УМП ЭКОЛОГИЯ

б) межвидовые факторы – это влияние особей других видов на организм (волка на зайца, сосны на березу и т. д.).

В зависимости от принадлежности к определенному царству биотические факторы подразделяют на четыре основные группы:

а) фитогенные факторы – это влияние растений на организм; б) зоогенные факторы – это влияние животных на организм;

в) микробогенные факторы – это влияние микроорганизмов (вирусы, бактерии, простейшие) на организм;

г) микогенные факторы – это влияние грибов на организм. Антропогенные факторы – это совокупность воздействий человека на

жизнь организмов. В зависимости от характера воздействий они делятся на две группы:

а) факторы прямого влияния – это непосредственное воздействие человека на организм (скашивание травы, вырубка леса, отстрел животных, отлов рыбы и т. д.);

б) факторы косвенного влияния – это влияние человека фактом своего существования (ежегодно в процессе дыхания людей в атмосферу поступает 1,1·1012 кг углекислого газа и из окружающей среды в виде пищи изымается 2,7·1015 ккал энергии) и через хозяйственную деятельность (сельское хозяйство, промышленность, транспорт, бытовая деятельность и т.

д.).

Выделяется несколько типов антропогенных воздействий:

точечные воздействия – отдельные источники загрязнений;

линейные воздействия – дороги, нефтепроводы, линии электропередач;

воздействия на обширных территориях – распашка степей, вырубка лесов;

глобальные воздействия – изменение содержания углекислого газа в атмосфере.

В зависимости от последствий воздействия обе эти группы антропогенных факторов в свою очередь еще подразделяются на положительные факторы (посадка и подкормка растений, разведение и охрана животных, охрана окружающей среды и т. д.), которые улучшают жизнь организмов или увеличивают их численность, и отрицательные факторы (вырубка деревьев, загрязнение окружающей среды, разрушение местообитаний, прокладка дорог и других коммуникаций), которые ухудшают жизнь организмов или снижают их численность.

Один и тот же фактор среды имеет различное значение в жизни совместно обитающих организмов разных видов (сильный ветер для крупных

имелких животных).

Ряд свойств среды остается относительно постоянным на протяжении длительных периодов времени: сила тяготения, солнечная постоянная, солевой состав океана, свойства атмосферы. Другие экологические факторы

21

(температура, влажность, ветер, хищники, паразиты) изменчивы во времени и пространстве.

5 Общие закономерности действия экологических факторов. Лимитирующие факторы

При небольших значениях или при чрезмерном воздействии фактора жизненная активность организма заметно угнетается, поэтому необходимо оптимальное действие фактора. Диапазон действия, или зона толерантности (выносливости) экологического фактора ограничен соответствующими крайними пороговыми значениями (точки минимума и максимума) данного фактора, при которых возможно существование организма (рисунок 2.1). Точка на оси абсцисс, которая соответствует наилучшему показателю жизнедеятельности организма, означает оптимальную величину фактора – это точка оптимума. Так как определить оптимальное значение фактора с высокой точностью бывает трудно, говорят о диапазоне значений последнего

– о зоне оптимума, или зоне комфорта. Таким образом, три точки (оптимума, минимума и максимума) составляют три кардинальные точки, которые определяют возможные реакции организма на данный фактор. Крайние участки кривой, выражающие состояние угнетения при недостатке или избытке фактора, называют зонами пессимума. Рядом с критическими точками лежат сублетальные величины фактора, а за пределами зоны толерантности – летальные значения фактора, при которых наступает гибель организма.

Рисунок 2.1 – Общая схема действия экологического фактора на живой организм: 1 – точка минимума; 2 – точка оптимума; 3 – точка максимума

22

Условия среды, в которых какой-либо фактор (или совокупность факторов) выходит за пределы зоны комфорта и оказывает угнетающее действие, в экологии часто называют экстремальными.

Рассмотренные выше закономерности воздействия экологических факторов на живые организмы и характер ответных реакций последних известны как «правило оптимума».

Факторы, уровень которых приближается к пределам выносливости организма или превышает их, называют лимитирующими. Так молекулярный кислород, являясь фактором физиологической необходимости для всех животных, с экологической точки зрения он становится лимитирующим лишь в определенных местообитаниях. Если в водоеме гибнет рыба (особенно в жаркое время), то в первую очередь должна быть измерена концентрация кислорода в воде: она резко падает с возрастанием температуры. В случае же гибели птиц следует искать другую причину, так как содержание кислорода в воздухе относительно постоянно и достаточно с точки зрения требований наземных организмов.

