Prirodno okruženje je skup ekoloških sistema ili ekosistema.
Interakcija organizama i njihovog okoliša temelji se na uzročno-posljedičnim vezama. Tijelo prima informacije iz okoline u obliku određenih signala materijalne prirode i reagira na te signale. U ekologiji se signali koji dolaze u tijelo nazivaju faktorima.
Ekološki faktor Je li bilo koji element okoline sposoban izravno ili neizravno utjecati na živi organizam barem u jednoj od faza njegovog razvoja.
Faktori okoliša koji utječu na žive organizme su korisni ili štetni, potiču ili ometaju opstanak i reprodukciju. Postoji nekoliko pristupa klasifikaciji čimbenika okoliša.
Prije svega, okolišni faktori se dijele na vanjske (egzogene) i unutrašnje (endogene) u odnosu na analizirani sistem.
TO spoljni uključuju faktore, čije djelovanje, u određenoj ili drugoj mjeri, određuje promjene koje se događaju u ekosustavu, ali oni sami ne doživljavaju njegov suprotan učinak. To su, na primjer, sunčevo zračenje, Atmosferski pritisak, vjetar itd.
Za razliku od vanjskih faktora interni koreliraju sa svojstvima samog ekosistema (ili njegovih pojedinačnih komponenti) i zapravo formiraju njegov sastav. To su, na primjer, karakteristike površinskog sloja zraka, koncentracija tvari u vodnim tijelima, tlu.
Drugi princip klasifikacije je podjela faktora na biotički i abiotički.
Abiotički faktori- temperatura, svjetlost, radioaktivno zračenje, pritisak, vlažnost zraka, sastav soli vode, vjetar, struje, teren. Ova svojstva nežive prirode direktno ili indirektno utječu na žive organizme.
Biotički faktori- različite manifestacije utjecaja živih bića jedno na drugo. Međusobni odnosi organizama osnova su postojanja populacija i biocenoza (skup biljaka, životinja i mikroorganizama koji nastanjuju određeno područje kopna ili vodnog tijela - biocenoza šume, jezera itd.).
Ali po svom porijeklu, abiotski i biotski faktori mogu biti kao prirodne i umjetne.
Antropogeni faktori- rezultat ljudskih aktivnosti, koje dovode do promjene prirode kao staništa drugih vrsta ili izravno utječu na njihov život. U procesu evolucije, čovek je savladao lov, poljoprivredu, industriju, transport i time postepeno menjao prirodne uslove na planeti. Opseg i oblici ljudskih veza s prirodom stalno su rasli od korištenja određenih vrsta biljaka i životinja do gotovo potpunog uključivanja prirodnih resursa u održavanje života modernog industrijskog društva. Trenutno je stanje pokrova Zemlje i svih vrsta organizama određeno antropogenim utjecajem na prirodu.
Broj svih vrsta čimbenika okoliša smatra se potencijalno neograničenim. Međutim, u okvirima industrijske ekologije najznačajniji su abiotički faktori endogene prirode, uzrokovani djelovanjem industrijske proizvodnje.
Ovi faktori trebaju uključivati kemikalije unesene u prirodni okoliš. emisije u atmosferu, ispušta u vodu, kao i čvrsti otpad, uklonjeni iz proizvodnog ciklusa, i različiti efekti fizičke prirode: zračenje (termičko, elektromagnetno, visokofrekventno i ultra-visokofrekventno, jonizujuće i nejonizujuće različite prirode), magnetno i električno polje, buka.
Očitovanje ovih faktora u radnom području i na industrijskom mjestu preduzeća je sfera zaštite rada. Prisutnost ovih faktora iza ovih zona u prirodnom okruženju u kontaktu sa proizvodnjom je sfera interesa industrijske ekologije. Stvarno odsustvo granice između radnog područja (proizvodnog okruženja), industrijskog područja i obližnjeg prirodnog okruženja dovodi do činjenice da će mnoge metode razvijene u oblasti zaštite rada biti učinkovite u rješavanju problema industrijske ekologije.
Rastom proizvodnih snaga i širenjem ekonomska aktivnost Negativne posljedice ljudski uticaj na životnu sredinu Srijeda postaju sve opipljiviji. Trenutno negativan utjecaj čovjeka na prirodu često dovodi do nepredviđenih promjena u ekološkim sustavima, u procesima biosfere.
Kao biološki objekt, ljudi jako zavise od fizičkog okruženja. Njegovo pogoršanje utječe na zdravlje ljudi i njegove performanse.
Under industrijska ekologija razumjeti odjeljak "velike ekologije", koji razmatra utjecaj industrije (ponekad i cijele ekonomije) - od pojedinačnih preduzeća do tehnosfere - na prirodu i, obrnuto, utjecaj uvjeta okoliša na funkcioniranje poduzeća i njihovih kompleksa. Ekologija bi trebala doprinijeti rješavanju problema očuvanja Visoka kvaliteta okoliša primjenom inženjerskih metoda, što je moguće samo ako stručnjaci za proizvodnju imaju znanje iz područja ekologije, što im omogućuje da ocijene svoju proizvodnju sa stajališta okoliša, tj. imaju ekološki način razmišljanja.
Na kraju, ovo znanje i ekološko razmišljanje tvore neku vrstu "ograničavajućeg kompleksa" korisnika prirode: posjedujući ga, stručnjak određuje ne samo što i kako učiniti, već i što i zašto se ne može učiniti, odnosno pridržavati se načela "šta ne treba činiti, kako ne bi nanijeli štetu".
Upoznavanje s ekologijom započinjemo, možda, jednim od najrazvijenijih i proučavanih odjeljaka - autekologijom. Pažnja autekologije fokusira se na interakciju pojedinaca ili grupa pojedinaca sa uslovima njihovog okruženja. Stoga je ključni pojam autekologije ekološki faktor, odnosno faktor okoliša koji utječe na tijelo.
Nikakve mjere očuvanja prirode nisu moguće bez proučavanja optimalnog djelovanja jednog ili drugog faktora na datu biološku vrstu. U stvari, kako zaštititi ovu ili onu vrstu, ako ne znate koje životne uslove preferiraju. Čak i "zaštita" takve osobe kao razumne osobe zahtijeva poznavanje sanitarnih i higijenskih standarda, koji su ništa drugo do optimum različitih faktora okoline u odnosu na osobu.
Uticaj okoline na organizam naziva se ekološki faktor. Tačna naučna definicija je:
EKOLOŠKI ČIMBENIK - svako stanje okoliša na koje živo biće reagira adaptivnim reakcijama.
Ekološki faktor je svaki element okoliša koji izravno ili neizravno utječe na žive organizme barem u jednoj od faza njihovog razvoja.
Po svojoj prirodi faktori okoline dijele se u najmanje tri skupine:
abiotički faktori - utjecaj nežive prirode;
biotički faktori - utjecaj divljih životinja.
antropogeni faktori - utjecaji uzrokovani razumnom i nerazumnom ljudskom aktivnošću ("anthropos" - osoba).
Čovjek modificira živu i neživu prirodu i preuzima, u određenom smislu, geokemijsku ulogu (na primjer, oslobađanje ugljika u obliku ugljena i nafte milionima godina i ispuštanje u zrak s ugljičnim dioksidom). Stoga su antropogeni faktori u opsegu i globalnosti njihovog utjecaja bliski geološkim silama.
Nerijetko se događa da faktori okoliša budu podvrgnuti detaljnijoj klasifikaciji kada je potrebno navesti određenu skupinu faktora. Na primjer, razlikuju se klimatski (klimatski povezani) i edafski (zemljišni) faktori okoline.
Kao školski primjer posredovanog djelovanja čimbenika okoliša navode se takozvane kolonije ptica, koje su velike koncentracije ptica. Velika gustoća ptica objašnjava se čitavim lancem uzročno -posljedičnih veza. Izmet živine ulazi u vodu, organske tvari u vodi mineraliziraju bakterije, povećana koncentracija minerala dovodi do povećanja broja algi, a nakon njih - i zooplanktona. Niži rakovi, koji su dio zooplanktona, hrane se ribom, a ptice koje nastanjuju koloniju ptica hrane se ribom. Lanac je zatvoren. Ptičji izmet djeluje kao faktor okoliša koji posredno povećava broj ptičjih kolonija.
Kako možemo usporediti djelovanje faktora toliko različite prirode? Unatoč ogromnom broju faktora, iz same definicije čimbenika okoliša kao elementa okoline koji utječe na tijelo slijedi nešto zajedničko. Naime: djelovanje faktora okoline uvijek se izražava u promjeni vitalne aktivnosti organizama, što u konačnici dovodi do promjene veličine populacije. To nam omogućava da uporedimo efekte različitih faktora okoline.
Nepotrebno je reći da učinak faktora na pojedinca ne određuje priroda faktora, već njegova doza. U svjetlu gore navedenog, pa čak i jednostavnog životnog iskustva, postaje očito da je učinak određen dozom faktora. Zaista, koji je faktor "temperature"? Ovo je prilično apstrakcija, ali ako kažete da je temperatura -40 Celzijusa, onda nema vremena za apstrakcije, brzo biste se umotali u sve toplo! S druge strane, +50 stepeni nam se neće činiti mnogo boljim.
Dakle, faktor na tijelo djeluje s određenom dozom, a među tim se dozama mogu razlikovati minimalne, maksimalne i optimalne doze, kao i one vrijednosti na kojima život pojedinca prestaje (nazivaju se smrtonosnim ili smrtonosno).
Učinak različitih doza na populaciju u cjelini vrlo je grafički opisan:
Ordinata prikazuje veličinu populacije ovisno o dozi određenog faktora (apscisa). Odredite optimalne doze faktora i doze faktora pri kojima dolazi do inhibicije vitalne aktivnosti ovog organizma... Na grafikonu ovo odgovara 5 zona:
optimalna zona
desno i lijevo od nje pesimum zona (od granice optimalne zone do max ili min)
smrtonosne zone (izvan max i min) u kojima je veličina populacije 0.
Raspon vrijednosti faktora, iznad kojeg normalan život pojedinaca postaje nemoguć, naziva se granicama izdržljivosti.
U sljedećoj lekciji ćemo pogledati kako se organizmi razlikuju u odnosu na različite faktore okoliša. Drugim riječima, sljedeća lekcija će se fokusirati na ekološke grupe organizama, kao i o Liebigovoj bačvi i kako je sve to povezano s definicijom MPC.
