Наше знайомство з екологією ми починаємо, мабуть, з одного з найбільш розроблених та вивчених розділів – аутекології. Увага аутекології концентрується на взаємодії особин або груп особин з умовами навколишнього середовища. Тому ключовим поняттям аутекології є екологічний чинник, тобто фактор довкілля, що впливає організм.

Жодні природоохоронні заходи не можливі без вивчення оптимуму дії того чи іншого фактора на даний біологічний вид. Справді, як охороняти той чи інший вид, якщо не знати, які умови життя він надає перевагу. Навіть "охорона" такого виду як людина розумна вимагає знання санітарно-гігієнічних норм, які є ні що інше, як оптимум різних екологічних факторів стосовно людини.

Вплив довкілля на організм і називається екологічним фактором. Точне наукове визначення звучить так:

ЕКОЛОГІЧНИЙ ФАКТОР - будь-яка умова середовища, на яке живе реагує пристосувальними реакціями.

Екологічний фактор - це будь-який елемент середовища, що надає прямий чи опосередкований вплив на живі організми хоча б протягом однієї з фаз розвитку.

За своєю природою екологічні фактори ділять принаймні на три групи:

абіотичні фактори – впливу неживої природи;

біотичні чинники – впливу живої природи.

антропогенні фактори - впливи, викликані розумною та нерозумною діяльністю людини ("антропос" - людина).

Людина видозмінює живу і неживу природу, і бере на себе у певному сенсі і геохімічну роль (наприклад, вивільняючи замурований у вигляді вугілля та нафти на багато мільйонів років вуглець і випускаючи його в повітря вуглекислим газом). Тому антропогенні чинники з розмаху та глобальності свого впливу наближаються до геологічних сил.

Не рідко екологічні чинники піддають і детальнішої класифікації, коли треба зазначити якусь конкретну групу чинників. Наприклад, розрізняють кліматичні (що стосуються клімату), едафічні (ґрунтові) чинники середовища.

Як хрестоматійний приклад опосередкованої дії екологічних факторів наводять так звані пташині базари, що є величезними скупченнями птахів. Висока щільність птахів пояснюється цілим ланцюжком причинно-наслідкових зв'язків. Пташиний послід потрапляє у воду, органічні речовини у воді мінералізуються бактеріями, підвищена концентрація мінеральних речовин призводить до підвищення чисельності водоростей, а за ними - і зоопланктону. Нижчими ракоподібними, що входять до зоопланктону, харчуються риби, а рибами - птахи, що населяють пташиний базар. Ланцюжок замикається. Пташиний послід виступає як екологічний чинник, опосередковано підвищує чисельність колонії птахів.

Як зіставляти дію таких різних за природою чинників? Незважаючи на безліч факторів, із самого визначення екологічного фактора як елемента середовища, що впливає на організм, випливає щось загальне. Зокрема: вплив екологічних чинників завжди виявляється у зміні життєдіяльності організмів, а зрештою, - призводить до зміни чисельності популяції. Це дозволяє порівнювати дію різних екологічних чинників.

Чи варто говорити, що вплив фактора на особину визначається не природою фактора, а його дозою. У світлі сказаного вище, та й простого життєвого досвіду стає очевидним, що ефект визначає саме доза фактора. Справді, що таке фактор "температура"? Це достатньо абстракція, а от якщо сказати, що температура -40 за Цельсієм - тут вже не до абстракцій, скоріше б закутатися на все тепле! З іншого боку, +50 градусів нам здадуться не набагато краще.

Таким чином, фактор впливає на організм певною дозою, і серед цих доз можна виділити мінімальні, максимальні та оптимальні дози, а також ті значення, за яких життя особини припиняється (їх називають летальними, або смертельними).

Вплив різних доз на популяцію в цілому дуже наочно описується графічно:

По осі ординат відкладається чисельність популяції залежно від дози тієї чи іншої чинника (вісь абсцис). Виділяють оптимальні дози фактора та дози дії фактора, при яких відбувається пригнічення життєдіяльності даного організму. На графіку це відповідає 5 зонам:

зона оптимуму

праворуч і ліворуч від неї зони песимуму (від межі зони оптимуму до max чи min)

летальні зони (що знаходяться за межами max та min), у яких чисельність популяції дорівнює 0.

Діапазон значень фактора, за межами якого нормальна життєдіяльність особин стає неможливою, називається межами витривалості.

На наступному уроці ми розглянемо, як розрізняються організми стосовно різних екологічних чинників. Іншими словами, мова на наступному уроці піде про екологічні групи організмів, а також про діжку Лібіха і про те, як пов'язано все це з визначенням ГДК.

Глосарій

ФАКТОР АБІОТИЧНИЙ - умова чи сукупність умов неорганічного світу; екологічний чинник неживої природи

ЧИННИК АНТРОПОГЕННИЙ - екологічний чинник, зобов'язаний своїм походженням діяльності.

ПЛАНКТОН - сукупність організмів, що мешкають у товщі води і нездатних активно чинити опір переносу течіями, тобто "парять" у воді.

БАЗАР ПТИЧ - колоніальне поселення птахів, пов'язаних з водним середовищем (кайр, чайок).

На які екологічні чинники з їхнього різноманіття насамперед звертає увагу дослідник? Нерідко перед дослідником стоїть завдання виявити ті екологічні чинники, які пригнічують життєдіяльність представників цієї популяції, обмежують зростання та розвитку. Наприклад, необхідно з'ясувати причини зниження врожаю чи причини вимирання природної популяції.

При всьому різноманітті екологічних факторів і складностях, що виникають при спробі оцінити їх спільний (комплексний) вплив, важливо, що фактори, що складають природний комплекс, мають неоднакову значимість. Ще в 19 столітті Лібіх (Liebig, 1840), вивчаючи вплив різних мікроелементів на зростання рослин, встановив: зростання рослин обмежується елементом, концентрація якого лежить у мінімумі. Чинник, що перебуває в нестачі, був названий лімітуючим. Образно це становище допомагає уявити так звана "бочка Лібіха".

Бочка Лібіха

Уявіть собі бочку, в якій дерев'яні рейки з обох боків різної висоти, як це показано на малюнку. Зрозуміло, якою б висоти не були інші рейки, але налити води в бочку ви зможете рівно стільки, яка довжина найкоротшої рейки (у даному випадку – 4 плашки).

Залишається лише "підмінити" деякі терміни: висота налитої води нехай буде якоюсь біологічною або екологічною функцією (наприклад, врожайністю), а висота рейок буде вказувати на ступінь відхилення дози того чи іншого фактора від оптимуму.

Нині закон мінімуму Лібіха трактується ширше. Лімітуючим фактором може бути фактор, що знаходиться не тільки в нестачі, а й надлишку.

Екологічний фактор відіграє роль ЛІМІТУЮЧОГО ФАКТОРУ, якщо даний фактор знаходиться нижче критичного рівня або перевищує рівень, що максимально виноситься.

Лімітуючий фактор зумовлює ареал поширення виду або (за менш суворих умов) позначається на загальному рівні обміну речовин. Наприклад, вміст фосфатів у морській воді є лімітуючим фактором, що визначає розвиток планктону та в цілому продуктивність співтовариств.

Поняття "лімітуючий фактор" застосовується не тільки до різних елементів, а й до всіх екологічних факторів. Не рідко як лімітуючий чинник виступають конкурентні відносини.

У кожного організму щодо різних екологічних чинників є межі витривалості. Залежно від того, наскільки широкі чи вузькі ці межі, розрізняють еврибіонтні та стенобіонтні організми. Еврібіонти здатні виносити широку амплітуду інтенсивності різноманітних екологічних чинників. Скажімо, ареал проживання лисиці - від лісотундри до степів. Стенобіонти, навпаки, переносять дуже вузькі коливання інтенсивності екологічного чинника. Наприклад, практично всі рослини вологих тропічних лісів – стенобіонти.

Нерідко вказують, який саме фактор мають на увазі. Так, можна говорити про евритермних (переносять великі коливання температури) організмах (багато комах) і стенотермних (для рослин тропічних лісів коливання температури в межах +5... +8 градусів може бути згубними); еврі/стеногалинних (переносять/нестерпних коливання солоності води); еврі/стенобатних (що живуть у широких/вузьких межах глибини водойми) і так далі.

Виникнення у процесі біологічної еволюції стенобионтных видів можна як форму спеціалізації, коли він більша ефективність досягається на шкоду адаптивності.

Взаємодія факторів. ГДК.

При незалежній дії екологічних факторів досить оперувати поняттям "лімітуючий фактор", щоб визначити спільний вплив комплексу екологічних факторів на цей організм. Однак у реальних умовах екологічні чинники можуть посилювати чи послаблювати дію одне одного. Наприклад, мороз у Кіровській області переноситься легше, що у С.-Петербурзі, оскільки в останньому вище вологість.

Облік взаємодії екологічних чинників – важлива наукова проблема. Можна виділити три основні види взаємодії факторів:

адитивне - взаємодія факторів є простою алгебраїчну суму ефектів кожного з факторів при незалежній дії;

синергетична - спільна дія факторів посилює ефект (тобто ефект при їх спільній дії більша за просту суму ефектів кожного фактора при незалежній дії);

антогоністична - спільна дія факторів послаблює ефект (тобто ефект при їх спільній дії менша за просту суму ефектів кожного фактора).

Чому так важливо знати про взаємодію екологічних факторів? В основі теоретичного обґрунтування величини гранично допустимих концентрацій (ГДК) забруднювачів або гранично допустимих рівнів (ПДК) впливу забруднюючих агентів (наприклад, шуму, радіації) лежить закон лімітуючого фактора. ГДК встановлюється експериментально лише на рівні, у якому в організмі ще відбуваються патологічні зміни. При цьому існують свої труднощі (наприклад, найчастіше доводиться екстраполювати на людину дані, одержані на тваринах). Проте зараз не про них.

Не рідко доводиться чути, як природоохоронні органи радісно рапортують про те, що більшість забруднень в атмосфері міста знаходиться в межах ГДК. А органи держсанепіднагляду водночас констатують підвищений рівень респіраторних захворювань у дітей. Пояснення може бути таким. Не секрет, що багато атмосферних забруднювачів мають подібний ефект: дратують слизові оболонки верхніх дихальних шляхів, провокують респіраторні захворювання і т.д. І спільна дія цих забруднювачів дає адитивний (або синергетичний) ефект.

