

Належить не тільки до одного фактора, але і до комплексу факторів, різних за своєю природою та взаємодіючих у своєму впливі на організми та популяції.

За уявленнями, що лімітують вважають такий фактор, за яким для досягнення заданої (досить малої) відносної зміни відгуку потрібна мінімальна відносна зміна цього фактора.

Поряд із впливом нестачі, "мінімуму" екологічних факторів, негативним може бути і вплив надлишку, тобто максимуму факторів, таких як тепло, світло, волога. Уявлення про лімітуючий вплив максимуму нарівні з мінімумом ввів В. Шелфорд в 1913 р., який сформулював цей принцип як "закон толерантності": Лімітуючим фактором процвітання організму (виду) може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу, діапазон між якими визначає величину витривалості ( толерантності) організму стосовно даного фактора.

Закон толерантності, сформульований В. Шелфордом, був доповнений рядом положень:

Організми можуть мати широкий діапазон толерантності щодо одного фактора та вузький – щодо іншого;

Найбільш поширені організми з більшим діапазоном толерантності;

Діапазон толерантності одного екологічного чинника може залежати від інших екологічних чинників;

Якщо умови по одному екологічному фактору не є оптимальними для виду, то це позначається і на діапазоні толерантності для інших екологічних факторів;

Межі толерантності значно залежать стану організму; так, межі толерантності для організмів у період розмноження чи ранній стадії розвитку стадії зазвичай вже, ніж дорослих;

Діапазон між мінімумом та максимумом екологічних факторів прийнято називати межами або діапазоном толерантності. Для позначення меж толерантності до умов довкілля використовують терміни "еврібіонтний" - організм з широкою межею толерантності - і "стенобіонтний" - з вузьким.

На рівні угруповань і навіть видів відоме явище компенсації факторів, під яким розуміють здатність пристосовуватися (адаптуватися) до умов середовища так, щоб послабити лімітуючий вплив температури, світла, води та інших фізичних факторів. Види з широким географічним поширенням майже завжди утворюють адаптовані до місцевих умов популяції – екотипи. Стосовно людей існує термін «екологічний портрет».

Відомо, що не всі природні екологічні фактори однаково важливі для життєдіяльності людини. Так, найбільш суттєвими вважають інтенсивність сонячної радіації, температуру та вологість повітря, концентрацію кисню та вуглекислого газу в приземному шарі повітря, хімічний склад ґрунту та води. Найважливішим екологічним фактором є харчовий. Для підтримки життєдіяльності, для зростання та розвитку, розмноження та збереження популяції людей необхідна енергія, яка виходить із навколишнього середовища у вигляді їжі.

Існує кілька підходів до класифікації екологічних факторів.

По відношенню до організму екологічні фактори поділяють на: зовнішні (екзогенні) та внутрішні (ендогенні). Вважається, що зовнішні фактори, діючи організм, самі не схильні або майже не схильні до його впливу. До них відносять чинники довкілля.

Зовнішні екологічні чинники стосовно екосистеми та живих організмів є впливом. Реакція екосистеми, біоценозу, популяцій та окремих організмів на ці дії називається відгуком. Від характеру відгуку вплив впливає здатність організму пристосовуватися до умов довкілля, адаптуватися і набувати стійкість до впливу різних чинників середовища, зокрема несприятливих впливів.

Існує також таке поняття як летальний фактор (від лат. letalis - смертельний). Це екологічний фактор, дія якого призводить до загибелі живих організмів.

При досягненні певних концентрацій летальними факторами можуть виступати багато хімічних та фізичних забруднювачів.

Внутрішні чинники співвідносяться із властивостями самого організму та утворюють його, тобто. входять до її складу. Внутрішні фактори - це чисельність та біомаса популяцій, кількість різних хімічних речовин, характеристики водної чи ґрунтової маси тощо.

За критерієм "життя" екологічні фактори поділяють на біотичні та абіотичні.

До останніх відносять неживі компоненти екосистеми та її довкілля.

Абіотичні фактори середовища - компоненти та явища неживої, неорганічної природи, що прямо або побічно впливають на живі організми: кліматичні, ґрунтові та гідрографічні фактори. Основними абіотичними факторами середовища є температура, світло, вода, солоність, кисень, електромагнітні характеристики, ґрунт.

Абіотичні фактори поділяються на:

Фізичні

Хімічні

Біотичні фактори (від грецького biotikos – життєвий) – фактори живого середовища, що впливають на життєдіяльність організмів.

Біотичні фактори поділяються на:

Фітогенні;

Мікробогенні;

Зоогенні:

Антропогенні (соціально-культурні).

Дія біотичних факторів виявляється у формі взаємовпливів одних організмів на життєдіяльність інших організмів і всіх разом на довкілля. Розрізняють: прямі та непрямі взаємини між організмами.

Останні десятиліття дедалі частіше використовується термін антропогенні чинники, тобто. викликані людиною. Антропогенні фактори протиставляють природним чи природним факторам.

Антропогенним фактором називають сукупність екологічних факторів та впливів, зумовлених людською діяльністю в екосистемах та біосфері в цілому. Антропогенний фактор - безпосередній вплив людини на організми або вплив на організми через зміну людиною їх довкілля.

Екологічні фактори поділяються також на:

1. Фізичні

Природні

Антропогенні

2. Хімічні

Природні

Антропогенні

3. Біологічні

Природні

Антропогенні

4. Соціальні (соціально-психологічні)

5. Інформаційні.

