Закон ограничивающего фактора

Статья составлена с использованием следующих материалов:

Ахатов А. Г. Экология. Энциклопедический словарь. ТКИ, Экополис, 1995г. — 368 с.

2.

Бей-Биенко Г.Я. Общая энтомология. — 3-е издание., доп.— М.: Высш.школа, 1980. — 416 с.,ил.

3.

Карлик Л. Н. Мечников. Москва: Медгиз, 1946 г.

4.

Уоллес А., Тропическая природа, М.: Мысль, 1975 г. — 226 с.

5.

Шилов И. А. Экология, М., Высшая школа, 1998. — 512 с.

6.

Шовен Р., Мир насекомых, М., изд-во «Мир», 1970 – 242 с.

Изображения (переработаны):
7.

Japanese beetle, Popillia japonica Newman, 1841, Mike Reding & Betsy Anderson, USDA Agricultural Research Service, Bugwood.org, по лицензииCC BY

8.

milky spore disease, Bacillus popilliae Dutky, David Cappaert, Michigan State University, Bugwood.org, по лицензии CC BY NC

9.

Papilio machaon Linnaeus, 1758, pupa, Luis Miguel Bugallo Sánchez, по лицензии CC BY SA

10.

peleides blue morpho, Morpho helenor peleides Kollar, David Cappaert, Michigan State University, Bugwood.org, по лицензии CC BY NC

Свернуть
Список всех источников

«Бочка Либиха»

Закон ограничивающего фактора

Фактор, ограничивающий жизнедеятельность организмов, может быть разным. Сформулированный закон по сей день активно используется в сельском хозяйстве. Ю.Либих установил, что продуктивность растений зависит в первую очередь от минерального вещества (питательного), наиболее слабо выраженного в грунте. К примеру, если азота в почве всего лишь 10% от требуемой нормы, а фосфора – 20%, то фактор, ограничивающий нормальное развитие, – недостаток первого элемента. Следовательно, в почву следует первоначально внести азотсодержащие удобрения. Максимально понятно и наглядно значение закона было изложено в так называемой «бочке Либиха» (на фото выше). Ее суть в том, что при наполнении сосуда вода начинает переливаться через край там, где наиболее короткая доска, а длина остальных уже не имеет особого значения.

Виды ограничивающих факторов

Для каждой особи набор ограничивающих факторов может быть совершенно разным. Ю. Либих установил также, что продуктивность растительных организмов зависит от набора минеральных веществ, которые наиболее слабо выражены в грунте. Если таким веществом, например, является азот, то в почву, в первую очередь, необходимо внести азотсодержащие удобрения.

Максимально понятным и наглядным закон Либиха становится на примере так называемой «бочки Либиха». Его суть заключается в том, что при наполнении сосуда водой, она начинает переливаться через край в области наиболее короткой доски. Длина остальных не имеет особого значения. Поэтому целесообразно понимать, что для выделения ограничивающего фактора необходимо четко понимать все особенности жизнедеятельности той или иной группы особей.

Как уже отмечалось ранее, ограничивающие факторы весьма разнообразны для всех организмов, но есть несколько глобальных экологических параметров, которые касаются абсолютно всех живых организмов. К ним относят:

  • воду;
  • свет;
  • температуру;
  • влажность.

Определение 2

Вода – это основа жизни, она играет ключевую роль в жизнедеятельности клетки и всего организма в целом.

Поддержание ее на должном уровне является одной из главнейших функций любого организма растения или животного. Влага неравномерно распределяется по поверхности Земли в течении длительного периода времени. В связи с этим многие организмы приспособились к экономии влаги и переживанию периода засухи с помощью состояния покоя или спячки. Максимально сильно данный фактор выражается в пустынных и полупустынных территориях. Поэтому внутри них достаточно скудная флора и фауна.

Еще одним ограничивающим фактором глобального действия является действие света. Он поступает к живым организмам в виде солнечной радиации. Для организма имеет значение длина волны, продолжительность ее воздействия, интенсивность излучения. В зависимости от динамики данных показателей формируется качество адаптации живых организмов к динамике условий окружающей среды. Свет выражается как ограничивающий фактор внутри морских глубин. Также здесь действуют давление и концентрация кислорода в качестве лимитирующих факторов. Напротив, в лесах Южной Америки ограничивающим фактором является действие температуры.