Тому в ідеалі при розробці норм ГДК та при оцінці існуючої екологічної ситуації має враховуватися взаємодія факторів. На жаль, практично це буває дуже складно зробити: важко спланувати такий експеримент, важко оцінити взаємодію, плюс посилення ГДК має негативні економічні ефекти.

Глосарій

Мікроелементи - Хімічні елементи, необхідні організмам в нікчемних кількостях, але визначають успішність їх розвитку. М. як мікродобрив використовують підвищення врожайності рослин.

ФАКТОР ЛІМІТРУЮЧИЙ - фактор, що ставить рамки (визначальний) для перебігу якогось процесу або існування організму (виду, співтовариства).

АРЕАЛ - сфера поширення будь-якої систематичної групи організмів (виду, роду, сімейства) або певного типу спільноти організмів (наприклад, ареал лишайникових сосняків).

ОБМІН РЕЧОВИН - (стосовно організму) послідовне споживання, перетворення, використання, накопичення та втрата речовин та енергії в живих організмах. Життя можливе лише завдяки обміну речовин.

ЕВРІБІОНТ - організм, який проживає в різних умовах середовища

СТЕНОБІОНТ - організм, що потребує строго певних умов існування.

КСЕНОБІОТИК - чужорідна для організму хімічна речовина, що природно не входить у біотичний кругообіг. Як правило, ксенобіотик – антропогенного походження.

Екосистема

МІСЬКІ ТА ПРОМИСЛОВІ ЕКОСИСТЕМИ

Загальна характеристика міських екосистем.

Міські екосистеми гетеротрофні, частка сонячної енергії, фіксована міськими рослинами чи сонячними батареями, розташованими на дахах будинків, незначна. Основні джерела енергії для підприємств міста, опалення та освітлення квартир городян розташовані за його межами. Це – родовища нафти, газу, вугілля, гідро- та атомні електростанції.

Місто споживає дуже багато води, лише незначну частину якої людина використовує безпосереднього вживання. Основну частину води витрачають на виробничі процеси та на побутові потреби. Особисте споживання води в містах становить від 150 до 500 л на добу, а з урахуванням промисловості на одного громадянина припадає до 1000 л на добу. Використана містами вода повертається у природу у забрудненому стані - вона насичена важкими металами, залишками нафтопродуктів, складними органічними речовинами, подібними до фенолу, тощо. У ній можуть бути хвороботворні мікроорганізми. Місто викидає в атмосферу отруйні гази, пилюку, концентрує на звалищах токсичні відходи, які з потоками весняної води потрапляють у водні екосистеми. Рослини, у складі міських екосистем зростають у парках, садах, на газонах, їхнє головне призначення - регулювання газового складу атмосфери. Вони виділяють кисень, поглинають діоксид вуглецю та очищають атмосферу від шкідливих газів та пилу, що потрапляють до неї під час роботи промислових підприємств та транспорту. Рослини мають також велике естетичне та декоративне значення.

Тварини у місті представлені не тільки звичайними в природних екосистемах видами (у парках живуть птахи: горіхвістка, соловей, трясогузка; ссавці: полівки, білки та представники інших груп тварин), а й особливою групою міських тварин – супутників людини. У її складі - птахи (горобці, шпаки, голуби), гризуни (щури та миші), та комахи (таргани, клопи, моль). Багато тварин, пов'язані з людиною, харчуються покидьками на смітниках (галки, горобці). Це санітари міста. Розкладання органічних відходів прискорюють личинки мух та інші тварини та мікроорганізми.

Головна особливість екосистем сучасних міст у тому, що у них порушено екологічну рівновагу. Усі процеси регулювання потоків речовини та енергії людині доводиться брати він. Людина повинна регулювати як споживання містом енергії та ресурсів - сировини для промисловості та їжі для людей, так і кількість отруйних відходів, що надходять в атмосферу, воду та ґрунт у результаті діяльності промисловості та транспорту. Нарешті, він визначає і розміри цих екосистем, які в розвинених країнах, а останні роки і в Росії, швидко розповзаються за рахунок заміського котеджного будівництва. Райони низькоповерхової забудови зменшують площу лісів та сільськогосподарських угідь, їх «розповзання» вимагає будівництва нових шосейних доріг, що зменшує частку екосистем, здатних виробляти продукти харчування та здійснювати кругообіг кисню.

Промислове забруднення середовища.

У міських екосистемах найнебезпечніше для природи промислове забруднення.

Хімічний забруднення атмосфери. Цей чинник належить до найнебезпечніших життя людини. Найбільш поширені забруднювачі

Сірчистий газ, оксиди азоту, оксид вуглецю, хлор та ін. У деяких випадках з двох або відносно декількох відносно безпечних речовин, викинутих в атмосферу, під впливом сонячного світла можуть утворитися отруйні сполуки. Екологи налічують близько 2000 забруднювачів атмосфери.

Головні джерела забруднення – ТЕС. Сильно забруднюють атмосферу також котельні, нафтопереробні підприємства та автотранспорт.

Хімічне забруднення водойм. Підприємства скидають у водоймища нафтопродукти, сполуки азоту, фенол та багато інших відходів промисловості. При видобутку нафти водойми забруднюються засоленими видами, нафту і нафтопродукти також розливаються під час транспортування. У Росії її від нафтового забруднення найбільше страждають озера Півночі Західного Сибіру. Останніми роками зросла небезпека водних екосистем побутових стоків міської каналізації. У цих стоках підвищилася концентрація миючих засобів, які мікроорганізми важко розкладають.

Поки кількість забруднювачів, що викидаються в атмосферу або скидаються в річки, невелика, екосистеми самі можуть справитися з ними. При помірному забрудненні вода у річці стає практично чистою через 3-10 км від джерела забруднення. Якщо забруднювачів забагато, екосистеми не можуть з ними впоратися і починаються незворотні наслідки.

Вода стає непридатною для пиття та небезпечною для людини. Чи не годиться забруднена вода і для багатьох галузей промисловості.

Забруднення поверхні ґрунту твердими відходами. Міські звалища промислового та побутового сміття займають великі площі. У складі сміття можуть бути отруйні речовини, такі, як ртуть або інші важкі метали, хімічні сполуки, які розчиняються в дощових і снігових водах і потім потрапляють у водойми і грунтові води. Можуть потрапити у сміття та прилади, що містять радіоактивні речовини.

Поверхня ґрунту може бути забруднена золою, що осідає з диму ТЕЦ, що працюють на вугіллі, підприємств з виробництва цементу, вогнетривкої цегли і т.д. Для запобігання цьому забруднення на трубах встановлюють спеціальні пиловловлювачі.

Хімічне забруднення ґрунтових вод. Струми ґрунтових вод переміщують промислові забруднення великі відстані, і не завжди можна встановити їх джерело. Причиною забруднення може бути вимивання токсичних речовин дощовими та сніговими водами з промислових звалищ. Забруднення підземних вод відбувається і при видобутку нафти сучасними методами, коли для підвищення віддачі нафтових пластів у свердловини повторно закачують солону воду, що піднялася на поверхню разом із нафтою при її відкачуванні.

Засолені води потрапляють у водоносні горизонти, вода в колодязях набуває гіркого смаку і виявляється непридатною для пиття.

Шумове забруднення. Джерелом шумового забруднення може бути промислове підприємство чи транспорт. Особливо сильний шум роблять важкі самоскиди та трамваї. Шум впливає на нервову систему людини, і тому в містах та на підприємствах проводяться заходи щодо шумозахисту.

Залізничні та трамвайні лінії та дороги, якими проходить вантажний транспорт, потрібно виносити з центральних частин міст у малонаселені райони та створювати навколо них зелені насадження, що добре поглинають шум.

Літаки не повинні літати над містами.

Шум вимірюють децибелами. Тикання годинника - 10 дБ, шепіт - 25, шум від жвавої магістралі - 80, шум літака при зльоті - 130 дБ. Больовий поріг шуму - 140 дБ. На території житлової забудови вдень шум не повинен перевищувати 50-66 дБ.

Також до забруднювачів відносять: забруднення поверхні ґрунту відвалами розкривних порід та золи, біологічне забруднення, теплове забруднення, радіаційне забруднення, електромагнітне забруднення.

Забруднення атмосфери. Якщо прийняти за одиницю забрудненість повітря над океаном, то над селами вона вища у 10 разів, над невеликими містами – у 35 разів, а над великими містами – у 150 разів. Товщина шару забрудненого повітря над містом становить 1,5 – 2 км.

Найбільш небезпечними забруднювачами є бенз-а-пірен, діоксид азоту, формальдегід, пил. У Європейській частині Росії та на Уралі в середньому протягом року на 1 кв. км випадало понад 450 кг атмосферних забруднювачів.

Порівняно з 1980 р. кількість викидів діоксиду сірки зросла у 1.5 раза; 19 млн т атмосферних забруднювачів викинув в атмосферу автомобільний транспорт.

Скидання стічних вод у річки склало 68,2 куб. км за споживання 105,8 куб. км. Споживання води промисловістю становить 46%. Частка неочищених стічних вод з 1989 р. зменшується і становить 28%.

Внаслідок переважання західних вітрів Росія одержує від західних сусідів у 8-10 разів більше атмосферних забруднювачів, ніж відправляє до них.

Кислотні дощі негативно вплинули на половину лісів Європи, розпочався процес усихання лісів та в Росії. У Скандинавії через кислотні опади, що надходять із Великобританії та ФРН, загинуло вже 20.000 озер. Під упливом кислотних дощів гинуть пам'ятки архітектури.

Шкідливі речовини, що виходять з димаря заввишки 100 м, розсіюються в радіусі 20 км, заввишки 250 м - до 75 км. Труба - чемпіон побудована на мідно-нікелевому комбінаті в Садбері (Канада) і має висоту понад 400 м.