Екологічні чинники поділяються також на клімато-географічні, біогеографічні, біологічні, а також ґрунтові, водні, атмосферні тощо.

фізичні фактори.

До фізичних природних факторів відносяться:

Кліматичні, зокрема мікроклімат місцевості;

Геомагнітна активність;

Природне радіаційне тло;

Космічне випромінювання;

Рельєф місцевості;

Фізичні фактори поділяються на:

Механічні;

вібрацію;

Акустичні;

ЕМ-випромінювання.

Фізичні антропогенні фактори:

Мікроклімат населених пунктів та приміщень;

Забруднення середовища електоромагнітним випромінюванням (іонізуючим та неіонізуючим);

Шумове забруднення середовища;

Теплове забруднення середовища;

Деформованість видимого середовища (зміна рельєфу місцевості та колірної гами у населених пунктах).

Хімічні фактори.

До природних хімічних факторів відносяться:

Хімічний склад літосфери:

хімічний склад гідросфери;

Хімічний склад атмосфери,

Хімічний склад їжі.

Хімічний склад літосфери, атмосфери та гідросфери залежить від природного складу + викид хімічних речовин у результаті геологічних процесів (наприклад, домішки сірководню внаслідок виверження вулана) та життєдіяльності живих організмів (наприклад, домішки у повітрі фітонцидів, терпенів).

Антропогенні хімічні фактори:

Господарсько-побутові відходи,

Промислові відходи,

Синтетичні матеріали, що використовуються в побуті, сільському господарстві та промисловому виробництві,

Продукти фармацевтичної промисловості

Пишові добавки.

Дія хімічних факторів на організм людини може бути обумовлена:

Надлишком або недоліком вмісту природних хімічних елементів у

навколишньому середовищу (природні мікроелементози);

Надлишком вмісту природних хімічних елементів у навколишньому

середовищі, пов'язаних з діяльністю людини (антропогенне забруднення),

Присутністю у навколишньому середовищі невластивих їй хімічних елементів

(ксенобіотиків) внаслідок антропогенного забруднення.

Біологічні фактори

Біологічні, чи біотичні (від грецького biotikos – життєвий) екологічні чинники - чинники живого середовища, що впливають життєдіяльність організмів. Дія біотичних чинників виявляється у формі взаємовпливів одних організмів на життєдіяльність інших, і навіть їхнього спільного впливу середовище проживання.

Біологічні фактори:

Бактерії;

Рослини;

Найпростіші;

Комахи;

Безхребетні (зокрема гельмінти);

Хребетні.

Соціальне середовище

Здоров'я людини не визначається повністю набутими в онтогенезі біологічними та психологічними властивостями. Людина – істота соціальна. Він живе у суспільстві, керованому з допомогою державних законів, з одного боку, з іншого, - з допомогою про загальноприйнятих законів, моральних установок, правил поведінки, зокрема які передбачають різні обмеження тощо.

Соціум з кожним роком ставати все складнішим і надає все більшого впливу на здоров'я особистості, популяції, суспільства. За користування благами цивілізованого суспільства людина має жити у жорсткій залежності від прийнятого у соціумі способу життя. За ці блага, часто дуже сумнівні, особистість платить частиною своєї свободи, або ж повністю усією свободою. А особистість невільна, залежна не може бути цілком здоровою та щасливою. Якась частина свободи людини, що віддається технокритичному суспільству в обмін на переваги цивілізованого життя, постійно тримає його в стані нервово-психічної напруги. Постійне нервово-психічне перенапруга і перенапруга веде до зменшення психічної стійкості рахунок зниження резервних можливостей нервової системи. До того ж існує безліч соціальних факторів, які можуть призвести до зриву адаптаційних можливостей людини та розвитку різноманітних хвороб. До них відносяться і соціальна невлаштованість, невпевненість у завтрашньому дні, моральна пригніченість, які розцінюються як провідні фактори ризику.

Соціальні фактори

Соціальні фактори поділяються на:

1. соціальний устрій;

2. виробнича сфера (індустрія, сільське господарство);

3. побутова сфера;

4. освіта та культура;

5. населення;

6. ЗО та медицина;

7. ін сфери.

Існує також наступне угруповання соціальних факторів:

1. Соціальна політика, яка формує соціотип;

2. Соціальне забезпечення, що безпосередньо впливає на формування здоров'я;

3. Екологічна політика, яка формує екотип.

Соціотип - непряма характеристика інтегрального соціального вантажу за сукупністю факторів соціального середовища.

Соціотип включає в себе:

2. умови праці, відпочинку та побуту.

Будь-який екологічний чинник по відношенню до людини може бути: а) сприятливим - сприяє його здоров'ю, розвитку та реалізації; б) несприятливим, що веде до його хвороби та деградації, в) що впливає і того й іншого роду. Не менш очевидно також, що насправді більшість впливів відносяться до останнього типу, маючи як позитивні, так і негативні сторони.

В екології існує закон оптимуму, згідно з яким будь-який екологічний

фактор має певні межі позитивного впливу живі організми. Оптимальний фактор – найбільш сприятлива для організму інтенсивність екологічного фактора.

Впливи можуть відрізнятися також за масштабом: одні зачіпають все населення країни в цілому, інші - жителів того чи іншого регіону, треті - групи, що виділяються за демографічними характеристиками, четверті - окремого громадянина.