Любой процесс организма зависит от внешней и внутренней температуры. При этом большинство организмов приспособлено к небольшому диапазону колебания температур, а именно 15 — 30°С). Такая зависимость сильно выражается у пойкилотермных организмов, например, рептилий. Множество процессов в ходе эволюции позволяют преодолеть данную зависимость. К ним относят:

  • испарение воды при жаркой погоде регулируется устьицами растений;
  • регуляция испарения воды через покровы животных;
  • поведенческие особенности (животные скрываются в тени, норах) и пр.

Для многих живых организмов ограничивающим фактором становится действие человека или его негативное влияние. В данном контексте часто выделяют загрязняющие вещества. Последние несколько столетий для человека ознаменовались стремительным техническим прогрессом, бурным развитием промышленности. Это привело к тому, что вредные выбросы в водоемы, почву и в атмосферу увеличились в несколько раз.

Таким образом, понять, каким именно образом тот или иной фактор ограничивает деятельность организма достаточно сложно. Это подтверждается тем, что видовое разнообразие отдельных территорий существенно меняется. Сама частая смена видового разнообразия является в какой – то мере ограничивающих факторов. Каждый вид и даже особь индивидуальна и оригинальна, в связи с этим и набор лимитирующих факторов существенно различается. Например, форель обладает конкретными пределами выносливости, хотя у других рыб они гораздо более широкие.

Обыкновенная лисица обитает повсеместно даже в областях тундры и лесотундры. Но животные стенобионты способны выдержать очень узкие колебания температуры. К ним относят практически все растения так называемых дождевых лесов.

Обзор

Идентификация фактора как ограничивающего возможна только в отличие от одного или нескольких других факторов, которые не являются ограничивающими. Дисциплины различаются в использовании термина в отношении того, допускают ли они одновременное существование более чем одного ограничивающего фактора, который (в таком случае может быть назван «со-ограничивающим»), но все они требуют наличия хотя бы одного неограничивающего фактора, когда используются термины. Есть несколько различных возможных сценариев ограничения, когда присутствует более одного фактора. Первый сценарий, называемый единичным ограничением, возникает, когда только один фактор, имеющий максимальный спрос, ограничивает Систему. Последовательное совместное ограничение — это когда один фактор не имеет прямого ограничивающего воздействия на систему, но должен присутствовать, чтобы увеличить ограничение второго фактора. Третий сценарий, независимое ограничение, возникает, когда два фактора оказывают ограничивающее влияние на систему, но действуют через разные механизмы. Другой сценарий, синергетическое ограничение, возникает, когда оба фактора вносят вклад в один и тот же механизм ограничения, но по-разному.

В 1905 году Фредерик Блэкман сформулировал роль ограничивающих факторов следующим образом: «Когда процесс обусловлен своей скоростью несколькими отдельными факторами, скорость процесса ограничивается темпом самого медленного фактора». Что касается величины функции, он писал: «Когда величина функции ограничена одним из набора возможных факторов, увеличение этого фактора, и только этого одного, приведет к увеличению величина функции «.

Загрязняющие вещества

Значение антропогенного фактора нельзя недооценивать. Последние несколько столетий для человека ознаменовались стремительным техническим прогрессом, бурным развитием промышленности. Это привело к тому, что вредные выбросы в водоемы, почву и в атмосферу увеличились в несколько раз. Понять, какой фактор ограничивает тот или иной вид, можно только после исследований. Подобное положение дел объясняет тот факт, что видовое разнообразие отдельных регионов или областей изменилось до неузнаваемости. Организмы меняются и приспосабливаются, одни сменяют другие.

Всё это — основные факторы, ограничивающие жизнь. Помимо них, существует множество других, перечислить которые просто невозможно. Каждый вид и даже особь индивидуальна, поэтому и лимитирующие факторы будут самыми разнообразными. К примеру, для форели важен процент кислорода, растворенного в воде, для растений — количественный и качественный состав насекомых-опылителей и т.д.

