Käsitöö

Keskkonnategurid ja nende toime üldised mustrid. Elupaik ja keskkonnategurid. Keskkonnategurite koostoime. Piirav tegur

Ökoloogia kokkuvõte

Faktorite kompleksis võime tuvastada mõningaid mustreid, mis on organismide suhtes suures osas universaalsed (üldised). Selliste mustrite hulka kuuluvad optimumi reegel, tegurite koosmõju reegel, piiravate tegurite reegel ja mõned teised.

Optimaalne reegel . Selle reegli kohaselt on organismi või selle teatud arenguetapi jaoks kõige soodsama (optimaalse) teguri väärtuse vahemik. Mida suurem on teguri toime kõrvalekalle optimaalsest, seda rohkem pärsib see tegur organismi elutegevust. Seda vahemikku nimetatakse inhibeerimistsooniks. Faktori maksimaalne ja minimaalne vastuvõetav väärtus on kriitilised punktid, mille ületamisel ei ole organismi olemasolu enam võimalik.

Maksimaalne asustustihedus piirdub tavaliselt optimaalse tsooniga. Optimaalsed tsoonid mitmesugused organismid ei ole samad. Mida suurem on faktorite kõikumiste amplituud, mille juures organism suudab säilitada elujõulisuse, seda suurem on tema stabiilsus, s.t. sallivus ühele või teisele tegurile (alates lat. sallivus- kannatlikkust). Sellesse rühma kuuluvad laia vastupanu amplituudiga organismid euribiondid (Kreeka eury- lai, bios- elu). Nimetatakse organisme, mille kohanemisvõime teguritega on kitsas stenobionts (Kreeka stenosid- kitsas). Oluline on rõhutada, et optimaalsed tsoonid erinevate tegurite suhtes on erinevad ja seetõttu näitavad organismid täielikult oma potentsiaali, kui nad eksisteerivad kogu optimaalsete väärtustega tegurite spektri tingimustes.

Faktorite koosmõju reegel . Selle olemus seisneb selles, et mõned tegurid võivad teiste tegurite mõju tugevdada või leevendada. Näiteks võib liigset soojust mingil määral leevendada madal õhuniiskus, taimede fotosünteesiks vajaliku valguse puudumist saab kompenseerida suurenenud sisaldusega. süsinikdioksiidõhus jne. Sellest aga ei järeldu, et tegureid saaks omavahel vahetada. Need ei ole omavahel asendatavad.

Piiravate tegurite reegel . Selle reegli olemus seisneb selles, et defitsiidis või ülemäärases (kriitiliste punktide lähedal) tegur mõjutab organisme negatiivselt ja lisaks piirab teiste tegurite, sealhulgas optimaalsete tegurite mõju avaldumise võimalust. Piiravad tegurid määravad tavaliselt liikide ja nende elupaikade leviku piirid. Organismide produktiivsus sõltub neist.

Inimene rikub oma tegevusega sageli peaaegu kõiki loetletud tegurite toimemustreid. Eelkõige puudutab see piiravaid tegureid (elupaikade hävitamine, vee ja mineraalse toitumise katkemine jne).

Elupaik on see osa loodusest, mis ümbritseb elusorganismi ja millega see vahetult suhtleb. Keskkonna komponendid ja omadused on mitmekesised ja muutlikud. Ükskõik milline Elusolend elab keerulises ja muutuvas maailmas, kohanedes sellega pidevalt ja reguleerides oma elutegevust vastavalt selle muutustele.

Organismide kohanemist keskkonnaga nimetatakse kohanemiseks. Kohanemisvõime on üldiselt elu üks peamisi omadusi, kuna see annab selle olemasolu võimaluse, organismide ellujäämis- ja paljunemisvõime. Kohanemised toimuvad erinevatel tasanditel: alates raku biokeemiast ja käitumisest üksikud organismid koosluste ja ökoloogiliste süsteemide struktuurile ja toimimisele. Kohanemised tekivad ja muutuvad liikide evolutsiooni käigus.

Üksikuid omadusi või keskkonnaelemente, mis mõjutavad organisme, nimetatakse keskkonnateguriteks. Keskkonnategurid on mitmekesised. Need võivad olla elusolenditele vajalikud või vastupidi kahjulikud, soodustada või takistada ellujäämist ja paljunemist. Keskkonnateguritel on erinev olemus ja spetsiifilised tegevused. Ökoloogilised tegurid jagunevad abiootiliseks ja biootiliseks, antropogeenseks.

Abiootilised tegurid - temperatuur, valgus, radioaktiivne kiirgus, rõhk, õhuniiskus, vee soola koostis, tuul, hoovused, maastik – need on kõik omadused elutu loodus mis mõjutavad elusorganisme otseselt või kaudselt.

Biootilised tegurid on elusolendite üksteisele mõju avaldamise vormid. Iga organism kogeb pidevalt teiste olendite otsest või kaudset mõju, puutub kokku oma liigi ja teiste liikide esindajatega - taimede, loomade, mikroorganismidega, sõltub neist ja mõjutab neid ise. Ambient orgaaniline maailm- iga elusolendi keskkonna lahutamatu osa.

Organismide vastastikused seosed on biotsenooside ja populatsioonide olemasolu aluseks; nende käsitlemine kuulub sünekoloogia valdkonda.