Хлорфторвуглеці (ХФУ), що руйнують озоновий шар, потрапляють в атмосферу з газів охолоджувальних систем (у США - 48%, а в інших країнах - 20%), від використання аерозольних балончиків (у США - 2%, а кілька років тому їх продаж заборонили; інших країнах - 35%), розчинників, що використовуються у хімчистках (20%) та при виробництві пінопластів, включаючи стайроформ (25-

Основне джерело фреонів, що руйнують озоновий шар – промислові холодильники – рефрижератори. У звичайному побутовому холодильнику 350 г фреону, а у промислових – десятки кілограмів. Рефрижераторне господарство лише у

Москва щорічно використовує 120 т фреону. Значна частина його через недосконалість обладнання перебувають у атмосфері.

Забруднення прісноводних екосистем. У Ладозьке озеро – резервуар питної води для шестимільйонного Санкт-Петербурга – у 1989 р. було скинуто зі стічними водами 1,8 т фенолів, 69,7 т сульфатів, 116,7 т синтетичних поверхнево-активних речовин (ПАР).

Забруднює водні екосистеми та річковий транспорт. На озері Байкал, наприклад, плавають 400 суден різного розміру, вони скидають у воду близько 8 т нафтопродуктів на рік.

На більшості підприємств Росії токсичні відходи виробництва або скидають у водоймища, отруюючи їх, або накопичують, не переробляючи, нерідко у величезних кількостях. Ці скупчення смертоносних відходів можна назвати «екологічними мінами», при прориві дамб можуть опинитися у водоймах. Приклад такої «екологічної міни» – Череповецький хімічний комбінат «Аммофос». Його відстійник займає площу 200 га та містить 15 млн. т відходів. Дамбу, яка обгороджує відстійник, щороку піднімають на

4 м. На жаль «череповецька міна» – не єдина.

У країнах щорічно помирає 9 млн. людина. До 2000 р. питної води не вистачатиме більш ніж 1 млрд. чоловік.

Забруднення морських екосистем. У Світовий океан скинуто близько 20 млрд т сміття - від побутових стоків до радіоактивних відходів. Щороку за кожен 1 кв. км водної поверхні додають ще 17 т сміття.

Щорічно в океан виливається понад 10 млн. т нафти, що утворює плівку, що покриває 10-15% поверхні; а 5 г нафтопродуктів достатньо, щоб затягнути плівкою 50 кв. м водяної поверхні. Ця плівка не тільки зменшує випаровування та поглинання діоксиду вуглецю, але й викликає кисневе голодування та загибель ікри та молоді риб.

Радіаційне забруднення. Припускають, що до 2000 р. у світі накопичиться

1 млн. куб. м високоактивних радіоактивних відходів.

Природне радіоактивне тло впливає на кожну людину, навіть на ту, яка не стикається в роботі з АЕС або ядерною зброєю. Всі ми за своє життя отримуємо певну дозу радіації, 73% якої припадає на випромінювання природних тіл (наприклад, граніту у пам'ятниках, облицювання будинків та ін.), 14% - на медичні процедури (насамперед від відвідування рентгенівського кабінету) та 14% - На космічні промені. За життя (70 років) людина може без великого ризику набрати радіацію в 35 бер (7 бер від природних джерел, 3 бера від космічних джерел та рентгенівських апаратів). У зоні Чорнобильської АЕС у найбільш забруднених ділянках можна отримати до 1 беру за годину. Потужність випромінювання на покрівлі в період гасіння пожежі на АЕС досягала 30.000 рентгенів на годину і тому без радіаційного захисту (свинцевого скафандра) смертельну дозу опромінення можна було отримати за 1 хвилину.

Годинна доза радіації, смертельна для 50% організмів, становить 400 бер для людини, 1000-2000 – для риб та птахів, від 1000 до 150.000 – для рослин та 100.000 бер для комах. Таким чином, найсильніше забруднення – не перешкода для масового розмноження комах. З рослин найменш стійкі до радіації дерева та найбільш стійкі трави.

Забруднення побутовим сміттям. Кількість сміття, що накопичується, постійно зростає. Нині його на кожного городянина припадає від 150 до 600 кг на рік. Найбільше сміття виробляють у США (520 кг на рік на одного мешканця), у Норвегії, Іспанії, Швеції, Нідерландах – 200-300 кг, а у Москві – 300-320 кг.

Для того щоб у природному середовищі розклався папір, потрібно від 2 до 10 років, консервна банка – понад 90 років, фільтр від сигарети – 100 років, поліетиленовий пакет – понад 200 років, пластмаса – 500 років, скло – понад 1000 років.

Способи зменшення шкоди від хімічних забруднень

Найпоширеніші забруднення – хімічні. Існує три основні способи зменшення шкоди від них.

Розведення. Навіть очищені стоки необхідно розбавляти у 10 разів (а неочищені – у 100-200 разів). На підприємствах споруджують високі труби, щоб гази, що викидаються, і пил розсіювалися рівномірно. Розведення - малоефективний спосіб зменшення шкоди від забруднення, допустимий лише як тимчасовий захід.

Очищення. Це основний спосіб зменшення викидів шкідливих речовин у довкілля у Росії сьогодні. Однак у результаті очищення утворюється багато концентрованих рідких та твердих відходів, які також доводиться зберігати.

Заміна старих технологій новими – маловідходними. За рахунок глибшої переробки вдається знизити кількість шкідливих викидів у десятки разів. Відходи від виробництва стають сировиною іншому.

Образні назви цим трьом способам зменшення забруднення довкілля дали екологи ФРН: «подовжи трубу» (розведення розсіюванням), «заглуши трубу» (очищення) і «зав'яжи трубу вузлом» (маловідходні технології). Німці відновили екосистему Рейну, який довгі роки був стічною канавою, куди скидалися відходи промислових гігантів. Це вдалося зробити лише у 80-х роках, коли, нарешті, «зав'язали трубу вузлом».

Рівень забруднення середовища у Росії дуже високий, і екологічно несприятлива обстановка, небезпечна здоров'я населення, склалася майже 100 містах країни.

Деяке поліпшення екологічної ситуації у Росії досягнуто завдяки поліпшенню роботи очисних споруд та падіння виробництва.

Подальшого зменшення викидів отруйних речовин у довкілля можна досягти, якщо запровадити менш небезпечні маловідходні технології. Однак, щоб «зав'язати трубу вузлом», потрібне оновлення обладнання на підприємствах, що потребує дуже великих вкладень і тому проводитиметься поступово.

Міста та промислові об'єкти (нафтопромисли, кар'єри для розробок вугілля та руди, хімічні та металургійні комбінати) працюють за рахунок енергії, що надходить з інших промислових екосистем (енергетичного комплексу), та їх продукція - не рослинна та тваринна біомаса, а сталь, чавун та алюміній, різні машини та прилади, будівельні матеріали, пластмаси та багато іншого, чого немає в природі.

Проблеми екології міст – це насамперед проблеми зменшення викидів у навколишнє середовище різних забруднювачів та захист від міст води, атмосфери, ґрунту. Їх вирішують шляхом створення нових маловідходних технологій та виробничих процесів та ефективних очисних споруд.

Велику роль пом'якшення впливу факторів міського середовища на людину відіграють рослини. Зелені насадження покращують мікроклімат, уловлюють пил та гази, благотворно впливають на психічний стан городян.

Література:

Міркін Б.М., Наумова Л.Г. Екологія Росії. Підручник із Федерального комплекту для 9 - 11 класів загальноосвітньої школи. Вид. 2-ге, перероб.

І дод. - М: АТ МДС, 1996. - 272 з іл.

Середовище - це своєрідний комплекс умов, що оточують живий організм, які впливають на його можливо сукупність явищ, матеріальних тіл, енергій. Екологічний чинник - це чинник середовища, якого організмам доводиться пристосовуватися. Це може бути зниження або підвищення температури, вологість або посуха, радіаційний фон, діяльність людини, конкуренція серед тварин тощо. прямий чи опосередкований вплив. Це і є фактори, бо вони так чи інакше впливають на суб'єкт. Середовище постійно змінюється, її складові різноманітні, тому тваринам, рослинам і навіть людям доводиться постійно пристосовуватися, адаптуватися до нових умов, щоб якось виживати і розмножуватися.

Класифікація екологічних факторів

На живі організми може вироблятися як природне, і штучне вплив. Існує кілька типів класифікацій, але найпоширенішими вважаються такі види екологічних факторів, як абіотичні, біотичні та антропогенні. На всі живі організми так чи інакше впливають явища та компоненти неживої природи. Це і є абіотичні фактори, що впливають на життєдіяльність людини, рослин, тварин. Вони, своєю чергою, поділяються на едафічні, кліматичні, хімічні, гидрографические, пирогенные, орографічні.

Світловий режим, вологість, температуру, атмосферний тиск та опади, сонячну радіацію, вітер можна віднести до кліматичних факторів. Едафічні впливають на живі організми через тепловий, повітряний та її хімічний склад та механічну структуру, рівень ґрунтових вод, кислотність. Хімічні чинники – це сольовий склад води, газовий склад атмосфери. Пирогенні - вплив вогню на довкілля. Живі організми змушені пристосовуватися до рельєфу місцевості, перепаду висот, а також до особливостей води, вмісту в ній органічних та мінеральних речовин.

Біотичний екологічний чинник - це взаємовідносини живих організмів, і навіть вплив їхніх взаємин у довкілля. Вплив може бути як прямим, і непрямим. Наприклад, деякі організми здатні впливати на мікроклімат, змінювати і т. д. Біотичні фактори поділяються на чотири види: фітогенні (рослини впливають на навколишнє середовище та один на одного), зоогенні (тварини впливають на середовище проживання і один на одного), мікогенні ( вплив надають гриби) та мікробіогенні (у центрі подій виявляються мікроорганізми).

Антропогенний екологічний чинник – це зміна умов життєдіяльності організмів у зв'язку з діяльністю людини. Дії можуть бути як свідомими, і неусвідомленими. Проте вони призводять до незворотних змін у природі. Людина руйнує ґрунтовий шар, забруднює атмосферу та води шкідливими речовинами, порушує природні ландшафти. Антропогенні фактори можна розділити на чотири основні підгрупи: біологічні, хімічні, соціальні та фізичні. Всі вони тією чи іншою мірою впливають на тварин, рослини, мікроорганізми, сприяють появі нових видів і стирають з лиця землі старі.