Pojmovnik
FAKTOR ABIOTIC - stanje ili skup uslova neorganskog sveta; ekološki faktor nežive prirode.
ANTROPOGENI ČINJENIK - ekološki faktor koji nastaje zbog ljudske aktivnosti.
PLANKTON - skup organizama koji žive u vodenom stupcu i nisu u stanju aktivno se oduprijeti prijenosu struja, odnosno "lebdenju" u vodi.
BAZARSKE PTICE - kolonijalno naselje ptica povezanih s vodenim okolišem (gusarica, galebovi).
Na koje faktore okoliša, sa svom njihovom raznolikošću, istraživač obraća pažnju? Često se istraživač suočava sa zadatkom da identificira one faktore okoliša koji inhibiraju vitalnu aktivnost predstavnika određene populacije, ograničavaju rast i razvoj. Na primjer, potrebno je saznati razloge pada prinosa ili razloge izumiranja prirodne populacije.
Uz svu raznolikost čimbenika okoliša i poteškoće koje nastaju pri pokušaju procjene njihovog zajedničkog (složenog) utjecaja, važno je da faktori koji čine prirodni kompleks imaju nejednak značaj. Još u 19. stoljeću Liebig (1840), proučavajući utjecaj različitih elemenata u tragovima na rast biljaka, ustanovio je da je rast biljaka ograničen elementom čija je koncentracija minimalna. Faktor nedostatka nazvan je ograničavajućim. Takozvana "Liebigova cijev" pomaže u figurativnom predstavljanju ove pozicije.
Liebigovo bure
Zamislite bačvu sa drvenim letvicama sa strana različite visine, kao što je prikazano na slici. Jasno je, bez obzira na visinu ostalih letvica, ali možete uliti vodu u cijev točno onoliko koliko je dužina najkraće šine (u ovom slučaju 4 matrice).
Ostaje samo "promijeniti" neke pojmove: neka visina izlivene vode bude neka vrsta biološke ili ekološka funkcija(na primjer, prinos), a visina letvica pokazat će stupanj odstupanja doze jednog ili drugog faktora od optimalnog.
Trenutno se Liebig -ov zakon minimuma tumači šire. Ograničavajući faktor može biti faktor koji nije samo u deficitu, već i u višku.
Faktor okoliša igra ulogu OGRANIČAVAJUĆEG ČIMBENIKA ako je ovaj faktor ispod kritičnog nivoa ili prelazi maksimalno prihvatljivi nivo.
Ograničavajući faktor određuje područje rasprostranjenosti vrste ili (u manje teškim uvjetima) utječe na opći nivo metabolizma. Na primjer, sadržaj fosfata u morskoj vodi ograničavajući je faktor koji određuje razvoj planktona i općenito produktivnost zajednica.
Izraz "ograničavajući faktor" primjenjiv je ne samo na različite elemente, već i na sve faktore okoliša. Konkurentni odnosi često su ograničavajući faktor.
Svaki organizam ima ograničenja izdržljivosti s obzirom na različite faktore okoline. Ovisno o tome koliko su te granice široke ili uske, pravi se razlika između euribiontskih i stenobiontskih organizama. Eurybionts su sposobni tolerirati širok raspon intenziteta različitih faktora okoliša. Recimo da je stanište lisice od šumske tundre do stepe. Stenobionti, s druge strane, toleriraju samo vrlo uske fluktuacije intenziteta ekološkog faktora. Na primjer, gotovo sve biljke tropskih prašuma su stenobionti.
Nije neuobičajeno naznačiti na koji se faktor misli. Dakle, možemo govoriti o euritermalnim (koji nose velike fluktuacije temperature) organizmima (mnogi insekti) i stenotermičnim (za tropske šumske biljke, temperaturne fluktuacije unutar +5 ... +8 stepeni C mogu biti destruktivne); euri / stenohalin (nose / ne nose fluktuacije u salinitetu vode); eury / stenobaths (žive u širokim / uskim granicama dubine akumulacije) i tako dalje.
Pojava vrsta stenobionta u procesu biološke evolucije može se smatrati oblikom specijalizacije u kojoj se postiže veća efikasnost nauštrb prilagodljivosti.
Međudjelovanje faktora. MPC.
Uz neovisno djelovanje čimbenika okoliša, dovoljno je operirati se konceptom "ograničavajućeg faktora" kako bi se utvrdilo zajedničko djelovanje kompleksa čimbenika okoline na određeni organizam. Međutim, u stvarnim uvjetima, okolišni faktori mogu međusobno pojačati ili oslabiti djelovanje. Na primjer, mraz se u regiji Kirov toleriše više nego u Sankt Peterburgu, jer potonji ima veću vlažnost.
Uzimanje u obzir interakcije faktora okoline važan je naučni problem. Postoje tri glavne vrste interakcije faktora:
aditiv - interakcija faktora je jednostavan algebarski zbir efekata svakog od faktora sa nezavisnom radnjom;
sinergijski - kombinovano djelovanje faktora pojačava učinak (to jest, učinak kada djeluju zajedno veći je od jednostavnog zbira efekata svakog faktora kada djeluju samostalno);
antagonistički - kombinovano dejstvo faktora slabi efekat (to jest, efekat kada deluju zajedno manji je od jednostavnog zbira efekata svakog faktora).
Zašto je toliko važno znati o interakciji faktora okoline? Teoretsko potkrepljivanje vrijednosti najvećih dopuštenih koncentracija (MPC) zagađivača ili maksimalno dopuštenih nivoa (MPL) izloženosti zagađivačima (na primjer, buka, zračenje) je zakon ograničavajućeg faktora. MPC se eksperimentalno uspostavlja na razini na kojoj se još ne događaju patološke promjene u tijelu. U ovom slučaju postoje poteškoće (na primjer, najčešće je potrebno ekstrapolirati podatke dobivene na životinjama na ljude). Međutim, sada ne govorimo o njima.
Nije neuobičajeno čuti kako ekološke vlasti rado izvještavaju da je nivo većine zagađivača u gradskoj atmosferi unutar MPC -a. Organi državnog sanitarnog i epidemiološkog nadzora u isto vrijeme utvrđuju povećani nivo respiratornih bolesti kod djece. Objašnjenje može biti sljedeće. Nije tajna da mnogi zagađivači atmosfere imaju sličan učinak: nadražuju sluznicu gornjih dišnih putova, uzrokuju respiratorne bolesti itd. A kombinirano djelovanje ovih zagađivača daje aditivan (ili sinergistički) učinak.
Stoga, idealno, pri razvoju MPC standarda i pri procjeni postojećih ekološka situacija interakcija faktora mora se uzeti u obzir. Nažalost, u praksi to može biti vrlo teško izvesti: teško je planirati takav eksperiment, teško je procijeniti interakciju, plus pooštravanje MPC -a ima negativne ekonomske efekte.
Pojmovnik
MIKROELEMENTI - kemijski elementi potrebni organizmima u tragovima, ali određuju uspjeh njihovog razvoja. M. u obliku gnojiva s mikrohranjivima koristi se za povećanje produktivnosti biljaka.
OGRANIČENJE FAKTORA - faktor koji postavlja okvir (određuje) tijek procesa ili postojanje organizma (vrsta, zajednica).
AREAL - područje rasprostranjenosti bilo koje sistematske grupe organizama (vrsta, rod, porodica) ili određene vrste zajednice organizama (na primjer, područje šuma lišajeva bora).
RAZMJENA TVARI - (u odnosu na tijelo) dosljedna potrošnja, transformacija, upotreba, akumulacija i gubitak tvari i energije u živim organizmima. Život je moguć samo putem metabolizma.
EVRIBIONT - organizam koji živi u različitim uslovima okoline
STENOBIONT je organizam koji zahtijeva strogo određene uslove postojanja.
XENOBIOTIC je kemikalija strana u tijelu, koja prirodno nije uključena u biotički ciklus. U pravilu je ksenobiotik antropogenog porijekla.
Ekosistem
URBANI I INDUSTRIJSKI EKOSISTEMI
Opšte karakteristike urbanih ekosistema.
Urbani ekosustavi su heterotrofni, a udio solarne energije koji fiksiraju gradska postrojenja ili solarni paneli smješteni na krovovima je zanemariv. Glavni izvori energije za gradska preduzeća, grijanje i osvjetljenje stanova gradskih stanovnika nalaze se izvan grada. To su nalazišta nafte, plina, uglja, hidro i nuklearne elektrane.
Grad troši ogromnu količinu vode, samo mali dio koji čovjek koristi za direktnu potrošnju. Većina vode se troši na proizvodne procese i potrebe domaćinstva. Osobna potrošnja vode u gradovima kreće se od 150 do 500 litara dnevno, a uzimajući u obzir industriju, na jednog građanina otpada i do 1000 litara dnevno. Voda koju koriste gradovi vraća se prirodi u zagađenom stanju - zasićena je teškim metalima, ostacima naftnih derivata, složenim organskim tvarima poput fenola itd. Može sadržavati patogene. Grad ispušta otrovne plinove, prašinu u atmosferu, koncentrira toksični otpad na deponijama, koji s mlazovima izvorske vode ulazi u vodene ekosisteme. Biljke u urbanim ekosistemima rastu u parkovima, vrtovima, travnjacima, a njihova glavna svrha je reguliranje plinskog sastava atmosfere. Oni emitiraju kisik, apsorbiraju ugljični dioksid i čiste atmosferu od štetnih plinova i prašine koji u nju ulaze tijekom rada industrijskih poduzeća i transporta. Biljke takođe imaju veliku estetsku i dekorativnu vrijednost.