Antropogeensed tegurid on inimühiskonna tegevusvormid, mis toovad kaasa muutusi looduses kui teiste liikide elupaigas või mõjutavad otseselt nende elu. Inimkonna ajaloo jooksul kujunes esmalt jahipidamine ja seejärel Põllumajandus, tööstus, transport on meie planeedi olemust suuresti muutnud. Antropogeensete mõjude tähtsus kogu Maa elusilmale kasvab jätkuvalt kiiresti.

Kuigi inimene mõjutab elusloodust abiootiliste tegurite ja liikide biootiliste suhete muutumise kaudu, tuleks inimtegevus planeedil määratleda kui eriline jõud, mis selle klassifikatsiooni raamidesse ei mahu. Praegu on peaaegu kogu Maa eluspinna ja igat tüüpi organismide saatus inimühiskonna kätes ja sõltub inimtegevusest tulenevast mõjust loodusele.

Samal keskkonnateguril on kooselusorganismide elus erinev tähendus erinevad tüübid. Näiteks talvised tugevad tuuled on ebasoodsad suurtele lahtiselt elavatele loomadele, kuid ei avalda mõju väiksematele, kes peidavad end urgudesse või lume alla. Mulla soolane koostis on oluline taimede toitumise seisukohalt, kuid on ükskõikne enamiku maismaaloomade jms suhtes.

Keskkonnategurite muutused ajas võivad olla: 1) korrapäraselt perioodilised, muutes mõju tugevust seoses kella- või aastaajaga või ookeani mõõna ja voolu rütmiga; 2) ebaregulaarne, ilma selge perioodilisuseta, näiteks ilmastikutingimuste muutumine sisse erinevad aastad, katastroofilise iseloomuga nähtused - tormid, hoovihmad, maalihked jne; 3) suunatud teatud, mõnikord pikkade ajavahemike peale, näiteks kliima jahenemise või soojenemise, veekogude kinnikasvamise, kariloomade pideva karjatamise ajal samal alal jne.

Ökoloogilised keskkonnategurid mõjutavad elusorganisme mitmeti, s.t võivad toimida stiimulina, mis põhjustavad adaptiivseid muutusi füsioloogilistes ja biokeemilistes funktsioonides; piirangutena, mis muudavad antud tingimustes eksisteerimise võimatuks; organismides anatoomilisi ja morfoloogilisi muutusi põhjustavate modifikaatoritena; kui signaalid, mis näitavad muutusi muudes keskkonnategurites.

Vaatamata paljudele keskkonnateguritele võib nende organismidele avalduva mõju olemuse ja elusolendite reaktsioonide osas tuvastada mitmeid üldisi mustreid.

1. Optimumi seadus. Igal teguril on ainult teatud piirid positiivne mõju organismide peal. Muutuva teguri tulemus sõltub eelkõige selle avaldumise tugevusest. Faktori ebapiisav ja liigne toime mõjutab negatiivselt inimeste elutegevust. Soodsat mõjujõudu nimetatakse keskkonnateguri optimumi tsooniks või lihtsalt antud liigi organismide optimumiks. Mida suurem on kõrvalekalle optimumist, seda tugevam on selle teguri pärssiv toime organismidele (pessimumi tsoon). Faktori maksimaalne ja minimaalne ülekantav väärtus on kriitilised punktid, millest üle ei ole enam eksisteerimine võimalik ja saabub surm. Kriitiliste punktide vahelisi vastupidavuse piire nimetatakse elusolendite ökoloogiliseks valentsiks konkreetse keskkonnateguri suhtes.

Erinevate al-d-de esindajad erinevad üksteisest suuresti nii optimumi asendi kui ka ökoloogilise valentsi poolest. Näiteks tundrast pärit arktilised rebased taluvad õhutemperatuuri kõikumisi vahemikus 80°C (+30 kuni -55°C), soojaveelised koorikloomad Cepilia mirabilis aga veetemperatuuri muutusi vahemikus mitte üle 6 °C (23 kuni 29 °C). Faktori sama tugevus võib olla ühe liigi jaoks optimaalne, teise jaoks pessimaalne ja kolmanda jaoks üle vastupidavuse piiri.

Liigi laiapõhjalist ökoloogilist valentsi abiootiliste keskkonnategurite suhtes näitab teguri nimetuse eesliite “eury” lisamine. Eurütermilised liigid - taluvad olulisi temperatuurikõikumisi, euribaadid - laia rõhuvahemikku, eurihaliin - erineval määral keskkonna soolsus.

Suutmatust taluda teguri olulisi kõikumisi ehk kitsast ökoloogilist valentsi iseloomustab eesliide „stenotermiline“ – stenotermilised, stenobaatilised, stenohaliinsed liigid jne. Laiemas mõttes liigid, mille olemasolu nõuab rangelt määratlemist. keskkonnatingimused, nimetatakse stenobiontideks ja neid, mis on võimelised kohanema erinevate keskkonnatingimustega, nimetatakse euribiontideks.

2. Faktori mõju erinevatele funktsioonidele ebaselgus. Iga tegur mõjutab erinevaid keha funktsioone erinevalt. Mõne protsessi jaoks võib optimaalne olla teiste jaoks pessim. Seega tõstab külmavereliste loomade õhutemperatuur 40–45 °C oluliselt ainevahetusprotsesside kiirust organismis, kuid pärsib motoorset aktiivsust ja loomad langevad termilisse stuuporisse. Paljude kalade jaoks on sigimisproduktide küpsemiseks optimaalne veetemperatuur ebasoodne kudemiseks, mis toimub erinevas temperatuurivahemikus.