Взаємодія факторів - одночасна або послідовна сумарна дія на організми різних природних та антропогенних факторів, що призводить до ослаблення, посилення або видозміни дії окремого фактора.

Синергізм - комбінований вплив двох або більше факторів, що характеризується тим, що їхня спільна біологічна дія значно перевищує ефект кожного компонента та їх суми.

Слід зрозуміти та запам'ятати, що основну шкоду здоров'ю завдають не окремі екологічні фактори, а сукупне інтегральне середовище навантаження на організм. Вона складається з екологічного вантажу та соціального вантажу.

Екологічний вантаж - сукупність несприятливих для здоров'я людини факторів та умов природного та техногенного середовища. Екотип - непряма характеристика інтегрального екологічного вантажу за сукупністю факторів природного та техногенного середовища.

Для оцінок екотипу необхідні гігієнічні дані про:

Якість житла,

Питної води,

Повітря,

Ґрунти, продуктів харчування,

ліків і т.д.

Соціальний вантаж – сукупність несприятливих здоров'ю людини чинників та умов соціального життя.

Чинники довкілля, що формують здоров'я населення

1. Клімато-географічні характеристики.

2. Соціально-економічні показники місця проживання (місто, село).

3. Санітарно-гігієнічні характеристики довкілля (повітря, води, ґрунту).

4. Особливості харчування населення.

5. Характеристика трудової діяльності:

Професія,

Санітарно-гігієнічні умови праці,

Наявність професійних шкідливостей,

Психологічний мікроклімат на службі,

6. Сімейно-побутові фактори:

Склад сім'ї,

Характер житла,

Середній дохід на 1 члена сім'ї,

Організація сімейного побуту.

Розподіл позаробочого часу,

Психологічний клімат у ній.

Показники, що характеризують ставлення до стану здоров'я та визначають активність щодо його підтримки:

1. Суб'єктивна оцінка здоров'я (здоровий, хворий).

2. Визначення місця особистого здоров'я та здоров'я членів сім'ї у системі індивідуальних цінностей (ієрархії цінностей).

3. Інформованість про фактори, що сприяють збереженню та зміцненню здоров'я.

4. Наявність шкідливих звичок та залежностей.

Напевно, кожен з нас помічав, як рослини одного і того ж виду чудово розвиваються в лісі, але на відкритих просторах почуваються погано. Або, наприклад, деякі види ссавців мають велику популяцію, а інші більш обмежені за, здавалося б, однакових умов. Все живе на Землі так чи інакше підпорядковується власним законам і правилам. Їхнім вивченням займається екологія. Одне з основних тверджень - закон мінімуму Лібіха

Що обмежує що це?

Німецький хімік та основоположник агрохімії, професор Юстус фон Лібіх, зробив багато відкриттів. Одне з найвідоміших та визнаних – відкриття фундаментального обмежуючого чинника. Він був сформульований у 1840 році, а пізніше доповнений та узагальнений Шелфордом. Закон говорить, що для будь-якого живого організму найбільш значущим є той фактор, який більшою мірою відхиляється від свого оптимального значення. Іншими словами, існування тварини або рослини залежить від ступеня вираженості (мінімальної чи максимальної) тієї чи іншої умови. Особи зустрічаються протягом свого життя з найрізноманітнішими обмежуючими факторами.

«Бочка Лібіха»

Чинник, що обмежує життєдіяльність організмів, може бути різним. Сформульований закон досі активно використовується у сільському господарстві. Ю.Лібіх встановив, що продуктивність рослин залежить насамперед від мінеральної речовини (поживної), найбільш слабко вираженої в ґрунті. Наприклад, якщо азоту у грунті лише 10% необхідної норми, а фосфору - 20%, то чинник, що обмежує нормальний розвиток, - недолік першого елемента. Отже, у ґрунт слід спочатку внести азотовмісні добрива. Максимально зрозуміло та наочно значення закону було викладено у так званій «бочці Лібіха» (на фото вище). Її суть у тому, що при наповненні судини вода починає переливатись через край там, де найкоротша дошка, а довжина інших уже не має особливого значення.

Вода

Даний фактор є найбільш жорстким та суттєвим у порівнянні з іншими. Вода - основа життя, тому що грає важливу роль у життєдіяльності окремої клітини та всього організму в цілому. Підтримка її кількості на належному рівні – одна з головних фізіологічних функцій будь-якої рослини чи тварини. Вода як фактор, що обмежує життєдіяльність, обумовлений нерівномірним розподілом вологи на Землі протягом року. У процесі еволюції багато організмів пристосувалися до економного витрачання вологи, переживання посушливого періоду може сплячки чи спокою. Найбільш сильно даний фактор виражений у пустелях і напівпустелях, де дуже мізерна та своєрідна флора та фауна.

Світло

Світло, що надходить у формі сонячної радіації, забезпечує всі життєві процеси на планеті. Організмам важлива його довжина хвилі, тривалість дії, інтенсивність випромінювання. Залежно від цих показників відбувається адаптація організму до умов середовища. Як фактор, що обмежує існування, він особливо сильно виражений великих морських глибинах. Наприклад, рослини на глибині 200 м не зустрічаються. У сукупності з освітленням тут «працюють», як мінімум, ще два лімітуючі фактори: тиск і концентрація кисню. Проти цього можна вологі тропічні ліси Південної Америки, як найбільш сприятливу для життя територію.