Хімічний вплив екологічних чинників на організми переважно негативно позначається навколишньому середовищі. Щоб досягти хороших урожаїв, люди використовують мінеральні добрива, вбивають шкідників отрутами, тим самим забруднюючи ґрунт та води. Сюди також слід додати відходи транспорту та промисловості. Фізичні чинники передбачають переміщення в літаках, поїздах, авто, використання атомної енергії, вплив на організми вібрації і шуму. Не варто також забувати про взаємини людей, життя у суспільстві. До біологічних факторів належать організми, для яких людина є джерелом харчування або місцем існування, сюди ж варто віднести продукти харчування.

Умови середовища

Залежно від своїх особливостей та сил, різні організми по-різному реагують на абіотичні фактори. Екологічні умови згодом змінюються і, звісно ж, змінюють правила виживання, розвитку та розмноження мікробів, тварин, грибів. Наприклад, життя зелених рослин на дні водоймища обмежується кількістю світла, здатним проникати крізь товщу води. Число тварин обмежується великою кількістю кисню. Великий вплив на живі організми надає температура, оскільки її зниження чи підвищення позначається розвитку і розмноженні. Під час льодовикового періоду вимерли не тільки мамонти та динозаври, але й багато інших тварин, птахів та рослин, тим самим змінивши середовище. Вологість, температура та світло – це основні фактори, що визначають умови існування організмів.

Світло

Сонце дарує життя багатьом рослинам, тваринам воно не таке важливе, як представникам флори, але все ж і вони не можуть без нього обходитися. Природне освітлення – це природне джерело енергії. Багато рослин поділяють на світлолюбні та тіньовитривалі. Різні види тварин виявляють негативну чи позитивну реакцію світ. Але найголовніший вплив сонце робить на зміну дня і ночі, тому що різні представники фауни ведуть виключно нічний або денний спосіб життя. Дія екологічних факторів на організми складно переоцінити, але якщо говорити про тварин, то освітлення не впливає на них безпосередньо, воно лише сигналізує про необхідність перебудови процесів, що протікають в організмі, завдяки чому живі істоти відповідають зміні зовнішніх умов.

Вологість

Залежність від води у всіх живих істот дуже велика, тому що вона необхідна для нормального функціонування. Більшість організмів нездатні жити у сухому повітрі, рано чи пізно вони гинуть. Кількість опадів, що випадають за певний період, характеризує вологість місцевості. Лишайники виловлюють водяну пару з повітря, рослини харчуються за допомогою коріння, тварини п'ють воду, комахи, амфібії здатні всмоктувати її через покриви тіла. Є істоти, які одержують рідину разом із їжею чи через окислення жирів. Як рослини, так і тварини мають безліч пристроїв, що дозволяють їм повільніше витрачати воду, заощаджувати її.

Температура

Кожному організму притаманний свій інтервал температур. Якщо вона виходить за рамки, підвищуючись чи знижуючись, то він може загинути. Вплив екологічних чинників на рослини, тварин та людини може бути як позитивним, так і негативним. Усередині температурного інтервалу організм нормально розвивається, але як тільки температура підходить до нижніх або верхніх кордонів, життєві процеси уповільнюються, а потім і зовсім припиняються, що веде до загибелі істоти. Комусь потрібен холод, комусь - тепло, а хтось може жити за різних умов середовища. Наприклад, бактерії, лишайники витримують широкий діапазон температур, тигри добре почуваються в тропіках і в Сибіру. Але більшість організмів виживають лише у вузьких температурних межах. Наприклад, корали розростаються у воді за 21 °С. Зниження температури чи перегрів їм смертельно небезпечні.

У тропічних областях погодні коливання майже непомітні, чого не скажеш про помірний пояс. Організми змушені пристосовуватися до зміни сезонів, багато хто з настанням зими здійснюють тривалі міграції, а рослини зовсім відмирають. За несприятливих температурних умов деякі істоти впадають у сплячку, щоб перечекати невідповідний для них період. Це лише основні екологічні чинники, що на організми також впливає атмосферний тиск, вітер, висота над рівнем моря.

Вплив екологічних факторів на живий організм

На розвиток і розмноження живих істот істотно впливає місце існування. Усі групи екологічних чинників зазвичай впливають комплексно, а чи не по одному. Сила впливу одного залежить від інших. Наприклад, освітлення не можна замінити вуглекислим газом, але, змінивши температуру, цілком можливо призупинити фотосинтез рослин. Усі чинники впливають на організми тією чи іншою мірою неоднаково. Провідна роль може змінюватись в залежності від пори року. Наприклад, навесні для багатьох рослин важлива температура, в період цвітіння – волога ґрунту, при дозріванні – вологість повітря та поживні речовини. Є ще й надлишок чи нестача яких близька до меж витривалості організму. Їхня дія проявляється навіть тоді, коли живі істоти перебувають у сприятливому середовищі.

Вплив екологічних факторів на рослини

Для кожного представника флори середовищем існування вважається навколишня природа. Саме вона створює усі необхідні екологічні фактори. Середовище проживання забезпечує рослину необхідною вологістю ґрунту та повітря, освітленням, температурою, вітром, оптимальною кількістю поживних речовин у ґрунті. Нормальний рівень екологічних факторів дозволяє організмам нормально зростати, розвиватися та розмножуватися. Деякі умови здатні негативно впливати на рослини. Наприклад, якщо посадити культуру на виснаженому полі, у ґрунті якого немає достатньої кількості поживних речовин, то вона виросте дуже слабкою або не виросте зовсім. Такий фактор можна назвати таким, що обмежує. Але все ж таки більшість рослин пристосовуються до умов проживання.

Представники флори, які ростуть у пустелі, пристосовуються до умов за допомогою особливої ​​форми. У них зазвичай дуже довге і потужне коріння, яке може йти вглиб землі на 30 м. Можлива і поверхнева коренева система, що дозволяє збирати вологу під час коротких дощів. Воду дерева та кущі зберігають у стовбурах (часто деформованих), листі, гілках. Деякі жителі пустель здатні по кілька місяців чекати цілющої вологи, а ось інші радують око лише кілька днів. Наприклад, ефемери розсіюють насіння, яке проростає тільки після дощу, тоді пустеля розквітає рано вранці, а вже опівдні квіти в'януть.

Вплив екологічних чинників на рослини позначається у холодних умовах. У тундрах дуже суворий клімат, літо коротке, теплим його не назвеш, а морози тривають від 8 до 10 місяців. Сніговий покрив незначний, а вітер зовсім оголює рослини. Представники флори зазвичай мають поверхневу кореневу систему, товсту шкірку листя з восковим нальотом. Необхідний запас поживних речовин рослини накопичують у період, коли триває Тундрові дерева виробляють насіння, що проростає лише раз на 100 років у період найбільш сприятливих умов. А ось лишайники та мохи пристосувалися розмножуватися вегетативним шляхом.

Рослин дозволяють їм розвиватися в різних умовах. Представники флори залежні від вологості, температури, але найбільше їм потрібне сонячне світло. Він змінює їхню внутрішню будову, зовнішній вигляд. Наприклад, достатня кількість світла дозволяє деревам виростити розкішну крону, а от кущі, квіти, що виросли в тіні, здаються пригніченими та слабкими.

Екологія та людина дуже часто йдуть різними дорогами. Діяльність людей згубно позначається на довкіллі. Робота промислових підприємств, лісові пожежі, транспорт, забруднення атмосфери викидами електростанцій, заводів, вода та ґрунт із залишками нафтопродуктів – все це негативно позначається на зростанні, розвитку та розмноженні рослин. За останні роки безліч видів представників флори потрапило до Червоної книги, багато хто вимер зовсім.

Вплив екологічних факторів на людину

Ще якихось два століття тому люди були набагато здоровішими і фізично сильнішими, ніж сьогодні. Трудова діяльність постійно ускладнює взаємовідносини людини та природи, але до певного моменту їм вдавалося уживатися. Це виходило завдяки синхронності способу життя людей із природними режимами. Кожна пора року мала свій трудовий настрій. Наприклад, навесні селяни орали землю, сіяли злаки та інші культури. Влітку доглядали посіви, пасли худобу, восени - збирали врожай, взимку - займалися домашніми справами, відпочивали. Культура здоров'я була важливим елементом загальної культури людини, свідомість особистості змінювалося під впливом природних умов.

Все різко змінилося у ХХ столітті, у період величезного стрибка у розвитку техніки та науки. Звичайно, і раніше діяльність людини істотно шкодила природі, але тут були побиті всі рекорди негативного впливу на навколишнє середовище. Класифікація екологічних факторів дозволяє визначити, на що люди впливають більшою мірою, а на що – меншою. Людство живе у режимі виробничого циклу, і це може позначатися стані здоров'я. Немає жодної періодичності, люди виконують ту саму роботу протягом усього року, мало відпочивають, постійно кудись поспішають. Звичайно, умови праці та життя змінилися на краще, але наслідки такого комфорту дуже навіть несприятливі.

Сьогодні забруднені вода, ґрунт, повітря, випадають знищуючі рослини та тварин, що ушкоджують конструкції та споруди. Витончення озонового шару також не може не лякати наслідками. Все це призводить до генетичних змін, мутацій, здоров'я людей з кожним роком погіршується, кількість хворих на невиліковні хвороби невблаганно зростає. На людину значною мірою впливають екологічні чинники, біологія вивчає цей вплив. Раніше люди могли гинути від холоду, спеки, голоду, спраги, у наш час людство «само риє собі могилу». Землетруси, цунамі, повені, пожежі – всі ці природні явища забирають життя людей, але ще більше людина шкодить собі сама. Наша планета схожа на корабель, що на великій швидкості йде на скелі. Потрібно зупинитись, поки не пізно, виправити ситуацію, спробувати менше забруднювати атмосферу, стати ближче до природи.

Вплив людини на екологію

Люди скаржаться на різку зміну довкілля, погіршення здоров'я та загального самопочуття, але при цьому рідко усвідомлюють, що самі в цьому винні. Різні види екологічних чинників змінювалися протягом століть, були періоди потепління, похолодання, висихали моря, вирушали під воду острова. Звичайно, природа змушувала людину адаптуватися до умов, але вона не ставила людям жорстких рамок, не діяла спонтанно та швидко. З розвитком техніки та науки все суттєво змінилося. За одне століття людство настільки забруднило планету, що вчені хапаються за голову, не знаючи, як змінити ситуацію.