Elutsükkel, mille jooksul organism teatud perioodidel täidab peamiselt teatud funktsioone (toitumine, kasv, paljunemine, asustamine jne), on alati kooskõlas hooajaliste muutustega keskkonnategurite kompleksis. Liikuvad organismid võivad ka elupaiku vahetada, et edukalt täita kõiki oma elutähtsaid funktsioone.

3. Liigi üksikute isendite keskkonnategurite toimele reageerimise varieeruvus, varieeruvus ja mitmekesisus. Üksikute indiviidide vastupidavuse aste, kriitilised punktid, optimaalsed ja pessimaalsed tsoonid ei lange kokku. Selle varieeruvuse määravad nii indiviidide pärilikud omadused kui ka soo, vanuse ja füsioloogilised erinevused. Näiteks jahu- ja teraviljasaaduste ühe kahjuri veskiliblika puhul on röövikute kriitiline miinimumtemperatuur -7°C, täiskasvanud vormidel -22°C, munadel -27°C. 10 °C pakane tapab röövikud, kuid ei ole ohtlik selle kahjuri valmikutele ja munadele. Järelikult on liigi ökoloogiline valents alati laiem kui iga üksiku isendi ökoloogiline valents.

4. Liigid kohanevad iga keskkonnateguriga suhteliselt iseseisvalt. Tolerantsuse aste ühegi teguri suhtes ei tähenda liigi vastavat ökoloogilist valentsust teiste tegurite suhtes. Näiteks liigid, mis taluvad suuri temperatuurikõikumisi, ei pea tingimata taluma suuri niiskuse või soolsuse erinevusi. Eurütermilised liigid võivad olla stenohaliinid, stenobaatilised või vastupidi. Liigi ökoloogilised valentsid erinevate tegurite suhtes võivad olla väga mitmekesised. See loob looduses erakordselt palju kohanemisi. Keskkonnavalentside kogum seoses erinevate keskkonnateguritega moodustab liigi ökoloogilise spektri.

5. Üksikute liikide ökoloogiliste spektrite lahknevus. Iga liik on oma ökoloogiliste võimete poolest spetsiifiline. Isegi nende liikide puhul, mis on oma keskkonnaga kohanemismeetodites sarnased, on nende suhtumises teatud üksikteguritesse erinev.

Liikide ökoloogilise individuaalsuse reegli sõnastas vene botaanik L. G. Ramensky (1924) seoses taimedega ja seejärel kinnitasid need laialdaselt zooloogilised uuringud.

6. Tegurite koostoime. Organismide optimaalne vastupidavuse tsoon ja piirid mis tahes keskkonnateguri suhtes võivad nihkuda sõltuvalt tugevusest ja sellest, millises kombinatsioonis teised tegurid samaaegselt toimivad. Seda mustrit nimetatakse tegurite koostoimeks. Näiteks kuivas, mitte niiskes õhus on kuumust kergem taluda. Külma ilmaga tugeva tuulega on külmumise oht palju suurem kui tuulevaikse ilmaga. Seega on samal teguril koos teistega erinev keskkonnamõju. Vastupidi, sama keskkonnamõju võib olla erinev

saadud erineval viisil. Näiteks taimede närbumist saab peatada nii mulla niiskuse hulga suurendamisega kui ka õhutemperatuuri alandamisega, mis vähendab aurustumist. Tekib tegurite osalise asendamise efekt.

Samal ajal on keskkonnategurite vastastikusel kompenseerimisel teatud piirid ja üht neist on võimatu teisega täielikult asendada. Vee või vähemalt ühe mineraalse toitumise põhielemendi täielik puudumine muudab taime elu võimatuks, hoolimata muude tingimuste kõige soodsamatest kombinatsioonidest. Polaarkõrbete äärmist soojapuudust ei saa kompenseerida ei niiskuse rohkus ega 24-tunnine valgustus.

Võttes arvesse keskkonnategurite koostoime mustreid põllumajanduspraktikas, on võimalik oskuslikult säilitada kultuurtaimede ja koduloomade jaoks optimaalsed elutingimused.

7. Piiravate tegurite reegel. Optimaalsest kõige kaugemal olevad keskkonnategurid muudavad liigi eksisteerimise nendes tingimustes eriti keeruliseks. Kui vähemalt üks keskkonnateguritest läheneb kriitilistele väärtustele või ületab neid, ähvardab neid inimesi surm, hoolimata muude tingimuste optimaalsest kombinatsioonist. Sellised optimumist tugevalt kõrvale kalduvad tegurid omandavad liigi või selle üksikute esindajate elus igal konkreetsel ajaperioodil ülima tähtsuse.

Piiravad keskkonnategurid määravad liigi geograafilise levila. Nende tegurite olemus võib olla erinev. Seega võib liikide liikumist põhja poole piirata soojapuudus, kuivadesse piirkondadesse aga niiskusepuudus või liiga kõrge temperatuur. Biootilised suhted võivad olla ka levikut piiravad tegurid, näiteks territooriumi hõivamine tugevama konkurendi poolt või taimede tolmeldajate puudumine. Seega sõltub viigimarjade tolmeldamine täielikult ühest putukaliigist – herilasest Blastophaga psenes. Selle puu kodumaa on Vahemeri. Californiasse introdutseeritud viigimarjad ei kandnud vilja enne, kui sinna toodi tolmeldavad herilased. Kaunviljade levikut Arktikas piirab neid tolmeldavate kimalaste levik. Diksoni saarel, kus kimalasi pole, kaunvilju ei leidu, kuigi temperatuuritingimuste tõttu on nende taimede olemasolu seal siiski lubatud.