Закон ограничивающего фактора

Все живые организмы имеют определенные пределы выносливости по тому или иному лимитирующему фактору. У некоторых они достаточно широкие, у других – узкие. В зависимости от этого показателя различают эврибионтов и стенобионтов. Первые способны переносить большую амплитуду колебания различных ограничивающих факторов. К примеру, обыкновенная лисица, обитающая повсеместно от степей до лесотундры, волки и т.д. Стенобионты, напротив, способны выдержать очень узкие колебания, к ним относятся практически все растения дождевых лесов.

Ограничивающий экологический фактор: что это?

Немецкий химик и основоположник агрохимии, профессор Юстус фон Либих, сделал множество открытий. Одно из самых известных и признанных – открытие фундаментального закона экологии: ограничивающего фактора. Он был сформулирован в 1840 году, а позже дополнен и обобщен Шелфордом. Закон гласит, что для любого живого организма наиболее значим тот фактор, который в большей степени отклоняется от своего оптимального значения. Иными словами, существование животного или растения зависит от степени выраженности (минимальной или максимальной) того или иного условия. Особи встречаются на протяжении своей жизни с самыми разнообразными ограничивающими факторами.

В бизнесе и технологии

Деловой Глоссарий AllBusiness.com определяет ограничение (ограничение) фактор как «пункт, который ограничивает или ограничивает производство или продажу данного продукта». Обеспеченные примеры включают: «ограниченные машинные часы и трудовые часы и нехватка материалов и квалифицированного труда. Другие ограничивающие факторы могут быть кубическими футами показа или складской площади или оборотного капитала». Термин также часто используется в технологической литературе.

Анализ ограничения деловых факторов является частью техники оценки и анализа программ, анализа критического пути и теории ограничений, как представлено в романе Цель.

Бизнес и технологии

AllBusiness.com определяет ограничивающий (сдерживающий) фактор как «элемент, который ограничивает или ограничивает производство или продажу данного продукта». Приведенные примеры включают: «ограниченное количество машинных часов и рабочего времени, нехватка материалов и квалифицированной рабочей силы. Другими ограничивающими факторами могут быть кубические футы выставочной или складской площади или оборотный капитал». Этот термин также часто используется в технической литературе.

Анализ ограничивающих бизнес-факторов является частью методики оценки и обзора программы , анализа критического пути и теории ограничений, представленных в романе «Цель» .

Взаимодействие экологических факторов

Исходя из описанных ранее закономерностей действия факторов среды на организм, можно предвидеть реакцию организма на определенную силу воздействия фактора. Однако в природе все факторы среды воздействуют на организм одновременно и с разной силой. Причем сила воздействия отдельного фактора в значительной степени зависит от сочетания и количественного значения силы воздействия других факторов.

В среде обитания экологические факторы не только влияют на организмы, но и взаимодействуют друг с другом. При этом наблюдается усиление или ослабление силы воздействия одного фактора под влиянием другого. В результате абсолютная сила воздействия фактора, измеряемая с помощью соответствующего прибора, не равна силе воздействия фактора, воспринимаемой организмом. Например, высокую температуру легче переносить при низкой, а не высокой влажности воздуха. А угроза обморожения выше на морозе с сильным ветром, чем в безветренную погоду. Таким образом, один и тот же фактор в сочетании с другими оказывает неодинаковое экологическое воздействие на организм. И наоборот, один и тот же экологический эффект для организма может быть достигнут разными путями. Например, недостаток влаги для растений может быть компенсирован поливом или снижением температуры среды; скорость фотосинтеза при слабой освещенности может быть увеличена дополнительным источником света или повышением концентрации углекислого газа в воздухе.

Эти примеры служат доказательством комплексного воздействия факторов на организм и частичной взаимозаменяемости действия одного экологического фактора другим. Взаимная компенсация факторов имеет пределы и полностью заменить один из необходимых организму факторов другим невозможно.