Ми досі згадуємо про мамонтів і динозаврів, які вимерли в льодовиковий період через різке похолодання, а скільки видів тварин і рослин було стерто з землі за останні 100 років, скільки ще знаходиться на межі вимирання? Великі міста напхані заводами та фабриками, у селах активно використовуються пестициди, що забруднюють ґрунт та воду, скрізь спостерігається насиченість транспортом. На планеті практично не залишилося місць, здатних похвалитися чистим повітрям, незабрудненою землею та водою. Вирубування лісів, нескінченні пожежі, причиною яких може бути не тільки аномальна спека, а й діяльність людини, забруднення водойм нафтопродуктами, шкідливі вихлопи в атмосфері - все це негативно позначається на розвитку та розмноженні живих організмів і не покращує здоров'я людей.

"Або людина зменшить кількість диму в повітрі, або дим скоротить чисельність людей на Землі", - це слова Л. Батонна. Справді, картина майбутнього виглядає гнітюче. Кращі уми людства б'ються над тим, як скоротити масштаби забруднень, створюються програми, вигадуються різні фільтри, що очищають, шукаються альтернативи тим об'єктам, які сьогодні найбільшою мірою забруднюють природу.

Шляхи вирішення екологічних проблем

Екологія та людина сьогодні не можуть дійти консенсусу. Усі урядові та мають згуртовано працювати над вирішенням існуючих проблем. Потрібно все робити для перекладу виробництва на безвідходні, замкнуті цикли, на шляху до цього можна використовувати енерго- та матеріалозберігаючі технології. Природокористування має бути раціональним та з урахуванням особливостей регіонів. Збільшення видів істот, що є на межі вимирання, потребує негайного розширення заповідних територій. Ну і, найголовніше, слід виховувати населення, крім загального давати екологічну освіту.

Історія екологічного знання налічує багато століть. Вже первісним людям необхідно було мати певні знання про рослини і тварин, їх спосіб життя, взаємовідносини один з одним та з навколишнім середовищем. У рамках загального розвитку природничих наук відбувалося і накопичення знань, що нині належать до галузі екологічної науки. Як самостійна дисципліна, що відокремилася, екологія виділилася в XIX ст.

Термін Екологія (від грецьк.екоє - будинок, логос - вчення) в науку ввів німецький біолог Ернест Геккель.

У 1866 р. у роботі «Загальна морфологія організмів» він писав, що це «... сума знань, що належать до економіки природи: вивченню всієї сукупності взаємин тварини з навколишнім середовищем, як органічної, так і неорганічної, і перш за все її дружніх або ворожих відносин з тими тваринами та рослинами, з якими воно прямо чи опосередковано вступає в контакт». Таке визначення відносить екологію до біологічних наук. На початку XX ст. формування системного підходу та розробка вчення про біосферу, яке є найбільшою областю знання, що включає безліч наукових напрямів як природного, так і гуманітарного циклу, в тому числі і загальну екологію, зумовили поширення екосистемних поглядів в екології. Основним об'єктом вивчення в екології стала екосистема.

Екосистемою називають сукупність живих організмів, що взаємодіють один одному і з навколишнім середовищем за допомогою обміну речовиною, енергією та інформацією таким чином, що ця єдина система зберігає стійкість протягом тривалого часу.

Все зростаюча дія людини на довкілля зажадала знову розширити межі екологічного знання. У другій половині XX ст. науково-технічний прогрес спричинив низку проблем, які отримали статус глобальних, таким чином, у полі зору екології виразно позначилися питання порівняльного аналізу природних та техногенних систем та пошуку шляхів їх гармонійного співіснування та розвитку.

Відповідно диференціювалася та ускладнювалася структура екологічної науки. Нині її можна як чотири основні гілки, мають подальше розподіл: Біоекологія, геоекологія, екологія людини, прикладна екологія.

Таким чином, ми можемо дати визначення екології як науки про загальні закони функціонування екосистем різного порядку, сукупності наукових та практичних питань взаємовідносин людини та природи.

2. Екологічні чинники, їх класифікація, види на організми

Будь-який організм у природі відчуває у собі вплив найрізноманітніших компонентів довкілля. Будь-які властивості чи компоненти довкілля, які впливають на організми, називають екологічними чинниками.

Класифікація екологічних факторів. Чинники середовища (екологічні чинники) різноманітні, мають різну природу та специфіку дії. Виділяють такі групи екологічних факторів:

1. Абіотичні (чинники неживої природи):

а) кліматичні – умови освітленості, температурний режим тощо;

б) едафічні (місцеві) - водопостачання, тип ґрунту, рельєф місцевості;

в) орографічні - повітряні (вітер) та водні течії.

2. Біотичні чинники - це всі форми впливу живих організмів один на одного:

Рослини. Рослини Тварини. Рослини Гриби. Рослини Мікроорганізми. Тварини Тварини. Тварини гриби. Тварини Мікроорганізми. Гриби. Гриби Мікроорганізми. Мікроорганізми.

3. Антропогенні чинники - це всі форми діяльності людського суспільства, що призводять до зміни довкілля інших видів або безпосередньо позначаються на їхньому житті. Вплив цієї групи екологічних чинників стрімко зростає рік у рік.

Види впливу екологічних чинників на організми. Екологічні чинники надають живі організми впливу різного роду. Вони можуть бути:

Подразниками, які сприяють появі пристосувальних (адаптивних) фізіологічних та біохімічних змін (зимова сплячка, фотоперіодизм);

Обмежувачами, що змінюють географічне поширення організмів через неможливість існування в цих умовах;

Модифікаторами, що викликають морфологічні та анатомічні зміни організмів;

Сигналами, що свідчать про зміни інших факторів середовища.

Загальні закономірності впливу екологічних чинників:

У зв'язку з надзвичайним розмаїттям екологічних чинників різні види організмів, відчуваючи їх вплив, відповідають нього по-різному, проте, можна виявити ряд загальних законів (закономірностей) дії екологічних чинників. Зупинимося на деяких із них.

1. Закон оптимуму

2. Закон екологічної індивідуальності видів

3. Закон обмежуючого (лімітуючого) фактора

4. Закон неоднозначної дії

3. Закономірності впливу факторів середовища на організми

1) Правило оптимуму. Для екосистеми, організму чи певної стадії його

розвитку є діапазон найсприятливішого значення фактора. Там, де

фактори сприятливі щільність популяції максимальна. 2) Толерантність.

Ці показники залежать від середовища, в якому живуть організми. Якщо вона

стабільна за своїм

свій-ам, у ній більше шансів на виживання організмів.

3) Правило взаємодії чинників. Одні фактори можуть посилювати або

пом'якшувати силу дії інших факторів.

4) Правило лімітуючих факторів. Чинник, що перебуває в нестачі або

надлишку негативно впливає на організми та обмежує можливість прояву. сили

дії інших факторів. 5) Фотоперіодизм. Під фотоперіодизмом

розуміють реакцію організму довжину дня. Реакція зміну світла.

6) Адаптація до ритмічності природних явищ. Адаптація до добової та

сезонної ритміки, припливно-відливних явищ, ритмів сонячної активності,

місячним фазам та ін явищам, що повторюються зі строгою періодичністю.

ек. валентність (пластичність) – здатність орг. адаптуватися до отд. факторам окр. середовища.

Закономірності впливу екологічних чинників на живі організми.

Екологічні чинники та його класифікація. Всі організми потенційно здатні до необмеженого розмноження та розселення: навіть види, що ведуть прикріплений спосіб життя, мають хоча б одну фазу розвитку, на якій здатні до активного чи пасивного поширення. Але водночас видовий склад організмів, що у різних кліматичних зонах, не поєднується: кожної з них властивий певний набір видів тварин, рослин, грибів. Це пояснюється обмеженням надмірного розмноження та розселення організмів певними географічними перешкодами (моря, гірські хребти, пустелі та ін.), кліматичними факторами (температура, вологість та ін.), а також взаємозв'язками між окремими видами.

Залежно від природи та особливостей дії екологічні фактори поділяють на абіотичні, біотичні та антропогенні (антропічні).

Абіотичні фактори - це компоненти та властивості неживої природи, які прямо чи опосередковано впливають на окремі організми та їх угруповання (температура, освітленість, вологість, газовий склад повітря, тиск, сольовий склад води та ін.).

До окремої групи екологічних факторів відносяться різні форми господарської діяльності людини, що змінюють стан довкілля різних видів живих істот, включаючи і саму людину (антропогенні фактори). За відносно короткий період існування людини як біологічного виду її діяльність докорінно змінила вигляд нашої планети і щороку цей вплив на природу зростає. Інтенсивність дії деяких екологічних факторів може залишатись відносно стабільною протягом тривалих історичних періодів розвитку біосфери (наприклад, сонячне випромінювання, сила тяжіння, сольовий склад морської води, газовий склад атмосфери тощо). Більшість їх має змінну інтенсивність (температура, вологість тощо.). Ступінь мінливості кожного з екологічних факторів залежить від особливостей довкілля організмів. Наприклад, температура на поверхні ґрунту може варіювати у значних межах залежно від пори року чи доби, погоди тощо, тоді як у водоймах на глибинах понад декілька метрів перепади температури майже відсутні.

Зміни екологічних факторів можуть бути:

Періодичними, залежно від часу доби, пори року, положення Місяця щодо Землі тощо;

Неперіодичними, наприклад, виверження вулканів, землетруси, урагани та ін.;

Спрямованими протягом значних історичних проміжків часу, наприклад, зміни клімату Землі, пов'язані з перерозподілом співвідношення площ суші та Світового океану.

Кожен із живих організмів постійно пристосовується до всього комплексу екологічних факторів, тобто до довкілля, регулюючи процеси життєдіяльності відповідно до змін цих факторів. Середовище - це сукупність умов, в яких живуть певні особини, популяції, угруповання організмів.