Životinje u gradu ne predstavljaju samo vrste uobičajene u prirodnim ekosistemima (ptice žive u parkovima: crvenoglavi slavuj, slavuj, stočarka; sisavci: voluharice, vjeverice i predstavnici drugih grupa životinja), već i posebna grupa urbanih životinja - ljudski saputnici. Uključuje ptice (vrapci, čvorci, golubovi), glodare (štakori i miševi) i insekte (žohari, bube, moljci). Mnoge životinje povezane s ljudima hrane se smećem u smeću (čavke, vrapci). Ovo su redari grada. Dekompozicija organski otpad larve muha i druge životinje i mikroorganizmi ubrzavaju.
glavna karakteristika ekosustava modernih gradova u činjenici da su narušili ekološku ravnotežu. Čovjek mora preuzeti sve procese regulacije tokova materije i energije. Osoba mora regulirati i potrošnju energije i resursa u gradu - sirovina za industriju i hranu za ljude, te količinu otrovnog otpada ispuštenog u atmosferu, vodu i tlo kao posljedicu industrije i transporta. Konačno, također određuje veličinu ovih ekosustava, koja u razvijenim zemljama, i posljednjih godina i u Rusiji, brzo se "šire" zbog izgradnje prigradskih vikendica. Niska područja smanjuju površinu šuma i poljoprivrednog zemljišta, njihovo "širenje" zahtijeva izgradnju novih autoputeva, što smanjuje udio ekosustava sposobnih za proizvodnju hrane i izvođenje ciklusa kisika.
Industrijsko zagađenje.
U urbanim ekosustavima industrijsko zagađenje je najopasnije po prirodu.
Hemijsko zagađenje atmosfere. Ovaj faktor jedan je od najopasnijih za ljudski život. Najčešći zagađivači
Sumpor dioksid, dušikovi oksidi, ugljikov monoksid, klor itd. opasne tvari ispuštajući se u atmosferu, otrovna jedinjenja mogu nastati pod utjecajem sunčeve svjetlosti. Ekolozi broje oko 2.000 zagađivača zraka.
Glavni izvori zagađenja su termoelektrane. Kotlovi, rafinerije ulja i motorna vozila također jako zagađuju atmosferu.
Hemijsko zagađenje vodnih tijela. Preduzeća odlažu naftne derivate, jedinjenja azota, fenol i mnoge druge industrijske otpatke u vodna tijela. Tokom proizvodnje nafte, rezervoari su zagađeni slanim vrstama, nafta i naftni proizvodi se takođe izlivaju tokom transporta. U Rusiji, jezera na sjeveru zapadnog Sibira najviše pate od zagađenja naftom. Posljednjih godina povećala se opasnost po komunalne otpadne vode po vodene ekosisteme. U tim otpadnim vodama koncentracija deterdženata koji se mikroorganizmi teško razgrađuju.
Sve dok je količina zagađivača koja se emitira u atmosferu ili ispušta u rijeke mala, sami ekosustavi su u stanju nositi se s njima. Uz umjereno zagađenje, voda u rijeci postaje praktički čista nakon 3-10 km od izvora zagađenja. Ako ima previše zagađivača, ekosustavi se ne mogu nositi s njima i počinju nepovratne posljedice.
Voda postaje pitka i opasna za ljude. Zagađena voda nije pogodna ni za mnoge industrije.
Kontaminacija površine tla čvrstim otpadom. Gradske deponije industrijskog i kućnog otpada zauzimaju velike površine. Smeće može sadržavati otrovne tvari poput žive ili drugih teških metala, kemijske spojeve koji se otapaju u kišnici i snježnim vodama, a zatim ulaze u vodna tijela i podzemne vode. Može ući u smeće i uređaje koji sadrže radioaktivne tvari.
Površina tla može biti zagađena pepelom iz dima elektrana na ugalj, cementara, vatrostalnih opeka itd. Kako bi se spriječilo ovo zagađenje, na cijevima su ugrađeni posebni sakupljači prašine.
Hemijsko zagađenje podzemne vode... Struje podzemnih voda premještaju industrijsko zagađenje na velike udaljenosti i nije uvijek moguće identificirati njegov izvor. Zagađenje može biti uzrokovano ispiranjem otrovnih tvari kišnicom i snježnom vodom s industrijskih deponija. Do onečišćenja podzemnih voda dolazi i tijekom proizvodnje nafte suvremenim metodama, kada se, radi povećanja iskorištavanja naftnih formacija, slana voda ponovo ubrizgava u bušotine, koje su se zajedno sa uljem ispumpale na površinu.
Slana voda teče u vodonosnike, a voda u bunarima ima gorak ukus i nije za piće.
Zagađenje bukom. Izvor zagađenja bukom može biti industrijsko postrojenje ili transport. Teški kiperi i tramvaji posebno su bučni. Buka utječe na ljudski nervni sistem, pa se u gradovima i preduzećima poduzimaju mjere zaštite od buke.
Željezničke i tramvajske pruge i ceste koje koristi teretni prijevoz treba ukloniti iz središnjih dijelova gradova prema rijetko naseljenim područjima, a oko njih treba stvoriti zelene površine koje dobro upijaju buku.
Avioni ne bi trebali letjeti iznad gradova.
Buka se mjeri u decibelima. Sat za otkucavanje - 10 dB, šaputanje - 25, buka sa prometnog autoputa - 80, buka aviona tokom polijetanja - 130 dB. Prag boli buke je 140 dB. Na teritoriji stambenih zgrada tokom dana buka ne bi trebala prelaziti 50-66 dB.
Zagađivači takođe uključuju: zagađenje površine tla deponijama jalovine i pepela, biološko zagađenje, termičko zagađenje, zagađenje zračenjem, elektromagnetno zagađenje.
Zagađenje zraka. Ako zagađenje zraka nad oceanom uzmemo kao jedinicu, tada je nad selima 10 puta veće, nad malim gradovima 35 puta, a nad velikim gradovima 150 puta. Debljina sloja zagađenog vazduha iznad grada je 1,5 - 2 km.
Najopasniji zagađivači su benz-a-piren, dušikov dioksid, formaldehid, prašina. U europskom dijelu Rusije i na Uralu, u prosjeku, po 1 kvadratnom metru. km ispalo je više od 450 kg zagađivača atmosfere.
U odnosu na 1980. godinu, količina emisije sumpor dioksida povećala se 1,5 puta; 19 miliona tona zagađivača atmosfere je emitovano u atmosferu drumskim transportom.
Ispuštanje otpadnih voda u rijeke iznosilo je 68,2 kubika. km s naknadnom potrošnjom od 105,8 kubnih metara. km. Industrijska potrošnja vode iznosi 46%. Udio neprečišćenih otpadnih voda opada od 1989. godine i iznosi 28%.
Zbog rasprostranjenosti zapadnih vjetrova, Rusija prima od svojih zapadnih susjeda 8-10 puta više zagađivača iz atmosfere nego što im ih šalje.
Kisele kiše negativno su zahvatile polovinu šuma Evrope, a proces isušivanja šuma započeo je u Rusiji. U Skandinaviji su kisele padavine iz Velike Britanije i Njemačke već ubile 20.000 jezera. Pod utjecajem kiselih kiša, arhitektonski spomenici se uništavaju.
Štetne tvari koje izlaze iz dimnjaka visine 100 m raspršuju se u radijusu od 20 km, a na visini od 250 m - do 75 km. Šampionska cijev izgrađena je u fabrici bakra i nikla u Sudburyju (Kanada) i ima visinu od preko 400 m.
Hlorofluoroogljikovodici (CFC) koji iscrpljuju ozonski omotač u atmosferu ulaze iz rashladnih plinova (48% u SAD-u i 20% u drugim zemljama), od upotrebe aerosolnih limenki (u SAD-u 2%, a prije nekoliko godina bili su zabranjeni za prodaju; u drugim zemljama - 35%), otapala koja se koriste u kemijskim čistionicama (20%) i u proizvodnji pjena, uključujući stiroform (25-
Glavni izvor freona koji oštećuju ozonski omotač su industrijski hladnjaci. U običnom kućnom hladnjaku 350 g freona, a u industrijskom hladnjaku desetine kilograma. Rashladni objekti samo u
Moskva koristi 120 tona freona godišnje. Značajan dio, zbog nesavršene opreme, završi u atmosferi.
Zagađenje slatkovodnih ekosistema. Ladoško jezero - rezervoar pije vodu za šestomilioniti Sankt Peterburg - 1989. iz njega je ispao otpadne vode 1,8 tona fenola, 69,7 tona sulfata, 116,7 tona sintetičkih tenzida.
Zagađuje vodene ekosisteme i riječni transport. Na primjer, na Bajkalskom jezeru plovi 400 brodova različite veličine, godišnje bacaju u vodu oko 8 tona naftnih derivata.
U većini ruskih preduzeća toksični proizvodni otpad ili se baca u vodena tijela, trujući ih, ili se akumulira bez prerade, često u velikim količinama. Ove akumulacije smrtonosnog otpada mogu se nazvati "ekološki rudnici", kada brane puknu, mogu završiti u vodnim tijelima. Primjer takvog „ekološkog rudnika“ je čerepovecka kemijska tvornica „Ammophos“. Njegova jama zauzima površinu od 200 hektara i sadrži 15 miliona tona otpada. Brana koja zatvara ležište podiže se godišnje
4 m. Nažalost, „čerepovetski rudnik“ nije jedini.
U zemljama u razvoju godišnje umre 9 miliona ljudi. Do 2000. godine više od milijardu ljudi će imati nedostatak vode za piće.
Zagađenje morskih ekosistema. Oko 20 milijardi tona smeća bačeno je u oceane - od kućnih otpadnih voda do radioaktivnog otpada. Svake godine za svaki 1 kvadratni metar. km vodene površine dodaje još 17 tona smeća.
Godišnje se u ocean ulije više od 10 milijuna tona nafte koja formira film koji prekriva 10-15% njegove površine; i 5 g naftnih derivata dovoljno je za pokrivanje 50 četvornih metara. m vodene površine. Ovaj film ne samo da smanjuje isparavanje i apsorpciju ugljičnog dioksida, već također uzrokuje izgladnjivanje kisika i smrt jaja i mladih.
Zagađenje radijacijom. Pretpostavlja se da će se svijet akumulirati do 2000. godine
1 milion kubnih metara m radioaktivnog otpada visoke razine.
Prirodna radioaktivna pozadina utječe na svaku osobu, čak i na one koji ne dolaze u dodir s nuklearnim elektranama ili nuklearnim oružjem. Svi mi u svom životu primamo određenu dozu zračenja, od čega 73% dolazi od zračenja prirodnih tijela (na primjer, granita u spomenicima, obloga kuća itd.), 14% od medicinskih zahvata (prvenstveno zbog posjeta Rentgenska soba) i 14% - na kosmičke zrake. Tokom života (70 godina), osoba može, bez većeg rizika, prikupiti zračenje od 35 rem (7 rem iz prirodnih izvora, 3 rem iz svemirskih izvora i rendgen aparati). U zoni nuklearne elektrane Černobil u najzagađenijim područjima možete dobiti do 1 ostatak na sat. Snaga zračenja na krovu u periodu gašenja požara u nuklearnoj elektrani dosegla je 30 000 rendgena na sat, pa se bez zaštite od zračenja (olovno svemirsko odijelo) mogla dobiti smrtonosna doza zračenja za 1 minutu.