Например, зеленое растение нельзя вырастить в полной темноте даже при самой высокой концентрации углекислого газа. Оно не будет расти на дистиллированной (не содержащей минеральных веществ) воде при самом оптимальном световом и тепловом режиме. Эта закономерность получила название принципа незаменимости факторов: действие одного фактора может быть изменено другим, но не заменено им.

В природной среде в результате взаимодействия различных факторов их действие на организм может компенсироваться, суммироваться и взаимно усиливаться.

Компенсация факторов для организма наблюдается в основном в пределах экосистемы. Именно в экосистеме на организм воздействуют экологические факторы среды. И здесь усиление или ослабление силы воздействия одного фактора может компенсировать недостаток или избыток силы воздействия другого фактора. Например, для растений снижение температуры может частично компенсировать недостаток влаги в почве. Это происходит в результате ослабления транспирации и уменьшения расходования растениями воды при низкой температуре.

Примером простого суммирования факторов является одновременное неблагоприятное действие на человека и животных высокой температуры и недостатка воды. При недостаточном поступлении воды в организм высокая температура, повышающая потоотделение, будет ускорять процесс обезвоживания организма.

Экологические факторы могут взаимно усиливать свое действие на организм. Примером может служить одновременное неблагоприятное воздействие на человека радиоактивного излучения и повышенного содержания нитратов в питьевой воде. В этом случае в несколько раз увеличивается угроза здоровью по сравнению с суммарным действием каждого из этих факторов в отдельности.

В условиях комплексного воздействия факторов среды на организм встает вопрос: какой из факторов играет главную роль в жизни организма в данной среде?

Химия

В стехиометрии в виде химической реакции для получения химического продукта, он может наблюдаться или предсказано , что с суммой , поставляемая в указанных пропорциях, один из реагентов будет потребляться по реакции перед другими. Таким образом, количество продукта ограничено подачей этого реагента. Этот ограничивающий реагент определяет теоретический выход реакции. Говорят, что другие реагенты не являются ограничивающими или избыточными. Это различие имеет смысл только тогда, когда равновесие так благоприятствует продуктам, чтобы вызвать полное потребление одного из реагентов.

При изучении кинетики реакции скорость протекания реакции может быть ограничена концентрацией одного из реагентов или катализаторов. В многостадийных реакциях стадия может ограничивать скорость получения конечного продукта. In vivo в организме или экологической системе такие факторы могут быть ограничивающими скорость, или в общем анализе многоступенчатого процесса, включая биологический, геологический, гидрологический или атмосферный перенос и химические реакции, перенос реагента может быть ограничивающим.

Температура окружающей среды

Ни для кого не секрет, что все физиологические процессы, протекающие в организме, зависят от внешней и внутренней температуры. Причем большая часть видов приспособлена к довольно узкому диапазону (15-30 °С). Особенно сильно выражена зависимость у организмов, которые не способны самостоятельно поддерживать постоянную температуру тела, к примеру, пресмыкающихся (рептилий). В процессе эволюции сформировалось множество приспособлений, позволяющих преодолевать этот ограниченный фактор. Так, испарение воды при жаркой погоде во избежание перегрева у растений усиливается через устьица, у животных — через кожные покровы и дыхательную систему, а также поведенческие особенности (скрываются в тени, норах и т.д.).

Проверим знания

    Ключевые вопросы

*1. Дайте определение лимитирующего фактора. 2. Как определить лимитирующий фактор? Какое это имеет значение в природе и хозяйстве? *3. Чем отличается трактовка лимитирующего фактора согласно правилу минимума Либиха и закону толерантности Шелфорда?

    Сложные вопросы

*1. Какое из указанных значений температуры ( 25 °C; 18 °С; 12 °C; 14 °C; 33 °C) будет ограничивать рост растения, если его пределы выносливости к температуре составляют 12—55 °С? До  какого из указанных значений нужно повысить температуру, чтобы наблюдался максимальный рост данного растения? 2. Какие из экологических факторов, по вашему мнению, с наибольшей вероятностью могут стать лимитирующими для урожайности картофеля и почему? Как эти знания можно использовать в сельскохозяйственной деятельности человека? 3. Определите, какой фактор будет лимитирующим для комнатных растений (например, орхидеи)? Как можно уменьшить его действие, чтобы сохранить комнатные растения, если вашей семье необходимо уехать в отпуск на 10 дней?