Закономірності впливу екологічних факторів на живі організми. Незважаючи на те, що екологічні фактори дуже різноманітні та різні за природою, відзначають деякі закономірності їхнього впливу на живі організми, а також реакцій організмів на дію цих факторів. Пристосування організмів до умов довкілля називаються адаптаціями. Вони виробляються всіх рівнях організації живої матерії: від молекулярного до біогеоценотичного. Адаптації є непостійними, оскільки змінюються в процесі історичного розвитку окремих видів залежно від змін інтенсивності дії екологічних факторів. Кожен вид організмів пристосований до певних умов існування особливим чином: не існує двох близьких видів, подібних до своїх адаптацій (правило екологічної індивідуальності). Так, кріт (ряд Комахоїдні) та сліпуха (ряд Гризуни) адаптовані до існування в грунті. Але кріт риє ходи за допомогою передніх кінцівок, а сліпа - різців, викидаючи назовні ґрунт головою.

Хороша пристосованість організмів до певного фактора не означає такої самої адаптованості до інших (правило відносної незалежності адаптації). Наприклад, лишайники, які можуть оселитися на субстратах, бідних на органіку (наприклад, скельних породах) і витримувати посушливі періоди, дуже чутливі до забруднення повітря.

Існує і закон оптимуму: кожен фактор позитивно впливає на організм лише у певних межах. Сприятлива для організмів певного виду інтенсивність впливу екологічного чинника називається зони оптимуму. Чим більша інтенсивність дії певного екологічного фактора відхилятиметься оптимальною в той чи інший бік, тим більше буде виражена його пригнічувальна дія на організми (зона песимуму). Значення інтенсивності впливу екологічного фактора, за якими існування організмів стає неможливим, називають верхньою та нижньою межею витривалості (критичні точки максимуму та мінімуму). Відстань між межами витривалості визначає екологічну валентність певного виду щодо тієї чи іншої чинника. Отже, екологічна валентність - це діапазон інтенсивності впливу екологічного чинника, у якому можливе існування певного виду.

Широку екологічну валентність особин певного виду щодо конкретного екологічного чинника позначають префіксом «єври-». Так, песці відносяться до евритермних тварин, оскільки витримують значні коливання температури (не більше 80°С). Деякі безхребетні (губки, кільчаків, голкошкірі) відносяться до еврибатних організмів, тому оселяються від прибережної зони до великих глибин, витримуючи значні коливання тиску. Види, які можуть жити в широкому діапазоні коливань різних екологічних факторів, називають еврибіонтними.

Оптимум та межі витривалості організму щодо певного фактора залежать від інтенсивності дії інших. Наприклад, у суху безвітряну погоду легше витримувати низькі температури. Отже, оптимум і межі витривалості організмів щодо будь-якого чинника середовища можуть зрушуватися у певний бік залежно від цього, з якою силою та у якому поєднанні діють інші чинники (явище взаємодії екологічних чинників).

Але взаємокомпенсація життєво важливих екологічних факторів має певні межі і жоден не може бути замінений іншими: якщо інтенсивність дії хоча б одного фактора виходить за межі витривалості, існування виду стає неможливим, незважаючи на оптимальну інтенсивність дії інших. Так, недолік вологи гальмувати процес фотосинтезу навіть за оптимальної освітленості та концентрації CO2 в атмосфері.

Фактор, інтенсивність дії якого за межі витривалості, називається обмежувальним. Обмежуючі чинники визначають територію розселення виду (ареал). Наприклад, поширення багатьох видів тварин північ стримується браком тепла і світла, на південь - дефіцитом вологи подібне.

Таким чином, присутність та процвітання певного виду в даному середовищі проживання зумовлено його взаємодією з цілим комплексом екологічних факторів. Недостатня чи надмірна інтенсивність дії будь-якого їх неможливим процвітання і саме існування окремих видів.

Екологічні чинники - це будь-які компоненти довкілля, які впливають живі організми та його угруповання; їх поділяють на абіотичні (складові неживої природи), біотичні (різні форми взаємодії між організмами) та антропогенні (різні форми господарської діяльності людини).

Пристосування організмів до умов довкілля називають адаптаціями.

Будь-який екологічний чинник має лише певні межі позитивного на організми (закон оптимуму). Межі інтенсивності дії чинника, якими існування організмів стає неможливим, називають верхньою і нижньою межею витривалості.

Оптимум і межі витривалості організмів стосовно будь-якого фактора середовища можуть змінюватись у певний бік залежно від того, з якою інтенсивністю і в якому поєднанні діють інші екологічні фактори (явища взаємодії екологічних факторів). Але їхня взаємна компенсація обмежена: жоден життєво необхідний фактор не може бути замінений іншими. Екологічний фактор, який виходить за межі витривалості, називається обмежувальним, він визначає ареал певного виду.

кологічна пластичність організмів

Екологічна пластичність організмів (екологічна валентність) – ступінь пристосовуваності виду до змін фактора середовища. Виражається діапазоном значень факторів середовища, у межах якого цей вид зберігає нормальну життєдіяльність. Чим ширший діапазон, тим більша екологічна пластичність.

Види, здатні існувати при невеликих відхиленнях фактора від оптимуму, називаються вузькоспеціалізованими, а види, що витримують значні зміни фактора, - широкопристосованими.

Екологічна пластичність може розглядатися як стосовно окремого фактора, так і стосовно комплексу екологічних факторів. Здатність видів переносити значні зміни певних факторів означає відповідний термін з приставкою "еврі":

Еврітермні (пластичні до температури)

Евриголінні (солона води)

Еврифотні (пластичні до світла)

Евригігричні (пластичні до вологості)

Евріойкниє (пластичні до місця проживання)

Евріфагні (пластичні до їжі).

Види, пристосовані до невеликих змін даного фактора, позначаються терміном із приставкою "стіно". Ці приставки використовуються, щоб виразити відносний ступінь толерантності (наприклад, у стенотермного виду екологічний температурний оптимум та песимум зближені).

Види, що мають широку екологічну пластичність по відношенню до комплексу екологічних факторів - еврибіонти; види з малою індивідуальною пристосовністю - стенобіонти. Еврібіонтність та істенобіонтність характеризують різні типи пристосування організмів до виживання. Якщо еврібіонти довгий час розвиваються в хороших умовах, то вони можуть втрачати екологічну пластичність і виробляти риси стенобіонтів. Види, що існують при значних коливаннях фактора, набувають підвищеної екологічної пластичності і стають еврібіонтами.

Наприклад, у водному середовищі більше стенобионтов, оскільки він за своїми властивостями щодо стабільна і амплітуди коливання окремих чинників малі. У динамічнішому повітряно-наземному середовищі переважають еврибіонти. У теплокровних тварин екологічна валентність ширша, ніж у холоднокровних. Молоді та старі організми, як правило, потребують однорідніших умов середовища.

Еврібіонти широко поширені, а стенобіонтність звужує ареали; однак у деяких випадках завдяки високій спеціалізованості стенобионтам належать великі території. Наприклад, рибоїдна птиця скопа є типовим стенофагом, але по відношенню до інших факторів середовища - еврибіонтом. У пошуках необхідної їжі птах здатний долати у польоті великі відстані, тому займає значний ареал.

Пластичність - здатність організму існувати у певному діапазоні значень екологічного фактора. Пластичність визначається нормою реакції.

За рівнем пластичності по відношенню до окремих факторів усі види поділяються на три групи:

Стенотопи – види, здатні існувати у вузькому діапазоні значень екологічного фактора. Наприклад, більшість рослин вологих екваторіальних лісів.

Евритопи - широкопластичні види, здатні освоювати різні місцеперебування, наприклад, всі види-космополіти.

Мезотопи займають проміжне положення між стенотопами та евритопами.

Слід пам'ятати, що вид може бути, наприклад, стенотопом за одним фактором та евритопом – за іншим і навпаки. Наприклад, людина є евритоп по відношенню до температури повітря, але стенотоп за вмістом кисню в ньому.

Екологічні фактори- Це комплекс навколишніх умов, що впливають на живі організми. Розрізняють фактори неживої природи- Абіотичні (кліматичні, едафічні, орографічні, гідрографічні, хімічні, пірогенні), фактори живої природи— біотичні (фітогенні та зоогенні) та фактори антропогенні (вплив людської діяльності). До лімітуючих відносяться будь-які фактори, що обмежують зростання та розвиток організмів. Пристосування організму до довкілля називається адаптацією. Зовнішній вигляд організму, що відбиває його пристосованість до умов середовища, називається життєвою формою.

Поняття про екологічні фактори середовища, їх класифікація

Окремі компоненти довкілля, що впливають на живі організми, на які вони реагують пристосувальними реакціями (адаптаціями), називаються факторами середовища, або екологічними факторами. Інакше кажучи, комплекс навколишніх умов, що впливають на життєдіяльність організмів, має назву екологічні чинники середовища

Усі екологічні чинники поділяють на групи:

1. включають компоненти та явища неживої природи, що прямо чи опосередковано впливають на живі організми. Серед багатьох абіотичних факторів головну роль відіграють:

• кліматичні(сонячна радіація, світло та світловий режим, температура, вологість, атмосферні опади, вітер, атмосферний тиск та ін.);
• едафічні(механічна структура та хімічний склад ґрунту, вологоємність, водний, повітряний та тепловий режим ґрунту, кислотність, вологість, газовий склад, рівень ґрунтових вод та ін.);
• орографічні(рельєф, експозиція схилу, крутість схилу, перепад висот, висота над рівнем моря);
• гідрографічні(прозорість води, плинність, проточність, температура, кислотність, газовий склад, вміст мінеральних та органічних речовин та ін.);
• хімічні(газовий склад атмосфери, сольовий склад води);
• пірогенні(Вплив вогню).

2. — сукупність взаємовідносин живих організмів, і навіть їх взаємовпливів на довкілля. Дія біотичних факторів може бути не тільки безпосереднім, а й непрямим, виражаючи коригування абіотичних факторів (наприклад, зміна складу грунту, мікроклімату під пологом лісу і т.д.). До біотичних факторів належать:

• фітогенні(Вплив рослин один на одного і на навколишнє середовище);
• зоогенні(Вплив тварин один на одного і на навколишнє середовище).