Doza zračenja po satu, smrtonosna za 50% organizama, iznosi 400 rem za ljude, 1000-2000 rem za ribe i ptice, od 1000 do 150.000 za biljke i 100.000 rem za insekte. Dakle, najjače zagađenje nije prepreka za masovnu reprodukciju insekata. Od biljaka, drveće je najmanje otporno na zračenje, a trave su najviše otporne.
Kontaminacija kućnog otpada. Količina nakupljenog smeća stalno raste. Sada je to za svakog građanina od 150 do 600 kg godišnje. Većina smeća se proizvodi u SAD -u (520 kg godišnje po stanovniku), u Norveškoj, Španiji, Švedskoj, Holandiji - 200-300 kg, a u Moskvi - 300-320 kg.
Potrebno je 2-10 godina da se papir raspadne u prirodnom okruženju, limenka - preko 90 godina, filter za cigarete - 100 godina, plastična vrećica - više od 200 godina, plastika - 500 godina, staklo - više od 1000 godina .
Načini smanjenja štete uzrokovane kemijskom kontaminacijom
Najčešća kontaminacija je kemijska. Tri su glavna načina za smanjenje štete od njih.
Razrjeđivanje. Čak se i pročišćene otpadne vode moraju razrijediti 10 puta (a neprečišćene otpadne vode 100-200 puta). U preduzećima se grade visoke cijevi tako da se ispušteni plinovi i prašina ravnomjerno raspršuju. Razrjeđivanje je nedjelotvoran način za smanjenje štete od zagađenja i dopušteno je samo kao privremena mjera.
Čišćenje. Ovo je glavni način za smanjenje emisije štetnih tvari u okoliš u današnjoj Rusiji. Međutim, kao rezultat čišćenja nastaje puno koncentriranog tečnog i čvrstog otpada koji se također mora skladištiti.
Zamjena starih tehnologija novim s malo otpada. Zbog dublje obrade, moguće je smanjiti količinu štetnih emisija na desetine puta. Otpad iz jedne proizvodnje postaje sirovina za drugu.
Figurativne nazive za ova tri načina smanjenja zagađenja okoliša dali su njemački ekolozi: "produžiti cijev" (razrjeđivanje disperzijom), "začepiti cijev" (čišćenje) i "vezati cijev u čvor" (tehnologije s malim otpadom) ). Nijemci su obnovili ekosistem Rajne, koji je dugi niz godina bio oluk u koji se odlagao otpad industrijskih divova. To je bilo moguće učiniti tek 80 -ih godina, kada su, konačno, "vezali cijev u čvor".
Stupanj zagađenja okoliša u Rusiji i dalje je vrlo visok, a ekološki nepovoljna situacija, opasna po zdravlje stanovništva, razvila se u gotovo 100 gradova u zemlji.
Izvjesno poboljšanje ekološke situacije u Rusiji postignuto je zahvaljujući poboljšanju rada postrojenja za prečišćavanje i padu proizvodnje.
Daljnje smanjenje emisija otrovne tvari u okoliš se može postići ako se uvedu manje opasne tehnologije s niskim otpadom. Međutim, kako bi se cijev "vezala u čvor", potrebno je ažurirati opremu u preduzećima, što zahtijeva vrlo velika ulaganja i stoga će se provoditi postupno.
Gradovi i industrijski objekti (naftna polja, kamenolomi za razvoj ugljena i rude, kemijska i metalurška postrojenja) rade koristeći energiju koja dolazi iz drugih industrijskih ekosustava (energetski kompleks), a njihovi proizvodi nisu biljna i životinjska biomasa, već čelik, lijevani željezo i aluminij, razne mašine i uređaji, Građevinski materijal, plastike i još mnogo toga, što nije u prirodi.
Problemi urbane ekologije su, prije svega, problemi smanjenja emisije različitih zagađivača u okoliš i zaštite vode, atmosfere i tla iz gradova. Oni se rješavaju stvaranjem novih tehnologija i proizvodnih procesa s niskim postotkom otpada i učinkovitih postrojenja za tretman.
Biljke imaju važnu ulogu u ublažavanju utjecaja faktora urbane okoline na ljude. Zelene površine poboljšavaju mikroklimu, hvataju prašinu i plinove te povoljno utječu na psihičko stanje građana.
Literatura:
Mirkin B.M., Naumova L.G. Ekologija Rusije. Udžbenik iz saveznog kompleta za 9-11 razred opšte škole. Ed. 2nd, rev.
I dodajte. - M.: AO MDS, 1996.- 272 bolesnika.
Faktori okoline Kompleks je okolišnih uvjeta koji utječu na žive organizme. Razlikovati neživi faktori- abiotski (klimatski, edafski, orografski, hidrografski, hemijski, pirogeni), faktori divljih životinja- biotički (fitogeni i zoogeni) i antropogeni faktori (uticaj ljudske aktivnosti). Ograničavajući faktori uključuju sve faktore koji ograničavaju rast i razvoj organizama. Prilagođavanje organizma okolini naziva se adaptacija. Spoljašnji izgled organizma, koji odražava njegovu prilagodljivost uslovima okoline, naziva se životni oblik.
Pojam ekoloških faktora okoliša, njihova klasifikacija
Pojedinačne komponente staništa koje utječu na žive organizme, na koje reagiraju adaptivnim reakcijama (adaptacijama), nazivaju se čimbenici okoliša, odnosno ekološki čimbenici. Drugim riječima, naziva se kompleks ekoloških uvjeta koji utječu na vitalnu aktivnost organizama ekološki faktori okoliša.
Svi faktori okoliša podijeljeni su u grupe:
1. uključuju komponente i pojave nežive prirode, koji direktno ili indirektno utječu na žive organizme. Među mnogim abiotičkim faktorima, glavnu ulogu imaju:
- klimatski(sunčevo zračenje, svjetlosni i svjetlosni uslovi, temperatura, vlažnost, padavine, vjetar, atmosferski pritisak itd.);
- edafski(mehanička struktura i hemijski sastav tla, kapacitet vlage, voda, vazduh i termički uslovi tla, kiselost, vlažnost, sastav gasova, nivo podzemnih voda itd.);
- orografski(reljef, izloženost padini, strmina nagiba, visinska razlika, nadmorska visina);
- hidrografski(transparentnost vode, fluidnost, brzina protoka, temperatura, kiselost, sastav gasa, sadržaj mineralnih i organskih materija itd.);
- hemijski(gasni sastav atmosfere, slani sastav vode);
- pirogena(izloženost vatri).
2. - skup odnosa između živih organizama, kao i njihovih međusobnih uticaja na životnu sredinu. Djelovanje biotičkih faktora može biti ne samo direktno, već i indirektno, izraženo u korekciji abiotičkih faktora (na primjer, promjene u sastavu tla, mikroklima ispod krošnje šume itd.). Biotički faktori uključuju:
- fitogena(uticaj biljaka jedno na drugo i na životnu sredinu);
- zoogeni(utjecaj životinja jednih na druge i na okoliš).
3. Odrazite intenzivan utjecaj ljudi (direktno) ili ljudskih aktivnosti (indirektno) na okoliš i žive organizme. Ovi čimbenici uključuju sve oblike ljudske aktivnosti i ljudskog društva koji dovode do promjene prirode kao staništa i drugih vrsta i izravno utječu na njihov život. Svaki živi organizam je pod utjecajem nežive prirode, organizama drugih vrsta, uključujući ljude, a zauzvrat utječe na svaku od ovih komponenti.
Utjecaj antropogenih faktora u prirodi može biti svjestan i slučajan, ili nesvjestan. Čovjek, oreći djevice i ugarice, stvara poljoprivredno zemljište, razvija visoko produktivne oblike otporne na bolesti, neke vrste naseljava, a druge uništava. Ovi utjecaji (svjesni) se često nose negativan karakter, na primjer, nepromišljeno preseljenje mnogih životinja, biljaka, mikroorganizama, grabežljivo uništavanje niza vrsta, zagađenje okoliša itd.
Biotski čimbenici okoliša očituju se kroz odnos organizama koji su dio jedne zajednice. U prirodi su mnoge vrste usko povezane; njihov međusobni odnos kao sastavnice okoline može biti izuzetno složen. Što se tiče veza između zajednice i neorganskog okruženja, one su uvijek bilateralne, uzajamne. Dakle, priroda šume ovisi o odgovarajućoj vrsti tla, ali se samo tlo u velikoj mjeri formira pod utjecajem šume. Slično, temperatura, vlažnost i osvjetljenje u šumi određuju vegetacija, ali formirani klimatski uvjeti pak utječu na zajednicu organizama koji žive u šumi.
Uticaj faktora okoline na organizam
Uticaj staništa organizmi percipiraju posredstvom faktora okoline tzv ekološki. Treba napomenuti da je faktor životne sredine samo promjenjivi element okruženja, uzrokujući u organizmima, sa svojom ponavljanom promjenom, adaptivne adaptivne ekološke i fiziološke reakcije, nasljedno fiksirane u procesu evolucije. Dijele se na abiotičke, biotičke i antropogene (slika 1).
Oni nazivaju cijeli niz čimbenika anorganskog okoliša koji utječu na život i distribuciju životinja i biljaka. Među njima se razlikuju: fizički, kemijski i edafički.
Fizički faktori - oni čiji je izvor fizičko stanje ili pojava (mehaničko, valno itd.). Na primjer, temperatura.
Hemijski faktori- oni koji potječu od kemijskog sastava okoliša. Na primjer, salinitet vode, sadržaj kisika itd.
Edafski (ili tla) faktori su skup kemijskih, fizičkih i mehaničkih svojstava tla i stijena koji utječu i na organizme kojima su stanište i na korijenski sustav biljaka. Na primjer, utjecaj hranjivih tvari, vlage, strukture tla, sadržaja humusa itd. na rast i razvoj biljaka.