*Индивидуальное домашнее задание. Проведите наблюдение за растениями одного и того же вида, произрастающими в разных экологических условиях. Сравните их состояние и попробуйте установить для них лимитирующие факторы.

Лимитирующие факторы живой природы

Ограничивать жизнедеятельность насекомых могут не только явления неживой природы, но и факторы биологического происхождения. Биологические лимитирующие факторы в виде хищников угрожают всем растительноядным видам: так, для бабочек даже в пределах класса угрозу способны создавать десятки хищников, от богомолов и муравьев до  златоглазок и некоторых кузнечиков.

Аналогичным образом, у многих отрядов и семейств жизнедеятельность ограничена присутствием в области их обитания паразитов и патогенных микроорганизмов, вызывающих болезни. Впервые угнетающие явления в виде болезнетворных бактерий Bacillus solitarius были открыты известным биологом И.И. Мечниковым, описавшим заболевание у личинок вредителя злаков – хлебного жука. В настоящее время бактерии рода Bacillus широко используются в качестве искусственного лимитирующего фактора для борьбы с личинками сельскохозяйственных вредителей. (фото)

В обычных условиях каждый вид и популяция стремится занять свою экологическую нишу, однако иногда складываются такие условия, что два и более видов конкурируют между собой. В этом случае они становятся лимитирующими факторами друг для друга. Чаще всего конкуренция развивается из-за недостатка пищевых ресурсов; нередко она происходит между летающими насекомыми, опыляющими одни и те же растения.

У общественных форм – муравьев и термитов – конкуренция заметна не только за пределами вида, но и внутри него. Эти насекомые живут автономными колониями, и каждая семья создает для любой другой потенциальную угрозу, уничтожая доступную пищу и занимая ее потенциальный «дом».

Если говорить о переносимости биологических факторов, стенобионтами являются насекомые-паразиты растений и животных, которые избирательны в отношении пищи и способа ее добычи. Среди более выносливых эврибионтов насчитывается множество высокоразвитых насекомых. Японский жук, бабочка медведица и сотни других видов расселены по огромным территориям, они используют в качестве питания различные растения и прекрасно существуют даже в условиях изобилия хищников.

Живой организм переносит стресс до зоны оптимума

Живой организм относительно хорошо переносит воздействие экологических факторов до тех пор, пока результат их влияния не переходит за пределы (критические точки существования), после которых начинается угнетение его жизнедеятельности.

В диапазоне между данными границами находятся зона отпимума (комфорта) и зоны толерантности (терпимости). В этом промежутке воздействие фактора на особь является наиболее оптимальным.

От границ влияния экологического фактора зависят возможные реакции организма при определенных условиях. Выход за «критические точки» приводит к следующим результатам:

  • Исчезновение вида в пределах одного ареала, например, после его миграции на другие территории более пригодные для проживания.
  • Трансформация соотношения рождаемости и смертности особей (при внезапных и сильных изменениях в природе).
  • Адаптация организмов, которая приводит к появлению новых видов с определенными отличиями на генном уровне. В процессе приспособления особи приобретают закалку, повышенную выносливость, новые способы выживания. Именно способность к адаптации зачастую является определяющим свойством самых сильных и жизнеспособных особей и видов.

Экологические факторы.

В понятие природной среды входят все условия живой и неживой природы, в которых существуют организм, популяция, природное сообщество. Природная среда прямо или косвенно влияет на их состояние и свойства. Компоненты природной среды, влияющие на состояние и свойства организма, популяции, природного сообщества, называют экологическими факторами. Среди них различают три разные по своей природе группы факторов:

абиотические факторы — все компоненты неживой природы, среди которых наиболее важны свет, температура, влажность и другие компоненты климата, а также состав водной, воздушной И почвенной среды;

биотические факторы — взаимодействия между различными особями в популяциях, между популяциями в природных сообществах;

ограничивающие факторы — экологические факторы, выходящие за границы максимума или минимума выносливости, ограничивающие существование вида.