Температура навколишнього середовища

Ні для кого не секрет, що всі фізіологічні процеси, що протікають в організмі, залежать від зовнішньої та внутрішньої температури. Причому більша частина видів пристосована до досить вузького діапазону (15-30 ° С). Особливо сильно виражена залежність у організмів, які не здатні самостійно підтримувати постійну температуру тіла, наприклад, плазунів (рептилій). У процесі еволюції сформувалося безліч пристроїв, що дозволяють долати цей обмежений фактор. Так, при спекотній погоді, щоб уникнути перегріву у рослин посилюється через продихи, у тварин - через шкірні покриви і дихальну систему, а також поведінкові особливості (ховаються в тіні, норах і т.д.).

Забруднюючі речовини

Значення не можна недооцінювати. Останні кілька століть в людини ознаменувалися стрімким технічним прогресом, бурхливим розвитком промисловості. Це призвело до того, що шкідливі викиди у водоймища, ґрунт та в атмосферу збільшилися у кілька разів. Зрозуміти, який фактор обмежує той чи інший вид, можна лише після досліджень. Подібний стан справ пояснює той факт, що видове розмаїття окремих регіонів чи областей змінилося до невпізнання. Організми змінюються та пристосовуються, одні змінюють інші.

Все це – основні фактори, що обмежують життя. Крім них, існує безліч інших, перерахувати які просто неможливо. Кожен вид і навіть особина індивідуальна, тому лімітуючі фактори будуть найрізноманітнішими. Наприклад, для форелі важливий відсоток кисню, розчиненого у питній воді, для рослин - кількісний і якісний склад комах-запилювачів тощо.

Всі живі організми мають певні межі витривалості за тим чи іншим фактором, що лімітує. У деяких вони досить широкі, в інших – вузькі. Залежно від цього показника розрізняють еврибіонтів та стенобіонтів. Перші здатні переносити велику амплітуду коливання різних факторів, що обмежують. Наприклад, що мешкає повсюдно від степів до лісотундри, вовки і т.д. Стенобіонти, навпаки, здатні витримати дуже тонкі коливання, до них відносяться майже всі рослини дощових лісів.

Визначення

Екологія- це наука про взаємини організмів між собою та з навколишньою неживою природою.

Термін «екологія» ввів у науковий побут 1866 р. німецький зоолог та еволюціоніст, послідовник Ч. Дарвіна Е. Геккель.

Завдання екології:

Вивчення просторового розміщення та адаптаційних можливостей живих організмів, їх роль у кругообігу речовин (екологія особин, або аутекологія).

Вивчення динаміки чисельності та структури популяцій (популяційна екологія).

Вивчення складу та просторової структури угруповань, круговороту речовин та енергії в біосистемах (екологія угруповань, або екосистемна екологія).

Вивчення взаємодії з навколишнім середовищем окремих таксономічних груп організмів (екологія рослин, екологія тварин, екологія мікроорганізмів тощо).

Вивчення різних екосистем: водних (гідробіологія), лісових (лісознавство).

Реконструкція та вивчення еволюції стародавніх угруповань (палеоекологія).

Екологія тісно пов'язана з іншими науками: фізіологією, генетикою, фізикою, географією та біогеографією, геологією та еволюційною теорією.

У екологічних розрахунках застосовується методи математичного та комп'ютерного моделювання, метод статистичного аналізу даних.

екологічні фактори

Екологічні фактори- компоненти довкілля, що впливають живий організм.

Існування певного виду залежить від поєднання множини різних факторів. Причому кожного виду значення окремих чинників, і навіть їх комбінації дуже специфічні.

Види екологічних факторів:

Абіотичні фактори- фактори неживої природи, що прямо чи опосередковано діють на організм.
Приклади: рельєф, температура та вологість повітря, освітленість, перебіг та вітер.

Біотичні фактори- фактори живої природи, що впливають організм.
Приклади: мікроорганізми, тварини та рослини.

Антропогенні фактори- Фактори, пов'язані з діяльністю людини.
Приклади: будівництво доріг, розорювання земель, промисловість та транспорт.

Абіотичні фактори

кліматичні: річна сума температур, середньорічна температура, вологість, тиск повітря;

Розгорнути

Розгорнути

ЕКОЛОГІЧНІ ГРУПИ РОСЛИН

По відношенню до водного обміну

гідратофити - рослини, що постійно живуть у воді;

гідрофіти – рослини, частково занурені у воду;

гелофіти – болотні рослини;

гігрофіти - наземні рослини, що мешкають у надмірно зволожених місцях;

мезофіти - рослини, які віддають перевагу помірному зволоженню;

Ксерофити - рослини, пристосовані до постійного нестачі вологи (у тому числі сукуленти- рослини, що накопичують воду в тканинах свого тіла (наприклад, товстунові та кактуси);

склерофіти - посухостійкі рослини з жорстким, шкірястим листям і стеблами.

едафічні (грунтові): механічний склад ґрунту, повітропроникність ґрунту, кислотність ґрунту, хімічний склад ґрунту;

ЕКОЛОГІЧНІ ГРУПИ РОСЛИН

По відношенню до родючості ґрунтурозрізняють такі екологічні групи рослин:

оліготрофи - рослини бідних, малородючих ґрунтів (сосна звичайна);

мезотрофи – рослини з помірною потребою у поживних речовинах (більшість лісових рослин помірних широт);

евтрофи - рослини, що вимагають великої кількості поживних речовин у ґрунті (дуб, ліщина, снить).