Et teha kindlaks, kas liik võib teatud geograafilises piirkonnas eksisteerida, tuleb kõigepealt kindlaks teha, kas keskkonnategurid on väljaspool selle ökoloogilist valentsi, eriti selle kõige haavatavamal arenguperioodil.

Piiravate tegurite väljaselgitamine on põllumajanduspraktikas väga oluline, kuna suunates põhilised jõupingutused nende kõrvaldamisele, saab kiiresti ja tõhusalt tõsta taimesaaki või loomade produktiivsust. Seega võib väga happelistel muldadel nisusaaki veidi tõsta, kasutades erinevaid agronoomilisi mõjutusi, kuid parima efekti saab ainult lupjamise tulemusena, mis eemaldab happesuse piiravad mõjud. Piiravate tegurite tundmine on seega organismide elutegevuse kontrollimise võti. Indiviidide erinevatel eluperioodidel toimivad piiravate teguritena erinevad keskkonnategurid, mistõttu on vajalik kultuurtaimede ja -loomade elutingimuste oskuslik ja pidev reguleerimine.

Optimaalne reegel . Selle reegli kohaselt on organismi või selle teatud arenguetapi jaoks kõige soodsama (optimaalse) teguri väärtuse vahemik. Mida suurem on teguri toime kõrvalekalle optimaalsest, seda rohkem pärsib see tegur organismi elutegevust. Seda vahemikku nimetatakse inhibeerimistsooniks. Faktori maksimaalne ja minimaalne ülekantav väärtus on kriitilised punktid, millest kaugemale ei ole organismi olemasolu enam võimalik.

Maksimaalne asustustihedus piirdub tavaliselt optimaalse tsooniga. Erinevate organismide optimaalsed tsoonid ei ole samad. Mida suurem on faktorite kõikumiste amplituud, mille juures organism suudab säilitada elujõulisuse, seda suurem on tema stabiilsus, s.t. sallivus ühele või teisele tegurile (alates lat. sallivus- kannatlikkust). Sellesse rühma kuuluvad laia vastupanu amplituudiga organismid euribiondid (Kreeka eury- lai, bios- elu). Nimetatakse organisme, mille kohanemisvõime teguritega on kitsas stenobionts (Kreeka stenosid- kitsas). Oluline on rõhutada, et optimaalsed tsoonid erinevate tegurite suhtes on erinevad ja seetõttu näitavad organismid täielikult oma potentsiaali, kui nad eksisteerivad kogu optimaalsete väärtustega tegurite spektri tingimustes.

Faktorite koosmõju reegel . Selle olemus seisneb selles, et mõned tegurid võivad teiste tegurite mõju tugevdada või leevendada. Näiteks võib liigset soojust mingil määral leevendada madal õhuniiskus, valguse puudumist taimede fotosünteesiks saab kompenseerida suurenenud süsihappegaasi sisaldusega õhus jne. Sellest aga ei järeldu, et tegureid saaks omavahel vahetada. Need ei ole omavahel asendatavad.

Inimene rikub oma tegevusega sageli peaaegu kõiki loetletud tegurite toimemustreid. Eelkõige puudutab see piiravaid tegureid (elupaikade hävitamine, vee ja mineraalse toitumise katkemine jne).

Elupaik- see on see osa loodusest, mis ümbritseb elusorganismi ja millega see vahetult suhtleb. Keskkonna komponendid ja omadused on mitmekesised ja muutlikud. Iga elusolend elab keerulises ja muutuvas maailmas, kohanedes sellega pidevalt ja reguleerides oma elutegevust vastavalt selle muutustele ning tarbides väljastpoolt tulevat ainet, energiat ja informatsiooni.

Organismide kohanemist oma keskkonnaga nimetatakse kohanemine. Kohanemisvõime on üldiselt elu üks peamisi omadusi, kuna see annab selle olemasolu võimaluse, organismide ellujäämis- ja paljunemisvõime. Kohanemised avalduvad erinevatel tasanditel: alates rakkude biokeemiast ja üksikute organismide käitumisest kuni koosluste ja ökoloogiliste süsteemide struktuuri ja toimimiseni. Kohanemised tekivad ja muutuvad liikide evolutsiooni käigus.

Üksikuid omadusi või keskkonnaelemente, mis mõjutavad organisme, nimetatakse keskkonnateguriteks. Keskkonnategurid on mitmekesised. Need võivad olla elusolenditele vajalikud või vastupidi kahjulikud, soodustada või takistada ellujäämist ja paljunemist. Keskkonnateguritel on erinev olemus ja spetsiifilised tegevused. Keskkonnategurid jagunevad abiootiliseks, biootiliseks ja antropogeenseks.

Abiootilised tegurid- temperatuur, valgus, radioaktiivne kiirgus, rõhk, õhuniiskus, vee soolane koostis, tuul, hoovused, maastik - need on kõik elutu omadused

loodus, mis mõjutab elusorganisme otseselt või kaudselt.