антропогенный фактор — вся разнообразная деятельность человека, которая приводит к изменению природы как среды обитания всех живых организмов или непосредственно сказывается на их жизни.

Разные экологические факторы, такие, как температура, влажность, пища, действуют на каждую особь. В ответ на это у организмов через естественный отбор вырабатываются различные приспособления к ним. Интенсивность факторов, наиболее благоприятную для жизнедеятельности, называют оптимальной или оптимумом.

Оптимальное значение того или иного фактора для каждого вида различно. В зависимости от отношения к тому или иному фактору виды могут быть тепло- и холодолюбивые (слон и белый медведь), влаго- и сухолюбивые (липа и саксаул), приспособленные к высокой или низкой солености воды и т. д.

Ограничивающий фактор

На организм одновременно влияют многочисленные разнообразные и разнонаправленные факторы среды. В природе сочетание всех воздействий в их оптимальных, наиболее благоприятных значениях практически невозможно. Поэтому даже в местообитаниях, где наиболее благоприятно сочетаются все (или ведущие) экологические факторы, каждый из них чаще всего несколько отклоняется от оптимума. Для характеристики действия факторов внешней среды на животных и растения существенно, что по отношению к одним факторам организмы обладают широким диапазоном выносливости и выдерживают значительные отклонения интенсивности фактора от оптимальной величины.

Под эффективной температурой понимают разницу между температурой среды и температурным порогом развития. Так, развитие икры форели начинается при 0°С, значит, эта температура служит порогом развития. При температуре воды 2 С мальки выходят из лицевых оболочек через 205 дней, при 5°С — через 82 дня, а при 10°С — через 41 день. Во всех случаях произведение положительных температур среды на число дней развития остается постоянным: 410. Это и будет сумма эффективных температур.

Таким образом, для осуществления генетической программы развития животным с непостоянной температурой тела (и растениям) необходимо получать определенное ког личество теплоты.

И пороги развития, и сумма эффективных температур для каждого вида свои. Они обусловлены исторической приспособленностью вида к определенным условиям жизни.

От суммы температур за определенный период времени зависят и сроки цветения растений. Например, для зацветания мать-и-мачехи требуется 77, для кислицы — 453, а для земляники — 500. Сумма эффективных температур, которую нужно набрать для завершения жизненного цикла, часто ограничивает географическое распространение вида. Так, северная граница древесной растительности совпадает с июльскими изотермами Ю…12°С. Севернее уже не хватает тепла для развития деревьев и зона лесов сменяется тундрой. Точно также, если в умеренной зоне хорошо растет ячмень (его сумма температур за весь период от посева до уборки составляет 160 -1900°С), то этого количества тепла недостаточно для риса или хлопчатника (при требуемой для них сумме температур 2000-4000°С).

Многие факторы становятся ограничивающими в период размножения. Пределы выносливости для семян, яиц, эмбрионов, личинок обычно уже, чем для взрослых растений и животных. Например, многие крабы могут заходить в рекя далеко вверх по течению, но их личинки в речной воде развиваться не могут. Ареал промысловых птиц часто определяется влиянием климата на яйца или птенцов, а не на взрослых особей.

Выявление ограничивающих факторов очень важно в практическом отношении. Так, пшеница плохо растет на кислых почвах, а внесение в почву извести позволяет значительно повысить урожайность

.

20.Пищевые цепи питания .Структура цепей питания.

Пищевая (трофическая) цепь —
ряд взаимоотношений между
группами организмов (растений, животных, грибов и микроорганизмов),
при котором происходит перенос вещества
и энергии путем поедания одних особей
другими.

Организмы
последующего звена поедают организмы
предыдущего звена, и таким образом
осуществляется цепной перенос энергии и вещества,
лежащий в основе круговорота веществ
в природе.
При каждом переносе от звена к звену
теряется большая часть (до
80—90 %) потенциальной
энергии, рассеивающейся в виде тепла.
По этой причине число звеньев (видов) в
цепи питания ограничено и не превышает
обычно 4—5.