ЕКОЛОГІЧНІ ГРУПИ РОСЛИН

Усі рослини по відношенню до світламожна поділити на три групи: геліофіти, сціофіти, факультативні геліофіти.

Геліофіти - світлолюбні рослини (степові та лучні злаки, рослини тундри, ранньовесняні рослини, більшість культурних рослин відкритого ґрунту, багато бур'янів).

Сціофіти – тенелюбні рослини (лісові трави).

Факультативні геліофіти - тіневитривалі рослини, здатні розвиватися як при дуже великій, так і при малій кількості світла (ялина звичайна, клен гостролистий, граб звичайний, ліщина, глід, суниця, герань польова, багато кімнатних рослин).

Поєднання різних абіотичних факторів визначає поширення видів організмів по різних областях земної кулі. Певний біологічний вид зустрічається не повсюдно, а районах, де є необхідні його існування умови.

фітогенні – вплив рослин;

мікогенні – вплив грибів;

зоогенні – вплив тварин;

Мікробіогенні – вплив мікроорганізмів.

АНТРОПОГЕННІ ФАКТОРИ

Хоча людина впливає на живу природу через зміну абіотичних факторів та біотичних зв'язків видів, діяльність людей на планеті виділяють на особливу силу.

фізичні: використання атомної енергії, переміщення в поїздах та літаках, вплив шуму та вібрації;

хімічні: використання мінеральних добрив та отрутохімікатів, забруднення оболонок Землі відходами промисловості та транспорту;

біологічні продукти харчування; організми, для яких людина може бути довкіллям або джерелом харчування;

соціальні - пов'язані з відносинами людей та життям у суспільстві: взаємодія з домашніми тваринами, синантропними видами (мухи, щури тощо), використання циркових та сільськогосподарських тварин.

Основними способами антропогенного впливу є: завезення рослин та тварин, скорочення ареалів та знищення видів, безпосередній вплив на рослинний покрив, розорювання земель, вирубування та випалювання лісів, випас домашніх тварин, викошування, осушення, зрошення та обводнення, забруднення атмосфери, створення смітників пустир, створення культурних фітоценозів. До цього слід додати різноманітні форми рослинницької та тваринницької діяльності, заходи щодо захисту рослин, охорони рідкісних та екзотичних видів, промисел тварин, їх акліматизацію тощо.

Вплив антропогенного чинника з появи людини Землі постійно посилювалося.

ЕКОЛОГІЧНИЙ ОПТИМУМ ВИДУ

Можна встановити загальний характер впливу екологічних чинників живого організму. Будь-який організм має специфічний комплекс пристосувань до факторів середовища проживання і благополучно існує лише певних межах їх змінюваності.

Екологічний оптимум- значення одного чи кількох екологічних чинників, найбільш сприятливих існування даного виду чи спільноти.

Розгорнути

Зона оптимуму- це діапазон дії чинника, який найбільш сприятливий для життєдіяльності цього виду.

Відхилення від оптимуму визначають зонипригнічення (зонипесимуму). Чим сильніше відхилення від оптимуму, тим більше виражена пригнічуюча дія даного фактора на організми.

Критичні точки- мінімально і максимально переносні значення фактора, за якими організм гине.

Область толерантності- діапазон значень екологічного чинника, у якому можливе існування організму.

Для кожного організму характерні свої максимуми, оптимуми та мінімуми екологічних факторів. Наприклад, кімнатна муха витримує коливання температури від 7 до 50 ° С, а людська аскарида живе лише за температури тіла людини.

ЕКОЛОГІЧНА НІША

Екологічна ніша- сукупність факторів середовища (абіотичних та біотичних), які необхідні для існування певного виду.

Екологічна ніша характеризує спосіб життя організму, умови його проживання та харчування. На відміну від ніші поняття місцеперебування позначає територію, де живе організм, тобто його «адресу». Наприклад, травоїдні жителі степів - корова і кенгуру - займають одну екологічну нішу, але мають різні місця проживання. Навпаки, жителі лісу - білка і лось, які також відносяться до травоїдних тварин - займають різні екологічні ніші.

Екологічна ніша завжди визначає поширення організму та його роль у суспільстві.

В одному співтоваристві два види не можуть займати ту саму екологічну нішу.

ЛІМІТУЮЧИЙ ФАКТОР

Лімітуючий (обмежуючий) фактор- будь-який фактор, який обмежує процес розвитку чи існування організму, виду чи спільноти.

Наприклад, якщо у ґрунті бракує якогось певного мікроелемента, це спричиняє зниження врожайності рослин. Через відсутність їжі гинуть комахи, які харчувалися цими рослинами. Останнє відбивається на виживання хижаків-ентомофагів: інших комах, птахів та земноводних.

Обмежуючі чинники визначають ареал розселення кожного виду. Наприклад, поширення багатьох видів тварин північ стримується браком тепла і світла, на південь - дефіцитом вологи.

Закон толерантності Шелфорда

Лімітуючим фактором, що обмежує розвиток організму, може бути як мінімум, так і максимум екологічного впливу.