Biootilised tegurid- need on elusolendite üksteisele mõju avaldamise vormid. Iga organism kogeb pidevalt teiste olendite otsest või kaudset mõju, puutub kokku oma liigi ja teiste liikide esindajatega - taimede, loomade, mikroorganismidega, sõltub neist ja mõjutab neid ise. Ümbritsev orgaaniline maailm on iga elusolendi keskkonna lahutamatu osa.

Organismide vastastikused seosed on biotsenooside ja populatsioonide olemasolu aluseks; nende käsitlemine kuulub sünekoloogia valdkonda.

Antropogeensed tegurid- need on inimühiskonna tegevusvormid, mis toovad kaasa muutusi looduses kui teiste liikide elupaigas või mõjutavad otseselt nende elu. Inimkonna ajaloo jooksul on esmalt jahinduse, seejärel põllumajanduse, tööstuse ja transpordi areng meie planeedi olemust suuresti muutnud. Antropogeensete mõjude tähtsus kogu Maa elusilmale kasvab jätkuvalt kiiresti.

Samal keskkonnateguril on eri liikide kooselusorganismide elus erinev tähendus. Näiteks talvised tugevad tuuled on ebasoodsad suurtele lahtiselt elavatele loomadele, kuid ei avalda mõju väiksematele, kes peidavad end urgudesse või lume alla. Mulla soolane koostis on oluline taimede toitumise seisukohalt, kuid on ükskõikne enamiku maismaaloomade jms suhtes.

Keskkonnategurite muutused ajas võivad olla: 1) korrapäraselt perioodilised, muutes mõju tugevust seoses kella- või aastaajaga või ookeani mõõnade ja voolude rütmiga; 2) ebaregulaarne, ilma selge perioodilisuseta, näiteks ilmastikutingimuste muutumiseta erinevatel aastatel, katastroofilise iseloomuga nähtused - tormid, hoovihmad, maalihked jne; 3) suunatud teatud, mõnikord pika aja jooksul, näiteks kliima jahenemise või soojenemise, veekogude kinnikasvamise, kariloomade pideva karjatamise ajal samal alal jne.

Keskkonnakeskkonna teguritel on elusorganismidele mitmekülgne mõju, s.t. võib toimida stiimulina, mis põhjustab adaptiivseid muutusi füsioloogilistes ja biokeemilistes funktsioonides; piirangutena, mis muudavad antud tingimustes eksisteerimise võimatuks; organismides anatoomilisi ja morfoloogilisi muutusi põhjustavate modifikaatoritena; kui signaalid, mis näitavad muutusi muudes keskkonnategurites.

Vaatamata paljudele keskkonnateguritele võib nende organismidele avalduva mõju olemuse ja elusolendite reaktsioonide osas tuvastada mitmeid üldisi mustreid.

Siin on kõige kuulsamad.

J. Liebigi miinimumseadus (1873):

A) organismi vastupidavuse määrab tema keskkonnavajaduste ahela nõrk lüli;
b) kõigil elu toetamiseks vajalikel keskkonnatingimustel on võrdne roll (kõikide elutingimuste samaväärsuse seadus), mis tahes tegur võib piirata organismi olemasolu.

Piiravate tegurite seadus ehk F. Blechmani seadus (1909):keskkonnategurid, millel on konkreetsetes tingimustes maksimaalne tähtsus, raskendavad (piiravad) eriti liikide olemasolu nendes tingimustes.

W. Shelfordi sallivusseadus (1913): Organismi elutegevuse piiravaks teguriks võib olla kas minimaalne või maksimaalne keskkonnamõju, mille vahemik määrab organismi vastupidavuse selle teguri suhtes.

Miinimumseadust selgitava näitena joonistas J. Liebig aukudega tünni, mille veetase sümboliseeris keha vastupidavust ja augud keskkonnategureid.

Optimumi seadus: igal teguril on organismidele positiivse mõju teatud piirid.

Muutuva teguri toime tulemus sõltub ennekõike selle avaldumise tugevusest. Faktori ebapiisav ja liigne toime mõjutab negatiivselt inimeste elutegevust. Soodsat mõjujõudu nimetatakse keskkonnateguri optimaalseks tsooniks, selle teguri pärssivaks toimeks organismidele

(pessimumistsoon). Faktori maksimaalne ja minimaalne ülekantav väärtus on kriitilised punktid, millest üle ei ole enam eksisteerimine võimalik ja saabub surm. Kriitiliste punktide vahelisi vastupidavuse piire nimetatakse elusolendite ökoloogiliseks valentsiks konkreetse keskkonnateguri suhtes.

Erinevate liikide esindajad erinevad üksteisest suuresti nii optimumi asendi kui ka ökoloogilise valentsi poolest.

Seda tüüpi sõltuvuse näide on järgmine tähelepanek. Täiskasvanu keskmine päevane füsioloogiline fluorivajadus on 2000-3000 mcg ning sellest kogusest saab inimene 70% veest ja vaid 30% toidust. Kell pikaajaline kasutamine fluorisoolade vaene vesi (0,5 mg/dm3 või vähem), tekib hambakaaries. Mida madalam on fluoriidi kontsentratsioon vees, seda suurem on kaariese esinemissagedus populatsioonis.