Pirinač. 1. Šema uticaja staništa (okoline) na organizam
- faktori ljudske aktivnosti koji utječu na prirodni okoliš (i hidrosfere, erozija tla, krčenje šuma itd.).
Ograničavajući (ograničavajući) faktori okoline nazvati takve faktore koji ograničavaju razvoj organizama zbog nedostatka ili viška hranjivih tvari u usporedbi sa potrebama (optimalan sadržaj).
Dakle, kada se biljke uzgajaju na različitim temperaturama, bit će tačka u kojoj se opaža maksimalan rast optimalno. Zove se cijeli raspon temperature, od minimalnog do maksimalnog, pri kojem je rast još moguć raspon stabilnosti (izdržljivost), ili tolerancija. Njegove granične tačke, tj. maksimalne i minimalne temperature pogodne za život su granice stabilnosti. Između zone optimalnog i granica otpora, kako se približava potonjem, biljka doživljava sve veći stres, tj. dolazi o zonama stresa ili zonama ugnjetavanja, unutar raspona stabilnosti (slika 2). Kako se odmičete od optimalnog dolje i na ljestvici, stres se ne samo povećava, već i kada se dosegnu granice stabilnosti organizma, on umire.
Pirinač. 2. Zavisnost djelovanja faktora okoline od njegovog intenziteta
Dakle, za svaku vrstu biljaka ili životinja postoje optimalne, stresne zone i granice otpora (ili izdržljivosti) u odnosu na svaki faktor staništa. Kada je faktor blizu granica izdržljivosti, tijelo obično može postojati samo kratko vrijeme. U užem rasponu uvjeta moguće je dugotrajno postojanje i rast pojedinaca. Razmnožavanje se događa čak i u užem opsegu, a vrsta može postojati neograničeno. Obično negdje u sredini raspona otpora postoje uvjeti koji su najpovoljniji za život, rast i reprodukciju. Ti se uvjeti nazivaju optimalnima, u kojima se pojedinci određene vrste ispoljavaju kao najprilagođeniji, tj. ostaviti najveći broj potomaka. U praksi je teško identificirati takve uvjete, pa se optimum obično određuje pojedinačnim pokazateljima vitalne aktivnosti (stopa rasta, preživljavanje itd.).
Adaptacija sastoji se u prilagođavanju organizma uslovima okoline.
Sposobnost prilagođavanja jedno je od osnovnih svojstava života općenito, pružajući mogućnost njegovog postojanja, sposobnost organizama da prežive i razmnože se. Adaptacije se manifestuju na različitim nivoima- od biokemije stanica i ponašanja pojedinih organizama do strukture i funkcioniranja zajednica i ekoloških sistema. Sve prilagodbe organizama na postojanje u različitim uvjetima razvile su se kroz povijest. Kao rezultat toga, formirane su grupe biljaka i životinja specifične za svaku geografsku zonu.
Adaptacije mogu biti morfološki, kada se struktura organizma promijeni do formiranja nove vrste, i fiziološki, kada dođe do promjena u funkcioniranju tijela. Prilagodljivo obojenje životinja usko je povezano s morfološkim prilagodbama, sposobnošću mijenjanja ovisno o osvjetljenju (iverica, kameleon itd.).
Široko su poznati primjeri fiziološke adaptacije - hibernacija životinja, sezonske migracije ptica.
Za organizme su veoma važni bihevioralne adaptacije. Na primjer, instinktivno ponašanje određuje djelovanje insekata i nižih kralježnjaka: riba, vodozemaca, gmazova, ptica itd. Ovo ponašanje je genetski programirano i naslijeđeno (urođeno ponašanje). To uključuje: način izgradnje gnijezda kod ptica, parenje, odgoj potomstva itd.
Postoji i stečena zapovest koju je pojedinac primio tokom svog života. Obrazovanje(ili učenje) - glavni način prenošenja stečenog ponašanja s jedne generacije na drugu.
Sposobnost pojedinca da upravlja svojim kognitivnim sposobnostima kako bi preživio neočekivane promjene u okruženju je inteligencija. Uloga učenja i inteligencije u ponašanju raste s poboljšanjem nervnog sistema - povećanjem moždane kore. Za ljude je ovo odlučujući mehanizam evolucije. Osobina vrsta da se prilagođavaju određenom rasponu čimbenika okoliša označena je konceptom ekološki misticizam vrste.
Kombinovani uticaj faktora okoline na organizam
Faktori okoline obično ne djeluju jedan po jedan, već na složen način. Djelovanje bilo kojeg faktora ovisi o snazi utjecaja drugih. Kombinacija različitih faktora primjetno utječe na optimalne životne uvjete organizma (vidi sliku 2). Djelovanje jednog faktora ne zamjenjuje djelovanje drugog. Međutim, pod složenim uticajem okoline često je moguće uočiti „efekat supstitucije“, koji se očituje u sličnosti rezultata uticaja različitih faktora. Dakle, svjetlost se ne može zamijeniti viškom topline ili obiljem ugljičnog dioksida, ali utjecajem na promjene temperature moguće je obustaviti, na primjer, fotosintezu biljaka.
U složenom utjecaju okoliša, utjecaj različitih faktora na organizme je nejednak. Mogu se podijeliti na glavne, popratne i sporedne. Pokretači su različiti za različite organizme, čak i ako žive na istom mjestu. U ulozi vodećeg faktora u različitim fazama života organizma mogu djelovati neki ili drugi elementi okoline. Na primjer, u životu mnogih kultiviranih biljaka, poput žitarica, u razdoblju klijanja vodeći faktor je temperatura, u vrijeme klijanja i cvatnje - vlažnost tla, tokom zrenja - količina hranjivih tvari i vlažnost zraka. Uloga vodećeg faktora može se promijeniti u različito doba godine.
Vodeći faktor ne mora biti isti za iste vrste koje žive u različitim fizičkim i geografskim uslovima.
Koncept vodećih faktora ne treba miješati s konceptom o. Faktor, čiji je nivo u kvalitativnom ili kvantitativnom smislu (nedostatak ili višak) blizu granica izdržljivosti datog organizma, naziva se ograničavanje. Djelovanje ograničavajućeg faktora također će se očitovati u slučaju kada su drugi okolišni čimbenici povoljni ili čak optimalni. I vodeći i sekundarni faktori okoline mogu djelovati kao ograničavajući faktori.
Koncept ograničavajućih faktora uveo je 1840. hemičar 10. Liebig. Proučavajući utjecaj sadržaja različitih kemijskih elemenata u tlu na rast biljaka, formulirao je princip: "Tvar, koja je minimalna, kontrolira prinos i vremenom određuje veličinu i stabilnost ovog drugog." Ovaj princip je poznat kao Liebigov zakon minimuma.
Ograničavajući faktor može biti ne samo nedostatak, kao što je istakao Liebig, već i višak faktora kao što su toplota, svjetlost i voda. Kao što je ranije napomenuto, organizme karakterizira ekološki minimum i maksimum. Raspon između ove dvije vrijednosti obično se naziva granicama stabilnosti ili tolerancije.
Općenito, cjelokupna složenost utjecaja faktora okoline na organizam odražava zakon tolerancije W. Shelforda: odsustvo ili nemogućnost prosperiteta određuje se nedostatkom ili, obratno, viškom bilo kojeg od brojnih čimbenika, nivoom od kojih su možda blizu granica koje toleriše dati organizam (1913). Ove dvije granice nazivaju se granicama tolerancije.
Provedena su brojna istraživanja o "ekologiji tolerancije", zahvaljujući kojima su postale poznate granice postojanja mnogih biljaka i životinja. Primjer je učinak tvari koja zagađuje atmosferski zrak na ljudsko tijelo (slika 3).
Pirinač. 3. Utjecaj tvari koja zagađuje atmosferski zrak na ljudsko tijelo. Max - maksimalna vitalna aktivnost; Dodati - dozvoljena vitalna aktivnost; Opt - optimalna (ne utječući na vitalnu aktivnost) koncentracija štetne tvari; MPC - najveća dopuštena koncentracija tvari koja ne mijenja bitno vitalnu aktivnost; Godine - smrtonosna koncentracija
Koncentracija utjecajnog faktora (štetne tvari) na Sl. 5.2 označen je simbolom C. Pri vrijednostima koncentracije C = C godina, osoba će umrijeti, ali će se nepovratne promjene u tijelu dogoditi pri znatno nižim vrijednostima C = C max. Zbog toga je opseg tolerancije ograničen upravo vrijednošću C pdc = C lim. Stoga se C max mora eksperimentalno odrediti za svako zagađujuće ili bilo koje štetno kemijsko jedinjenje i ne prelaziti njegov C plc na određenom staništu (životno okruženje).
U zaštiti životne sredine jeste gornje granice stabilnosti organizmaštetnim supstancama.
Dakle, stvarna koncentracija faktora zagađivača C ne bi trebala prelaziti C max (C činjenica ≤ C max = C lim).
Vrijednost koncepta ograničavajućih faktora (Ograničavajući faktori) je u tome što ekologu pruža polazište u proučavanju složenih situacija. Ako organizam karakterizira širok raspon tolerancije na faktor koji karakterizira relativna postojanost, a prisutan je u okolišu u umjerenim količinama, onda takav faktor teško ograničava. Suprotno tome, ako se zna da određeni organizam posjeduje uski raspon tolerancije na neki varijabilni faktor, tada je taj faktor taj koji zaslužuje pažljivo proučavanje, jer može biti ograničavajući.
1. Koji ekološki faktor ograničava širenje biljaka na velike dubine?
1. Slanost vode
2. Nedostatak svjetla
3. Atmosferski pritisak
4. Nedostatak minerala
Objašnjenje: u svim kraljevstvima postoje organizmi koji su manje -više prilagođeni ekstremnim uvjetima okoline, ali za svaku grupu postoje osnovni faktori bez kojih ne može živjeti. Za biljke je ovaj faktor sunčeva svjetlost (budući da su biljke fototrofi i bez svjetla neće moći graditi organsku tvar za svoj život). Tačan odgovor je 2.
2. Faktor je vlažnost okoline neophodna za život organizama
1. Biološki
2. Abiotski
3. Antropogeni
4. Neperiodično
Objašnjenje: vlažnost okoline odnosi se na faktore nežive okoline, ti se faktori nazivaju abiotičkim. Tačan odgovor je 2.