Структура
пищевой цепи

Пищевая
цепь представляет собой связную линейную
структуру из звеньев,
каждое из которых связано с соседними
звеньями отношениями «пища —
потребитель». В качестве звеньев цепи
выступают группы организмов, например,
конкретные биологические
виды. Связь между двумя звеньями
устанавливается, если одна группа
организмов выступает в роли пищи для
другой группы. Первое звено цепи не
имеет предшественника, то есть организмы
из этой группы в качестве пищи не
использует другие организмы,
являясь продуцентами.
Чаще всего на этом месте
находятся растения, грибы, водоросли.
Организмы последнего звена в цепи не
выступают в роли пищи для других
организмов.

21.
Биогеоценоз, его структура и
функционирование.

Биогеоценоз
– устойчивая динамическая система,
образованная сообществом организмов
биоценоза и окр. их неживой природой.
Сущность функционирования биогеоценоза можно
представить в виде сложной системы
множества синхронных биопотоков,
направленных в биогеоценоз извне и
исходящих из него. Предлагается различать
две стороны этой сущности: Одна сторона –
статичность, или неподвижность, отражаемая
в пространственной структуре. Вторая
сторона сущности отражает мобильность
и многофункциональность биогеоценоза.

Продуценты
– автотрофы, синтезируют органические
вещества из неорган.(растения,
цианобактерии.)
Консументы
—гетеротрофы, растительно и
плотоядные(животные)
Редуценты
— гетеротрофы, разрушающие остатки
мертвых растений и животных(бактерии,
грибы)

22.
искусственные экологические
системы
Искусственные
экосистемы — это экосистемы, созданные
человеком, например, агроценозы, природно-хозяйственные
системы
1. меньшим числом видов и
преобладанием организмов одного или
нескольких видов (низкая выравненность
видов);
2.невысокой устойчивостью и
сильной зависимостью от энергии, вносимой
в систему человеком;
3.короткими цепями
питания из-за небольшого числа
видов;
4.незамкнутым круговоротом
веществ вследствие изъятия урожая
(продукции сообщества) человеком, тогда
как естественные процессы наоборот
стремятся включить в круговорот как
можно большую часть урожая.

23.
Общие свойства биогеоценозов: устойчивость
и способность эволюционировать.
Биогеоценоз
– устойчивая динамическая система,
образованная сообществом организмов
и окр.неживой природой. Эволюция
биогеоценоза базируется на эволюции
отдельных популяций разнообразных
организмов, а результатом ее является
возникновение сообщества, включающего
в себя новые виды, каждый из которых
выполняет присущую только ему функцию
в целостной системе.
Устойчивость:
достаточность
жизненного пространства, то есть такой
объем или площадь, которые обеспечивают
один организм всеми необходимыми ему
ресурсами.
а)богатство видового
состава. Чем он богаче, тем устойчивее
цепи питания и, следовательно, круговорот
веществ.
б)многообразие взаимодействия
видов, которые также поддерживают
прочность трофических отношений.

в) средообразующие свойства видов, то
есть участие видов в синтезе или окислении
веществ.
г)направление антропогенного
воздействия.

Свет

Поступающий в форме солнечной радиации свет обеспечивает все жизненные процессы на планете. Организмам важна его длина волны, продолжительность воздействия, интенсивность излучения. В зависимости от этих показателей происходит адаптация организма к условиям среды. Как фактор, ограничивающий существование, он особенно сильно выражен на больших морских глубинах. К примеру, растения на глубине 200 м уже не встречаются. В совокупности с освещением здесь «работают», как минимум еще два лимитирующих фактора: давление и концентрация кислорода. Противопоставить этому можно влажные тропические леса Южной Америки, как наиболее благоприятную для жизни территорию.

Закон ограничивающего фактора

Общие понятия учения о лимитирующих факторах

К лимитирующим могут относиться любые факторы среды: освещение, температура, влажность, микросреда, состав почвы и др. Учение о лимитирующих факторах основано на двух основополагающих постулатах: законе Либиха (1840) и законе Шелфорда (1913).