Fluoriidi kõrge kontsentratsioon joogivees põhjustab ka patoloogia arengut. Seega, kui selle kontsentratsioon on üle 15 mg/dm 3, tekib fluoroos – hambaemaili laiguline ja pruunikas värvus, hambad hävivad järk-järgult.

Riis. 3.1. Keskkonnateguri tulemuse sõltuvus selle intensiivsusest või lihtsalt optimaalne, selle liigi organismide jaoks. Mida tugevamad on kõrvalekalded optimaalsest, seda rohkem väljendub

Faktori mõju erinevatele funktsioonidele ebaselgus. Iga tegur mõjutab erinevaid keha funktsioone erinevalt. Mõne protsessi jaoks võib optimaalne olla teiste jaoks pessim.

Faktorite koosmõju reegel. Selle olemus seisneb selles, et üksi tegurid võivad tugevdada või leevendada teiste tegurite mõju. Näiteks võib liigset soojust mingil määral leevendada madal õhuniiskus, valguse puudumist taimede fotosünteesiks saab kompenseerida suurenenud süsihappegaasi sisaldusega õhus jne. Sellest aga ei järeldu, et tegureid saaks omavahel vahetada. Need ei ole omavahel asendatavad.

Piiravate tegurite reegel: tegur , mis on defitsiidis või üleliigne (kriitiliste punktide lähedal), mõjutab organisme negatiivselt ja lisaks piirab muude tegurite, sealhulgas optimaalsete tegurite mõju avaldumise võimalust. Näiteks kui muld sisaldab ohtralt kõike peale ühe taime jaoks vajaliku keemilised elemendid, siis määrab taime kasvu ja arengu see, mida napib. Kõik muud elemendid ei näita oma mõju. Piiravad tegurid määravad tavaliselt liikide (populatsioonide) ja nende elupaikade leviku piirid. Neist sõltub organismide ja koosluste produktiivsus. Seetõttu on äärmiselt oluline kiiresti tuvastada minimaalse ja ülemäärase tähtsusega tegurid, välistada nende avaldumise võimalus (näiteks taimede puhul - tasakaalustatud väetiste kasutamisel).

Inimene rikub oma tegevusega sageli peaaegu kõiki loetletud tegurite toimemustreid. Eelkõige puudutab see piiravaid tegureid (elupaikade hävimine, taimede vee- ja mineraalse toitumise häirimine jne).

Piiravate tegurite väljaselgitamine on põllumajanduspraktikas väga oluline, kuna suunates põhilised jõupingutused nende kõrvaldamisele, saab kiiresti ja tõhusalt tõsta taimesaaki või loomade produktiivsust. Nii saab väga happelistel muldadel nisusaaki veidi tõsta, kasutades erinevaid agronoomilisi mõjutusi, kuid parima efekti saab ainult lupjamise tulemusena, mis eemaldab happesust piirava mõju. Piiravate tegurite tundmine on seega organismide elutegevuse kontrollimise võti. Indiviidide erinevatel eluperioodidel toimivad piiravate teguritena erinevad keskkonnategurid, mistõttu on vajalik kultuurtaimede ja -loomade elutingimuste oskuslik ja pidev reguleerimine.

Energia maksimeerimise seadus ehk Odumi seadus: ühe süsteemi püsimajäämise konkurentsis teistega määrab sellesse siseneva energiavoolu ja selle kasutamise parim korraldus maksimaalne kogus kõige tõhusamal viisil. See seadus kehtib ka teabe kohta. Seega Süsteem, millel on parimad võimalused enesesäilitamiseks, on see, mis soodustab kõige paremini energia ja teabe tarnimist, tootmist ja tõhusat kasutamist. Iga loodussüsteem saab areneda ainult keskkonna materiaalset, energia- ja infovõimet kasutades. Absoluutselt isoleeritud areng on võimatu.

Sellel seadusel on oluline praktiline tähendus peamiste tagajärgede tõttu:

A) Absoluutselt jäätmevaba tootmine on võimatu, seetõttu on oluline luua jäätmevaene tootmine madala ressursimahukusega nii sisendis kui ka väljundis (kulutõhusus ja madal heitkogus). Ideaaliks on tänapäeval tsüklilise tootmise loomine (ühe tootmise jäätmed on teise tootmise tooraineks jne) ja vältimatute jääkide mõistliku kõrvaldamise korraldamine, eemaldamatute energiajäätmete neutraliseerimine;
b) iga arenenud biootiline süsteem, mis kasutab ja muudab oma elukeskkonda, kujutab endast potentsiaalset ohtu vähem organiseeritud süsteemidele. Seetõttu on elu uuesti tekkimine biosfääris võimatu – olemasolevad organismid hävitavad selle. Järelikult peab inimene keskkonda mõjutades need mõjud neutraliseerima, kuna need võivad olla loodusele ja inimesele endale hävitavad.