Закон толерантності можна сформулювати простіше: погано як недогодувати, і перегодувати рослина чи тварина.

З цього закону випливає наслідок: будь-який надлишок речовини чи енергії є компонентом, що забруднює середовище. Наприклад, у посушливих областях надлишок води шкідливий і вода може розглядатися як забруднювач.

Отже, для кожного виду існують межі значень життєво необхідних факторів абіотичного середовища, що обмежують зону його толерантності (стійкості). Живий організм може існувати у певному інтервалі значень факторів. Чим ширший цей інтервал, тим вища стійкість організму. Закон толерантності є одним із основоположних у сучасній екології.

ЗАКОНОМІРНОСТІ ДІЇ ЕКОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ

ЗАКОН ОПТИМУМУ

Закон оптимуму

Будь-який екологічний чинник має певні межі позитивного на живі організми.

Чинники позитивно впливають на організми лише певних межах. Недостатнє чи надмірне їх вплив позначається на організмах негативно.

Закон оптимуму є універсальним. Він визначає межі умов, у яких можливе існування видів, і навіть міру мінливості цих умов.

Стенобіонти- вузькоспеціалізовані види, які можуть жити лише у відносно постійних умовах. Наприклад, глибоководні риби, голкошкірі, ракоподібні не переносять коливання температури навіть у межах 2–3 °C. Рослини вологих місцепроживання (лужниця болотна, недоторка та ін) моментально в'януть, якщо повітря навколо них не насичене водяними парами.

Еврібіонти- види з більшим діапазоном витривалості (екологічно пластичні види). Наприклад, види-космополіти.

Якщо потрібно підкреслити ставлення до будь-якого фактора, використовують поєднання «стіно-» і «еврі-» стосовно його назви, наприклад стенотермний вид - не переносить коливання температур, евригалінний - здатний жити при широких коливаннях солоності води тощо.

ЗАКОН МІНІМУМУ ЛІБІХА

Закон мінімуму Лібіха, або закон обмежуючого фактора

Найбільш значущим для організму є той фактор, який найбільше відхиляється від оптимального його значення.

Саме від цього мінімально (або максимально) представленого в даний момент екологічного фактора залежить виживання організму. В інші відрізки часу, що обмежують, можуть бути інші фактори. Протягом життя особини видів зустрічаються з різними обмеженнями своєї життєдіяльності. Так, фактором, що обмежує поширення оленів, є глибина снігового покриву; метелики озимої совки – зимова температура; а для харіуса – концентрація розчиненого у воді кисню.

Цей закон враховується у практиці сільського господарства. Німецький хімік Юстус фон Лібіх встановив, що продуктивність культурних рослин насамперед залежить від тієї поживної речовини (мінерального елемента), яка представлена ​​у ґрунті найслабше. Наприклад, якщо фосфору у ґрунті лише 20 % від необхідної норми, а кальцію – 50 % від норми, то обмежуючим фактором буде нестача фосфору; необхідно насамперед внести в ґрунт саме фосфоровмісні добрива.

На ім'я вченого названо образне уявлення цього закону – так звана «бочка Лібіха» (див. рис.). Суть моделі полягає в тому, що вода при наповненні бочки починає переливатись через найменшу дошку в бочці і довжина інших дощок вже не має значення.

ВЗАЄМОДІЯ ЕКОЛОГІЧНИХ ФАКТОРІВ

Зміна інтенсивності одного екологічного чинника може звузити межу витривалості організму іншого чинника чи, навпаки, збільшити його.

У природному середовищі вплив факторів на організм може підсумовуватися, взаємно посилюватись або компенсуватися.

Підсумовування факторів.Приклад: висока радіоактивність середовища проживання і одночасний вміст нітратного азоту в питній воді та їжі у кілька разів збільшують загрозу здоров'ю людини, ніж кожен із цих факторів окремо.

Взаємне посилення (явище синергізму).Наслідком є ​​зниження життєздатності організму. Підвищена вологість значно знижує стійкість організму до перенесення високих температур. Зменшення вмісту азоту у ґрунті призводить до зниження посухостійкості злаків.

Компенсація.Приклад: качки, що залишилися зимувати в помірних широтах, нестачу тепла відшкодовують рясним харчуванням; бідність ґрунту у вологому екваторіальному лісі компенсується швидким та ефективним кругообігом речовин; у місцях, де багато стронцію, молюски можуть замінювати у своїх раковинах кальцій стронцієм. Оптимальна температура підвищує витривалість до нестачі вологи та їжі.

У той самий час жоден із необхідних організму чинників може бути повністю замінено іншим. Наприклад, недолік вологи уповільнює процес фотосинтезу навіть за оптимальної освітленості та концентрації $CO_2$ в атмосфері; Нестачу тепла не можна замінити великою кількістю світла, а мінеральні елементи, необхідні для живлення рослин, - водою. Тому якщо значення хоча б одного з необхідних факторів виходить за межі діапазону толерантності, існування організму стає неможливим (див. закон Лібіха).

Інтенсивність впливу факторів середовища знаходиться у прямій залежності від тривалості цього впливу. Тривала дія високих або низьких температур згубна для багатьох рослин, тоді як короткочасні перепади рослини переносять нормально.

Таким чином, фактори середовища діють на організми спільно та одночасно. Присутність і процвітання організмів у тому чи іншому житлі залежать від цілого комплексу умов.