Каждый вид растений, микроорганизмов и животных существует в условиях, при которых их жизнь наиболее комфортна. Для того, чтобы представители каждой популяции могли полноценно питаться, развиваться и размножаться, необходимо соответствие каждого экологического фактора определенным значениям, которые укладываются в более или менее широком диапазоне. К насекомым это относится в той же степени, что и к другим живым организмам, поэтому в дальнейшем мы будем рассматривать влияние лимитирующих факторов на примере этого класса.

Для жизнеспособности организмов опасно как снижение, так и превышение оптимальных значений температуры, влажности и т.д. Выход их величин за пределы выносливости приводит к гибели организма, популяции или даже экосистемы.

Например,  если в почве недостает какого-то определенного микроэлемента, это вызывает снижение урожайности растений. Из-за отсутствия пищи гибнут насекомые, которые питались этими растениями. Последнее, свою очередь, отражается на выживаемости хищников-энтомофагов: других насекомых, птиц, некоторых Земноводных и т.д.

Каждый организм характеризуется определенным экологическим минимумом и максимумом, между которыми находится зона нормальной жизнедеятельности (или оптимума). Чем дальше тот или иной фактор отклоняется от значения оптимума, тем в большей степени заметно его негативное воздействие. За пределами критических точек (крайних значений лимитирующего фактора) существование организма невозможно.

Лимитирующий фактор

Факторы среды, воздействующие на организм, обладают разной силой воздействия. Но организм в один и тот же момент не может проявлять разный уровень жизнедеятельности в ответ на действие каждого из этих факторов. Например, если для растения температура находится в зоне оптимума, освещенность — в зоне нормальной жизнедеятельности, а влажность — в зоне пессимума, то данное растение не будет расти и развиваться, хотя света и тепла достаточно. Его жизнедеятельность будет ограничивать недостаток или избыток влаги. Если произвести полив растения при недостатке влаги, то оно вновь начнет расти. А при избытке влаги, наоборот, нужно прекратить полив, чтобы возобновился рост растения. Следовательно, жизнедеятельность организма лимитирует (ограничивает) фактор, который больше всего отклонился от зоны оптимума. Если этот фактор выйдет за пределы толерантности, то организм погибнет.

Лимитирующий (ограничивающий) фактор — фактор, наиболее отклонившийся от своего оптимального значения по сравнению с другими факторами. Он определяет уровень жизнедеятельности организма в данной среде.

Если изменить силу воздействия лимитирующего фактора, то жизнедеятельность организма изменится. Значит, выявление лимитирующих факторов имеет большое практическое значение, поскольку позволяет управлять жизнедеятельностью организмов.

Это дает человеку отправную точку при исследовании сложных ситуаций в хозяйственной деятельности, а также помогает понять многие явления и принципы распределения организмов в природе

Основное внимание следует уделять тем факторам, которые наиболее важны для организма на данном этапе его жизненного цикла. Тогда удастся довольно точно предсказать результат изменений среды

Чтобы сохранить исчезающий вид в определенном регионе, нужно выяснить, не выходят ли лимитирующие факторы среды за пределы экологической пластичности его организмов

Особенно это важно в период размножения и развития. Изменяя силу воздействия факторов, ограничивающих размножение особей, можно добиться повышения их численности

Таким способом удастся сохранить исчезающий вид. Выявление лимитирующих факторов очень важно и в практике сельского хозяйства. Так, направив основные усилия на их устранение, можно быстро и эффективно повысить урожайность культурных растений или продуктивность домашних животных.

Когда закон минимума не работает

Использование закона минимума ограничивают 2 простых принципа. Во-первых, закон минимума работает только для стационарных систем, в которых взаимодействие энергии и веществ зависит от их утечки. Во-вторых, действие закона зависит от компенсаторных способностей системы и её организмов.

Если хотите более прочитать про более прикладное применение “Закона минимума”, вам стоит узнать про принцип Паретто или правило 20/80.

Иногда ограничивающий фактор заменяется другим при условии его повышенного содержания. Такая реакция возможна при изменении потребности организма в недостающем веществе. Она обеспечивает выживание организма в условиях полного или практически полного отсутствия определенных веществ.

admin
Оцените автора
( Пока оценок нет )
Добавить комментарий