Ценность концепции лимитирующих экологических факторов

Концепция лимитирующих факторов - один из главных методических подходов в современной экологии.

Оценка состояния экосистем, построение экологических моделей, в том числе глобальных моделей, проведение экологической экспертизы и оценки экологического риска, которые являются обязательным элементом всякого современного экологического исследования, требуют анализа экологических факторов.

Закон минимума и закон толерантности сыграли существенную роль в прикладных экологических работах и позволили понять распределение организмов в различных природных условиях, обосновать научно-исследовaтельские программы, а также повысить эффективность ряда агротехнических приемов.

Взаимоотношения организмов и популяций со средой обитания очень сложны. Как видно из предыдущих разделов, возможность и успех выживания организмов и популяций зависят:

1) от состояния лимитирующих факторов;

2) от диапазона толерантности;

3) от компенсации факторов.

Интенсивность воздействия и влияния экологических факторов на экосистемы и их компоненты различна.

Так, в наземных экосистемах наиболее существенными из экзогенных факторов считают интенсивность солнечной радиации, температуру и влажность воздуха, количество атмосферных осадков, скорость ветра, а из эндогенных - освещенность, температуру, влажность, концентрацию кислорода и углекислого газа в приземном слое воздуха, физико-химические свойства, химический состав почвы, плотность популяций разных видов и т.д. В водных экосистемах ведущими экзогенными лимитирующими факторами являются интенсивность солнечной радиации, скорость течения, поступление взвешенных веществ, приток организмов, а эндогенными - физико-химические характеристики слоя воздуха надводной поверхностью, воды в поверхностном слое, водной толще и придонных слоях, донных осадков и грунта, численность и биомасса популяций гидробионтов.

В экосистемах любого типа важнейшим экологическим фактором является пищевой. Для поддержания жизнедеятельности, роста и развития, размножения и сохранения вида необходима энергия, которую он получает из окружающей среды в виде пищи.

ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ

Природные ресурсы – это те средства существования человеческого общества, которые имеются в природе независимо от человека или воссозданы, преумножены природой при его содействии. То есть это сырье для промышленности, нефть, каменный уголь для энергетики, а также и посаженный лес и хлеб, выращенный человеком в поле.

Природные ресурсы представляют собой часть всей совокупности природных условий существования человечества и важнейших элементов, природы (виды вещества и энергии).

Природные ресурсы можно классифицировать с разных точек зрения. Для защиты окружающей среды важнее всего степень их истощимости.

С этой точки зрения природные ресурсы принято делить на почерпаемые и неисчерпаемые.

Исчерпаемые ресурсы. К исчерпаемым относятся невозобновимые и возобновляемые ресурсы. Исчерпаемые невозобновляемые – все полезные ископаемые недр земной коры, в процессе эксплуатации вырабатываются и истощаются. Их запасы ограничены и защищать их можно, только используя экономно.

Исчерпаемые возобновляемые ресурсы – растительность, животный мир, почва – постоянно обновляются в процессе их использования. Время обновления различно, например, для возобновления нарушенных хозяйственной деятельностью почв (рекультивация земель, восстановление почвы тундр при нарушениях буровыми установками, добыче нефти, строительством дорог и т.п.) требуется сотни лет. Однако чрезмерное использование может привести к тому, что возобновимые ресурсы становятся невозобновимыми: леса, вырубленные в Испании, не восстановились, и страна из лесной стала полупустынной. Стеллерова корова или любой другой уничтоженный вид животного уже не возникнет на Земле.

Некоторые ресурсы затруднительно отнести к той или иной группе. Например, в Москве, в Коломенском, растут последние шестисотлетние дубы. Как всякое дерево, они возобновимы, но с точки зрения длительности человеческой жизни это уже невозобновимый ресурс, ведь они пережили историю Московского государства от Ивана Калиты до наших дней. А американские секвойи, которые старше древнегреческой, римской и даже египетской культуры, тем более нельзя считать возобновимыми.

Почва образуется тысячелетиями, но может быть создана с помощью человека значительно скорее. Такие ресурсы, занимающие промежуточное положение, предложено называть относительно возобновимыми.

Неисчерпаемые ресурсы. Это ресурсы, которые в течение сотен миллионов лет не могут быть выработаны.

Эти ресурсы разделяются на космические (солнечная радиация, притяжение Луны и Солнца, вызывающие приливо-отливное движение вод океана), климатические (воздух, ветер) и водные. Это деление относительное. Например, можно рассматривать пресную воду как ресурс почерпаемый, поскольку уже во многих точках земного шара возник острый дефицит воды. Однако речь идет об изменении состава воды, загрязненности, что делает ее непригодной для использования, хотя запасы воды на планете неисчерпаемы. Пока можно еще считать и кислород атмосферы неисчерпаемым ресурсом.

Классификация природных ресурсов приведена на рис. 1.1.

Как и природные ресурсы, энергетические ресурсы Земли подразделяются на невозобновляемые и возобновляемые.

К невозобновляемым энергетическим ресурсам относятся горючие ископаемые – уголь, нефть, горючие сланцы, природный газ, торф и ядерное топливо.

К возобновляемым относятся энергия солнечной радиации, энергия морских приливных-отливных волн и океанических течений, геотермальная энергия и энергия ветра.

Из всего объема добываемых минеральных полезных ископаемых свыше 85% приходится на энергетическое сырье (нефть, природный газ, уголь, газовый конденсат, горючие сланцы), 12% – на металлические руды и всего около 3% на минеральные удобрения (апатиты, калийные соли, фосфор), стройматериалы и неметаллические руды (каменную соль). Существует мнение, что высокий уровень добычи руд черных металлов неоправдан из-за больших потерь металла в изделиях при коррозии и более экономически рационально способствовать сохранению изделий из металла. Антропогенное загрязнение атмосферы Земли происходит в основном за счет выбросов газов (90% всего загрязнения) и только 10% происходит за счет выбросов аэрозолей.

Распределение предприятий горнодобывающих отраслей промышленности в мире неравномерно; при среднем удельном весе горнодобывающих отраслей на планете 3,5% в общем объеме национального продукта этот показатель составляет:

• в промышленно развитых странах 1,8%

• в развивающихся странах Азии, Африки и Латинской Америки 10,3%.

Такое положение объясняется, во-первых, более дешевой рабочей силой в развивающихся странах и, во-вторых (в основном), желанием перевести экологически наиболее неблагоприятные производства из США, Японии и стран Западной Европы в другие страны. Поэтому доля загрязнения атмосферы антропогенными выбросами аэрозолей и диоксида серы (источники – химические, коксохимические, металлургические заводы) в развивающихся странах значительно выше, чем в странах Западной Европы, Японии, США. В то же время загрязнение атмосферы оксидами азота и углеводородами в промышленно развитых странах выше, чем в развивающихся странах, за счет значительно большей плотности автомашин (особенно в США). Поэтому основным загрязнителем атмосферы в крупных городах США является автотранспорт.

Во всех странах эффективность промышленного использования добываемых минеральных ископаемых составляет всего 8-10% общего объема горной массы, а остальные 90-92% теряются практически безвозвратно, поступая в окружающую среду (биосферу) в виде газообразных, жидких и твердых антропогенных отходов, загрязняющих все компоненты биосферы: атмо-, гидро- и литосферу. Для удовлетворения потребностей одного человека в мире извлекается 20 т/год минерального сырья и только 3,5 т полезных ископаемых. Угольная промышленность СНГ на каждую 1 т угля выбрасывает в биосферу свыше 3 т отходов-газов, минерализованных шахтных вод и пород.