На любой организм одновременно действует множество экологических факторов. К каждому фактору среды виды приспосабливаются относительно независимым путем. Например, вид, эврибионтный по отношению к температуре, может быть стенобионтным по отношению к влажности. Благодаря этому возникает экологический спектр вида – набор экологических валентностей.

Каждый фактор неодинаково влияет на разные функции организма. При этом, оптимум для одних процессов может являться пессимумом для других. Например, у растений оптимальная температура для фотосинтеза составляет примерно 25 – 35 оС, а оптимальная температура для дыхания – примерно 50 – 55 оС.

Ответные реакции на действие экологических факторов зависят от индивидуальных особенностей особей, от половозрастных различий и других причин. Например, минимальная температура, переносимая бабочкой мельничной огневкой, составляет: – 27 оС для яиц, – 7 оС для гусениц. Следовательно, экологическая валентность вида всегда шире, чем экологическая валентность отдельных особей.

6 Закон толерантности как основа экологического нормирования. Экологическая пластичность вида. Экологический спектр вида

Существование и выносливость организма часто оказываются чувствительными к двум или большему числу факторов окружающей среды. В таких случаях решающее значение будет принадлежать таковому фактору или ресурсу, который имеется в минимальном с точки зрения потребностей организма количестве. Эта идея легла в основу закона минимума, сформулированного немецким химиком Ю. Либихом (1840 г.): выносливость

23

организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Суть этого закона легко понять на таком примере. Величина урожая определяется количеством в почве того из элементов питания, потребность растения в котором удовлетворена меньше всего, т. е. данный элемент находится в минимальном количестве. Урожай будет возрастать пропорционально вносимым дозам до тех пор, пока не окажется в минимуме другое вещество.

Из практики известно, что сам факт существования организма может определяться не минимальным значением, а наоборот, избытком любого из факторов. Впервые мысль об этом высказал американский ученый В. Шелфорд (1913 г.); она легла в основу закона толерантности: лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору.

Смысл закона толерантности очевиден: все хорошо в меру. Экологическая пластичность – свойство видов адаптироваться к тому

или иному диапазону факторов.

Относительная степень толерантности выражается рядом терминов, в которых используются приставки «стено» – узкий и «эври» – широкий. Так, эврибионтные и стенобионтные живые организмы – организмы соответственно широкой и узкой приспособленности. Примерами эврибионтных организмов являются волк, бурый медведь, тростник, способные жить в разнообразных условиях; стенобионтные – форель, живущая только в чистой проточной воде, глубоководные рыбы и др.

По отношению к конкретным факторам среды виды организмов подразделяют на эвритермные и стенотермные, способные переносить значительные колебания температуры (песцы в тундре) или требующие строго определенных значений температуры (тепловодные рачки); эвригидридные и стеногидридные, характеризующиеся противоположной реакцией на колебания влажности; эвригалинные и стеногалинные, обладающие разной адаптацией к степени засоления среды; эвриойкные и стеноойкные, способные жить в разных местах и, наоборот, предъявляющие жесткие требования к выбору местообитания.

Экологические валентности вида по отношению к разным факторам могут быть весьма разнообразными, что создает чрезвычайное многообразие адаптаций в природе. Совокупность экологических валентностей по отношению к разным факторам среды составляет экологический спектр вида.

24

2.1.2 Рекомендуемая литература

1. Николайкин Н. И. Экология : учебник для вузов / Н. И. Николайкин, Н. Е. Николайкина, О. П. Мелихова. − 4-е изд. испр. и доп.

М. : Дрофа, 2005. − 622 с.
2.	Степановских	А. С. Экология : учебник	для	вузов /
А. С. Степановских. – М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2003. − 703 с.
3.	Экология : учеб. пособие для вузов / под ред. В. В. Денисова –
изд. 3-е, испр. и доп. − М. : МАРТ, 2006. – 768 с.
4.	Экология и	безопасность жизнедеятельности	/	под ред.
Л. А. Муравья. − М. : ЮНИТИ-ДАНА, 2002. – 447 с.
5.	Шилов И. А. Экология : учебник для вузов / И. А. Шилов. − 4
изд. стер. − М. : Высшая школа, 2003. – 512 с.

2.1.3 Вопросы для самопроверки

1.Дайте определение науке «Экология».

2.Каким образом взаимосвязаны науки «Экология» и «Экономика»?

3.В чем разница между понятиями «среда обитания» и «условия существования»?