3. Koji je ograničavajući faktor za biljke stepenske zone?
1. Nedostatak vlage
2. Visoka temperatura
3. Nedostatak minerala
4. Povećano ultraljubičasto zračenje
Objašnjenje: u stepenskoj zoni postoji vrlo niska vlažnost i jako isparavanje, pa biljke stepske zone imaju nedostatak vlage. Tačan odgovor je 1.
4. Koji od sljedećih primjera ilustrira kompetitivni odnos među organizmima?
1. Vjeverica - djetlić
2. Hrast - vrganje
3. Krava - goveđa trakavica
4. Već - žaba
5. U koju vrstu odnosa ulaze bor i vrganj?
1. Simbioza
3. Predator - plijen
4. Konkurencija
Objašnjenje: simbioza se javlja između korijena drveća i gljivičnih hifa u šumama. Interakcija između gljiva i stabla naziva se mikoriza. Mikoriza je simbioza hifa gljiva i korijena drveća, dok drvo prima minerale koji se dobivaju tijekom raspadanja organske tvari tijekom metabolizma gljive, a gljiva troši gotove organske tvari koje nastaju tijekom fotosinteze u biljci. Tačan odgovor je 1.
6. Koji od sljedećih primjera ilustrira odnos grabežljivac-plijen?
1. Rakovica pustinjak - morska anemona
2. Bumbar - djetelina
3. Sjenica - gusjenica
4. Djetlić - vjeverica
Objašnjenje: rakovi pustinjaci i anemone žive u uzajamno korisnim odnosima, kao i bumbar i djetelina. Sjemenka jede gusjenicu (takav odnos naziva se grabež - predator -plijen), vjeverica i djetlić imaju sličnu prehranu, pa je vrsta odnosa među njima međuvrsna konkurencija. Tačan odgovor je 3.
7. Primjer simbioze kao posebnog oblika biotičkog odnosa je
1. Mikoriza korijena drveća i hifa gljiva
2. Stanište kožne grinje na dlaci psa
3. Kukavica polaže jaja u gnijezda insektojeda
4. Finsko obrazovanje ravni crv u telu bika
Objašnjenje: simbioza - odnos organizama u kojem oba organizma dobivaju samo pluseve. Na primjer, lišajevi su simbioza gljive i algi, pa se tako odvija ciklus: alga proizvodi organske tvari, a gljiva, heterotrof, razlaže ih na anorganske tvari. Druga varijanta simbioze je interakcija korijena drveta i hifa gljive, dok drvo opskrbljuje gljivu organskim tvarima, a gljiva ih razgrađuje na neorganske, pa se tako vrši cirkulacija tvari. Tačan odgovor je 1.
8. Kako se zove odnos između psa i krpelja?
1. Simbioza
2. Konkurencija
3. Predatorstvo
9. Koja adaptacija pomaže hlađenju biljaka kada temperatura zraka poraste?
1. Smanjenje brzine metabolizma
2. Povećavanje intenziteta fotosinteze
3. Smanjenje intenziteta disanja
4. Pojačavanje isparavanja vode
Objašnjenje: glavni proces opskrbe energijom u tijelu je disanje. Dio dobivene energije troši se na toplinu, stoga za hlađenje tijela morate smanjiti intenzitet disanja. Tačan odgovor je 3.
1. Abiotski
2. Biotički
3. Antropogeni
4. Ograničavanje
Objašnjenje: interakcije organizama, njihov međusobni uticaj - biotički faktori, faktori žive prirode. Tačan odgovor je 2.
11. Kako se naziva vrsta odnosa između gljive Tinder i breze na kojoj živi?
1. Grabež
2. Simbioza
3. Konkurencija
12. Odnosi koji organizmi predstavljaju primjer simbioze?
1. Krpelji i psi
2. Borovi i konzerve ulja
3. štuke i karasi
13. Hranjenje kopitara zimi radi očuvanja broja njihovih populacija naziva se faktorima
1. Evolucijski
2. Antropogeni
3. Fiziološki
4. Abiotski
Objašnjenje: hranjenje vrši osoba, a utjecaj osobe naziva se antropogenim faktorom. Tačan odgovor je 2.
14. Sve vrste ljudskih aktivnosti pripisuju se faktorima
1. Abiotski
2. Biotički
3. Antropogeni
4. Periodično
Objašnjenje: biotički faktori - faktori žive prirode, abiotički - neživi, antropogeni - faktori povezani s ljudskim aktivnostima. Tačan odgovor je 3.
15. Većina vrsta biljaka i životinja nema prilagođavanje na antropogene faktore zbog činjenice da njihov utjecaj
1. Očituje se postojanost
2. Ima slučajni karakter
3. Ovisi o klimatskim uslovima
4. Ima ritmički karakter
Objašnjenje: većina biljaka i životinja vrlo rijetko susreće ljude i takvi su susreti slučajni. Samo domaće životinje imaju adaptacije na antropogene faktore, jer su uzgojene posebno za život pored ljudi. Tačan odgovor je 2.
16. Veliki broj vukova može biti ograničavajući faktor za
1. Zečevi
2. Sable
3. Medvjedi
4. kuna
Objašnjenje: velika brojnost bit će ograničavajući faktor za organizme koji su hrana za vukove. Ovo su smeđi zečevi. Tačan odgovor je 1.
Zadaci za samopomoć
1. Signal za jesensku migraciju ptica u centralnoj Rusiji je
1. Snižavanje temperature zraka
3. Početak prvog mraza
4. Smanjivanje dužine dnevnih sati
Tačan odgovor je 4.
2. Koji je faktor iza sezonskih promjena u životu ptica?
1. Povećanje broja predatora
2. Kršenje biotičkih veza
3. Promjena temperature
4. Promjena dužine dnevnog svjetla
Tačan odgovor je 4.
3. Odnosi koji organizmi služe kao primjer konkurencije?
1. Vuk i vepar
2. štuke i smuđ
3. Pčele i potkornjak
4. Morske anemone i rakovi pustinjaci
Tačan odgovor je 2.
1. Livade i močvare
2. Mješovite i crnogorične šume
3. Tropske prašume
4. Tundre i pustinje
Tačan odgovor je 4.
5. Uzajamni uticaj organizama iste ili različite vrste naziva se faktorima
1. Biotički
2. Ograničavanje
3. Antropogeni
4. Abiotski
Tačan odgovor je 1.
6. Vanjski signal koji uzrokuje početak opadanja lišća u biljaka središnje trake je
1. Nakupljanje štetnih tvari u lišću
2. Povećane količine padavina
3. Smanjivanje dužine dnevnih sati
4. Smanjenje hranjivih tvari u tlu
Tačan odgovor je 3.
7. Minerali koje biljke koriste u procesu ishrane tla odnose se na grupu faktora
1. Sezonski
2. Antropogeni
3. Biotički
4. Abiotski
Tačan odgovor je 4.
8. Abiotički faktori uključuju
1. Promjene temperature zraka tokom sezone
2. Utjecaj biljaka na život životinja
3. Odvodnjavanje močvara
4. Konkurencija biljaka za apsorpciju svjetlosti
Tačan odgovor je -1.
9. Glavni faktor koji uzrokuje opadanje lišća u biljaka je promjena
1. Sastav pokrivača tla
2. Vlažnost
3. Trajanje dnevnih sati
4. Temperature
Tačan odgovor je 3.
10. Uzajamni uticaji organizama iste ili različite vrste jedni na druge nazivaju se faktorima
1. Abiotski
2. Biotički
3. Antropogeni
4. Ograničavanje
Tačan odgovor je 2.
11. Odnosi koji organizmi predstavljaju primjer simbioze?
1. Krpelji i psi
2. Borovi i konzerve ulja
3. štuke i karasi
4. Rosika i insekti
Tačan odgovor je 2.
12. Hranjenje kopitara zimi radi očuvanja broja njihove populacije naziva se faktorima
1. Evolucijski
2. Antropogeni
3. Fiziološki
4. Abiotski
Tačan odgovor je 2.
13. Sve vrste ljudskih aktivnosti pripisuju se faktorima
1. Abiotski
2. Biotički
3. Antropogeni
4. Periodično
Tačan odgovor je 3.
14. Koji faktor ograničava život biljaka na velikim dubinama?
1. Hranjive tvari
2. Toplina
3. Svetlo
4. Kiseonik
Tačan odgovor je 3.
15. Koji okolišni faktor nedostaje koji uzrokuje pojavu svijetlozelenog lišća u biljkama?
1. Voda
2. Ugljen -dioksid
3. Svetlo
4. Kiseonik
Tačan odgovor je 3.
16. Kakva je priroda odnosa između organizama različitih vrsta kojima su potrebni isti izvori hrane?
1. Predator - plijen
3. Konkurencija
4. Međusobna pomoć
Tačan odgovor je 3.
17. Zbog indirektnog razvoja na životinjama, konkurencija između
1. Pojedinci različitih vrsta
2. Populacije različitih vrsta
3. Ličinke i odrasli oblici
4. Odrasle vrste
Tačan odgovor je 3.
18. U blizini brojnih gradova, dolazi do masovnog uginuća borova zbog činjenice da se u ovim područjima
1. Klimatska nestabilnost se manifestuje
2. Zemljište je neplodno
3. Bez gnojenja drveća mineralnim tvarima
4. Vazduh i tlo su jako zagađeni industrijskim otpadom
Tačan odgovor je 4.
19. Navedite abiotički faktor potreban za život biljaka.
1. Prisustvo ugljičnog dioksida u atmosferi
2. Ljudska primjena mineralnih gnojiva
3. Prisustvo potrošača u ekosistemu
4. Konkurencija između borova za svjetlost
Tačan odgovor je 1.
20. Uzajamno korisno postojanje mahunarki i nodularnih bakterija je
1. Mikoriza
2. Smještaj
3. Simbioza
4. Konkurencija
Tačan odgovor je 3.
21. Kako se naziva vrsta odnosa između gljive Tinder i breze na kojoj živi?
2. Konkurencija
3. Predatorstvo
4. Simbioza
Tačan odgovor je 1.
22. Intenzitet bilo kojeg faktora okoliša, najpovoljnijeg za život, naziva se
1. Maksimalno
2. Suzdržavanje
3. Optimalno
4. Ograničavanje
Tačan odgovor je 3.
23. Koji su odnosi u stepskoj biocenozi tipični za divlje kopitare različitih vrsta?
1. Predatorstvo
2. Konkurencija
3. Simbioza
4. Neutralizam
Tačan odgovor je 2.