ЕКОЛОГІЧНІ ФАКТОРИ

Екологічні фактори - це певні умови та елементи середовища, які мають специфічний вплив на живий організм. Організм реагує вплив екологічних чинників пристосувальними реакціями. Екологічні чинники визначають умови існування організмів.

Класифікація екологічних факторів (за походженням)

• 1. Абіотичні фактори - це сукупність факторів неживої природи, що впливають на життя та поширення живих організмів. Серед них розрізняють:
• 1.1. Фізичні фактори- такі фактори, джерелом яких є фізичний стан або явище (наприклад, температура, тиск, вологість, рух повітря та ін.).
• 1.2. Хімічні фактори- такі фактори, що зумовлені хімічним складом середовища (солоність води, вміст кисню в повітрі та ін.).
• 1.3. Едафічні фактори(Ґрунтові) - сукупність хімічних, фізичних, механічних властивостей грунтів і гірських порід, що впливають як на організми, для яких вони є довкіллям, так і на кореневу систему рослин (вологість, структура грунту, вміст біогенних елементів та ін.).
• 2. Біотичні чинники - сукупність впливів життєдіяльності одних організмів на життєдіяльність інших, і навіть на неживу компоненту довкілля.
• 2.1. Внутрішньовидові взаємодіїхарактеризують взаємовідносини між організмами на рівні популяції. В основі їх лежить внутрішньовидова конкуренція.
• 2.2. Міжвидові взаємодіїхарактеризують взаємовідносини між різними видами, які можуть бути сприятливими, несприятливими та нейтральними. Відповідно, позначимо характер впливу +, - або 0. Тоді можливі такі типи комбінацій міжвидових взаємин:
• 00 нейтралізм- обидва види незалежні і не мають жодного впливу один на одного; у природі зустрічається рідко (білка та лось, метелик та комар);

+0 коменсалізм- один вид отримує користь, а інший не має жодної вигоди, шкоди теж; (великі ссавці (собаки, олені) служать рознощиками плодів і насіння рослин (реп'ях), не отримуючи ні шкоди, ні користі);

-0 аменсалізм- один вид відчуває від іншого пригнічення зростання та розмноження; (світлолюбні трави, що ростуть під ялиною, страждають від затінення, а самому дереву це байдуже);

++ симбіоз- Взаємовигідні відносини:

• ? мутуалізм- види що неспроможні існувати друг без друга; інжир і бджоли, що його запилюють; лишайник;
• ? протокооперація- спільне існування вигідне обом видам, але є обов'язковою умовою виживання; запилення бджолами різних лучних рослин;
• - - конкуренція- кожен із видів надає інший несприятливий вплив; (Рослини конкурують між собою за світло і вологу, тобто коли використовують одні й ті ж ресурси, тим більше якщо вони недостатні);

Хижацтво - хижий вид живиться своєю жертвою;

Існує й інша класифікація екологічних факторів. Більшість факторів якісно та кількісно змінюється у часі. Наприклад, кліматичні фактори (температура, освітленість та ін) змінюються протягом доби, сезону, по роках. Чинники, зміна яких у часі повторюється регулярно, називають періодичними . До них відносяться не лише кліматичні, а й деякі гідрографічні – припливи та відливи, деякі океанські течії. Чинники, що виникають несподівано (виверження вулкана, напад хижака тощо) називаються неперіодичними .

Це будь-які чинники середовища, куди організм реагує пристосувальними реакціями.

Середовище - одне з основних екологічних понять, під яким мається на увазі комплекс навколишніх умов, що впливають на життєдіяльність організмів. У широкому значенні під навколишнім середовищем розуміють сукупність матеріальних тіл, явищ та енергії, що впливають на організм. Можливо і конкретніше, просторове розуміння середовища як безпосереднього оточення організму - його довкілля. Середовище - це все те, серед чого живе організм, це частина природи, що оточує живі організми і надає на них прямий чи опосередкований вплив. Тобто. елементи довкілля, які для даного організму або виду не байдужі і так чи інакше впливають на нього, є по відношенню до нього факторами.

Складові частини середовища різноманітні і мінливі, тому живі організми постійно пристосовуються і регулюють свою життєдіяльність відповідно до варіацій параметрів зовнішнього оточення. Такі пристрої організмів звуться адаптації і дозволяють їм виживати і розмножуватися.

Усі екологічні фактори ділять на

• Абіотичні фактори - прямо або опосередковано діють на організм фактори неживої природи - світло, температура, вологість, хімічний склад повітряного, водного та ґрунтового середовища та ін. .
• Біотичні фактори – всі форми впливу на організм з боку оточуючих живих істот (мікроорганізмів, вплив тварин на рослини та навпаки).
• Антропогенні фактори - різноманітні форми діяльності людського суспільства, які призводять до зміни природи як довкілля інших видів або безпосередньо позначаються на їхньому житті.

Екологічні фактори впливають на живі організми

• як подразники, що викликають пристосувальні зміни фізіологічних та біохімічних функцій;
• як обмежувачі, що зумовлюють неможливість існування в цих умовах;
• як модифікатори, що викликають структурно-функціональні зміни в організмах, та як сигнали, що свідчать про зміни інших факторів середовища.

У цьому можна встановити загальний характер впливу екологічних чинників живий організм.