4.Назовите основные среды обитания живых организмов.

5.Дайте определение понятию экологических факторов.

6.Приведите примеры орографических экологических факторов.

7.Опишите общие закономерности действия экологических

факторов.

8.Назовите основные абиотические экологические факторы наземно-воздушной, водной, почвенной среды обитания живых организмов и опишите их влияние на распространение биологических видов и видовое разнообразие.

2.1.4 Практические задания

Задание 1. Ответьте на вопросы.

1.Нагрузка на опорную поверхность ног свыше 30 г/см2 сильно затрудняет передвижение животного по рыхлому снегу. У рыси она равна 42 г/см2, а у лося – около 500 г/см2. Для рыси полуметровый слой снега – фактор, ограничивающий активность, а для лося – нет. Выявите лимитирующий фактор, воздействующий на живые организмы.

2.В тропических районах океана, где много тепла и света, жизнь очень бедна. Эти районы называют океаническими пустынями. Что

25

ограничивает здесь размножение одноклеточных водорослей, от которых в свою очередь, зависят животные?

3.В теплице, где выращивалась рассада, и поддерживались оптимальные температура и влажность, прекратилась подача воды. Ремонт должен занять два дня. Агроном распорядился ограничить подачу тепла в теплицу. Правильно ли он сделал и почему?

4.Очень морозной зимой случается массовая гибель рыб в реках средней полосы России. Какой лимитирующий фактор может привести к таким результатам?

5.Каким образом человечеству удалось преодолеть действие лимитирующих факторов, которые ограничивали распространение других видов? Могли ли люди расширить пределы своей устойчивости?

Задание 2. Найдите ошибки в приведенном тексте.

1.Отдельные элементы среды обитания, воздействующие на организм, называют экологическими факторами.

2.Экологические факторы могут быть биотическими и абиотическими.

3.Биотические факторы – это межвидовые взаимодействия между живыми организмами.

4.Абиотические факторы – это компоненты неживой природы, они не оказывают воздействия на живые организмы.

5.Кривая толерантности ограничена точками минимума и

максимума.

6.Среда обитания – это часть природы, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое воздействие.

7.Биотические факторы всегда благоприятно воздействуют на живые организмы.

8.Условия существования – это совокупность необходимых для организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном единстве и без которых существовать не может.

9.Абиотические микогенные факторы – это влияние грибов на живой организм.

10.Экологическая пластичность – это свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов.

11.Антропогенные факторы – это совокупность отрицательных воздействий человека на жизнь организмов.

12. Закон минимума, сформулированный немецким химиком Ю. Либихом (1840 г.) гласит: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.

13. Относительная степень толерантности выражается рядом терминов, в которых используются приставки «стено» – узкий и «эври» – широкий.

26

14.Растения и животные подразделяются на группы: светолюбивые, тенелюбивые, теневыносливые.

15.Закон толерантности, сформулированный американским ученым В. Шелфордом (1913 г.) гласит: лимитирующим фактором процветания организма или вида может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину толерантности организма к данному фактору.

Задание 3. К каким экологическим факторам относятся перечисленные ниже примеры? Найдите соответствие между экологическими факторами и их примерами.

Таблица 2.1 – Классификация экологических факторов и их примеры

	Экологические			Примеры
	факторы
1.	абиотические	а)	лоси и	зубры питаются	ветвями	деревьев и
2.	биотические	кустарников;
3.	антропогенные	б)	загрязнение атмосферы выхлопными газами;
		в)	окунь поедает мальков;
		г)	лягушка питается насекомыми;
		д)	снижение урожая из-за нехватки питательных
		веществ в почве;
		е)	снижение	численности	популяций	морских
		организмов из-за разлива нефти;
		ж)	в кишечнике крупного рогатого скота обитают
		бактерии, разлагающие клетчатку;
		з)	листопад;
		и)	лишайник;
		к)	клещи питаются только кровью животных;
		л)	сосуществование белки и лося на одной территории;
		м)	растения-эпифиты поселяются на деревьях, которые
		служат им местом прикрепления;
		н)	волк поедает зайца;
		о)	резкое снижение численности популяции северных
		оленей из-за сильных морозов;
		п)	осушение болот;
		р)	рыбы-лоцманы поедают остатки пищи акул и
		дельфинов;
		с)	борьба хищников одного леса за пищу;
		т)	загрязнение пригородного водоёма промышленными
		стоками;
		у)	обитание большого количества морских животных в
		коралловых рифах;
		ф)	искусственное орошение полей пшеницы.