Piiratud loodusvarade seadus. Ühe protsendi reegel. Kuna planeet Maa on looduslik piiratud tervik, ei saa sellel eksisteerida lõpmatuid osi, seega kõike Loodusvarad Maad on piiratud. Ammendamatute ressursside hulka kuuluvad energiavarud, uskudes, et Päikese energia on peaaegu igavene kasuliku energia allikas. Siin on viga selles, et selline arutluskäik ei võta arvesse biosfääri enda energia poolt seatud piiranguid. Ühe protsendi reegli järgi loodusliku süsteemi energia muutus 1% piires viib selle tasakaalust välja. Kõigi Maa pinnal toimuvate suuremahuliste nähtuste (võimsad tsüklonid, vulkaanipursked, globaalse fotosünteesi protsess) koguenergia ei ületa 1% Maa pinnale langeva päikesekiirguse energiast. Energia kunstlik viimine biosfääri meie aja jooksul on jõudnud piirilähedaste väärtusteni (erineb neist mitte rohkem kui ühe matemaatilise suurusjärgu võrra - 10 korda).

5. jagu

biogeotsenootiline ja biosfääri tase

elamise korraldamine

Teema 56.

Ökoloogia kui teadus. Elupaik. Keskkonnategurid. Keskkonnategurite üldised toimemustrid organismidele

1. Teooria põhiküsimused

Ökoloogia– teadus organismide omavaheliste ja omavaheliste suhete mustritest keskkond. (E. Haeckel, 1866)

Elupaik– kõik elus- ja elutu looduse tingimused, milles organismid eksisteerivad ja neid otseselt või kaudselt mõjutavad.

Keskkonna üksikud elemendid on keskkonnategurid:

abiootiline	biootiline	inimtekkeline
füüsikalis-keemilised, anorgaanilised, elutud tegurid: t , valgus, vesi, õhk, tuul, soolsus, tihedus, ioniseeriv kiirgus.	organismide või koosluste mõju.	inimtegevus
sirge	kaudne
– kalapüük; – tammide ehitamine.	– reostus; – söödamaade hävitamine.
Tegevuse sageduse järgi – mõjuvad tegurid
rangelt perioodiliselt.	ilma range sageduseta.
Tegevussuuna järgi
suunategurid tegevused	ebakindlad tegurid
- soojendamine; - külmutus; - vesine.	- inimtekkeline; - saasteained.

Organismide kohanemine keskkonnateguritega

Organismid kergemini kohaneda mõjutavatele teguritele rangelt perioodiliselt ja sihipäraselt. Nendega kohanemine on pärilikult määratud.

Kohanemine on raske organismidele ebaregulaarselt perioodiliselt teguritele, teguritele ebakindel tegevused. Selles spetsiifilisus Ja antiökoloogiline antropogeensed tegurid.

Üldised mustrid

keskkonnategurite mõju organismidele

Optimaalne reegel .

Ökosüsteemi või organismi jaoks on keskkonnateguri kõige soodsama (optimaalsema) väärtuse vahemik. Väljaspool optimaalset tsooni on rõhumise tsoonid, mis muutuvad kriitilisteks punktideks, millest kaugemale ei saa eksisteerida.

Interakteeruvate tegurite reegel .

Mõned tegurid võivad teiste tegurite mõju tugevdada või leevendada. Siiski on kõik keskkonnategurid asendamatu.

Piiravate tegurite reegel .

Puudulik või liigne tegur mõjutab organisme negatiivselt ja piirab teiste tegurite (sh optimaalsete) mõju avaldumise võimalust.

Piirav tegur – elutähtis keskkonnategur (kriitiliste punktide lähedal), mille puudumisel muutub elu võimatuks. Määrab liikide leviku piirid.

Piirav tegur – keskkonnategur, mis ületab keha vastupidavuse piire.

Abiootilised tegurid

Päikesekiirgus .

Valguse bioloogiline mõju määratakse valguse intensiivsuse, sageduse, spektraalne koostis:

Taimede ökoloogilised rühmad

vastavalt valgustuse intensiivsuse nõuetele

Valgusrežiim viib välimuseni mitmetasandiline Ja mosaiik taimkate.

Fotoperiodism - keha reaktsioon päevavalgustundide pikkusele, mis väljendub muutustes füsioloogilistes protsessides. Seotud fotoperiodismiga hooajaline Ja päevaraha rütmid.

Temperatuur .

N : –40 kuni +400С (keskmiselt: +15–300С).

Loomade klassifikatsioon termoregulatsiooni vormi järgi

Temperatuuriga kohanemise mehhanismid

Füüsiline	Keemiline	Käitumuslik
soojusülekande reguleerimine (nahk, rasvaladestused, loomadel higistamine, taimede transpiratsioon).	soojuse tootmise reguleerimine (intensiivne ainevahetus).	eelistatud positsioonide valik (päikselised/varjulised kohad, varjualused).

Kohanemine t läbi keha suuruse ja kuju.

Bergmani reegel : Põhja poole liikudes suurenevad soojavereliste loomade populatsioonide keskmised kehasuurused.

Alleni reegel: sama liigi loomadel on väljaulatuvate kehaosade (jäsemed, saba, kõrvad) suurus lühem ja keha massiivsem, seda külmem on kliima.

Glogeri reegel: külmades ja niisketes piirkondades elavatel loomaliikidel on keha pigmentatsioon intensiivsem ( must või tumepruun) kui soojade ja kuivade piirkondade elanikel, mis võimaldab neil koguda piisaval hulgal soojust.

Organismide kohanemine vibratsiooniga tkeskkond

Ennetamise reegel : põhjapoolsed lõunapoolsed taimeliigid leidub hästi soojendatud lõunanõlvadel ja levila lõunapiiril asuvad põhjapoolsed liigid jahedatel põhjanõlvadel.