Будь-який організм має специфічний комплекс пристосувань до факторів середовища проживання і благополучно існує лише певних межах їх змінюваності. Найбільш сприятливий для життєдіяльності рівень фактора називається оптимальним.

При невеликих значеннях або надмірному впливі фактора життєва активність організмів різко падає (помітно пригнічується). Діапазон дії екологічного фактора (область толерантності) обмежений точками мінімуму та максимуму, що відповідають крайнім значенням даного фактора, за яких можливе існування організму.

Верхній рівень фактора, за межами якого життєдіяльність організмів стає неможливою, називається максимумом, а нижній – мінімумом (рис.). Звичайно, для кожного організму характерні свої максимуми, оптимуми та мінімуми екологічних факторів. Наприклад, кімнатна муха витримує коливання температури від 7 до 50 ° С, а людська аскарида живе лише за температури тіла людини.

Точки оптимуму, мінімуму та максимуму становлять три кардинальні точки, що визначають можливості реакції організму на даний фактор. Крайні точки кривої, що виражають стан пригнічення при нестачі чи надлишку фактора, називають областями песимуму; їм відповідають песимальні значення фактора. Поблизу критичних точок лежать сублетальні величини фактора, а поза зони толерантності - летальні зони фактора.

Умови середовища, за яких будь-який фактор або їх сукупність виходить за межі зони комфорту і чинить пригнічуючу дію, в екології часто називають крайніми, граничними (екстремальними, важкими). Вони характеризують як екологічні ситуації (температура, солоність), а й такі місцепроживання, де умови близькі до меж можливості існування рослин і тварин.

На будь-який живий організм одночасно впливає комплекс факторів, але лише один є обмежуючим. Фактор, що ставить рамки для існування організму, виду або співтовариства, називається таким, що лімітує (обмежує). Наприклад, поширення багатьох тварин і рослин на північ обмежується недоліком тепла, тоді як на півдні обмежуючим фактором для тих самих видів може виявитися недолік вологи або необхідної їжі. Проте межі витривалості організму стосовно лімітуючого чинника залежить від рівня інших чинників.

Для життя деяких організмів потрібні умови, обмежені вузькими межами, тобто діапазон оптимуму не є незмінним для виду. Оптимум впливу фактора різний і в різних видів. Розмах кривої, тобто відстань між пороговими точками, показує зону дії екологічного фактора на організм (рис. 104). В умовах, близьких до граничної дії фактора, організми почуваються пригнічено; вони можуть існувати, але не досягають повного розвитку. Рослини зазвичай не плодоносять. У тварин, навпаки, прискорюється статева зрілість.

Величина діапазону дії фактора і особливо зони оптимуму дозволяє судити про витривалість організмів по відношенню до даного елемента середовища, свідчить про їхню екологічну амплітуду. У зв'язку з цим організми, які можуть жити в досить різноманітних умовах зовнішнього середовища, називаються зврібіонтними (від грец. "Еврос" - широкий). Наприклад, ведмідь бурий живе в умовах холодного та теплого клімату, у сухих та вологих районах, харчується різноманітною рослинною та тваринною їжею.

По відношенню до приватних факторів середовища використовують термін, що починається з тієї самої приставки. Наприклад, тварини, здатні існувати у широкому діапазоні температур, називаються евритермними, а організми, здатні жити лише у вузьких температурних інтервалах, відносяться до стенотермних. За цим принципом організм може бути евригидридным або стеногидридным залежно з його реакцію коливання вологості; евригалінним або стеногалінним – залежно від здатності переносити різні значення солоності середовища тощо.

Існують також поняття екологічної валентності, яка є здатністю організму заселяти різноманітні середовища, та екологічної амплітуди, що відображає ширину діапазону фактора або ширину зони оптимуму.

Кількісні закономірності реакції організмів на вплив екологічного чинника різняться відповідно до умов їх проживання. Стенобіонтність чи еврібіонтність не характеризує специфічність виду стосовно будь-якого екологічного фактора. Наприклад, деякі тварини приурочені до вузького діапазону температур (тобто стенотермни) і можуть існувати у широкому діапазоні солоності середовища (евригалинные).

Чинники зовнішнього середовища впливають на живий організм одночасно і спільно, причому дія одного з них певною мірою залежить від кількісного вираження інших факторів – світла, вологості, температури, оточуючих організмів тощо. Ця закономірність отримала назву взаємодії факторів. Іноді нестача одного фактора частково компенсується посиленням діяльності іншого; проявляється часткова замінність впливу екологічних факторів. У той самий час жоден із необхідних організму чинників може бути повністю замінено іншим. Фототрофні рослини не можуть рости без світла при оптимальних режимах температури або живлення. Тому якщо значення хоча б одного з необхідних факторів виходить за межі діапазону толерантності (нижче за мінімум або вище максимуму), то існування організму стає неможливим.

Фактори середовища, що мають у конкретних умовах песимальне значення, тобто найбільш віддалені від оптимуму, особливо ускладнюють можливість існування виду в умовах, незважаючи на оптимальне поєднання інших умов. Ця залежність одержала назву закону обмежуючих факторів. Такі фактори, що ухиляються від оптимуму, набувають першорядного значення в житті виду або окремих особин, визначаючи їх географічний ареал.

Виявлення обмежуючих чинників дуже важливо у практиці сільського господарства задля встановлення екологічної валентності, особливо у найбільш уразливі (критичні) періоди онтогенезу тварин і рослин.