27

Задание 4. Постройте кривые толерантности для живых организмов. Песцы в тундре могут переносить колебания температуры воздуха в

диапазоне около 80 0С (от – 55 до + 30 0С), некоторые тепловодные рачки выдерживают изменения температуры воды в интервале не более 6 0С (от 23 до 29 0С). Постройте кривые толерантности для песцов и тепловодных рачков на одном графике и определите эврибионта и стенобионта.

Задание 5. В 70-х годах ХХ века американский эколог Барри Коммонер сформулировал четыре положения, на основе которых должны строиться взаимоотношения человека с природой. Обоснуйте эти положения.

1.Все связано со всем.

2.Все надо куда-то девать.

3.За все надо платить.

4.Природа знает лучше.

2.1.5 Тестовые задания для контроля знаний

1.Выберите правильный ответ.

Какой раздел экологии называют синэкологией? а) экология биоценоза; б) экология малых групп; в) экология сообществ; г) учение о биосфере.

2.Допишите предложение.

Часть природы, которая окружает живые организмы и оказывает на них прямое или косвенное воздействие называется __________.

3.Ответьте на вопрос.

Как называют диапазон действия экологического фактора, который соответствует состоянию угнетения при недостатке или избытке фактора?

4.Найдите соответствие.

1.	закон минимума	а)	лимитирующим фактором процветания
		организма (вида) может быть как минимум, так и
		максимум экологического воздействия;
2.	закон	б)	выносливость	организма	определяется
толерантности		самым слабым звеном в цепи его экологических
		потребностей.

5.Выберите правильные ответы.

К абиотическим факторам среды относят … а) орографические;

28

б)	фитогенные;
в)	микогенные;
г)	антропогенные;
д)	эдафические;
е)	климатические;
ж)	гидрофизические;
з)	микробогенные;
и)	зоогенные.

6.Выберите правильные ответы.

К биотическим факторам среды относят … а) отстрел животных; б) поедание зайца волком;

в) минеральный состав почвы; г) крутизна местности; д) вырубка леса; е) опыление.

7. Выберите правильный ответ. Экология – наука, изучающая:

а) влияние загрязнений на окружающую среду; б) влияние загрязнений на здоровье человека;

в) влияние деятельности человека на окружающую среду; г) взаимоотношения организмов с окружающей их средой обитания

(в том числе многообразие взаимосвязей их с другими организмами и сообществами);

д) совокупность естественно-природных особенностей существования организмов.

8. Выберите правильный ответ. Антропогенные факторы – это:

а) формы деятельности человека, которые воздействуют на естественную природную среду, изменяя условия обитания живых

организмов;
б)	совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на
жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания;
в)	совокупность	естественно-природных	особенностей
существования организмов и антропогенных воздействий;
г)	группа факторов, связанных как с прямым, так и опосредованным
влиянием живых организмов на среду;
д)	факторы, обеспечивающие высокий уровень обмена веществ в

период активности животных и низкие потери энергии в период зимней спячки.

29

9.Верно ли утверждение.

Лимитирующим фактором в организменной среде является гибель

хозяина.
а)	да;
б)	нет.

10. Выберите правильный ответ. Биотические факторы среды – это:

а) совокупность влияний жизнедеятельности одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую среду обитания;

б) физиолого-экологическая адаптация организмов, обеспечивающая высокий уровень обмена веществ в период активности животных и низкие потери энергии в период зимней спячки;

в) соотношение между энергией, полученной организмом извне, и ее расходом на построение тела и процессы жизнедеятельности;

г) экологические факторы, оказывающие наибольшее влияние на численность и жизнедеятельность организмов.

д) силы и явления природы, происхождение которых прямо не связано с жизнедеятельностью ныне живущих организмов.

11. Выберите правильный ответ. Условия среды обычно определяют как:

а) экологические факторы, оказывающие влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ;

б) перемены в средообразующих компонентах или их сочетаниях, имеющие колебательный характер с восстановлением прежних условий жизни;

в) степень соответствия природных условий потребностям людей или других живых организмов;

г) баланс естественных или измененных человеком средообразующих компонентов и природных процессов;

д) сложение природных и антропогенных факторов, создающее в сумме новые экологические условия обитания организмов и биотических сообществ.

12.Выберите правильный ответ.

Какое определение соответствует понятию «абиотические факторы среды»:

а) компоненты и явления неживой, неорганической природы, прямо или косвенно действующие на живые организмы;

б) природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях;

30