24. Ograničavajući faktor je faktor čijeg prisustva ima u populaciji
1. Organizmi funkcioniraju normalno
2. Sposobnost pojedinaca se povećava
3. Postoji izolacija okoliša
4. Postojanje vrste postaje nemoguće
Tačan odgovor je 4.
25. Koji faktor ograničava život biljaka u stepskoj zoni?
1. Visoka temperatura
2. Nedostatak vlage
3. Nedostatak humusa
4. Ultraljubičasti zraci
Tačan odgovor je 2.
26. Abiotički faktori uključuju
1. Otkidanje korijena od veprova
2. Obilne snježne padavine
3. Biljno leglo
4. Kuga skakavaca
Tačan odgovor je 2.
27. Čimbenici se nazivaju antropogenim
1. Vezano za ljudske aktivnosti
2. Abiotski
3. Zbog istorijskih promjena u zemljinoj kori
4. Određivanje funkcioniranja biogeocenoza
Tačan odgovor je 1.
28. Antropogeni faktori koji uzrokuju smanjenje populacije grgeča u akumulaciji uključuju
1. Formiranje ledenog pokrivača na površini rezervoara
2. Povećanje broja mlađi drugih vrsta riba
3. Zagađenje rezervoara kanalizacijom
4. Snižavanje temperature vode
Tačan odgovor je 3.
29. Utjecaj čovjeka na život bilo kojeg ekosistema - primjer faktora
1. Abiotski
2. Biotički
3. Ograničavanje
4. Antropogeni
Tačan odgovor je 4.
30. Faktori okoliša koji karakteriziraju odnos u biogeocenozi između pojedinaca različitih populacija nazivaju se
1. Ograničavanje
2. Biotički
3. Abiotski
4. Antropogeni
Tačan odgovor je 2.
31. Koji primjer ilustruje ispoljavanje biotičkog faktora u prirodnom okruženju?
1. Zagađenje vodnih tijela koja se nalaze pored agrocenoza
2. Jedenje jabukovih uši ličinkama bubamare
3. Zamrzavanje sadnica pšenice tokom prolećnih mrazeva
4. Spuštanje nivoa vode tokom duže suše
Tačan odgovor je 2.
32. Prema doktrini V.I. Vernadskog o biosferi, vapnenci, ugljen nastali su kao rezultat
1. Taloženje kosmičke prašine
2. Aktivnosti živih organizama
3. Vulkanska aktivnost
4. Procesi izgradnje planina
Tačan odgovor je 2.
33. Koji je faktor ograničavajući faktor za ptice grabljivice u tajgi zimi?
1. Intenzitet svjetlosti
2. Razlike u atmosferskom pritisku
3. Nedostatak insekata
4. Visina snježnog pokrivača
Tačan odgovor je 4.
34. Jednostanične zelene alge ulaze u simbiozu u lišajevima sa
1. Bakteriofagi
2. Bakterije-saprotrofi
3. Najjednostavniji
4. Gljive
Tačan odgovor je 4.
35. Otpuštanje tla ispod krune voćke je utjecaj faktora na biljku
1. Vještačko
2. Biotički
3. Ograničavanje
4. Ograničavanje
Tačan odgovor je 1.
36. Faktori čiji značaj prevazilazi izdržljivost organizama nazivaju se
1. Zaštita okoliša
2. Abiotski
3. Antropogeni
4. Ograničavanje
Tačan odgovor je 4.
37. Kritosjemenice koje žive u vodenom okruženju, u poređenju sa kopnenim
1. Dobro razvijena tkiva
2. Fotosinteza se odvija intenzivnije
3. Slabo razvijen korijenov sistem
4. Stomati se nalaze na donjoj strani lista.
Tačan odgovor je 3.
Faktori okoliša i koncept ekološke niše
Koncept faktora okoliša
1.1.1. Pojam faktora okoliša i njihova klasifikacija
S ekološkog gledišta Srijeda - to su prirodna tijela i pojave s kojima je organizam u direktnom ili indirektnom odnosu. Okruženje oko tijela odlikuje se velikom raznolikošću, koja se sastoji od mnogih elemenata, pojava, uslova koji su dinamični u vremenu i prostoru, a koji se smatraju faktori .
Ekološki faktor Da li ima stanje životne sredine, sposobni izvršiti izravan ili neizravan učinak na žive organizme, barem u jednoj od faza njihovog individualnog razvoja. Zauzvrat, tijelo reagira na faktor okoliša specifičnim adaptivnim reakcijama.
Dakle, faktori okoline- sve su to elementi prirodnog okruženja koji utječu na postojanje i razvoj organizama, a na koja živa bića reagiraju reakcijama adaptacije (izvan sposobnosti prilagođavanja nastupa smrt).
Treba napomenuti da u prirodi čimbenici okoliša djeluju na složen način. Ovo je posebno važno imati na umu pri procjeni uticaja hemijskih zagađivača. U ovom slučaju "ukupni" učinak, kada se negativan učinak jedne tvari nadovezuje na negativan učinak drugih, a tome se dodaje i utjecaj stresne situacije, buke, različitih fizičkih polja, značajno mijenja vrijednosti MPC -a Dati u referentnim knjigama. Taj se učinak naziva sinergističkim.
Najvažniji je koncept ograničavajući faktor, to jest, jedan, čiji se nivo (doza) približava granici izdržljivosti tijela, čija je koncentracija ispod ili iznad optimalne. Ovaj koncept određen je zakonima Liebig -ovog minimuma (1840) i Shelfordove tolerancije (1913). Najčešće ograničavajući faktori su temperatura, svjetlost, hranjive tvari, struje i tlak u okolišu, požari itd.
Najčešći su organizmi sa širokim rasponom tolerancije u odnosu na sve faktore okoline. Najveća tolerancija karakteristična je za bakterije i plavozelene alge, koje opstaju u širokom rasponu temperatura, zračenja, slanosti, pH itd.
Ekološke studije vezane za utvrđivanje uticaja faktora okoline na postojanje i razvoj određenih vrsta organizama, odnos organizma prema okolini, predmet su nauke. autecology ... Odjel ekologije koji proučava asocijacije populacija različitih vrsta biljaka, životinja, mikroorganizama (biocenoze), načine njihovog formiranja i interakcije s okolinom naziva se sinekologija ... U granicama sinekologije, fitocenologije ili geobotanike (predmet proučavanja su biljne grupe), razlikuje se biocenologija (grupe životinja).
Dakle, pojam ekološkog faktora jedan je od najopćenitijih i krajnje širokih pojmova ekologije. U skladu s tim, zadatak klasifikacije čimbenika okoliša pokazao se kao vrlo težak, pa još uvijek ne postoji općeprihvaćena opcija. U isto vrijeme postignut je dogovor o svrsishodnosti korištenja određenih obilježja u klasifikaciji faktora okoliša.
Tradicionalno se razlikuju tri grupe faktora životne sredine:
1) abiotski (neorganski uslovi - hemijski i fizički, poput sastava vazduha, vode, tla, temperature, svetlosti, vlažnosti, zračenja, pritiska itd.);
2) biotički (oblici interakcije među organizmima);
3) antropogeni (oblici ljudske aktivnosti).
Danas se razlikuje deset grupa čimbenika okoliša (ukupan broj je šezdesetak), kombiniranih u posebnu klasifikaciju:
1. po vremenu - faktori vremena (evolucijski, historijski, djelujući), periodičnost (periodični i neperiodični), primarni i sekundarni;
2. po porijeklu (svemir, abiotski, biotski, prirodni, tehnogeni, antropogeni);
3. prema okolini porijekla (atmosferska, vodena, geomorfološka, ekosistemska);
4. po prirodi (informacione, fizičke, hemijske, energetske, biogene, složene, klimatske);
5. prema predmetu uticaja (pojedinac, grupa, vrsta, socijalni);
6. po stepenu uticaja (smrtonosni, ekstremni, ograničavajući, uznemirujući, mutageni, teratogeni);
7. prema uslovima djelovanja (zavisno ili neovisno o gustini);
8. po spektru utjecaja (selektivno ili opće djelovanje).
Prije svega, faktori okoliša se dijele na spoljni (egzogeno ili entopic) i interni (endogeni) u odnosu na ovaj ekosustav.
TO spoljni uključuju faktore čije djelovanje u određenoj ili drugoj mjeri određuje promjene koje se događaju u ekosustavu, ali oni sami praktično ne doživljavaju njegov obrnuti učinak. To su sunčevo zračenje, intenzitet padavina, atmosferski pritisak, brzina vjetra, trenutna brzina itd.
Za razliku od njih unutrašnji faktori koreliraju sa svojstvima samog ekosistema (ili njegovih pojedinačnih komponenti) i zapravo formiraju njegov sastav. To su broj i biomasa populacija, zalihe različitih tvari, karakteristike površinskog sloja zraka, vode ili mase tla itd.
Drugi zajednički princip klasifikacije je podjela faktora na biotički i abiotski ... Prve uključuju niz varijabli koje karakteriziraju svojstva žive materije, a druge - nežive komponente ekosistema i njegovog vanjskog okruženja. Podjela faktora na endogene - egzogene i biotičke - abiotske se ne podudara. Konkretno, postoje i egzogeni biotički faktori, na primjer, intenzitet unošenja sjemena određene vrste izvana u ekosistem, i endogeni abiotički faktori, poput koncentracije O 2 ili CO 2 u površinskom sloju vazduha ili vode.
Klasifikacija faktora prema opšta priroda njihovog porijekla ili objekat uticaja... Na primjer, meteorološki (klimatski), geološki, hidrološki, migracijski (biogeografski), antropogeni faktori razlikuju se među egzogenim, a mikrometeorološki (bioklimatski), tlo (edafski), vodeni i biotički faktori među endogenim.
Važan pokazatelj klasifikacije je priroda dinamike faktori okruženja, posebno prisustvo ili odsustvo njegove periodičnosti (dnevne, lunarne, sezonske, dugoročne). To je zbog činjenice da su adaptivne reakcije organizama na određene čimbenike okoliša određene stupnjem postojanosti utjecaja ovih faktora, odnosno njihovom učestalošću.
Biolog A.S. Monchadsky (1958) je razlikovao primarne periodične faktore, sekundarne periodične faktore i neperiodične faktore.