Ränne– ümberpaigutamine soodsamatesse tingimustesse.

Tuimus- kõigi füsioloogiliste funktsioonide järsk langus, liikumatus, toitumise katkemine (putukad, kalad, kahepaiksed ajal t 00 kuni +100С).

Talveunestus- ainevahetuse intensiivsuse vähenemine, mida säilitavad varem kogunenud rasvavarud.

Anabioos- elutähtsa tegevuse ajutine pöörduv seiskumine.

Niiskus .

Veetasakaalu reguleerimise mehhanismid

Morfoloogilised	Füsioloogilised	Käitumuslik
kehakuju ja naha kaudu, aurustumis- ja eritusorganite kaudu.	metaboolse vee vabanemise kaudu rasvadest, valkudest, süsivesikutest oksüdatsiooni tulemusena.	ruumis eelistatud positsioonide valiku kaudu.

Taimede ökoloogilised rühmad vastavalt niiskusnõuetele

Hüdrofüüdid	Hügrofüüdid	Mesofüüdid	Kserofüüdid
maismaa-veetaimed, mis on vette kastetud ainult oma alumiste osadega (pilliroog).	kõrge õhuniiskuse tingimustes elavad maismaataimed (troopilised heintaimed).	keskmise niiskusega kohtade taimed (parasvöötme taimed, kultuurtaimed).	ebapiisava niiskusega kohtade taimed (steppide, kõrbete taimed).

Soolsus .

Halofüüdid on organismid, mis eelistavad liigseid sooli.

Õhk : N 2 – 78%, O2 – 21%, CO2 – 0,03%.

N 2 : seedivad mügarbakterid, imenduvad taimedesse nitraatide ja nitrititena. Suurendab taimede põuakindlust. Kui inimene sukeldub vee alla N 2 lahustub veres ja järsu tõusuga vabaneb mullide kujul - dekompressioonihaigus.

O2:

CO2: osalemine fotosünteesis, loomade ja taimede hingamise saadus.

Surve .

N: 720–740 mm Hg. Art.

Tõusmisel: osarõhk O2 ↓ → hüpoksia, aneemia (punaste vereliblede arvu suurenemine ühe võrra V veri ja sisu Nv).

Sügavusel: O2 osarõhk → gaaside lahustuvus veres suureneb → hüperoksia.

Tuul .

Õietolmu, eoste, seemnete, viljade paljunemine, asustamine, edasikandumine.

Biootilised tegurid

1. Sümbioos- kasulik kooselu, millest on kasu vähemalt ühele:
A) vastastikune suhtumine	vastastikku kasulik, kohustuslik	mügarbakterid ja kaunviljad, mükoriisa, samblikud.
b) protokolliline koostöö	vastastikku kasulik, kuid vabatahtlik	kabiloomad ja lehmalinnud, mereanemoonid ja erakkrabid.
V) kommensalism (tasuta laadimine)	üks organism kasutab teist kodu ja toitumisallikana	seedetrakti bakterid, lõvid ja hüäänid, loomad - puuviljade ja seemnete turustajad.
G) synoikia (majutus)	ühe liigi isend kasutab teise liigi isendit ainult koduna	kibe ja mollusk, putukad - näriliste urud.
2. Neutralism– liikide kooselu ühel territooriumil, mis ei too neile kaasa ei positiivseid ega negatiivseid tagajärgi.
		põdrad on oravad.
3. Antibioos– kahju tekitavate liikide kooselu.
A) konkurentsi	– –	jaaniussid – närilised – rohusööjad; umbrohud on kultuurtaimed.
b) kisklus	+ –	hundid, kotkad, krokodillid, sussripslased, kiskjad taimed, kannibalism.
	+ –	täid, ümarussid, paeluss.
G) amensalism (alelopaatia)	0 –	ühe liigi isendid, vabastades aineid, pärsivad teiste liikide isendeid: antibiootikume, fütontsiide.

Liikidevahelised suhted

Troofiline	Aktuaalne	Fooriline	Tehas
side
Toit.	Ühte tüüpi keskkonna loomine teise jaoks.	Üks liik levitab teist.	Üks liik ehitab struktuure surnud jäänuste abil.

Elukeskkonnad

Elukeskkond on tingimuste kogum, mis tagavad organismi elutegevuse.

1. Veekeskkond

homogeenne, vähe muutuv, stabiilne, kõikumine t – 500, tihe.

piirtegurid:

O2, valgus,ρ, soolarežiim, υ vool.

Hüdrobiontid:

plankton - vabalt ujuv,

nekton - aktiivselt liikuv,

bentos – põhjaelanikud,

Pelagos - veesamba elanikud,

neuston – ülemise kile asukad.

2. Maa-õhk keskkond	keeruline, mitmekesine, nõudlik kõrge tase organisatsioonid, madal ρ, suured kõikumised t (1000), kõrge atmosfääri liikuvus.
piirtegurid:	tja niiskus, valguse intensiivsus, kliimatingimused.
Aerobiontid

3. Mullakeskkond	ühendab endas vee ja maa-õhu keskkonna omadused, vibratsioonid t väike, suur tihedus.
piirtegurid:	t (igikelts), niiskus (põud, soo), hapnik.
Geobionts, edafobiondid
4. Organismi keskkond	toidu rohkus, tingimuste stabiilsus, kaitse kahjulike mõjude eest.
piirtegurid:
sümbionte