3. відображають інтенсивний вплив людини (безпосередньо) або людської діяльності (опосередковано) на довкілля та живі організми. До таких факторів відносяться всі форми діяльності людини і людського суспільства, які призводять до зміни природи як довкілля та інших видів і безпосередньо позначаються на їхньому житті. Кожен живий організм зазнає впливу неживої природи, організмів інших видів, у тому числі людини, і в свою чергу впливає на кожну з цих складових.

Вплив антропогенних чинників у природі може бути як свідомим, і випадковим, чи неусвідомленим. Людина, розорюючи цілинні та покладені землі, створює сільськогосподарські угіддя, виводить високопродуктивні та стійкі до захворювань форми, розселяє одні види та знищує інші. Ці впливу (свідомі) часто мають негативний характер, наприклад необдумане розселення багатьох тварин, рослин, мікроорганізмів, хижацьке знищення цілого ряду видів, забруднення середовища та ін.

Біотичні фактори середовища проявляються через взаємини організмів, що входять до однієї спільноти. У природі багато видів тісно взаємопов'язані, їх відносини один з одним як компонентами довкілля можуть мати надзвичайно складний характер. Що стосується зв'язків між спільнотою та навколишнім неорганічним середовищем, то вони завжди є двосторонніми, обопільними. Так, характер лісу залежить від відповідного типу ґрунтів, але сам ґрунт значною мірою формується під впливом лісу. Подібно до цього температура, вологість і освітленість у лісі визначаються рослинністю, але сформовані кліматичні умови в свою чергу впливають на співтовариство живуть у лісі організмів.

Вплив екологічних факторів на організм

Вплив довкілля сприймається організмами за допомогою факторів середовища, званих екологічними.Слід зазначити, що екологічним фактором є тільки елемент довкілля, що змінюється, що викликає у організмів при своїй повторній зміні відповідні пристосувальні еколого-фізіологічні реакції, що спадково закріплюються в процесі еволюції. Вони поділяються на абіотичні, біотичні та антропогенні (рис. 1).

Називають всю сукупність факторів неорганічного середовища, що впливають на життя та поширення тварин та рослин. Серед них розрізняють: фізичні, хімічні та едафічні.

Фізичні фактори -ті, джерелом яких є фізичний стан чи явище (механічне, хвильове та інших.). Наприклад, температура.

Хімічні фактори- Ті, що походять від хімічного складу середовища. Наприклад, солоність води, вміст кисню тощо.

Едафічні (або ґрунтові) факториявляють собою сукупність хімічних, фізичних і механічних властивостей грунтів і гірських порід, що впливають як на організми, для яких вони є довкіллям, так і на кореневу систему рослин. Наприклад, вплив біогенних елементів, вологості, структури ґрунту, вміст гумусу тощо. на зростання та розвиток рослин.

Мал. 1. Схема впливу довкілля (навколишнього середовища) на організм

- фактори діяльності людини, що впливають на навколишнє природне середовище (і гідросфери, ерозія ґрунтів, знищення лісів тощо).

Лімітуючими (обмежуючими) екологічними фактораминазивають такі фактори, які обмежують розвиток організмів через нестачу чи надлишок поживних речовин у порівнянні з потребою (оптимальним вмістом).

Так, при вирощуванні рослин за різних температур точка, при якій спостерігається максимальне зростання, і буде оптимумом.Весь інтервал температур, від мінімальної до максимальної, за яких ще можливе зростання, називають діапазоном стійкості (витривалості),або толерантності.Обмежують його точки, тобто. максимальна та мінімальна придатні для життя температури – межі стійкості. Між зоною оптимуму і межами стійкості з наближенням до останнім рослина відчуває все наростаючий стрес, тобто. йдеться про стресові зони, або зони пригнічення,у межах діапазону стійкості (рис. 2). У міру віддалення від оптимуму вниз і вгору за шкалою не тільки посилюється стрес, але після досягнення меж стійкості організму відбувається його загибель.

Мал. 2. Залежність впливу екологічного чинника від його інтенсивності

Таким чином, для кожного виду рослин або тварин існують оптимум, стресові зони та межі стійкості (або витривалості) щодо кожного фактора довкілля. При значенні фактора, близького до меж витривалості, організм може існувати лише нетривалий час. У вужчому інтервалі умов можливе тривале існування та зростання особин. Ще у вужчому діапазоні відбувається розмноження, і вигляд може існувати необмежено довго. Зазвичай десь у середній частині діапазону стійкості є умови, найбільш сприятливі для життєдіяльності, зростання та розмноження. Ці умови називають оптимальними, у яких особини цього виду виявляються найпристосованішими, тобто. залишають найбільше нащадків. Насправді виявити такі умови складно, тому оптимум зазвичай визначають окремі показники життєдіяльності (швидкість зростання, виживання тощо.).

Адаптаціяполягає в пристосуванні організму до умов довкілля.

Здатність до адаптацій - одна з основних властивостей життя взагалі, що забезпечує можливість її існування, можливість організмів виживати та розмножуватися. Адаптації проявляються на різних рівнях - від біохімії клітин та поведінки окремих організмів до будови та функціонування спільнот та екологічних систем. Усі пристосування організмів до існування у різних умовах виробилися історично. В результаті сформувалися специфічні для кожної географічної зони угруповання рослин та тварин.

Адаптації можуть бути морфологічними,коли змінюється будова організму аж до утворення нового виду, та фізіологічними,коли відбуваються зміни у функціонуванні організму. До морфологічних адаптацій близько примикає пристосувальне забарвлення тварин, здатність змінювати її залежно від освітленості (камбала, хамелеон та ін.).

Широко відомі приклади фізіологічної адаптації - зимова сплячка тварин, сезонні перельоти птахів.

Дуже важливими для організмів є поведінкові адаптації.Наприклад, інстинктивна поведінка визначає дію комах та нижчих хребетних: риб, земноводних, плазунів, птахів та ін. Така поведінка генетично запрограмована і передається у спадок (вроджена поведінка). Сюди відноситься: спосіб побудови гнізда у птахів, спарювання, вирощування потомства та ін.

Існує також і набутий наказ, отриманий індивідом у його житті. Навчання(або навчання) -Основний метод передачі отриманого поведінки від покоління до іншого.

Здатність індивіда керувати своїми пізнавальними здібностями, щоб вижити при несподіваних змінах довкілля, є інтелектом.Роль навчання та інтелекту у поведінці зростає з удосконаленням нервової системи – збільшенням кори головного мозку. Для людини це визначальний механізм еволюції. Властивість видів адаптуватися до того чи іншого діапазону факторів середовища позначається поняттям екологічна містичність виду.

Спільна дія екологічних факторів на організм

Екологічні чинники зазвичай діють по одному, а комплексно. Дія одного будь-якого фактора залежить від сили впливу інших. Поєднання різних факторів помітно впливає на оптимальні умови життя організму (див. рис. 2). Дія одного фактора не замінює дію іншого. Однак при комплексному впливі середовища часто можна спостерігати «ефект заміщення», який проявляється у схожості результатів впливу різних факторів. Так, світло не може бути замінене надлишком тепла або великою кількістю вуглекислого газу, але, впливаючи змінами температури, можна призупинити, наприклад, фотосинтез рослин.

У комплексному впливі середовища дія різних факторів для організмів нерівноцінна. Їх можна поділити на головні, супутні та другорядні. Провідні чинники різні для різних організмів, навіть вони живуть одному місці. У ролі провідного чинника різних етапах життя організму можуть виступати то одні, то інші елементи середовища. Наприклад, у житті багатьох культурних рослин, таких, як злаки, у період проростання провідним фактором є температура, у період колосіння та цвітіння – ґрунтова волога, у період дозрівання – кількість поживних речовин та вологість повітря. Роль провідного фактора в різні пори року може змінюватися.

Провідний чинник може бути неоднаковий в тих самих видів, що у різних фізико-географічних умовах.

Поняття про провідні фактори не можна змішувати з поняттям про. Чинник, рівень якого в якісному чи кількісному відношенні (недолік чи надлишок) виявляється близьким до меж витривалості даного організму, називається лімітуючим.Дія лімітуючого фактора виявлятиметься і в тому випадку, коли інші фактори середовища сприятливі або навіть оптимальні. Лімітуючими можуть бути як провідні, і другорядні екологічні чинники.

Поняття лімітуючих чинників було запроваджено 1840 р. хіміком 10. Лібіхом. Вивчаючи вплив зростання рослин вмісту різних хімічних елементів у грунті, він сформулював принцип: «Речовою, що у мінімумі, управляється врожай і визначається величина і стійкість останнього у часе». Цей принцип відомий за назвою закону мінімуму Лібіха.

Лімітуючим фактором може бути не лише недолік, на що вказував Лібіх, а й надлишок таких факторів, як, наприклад, тепло, світло та вода. Як зазначалося раніше, організми характеризуються екологічним мінімумом та максимумом. Діапазон між цими двома величинами прийнято називати межами стійкості чи толерантності.

У загальному вигляді всю складність впливу екологічних факторів на організм відображає закон толерантності В. Шелфорда: відсутність або неможливість процвітання визначається недоліком або, навпаки, надлишком будь-якого з ряду факторів, рівень яких може виявитися близьким до меж, що переносяться цим організмом (1913). Ці дві межі називають межами толерантності.

За «екологією толерантності» було проведено численні дослідження, завдяки яким стали відомі межі існування багатьох рослин та тварин. Таким прикладом є вплив речовини, що забруднює атмосферне повітря, на організм людини (рис. 3).

Мал. 3. Вплив речовини, що забруднює атмосферне повітря, на організм людини. Макс - максимальна життєва активність; Додаткова - допустима життєва активність; Опт - оптимальна (не впливає на життєву активність) концентрація шкідливої ​​речовини; ГДК - гранично допустима концентрація речовини, що істотно не змінює життєву активність; Літ - летальна концентрація

Концентрація фактора, що впливає (шкідливої ​​речовини) на рис. 5.2 позначена символом З. При значеннях концентрації З = З років людина загине, але незворотні зміни у його організмі відбудуться за значно менших значеннях З = З пдк. Отже, діапазон толерантності обмежується саме значенням С пдк = С лім. Звідси, С пк необхідно визначити експериментально для кожного забруднюючого або будь-якого шкідливого хімічного з'єднання і не допускати перевищення його С плк в конкретному середовищі проживання (життєвому середовищі).

В охороні навколишнього середовища важливі саме верхні межі стійкості організмудо шкідливих речовин.

Таким чином, фактична концентрація забруднюючої речовини С факт не повинна перевищувати С пдк (С факт ≤ С пдк = С лім).

Цінність концепції лімітуючих чинників (З лім) у тому, що вона дає екологу відправну точку щодо складних ситуацій. Якщо для організму характерний широкий діапазон толерантності до фактора, що відрізняється відносною постійністю, і він присутній в середовищі в помірних кількостях, такий навряд чи є лімітуючим. Навпаки, якщо відомо, що той чи інший організм має вузький діапазон толерантності до якогось мінливого фактора, то саме цей фактор і заслуговує на уважне вивчення, оскільки він може бути лімітуючим.

Екологічними чинниками називають будь-які зовнішні чинники, які мають пряме чи опосередковане впливом геть чисельність (велика кількість) і географічне поширення організмів.

Екологічні чинники дуже різноманітні як у своїй природі, і по впливу живі організми. Умовно всі фактори середовища прийнято поділяти на три великі групи – абіотичні, біотичні та антропогенні.

Абіотичні фактори– це фактори неживої природи.

Кліматичні (сонячне світло, температура, вологість повітря) та місцеві (рельєф, властивості ґрунту, солоність, течії, вітер, радіація тощо). Можуть бути прямими та непрямими.

Антропогенні фактори- це форми діяльності людини, які, впливаючи на довкілля, змінюють умови проживання живих організмів чи безпосередньо впливають окремі види рослин і тварин. Одним із найважливіших антропогенних чинників є забруднення.

Умови середовища.

Умовами середовища, або екологічними умовами, називають абіотичні фактори середовища, що змінюються в часі і просторі, на які організми реагують по-різному залежно від їх сили. Умови середовища накладають певні обмеження на організми.

До найбільш важливих факторів, що визначають умови існування організмів, практично у всіх середовищах життя відносяться температура, вологість та світло.

Температура.

Будь-який організм здатний жити тільки в межах певного інтервалу температур: особини виду гинуть при занадто високих або дуже низьких температурах. Межі температурної витривалості різних організмів різні. Існують види, здатні виносити коливання температури у межах. Наприклад, лишайники і багато бактерій здатні жити при різній температурі. Серед тварин найбільшим діапазоном температурної витривалості характеризуються теплокровні. Тигр, наприклад, однаково добре переносить як сибірський холод, і спеку тропічних областей Індії чи Малайського архіпелагу. Але є й такі види, які можуть жити лише у більш менш вузьких температурних межах. У наземно-повітряному середовищі і навіть у багатьох ділянках водного середовища температура не залишається постійною і може сильно змінюватись в залежності від сезону року або від часу доби. У тропічних областях річні коливання температури може бути навіть менш помітні, ніж добові. І навпаки, в помірних областях температура значно різниться у різні пори року. Тварини та рослини змушені пристосовуватися до несприятливого зимового сезону, протягом якого активне життя утруднене або просто неможливе. У тропічних областях такі пристрої виражені слабше. У холодному періоді з несприятливими температурними умовами у житті багатьох організмів хіба що настає пауза: сплячка в ссавців, скидання листя в рослин тощо. буд. Деякі тварини здійснюють тривалі міграції у місця з найбільш відповідним кліматом.

Вологість.

Вода є складовою значної більшості живих істот: вона необхідна їх нормального функціонування. Організм, що нормально розвивається, постійно втрачає воду і тому не може жити в абсолютно сухому повітрі. Рано чи пізно такі втрати можуть призвести до загибелі організму.

Найбільш простим та зручним показником, що характеризує вологість тієї чи іншої місцевості, є кількість опадів, що випадають тут за рік чи інший період часу.

Рослини витягують воду із ґрунту за допомогою коренів. Лишайники можуть уловлювати водяну пару з повітря. Рослини мають ряд пристроїв, що забезпечують мінімальну втрату води. Всі сухопутні тварини для компенсації неминучої втрати води за рахунок випаровування або виділення потребують її періодичного надходження. Багато тварин п'ють воду; інші, наприклад амфібії, деякі комахи і кліщі через покриви тіла всмоктують її в рідкому або пароподібному стані. Більшість тварин пустель ніколи не п'є. Вони задовольняють свої потреби за рахунок води, що надходить із їжею. Нарешті, є тварини, які отримують воду ще складнішим шляхом - у процесі окислення жирів, наприклад верблюд. У тварин, як і рослин, існує безліч пристосувань для економії витрат води.

Світло.

Розрізняють світлолюбні рослини, які здатні розвиватися тільки під сонячними променями, і рослини тіньовитривалі, які здатні добре рости під пологом лісу. Це має велике практичне значення для природного відновлення деревостою: молода поросля багатьох деревних порід здатна розвиватися під прикриттям великих дерев. У багатьох тварин нормальні умови освітленості проявляються у позитивній чи негативній реакції на світло. Нічні комахи злітаються на світло, а таргани розбігаються у пошуках укриття, якщо тільки у темній кімнаті запалюють світло. Фотоперіодизм (зміна дня і ночі) має велике екологічне значення для багатьох тварин, які ведуть виключно денний спосіб життя (більшість гороб'ячих) або виключно нічний (багато дрібних гризунів, кажанів). Дрібні рачки, що ширяють у товщі води, тримаються вночі в поверхневих водах, а вдень опускаються на глибину, уникаючи надто яскравого світла.

Світло майже не безпосередньо впливає на тварин. Він служить лише сигналом до перебудови процесів, що протікають в організмі.

Світло, вологість, температура зовсім не вичерпують набір екологічних умов, що визначають життя та поширення організмів. Важливе значення мають такі чинники, як вітер, атмосферний тиск, висота над рівнем моря. Вітер має непряму дію: посилюючи випаровування, збільшує сухість. Сильний вітер сприяє охолодженню. Ця дія виявляється важливою в холодних місцях, на високогір'ях або полярних областях.

Антропогенні фактори.Антропогенні чинники дуже різноманітні за складом. Людина впливає на живу природу, прокладаючи дороги, будуючи міста, ведучи сільське господарство, перегороджуючи річки тощо. буд. Сучасна діяльність людини дедалі частіше проявляється у забрудненні довкілля побічними, часто отруйними продуктами. У промислових районах концентрації забруднюючих речовин досягають часом порогових, тобто смертельних багатьох організмів, значень. Однак, незважаючи ні на що, майже завжди знайдеться хоча б кілька особин кількох видів, здатних вижити за таких умов. Причина у цьому, що у природних популяціях рідко трапляються стійкі особини. З підвищенням рівня забруднень стійкі особини можуть виявитися єдиними, хто вижив. Більше того, вони можуть стати основоположниками стійкої популяції, що успадкувала несприйнятливість до цього виду забруднення. Тому забруднення дає нам можливість спостерігати еволюцію в дії. Однак, властивістю протистояти забрудненню, наділена не кожна популяція. Таким чином, дія будь-якої забруднюючої речовини подвійно.

Закон оптимуму.

Багато чинників переносяться організмом лише певних межах. Організм гине, якщо, наприклад, температура середовища дуже низька або занадто висока. У середовищі, де температура близька до цих крайніх значень, живі жителі трапляються рідко. Однак їх кількість збільшується, у міру того, як температура наближається до середнього значення, яке є найкращим (оптимальним) для цього виду. І цю закономірність можна перенести будь-який інший чинник.

Діапазон параметрів фактора, за яких організм почувається комфортно, є оптимальними. Організми з широкими межами стійкості, звісно, ​​мають шанси ширше поширення. Однак широкі межі витривалості за одним фактором зовсім не означають широких кордонів за всіма факторами. Рослина може бути витривалою до великих коливань температури, але мати вузькі діапазони стійкості по відношенню до води. Тварина, подібна до форелі, може бути дуже вимогливою до температури, але харчуватися різноманітною їжею.

Іноді протягом життя особи її толерантність (виборчість) може змінитися. Організм, потрапляючи в суворі умови, через деякий час звикає, адаптується до них. Наслідком цього є зміна фізіологічного оптимуму, а процес називають адаптацієюабо акліматизацією.

Закон мінімумубув сформульований основоположником науки про мінеральні добрива Юстусом Лібіхом (1803-1873).

Ю. Лібіх виявив, що врожай рослин може обмежуватися будь-яким з основних елементів живлення, якщо тільки цей елемент перебуває у нестачі. Відомо, що різні фактори середовища можуть взаємодіяти, тобто нестача однієї речовини може призводити до дефіциту інших речовин. Тому в цілому закон мінімуму можна сформулювати наступним чином: елемент або фактор середовища, що знаходиться в мінімумі, найбільшою мірою обмежує (лімітує) життєдіяльність організму.

При всій складності взаємовідносин організмів та середовища їхнього існування не всі фактори мають однакове екологічне значення. Так, наприклад, кисень є фактором фізіологічної необхідності для всіх тварин, але з екологічної точки зору він стає лімітуючим лише в певних місцеперебуваннях. Якщо в річці гине риба, то в першу чергу має бути виміряна концентрація кисню у воді, оскільки вона дуже мінлива, запаси кисню легко виснажуються і часто не вистачає. Якщо природі спостерігається загибель птахів, потрібно шукати іншу причину, оскільки вміст кисню повітря постійно і досить з погляду вимог наземних організмів.

Запитання для самоперевірки:

Перелічіть основні середовища життя.

Що таке умови середовища?

Охарактеризуйте умови життя організмів у ґрунті, у водному та наземно-повітряному середовищах проживання.

Наведіть приклади пристосування організмів до проживання в різних довкіллях?

Назвіть пристосування організмів, які використовують інші організми як місце існування?

Який вплив має температура на різні види організмів?

Яким чином тварини та рослини отримують необхідну їм воду?

Який вплив має на організми освітленість?

Як виявляється вплив на організми забруднюючих речовин?

Обґрунтуйте, що таке екологічні фактори, яким чином вони впливають на живі організми?

Які фактори називають лімітуючими?

Що таке акліматизація і яке значення вона має у розселенні організмів?

Яким чином проявляються закони оптимуму та мінімуму?