TO primarni ponavljajući faktori uglavnom se tiče fenomena povezanih s rotacijom Zemlje: promjena godišnjih doba, dnevna promjena osvjetljenja, pojave plime i oseke itd. Ovi faktori, koje karakterizira pravilna periodičnost, djelovali su i prije pojave života na Zemlji, a živi organizmi u nastajanju morali su im se odmah prilagoditi.
Sekundarni periodični faktori - posljedica primarnih periodičnih: na primjer, vlažnosti, temperature, padavina, dinamike biljne hrane, sadržaja otopljenih plinova u vodi itd.
TO neperiodično uključuju faktore koji nemaju ispravnu periodičnost, cikličnost. Takvi su faktori zemlja-zemlja, razne vrste prirodnih pojava. Antropogeni utjecaji na okoliš često su neponavljajući faktori koji se mogu pojaviti iznenada i nepravilno. Budući da je dinamika prirodnih periodičnih faktora jedna od pokretačkih snaga prirodne selekcije i evolucije, živi organizmi u pravilu nemaju vremena za razvoj adaptivnih reakcija, na primjer, na oštru promjenu sadržaja određenih nečistoća u okruženje.
Posebna uloga među faktorima okoliša pripada sumativno (aditivni) faktori koji karakteriziraju broj, biomasu ili gustoću populacija organizama, kao i rezerve ili koncentracije različitih oblika materije i energije, čije vremenske promjene podliježu zakonima očuvanja. Takvi se faktori nazivaju resursa ... Na primjer, govore o izvorima topline, vlage, organske i mineralne hrane itd. Nasuprot tome, faktori kao što su intenzitet i spektralni sastav zračenja, nivo buke, redoks potencijal, brzina vjetra ili struje, veličina i oblik hrane itd., Koji snažno utječu na organizme, ne pripadaju kategoriji resursa, tj. To. zakoni očuvanja se na njih ne primjenjuju.
Čini se da je broj različitih čimbenika okoliša potencijalno neograničen. Međutim, po stupnju utjecaja na organizme, oni nisu daleko jednaki, zbog čega se u ekosistemima različitih tipova neki čimbenici izdvajaju kao najznačajniji, ili imperativ ... U kopnenim ekosistemima, od broja egzogenih faktora, obično uključuju intenzitet sunčevog zračenja, temperaturu i vlažnost zraka, intenzitet padavina, brzinu vjetra, brzinu unošenja spora, sjemena i drugih embrija ili priljev odraslih osoba iz drugih ekosustava, kao i sve moguće oblike antropogenog utjecaja. Endogeni imperativni faktori u kopnenim ekosustavima su sljedeći:
1) mikrometeorološke - osvjetljenje, temperatura i vlažnost površinskog sloja zraka, sadržaj CO 2 i O 2 u njemu;
2) tlo - temperatura, vlažnost, prozračivanje tla, fizičko -mehanička svojstva, hemijski sastav, sadržaj humusa, dostupnost mineralnih hranjivih tvari, redoks potencijal;
3) biotički - gustoća populacija različitih vrsta, njihova starost i polni sastav, morfološke, fiziološke i karakteristike ponašanja.
1.1.2. Prostor čimbenika okoliša i funkcija odgovora organizama na skup čimbenika okoliša
Intenzitet utjecaja svakog faktora okoliša može se numerički okarakterizirati, odnosno opisati matematičkom varijablom koja poprima vrijednost na određenoj skali.
Faktori okoliša mogu se poredati prema njihovoj snazi u odnosu na utjecaj na tijelo, populaciju, ekosistem, tj rangiran ... Ako se vrijednost prvog faktora koji utječe na čvrstoću mjeri varijablom NS 1, druga - promenljiva NS 2 , … , n-th - promenljivo x n itd., tada se čitav kompleks faktora okoline može predstaviti nizom ( NS 1 , NS 2 , … , x n, ...). Kako bi se okarakteriziralo mnoštvo različitih kompleksa ekoloških čimbenika, koji primaju različite vrijednosti svakog od njih, preporučljivo je uvesti koncept prostora ekoloških čimbenika ili, drugim riječima , ekološki prostor.
Prostor ekoloških faktora Nazovimo euklidski prostor čije se koordinate uspoređuju s rangiranim ekološkim faktorima:
Kvantitativno okarakterizirati utjecaj čimbenika okoliša na pokazatelje vitalne aktivnosti pojedinaca, poput stope rasta, razvoja, plodnosti, životnog vijeka, mortaliteta, prehrane, metabolizma, tjelesne aktivnosti itd. (Neka budu numerirani indeksom k= 1, …, m), koncept f at n To c i I NS
O T To l i ka
.
Vrijednosti koje indikator prihvaća s brojem k na određenoj skali s različitim faktorima okoline, u pravilu su ograničeni odozdo i odozgo. Označimo sa 
segment na skali vrijednosti jednog od pokazatelja ( k th) život ekosistema.
Funkcija odgovora k-ti pokazatelj za skup faktora okoline ( NS 1 , NS 2 , … , x n, ...) naziva se funkcija φ k predstavlja ekološki prostor E na vagi Ik:
,
koji do svake tačke ( NS 1 , NS 2 , … , x n, ...) razmaci E odgovara broju φ k(NS 1 , NS 2 , … , x n, ...) na ljestvici Ik .
Iako je broj čimbenika okoliša potencijalno neograničen, stoga je dimenzija ekološkog prostora beskonačna E i broj argumenata za funkciju odgovora φ k(NS 1 , NS 2 , … , x n, ...), u stvarnosti je moguće izdvojiti konačan broj faktora, na primjer n, uz pomoć kojih je moguće objasniti dati dio potpune varijacije funkcije odziva. Na primjer, prva 3 faktora mogu objasniti 80% ukupnih varijacija indikatora. φ , prvih 5 faktora - 95%, prvih 10 - 99% itd. Ostali, koji nisu uključeni u broj ovih faktora, nemaju presudan učinak na proučavani pokazatelj. Njihov uticaj se može posmatrati kao neki " ekološki"buka, superponirana na djelovanje imperativnih faktora.
To omogućava iz beskonačno-dimenzionalnog prostora E idi na to n-dimenzionalni podprostor En i razmotriti sužavanje funkcije odziva φ k u ovaj podprostor:
štaviše, gdje ε n+1 - slučajno " buka iz okoline".
Nijednom živom organizmu općenito nisu potrebne temperatura, vlaga, mineralne i organske tvari ili bilo koji drugi čimbenici, već njihov određeni način, odnosno postoje neke gornje i donje granice amplitude dopuštenih fluktuacija ovih faktora. Što su šire granice bilo kojeg faktora, to je stabilnost veća tolerancija datog organizma.
U tipičnim slučajevima, funkcija odziva ima oblik konveksne krivulje, koja se monotono povećava od minimalne vrijednosti faktora xj s (donja granica tolerancije) do maksimuma pri optimalnoj vrijednosti faktora xj 0 i monotono se smanjuje do maksimalne vrijednosti faktora xj e (gornja granica tolerancije).
Interval Xj = [x j s, x j e] se poziva tolerancija intervala za ovaj faktor i tačku xj 0, u kojem funkcija odgovora doseže ekstrem, zove se optimalna tačka za ovaj faktor.
Isti okolišni čimbenici utječu na različite organizme različitih vrsta koji žive zajedno. Za neke mogu biti povoljni, za druge ne. Važan element je reakcija organizama na jačinu utjecaja faktora okoliša, čiji se negativan učinak može javiti u slučaju prekomjerne ili nedovoljne doze. Stoga postoji koncept povoljne doze odn zone optimuma faktor i pesimalne zone (raspon vrijednosti faktorske doze u kojoj se organizmi osjećaju depresivno).
Raspon zona optimala i pesimuma kriterij je za određivanje ekološka valencija - sposobnost živog organizma da se prilagodi promenama u uslovima okoline. Kvantitativno se izražava rasponom okoliša unutar kojeg vrsta normalno postoji. Ekološka valencija različitih vrsta može biti vrlo različita (sobovi podnose oscilacije temperature zraka od -55 do + 25-30 ° C, a tropski koralji ginu već pri promjeni temperature za 5-6 ° C). Organizmi se prema ekološkoj valenciji dijele na stenobionts - s malom prilagodljivošću na promjene u okolišu (orhideje, pastrve, dalekoistočne lješnjake, dubokomorske ribe) i eurybionts - s većom prilagodljivošću promjenama okoline (koloradska buba, miševi, štakori, vukovi, žohari, trska, pšenična trava). U granicama euribionata i stenobionata, ovisno o specifičnom faktoru, organizmi se dijele na euretermalne i stetertermne (prema reakciji na temperaturu), eurihalin i stenohalin (prema reakciji na salinitet vodene okoline), euryhote i stenofote (prema reakciji na osvjetljenje).
Da bi se izrazio relativni stupanj tolerancije, u ekologiji postoje brojni pojmovi koji koriste prefikse zid - što znači uski, i evri - - široko. Vrste sa uskim tolerancijskim intervalom (1) nazivaju se stenoekami , i vrste sa širokim intervalom tolerancije (2) - eurekami za ovaj faktor. Za imperativne faktore postoje vlastiti termini:
po temperaturi: stenotermalni - euretermalni;
za vodu: stenohidrična - eurhidrična;
prema salinitetu: stenohalin - eurihalin;
hranom: stenofag - eurifag;
po izboru staništa: otporno na zid - eurioično.
1.1.3. Ograničavajući faktorski zakon
Prisutnost ili prosperitet organizma na određenom staništu ovisi o kompleksu faktora okoline. Za svaki faktor postoji raspon tolerancije izvan kojega organizam ne može postojati. Nemogućnost prosperiteta ili odsustvo organizma određuju oni faktori čije se vrijednosti približavaju ili prelaze granice tolerancije.
Ograničavajući razmotrit ćemo takav faktor prema kojem je za postizanje zadane (male) relativne promjene funkcija odziva potrebna minimalna relativna promjena ovog faktora. Ako
tada će ograničavajući faktor biti NSl, odnosno ograničavajući faktor je faktor duž kojeg je usmjeren gradijent funkcije odziva.
Očigledno je da je gradijent usmjeren duž normale do granice tolerancijskog područja. A za ograničavajući faktor, ako su ostale stvari jednake, postoji veća šansa da se ide dalje od područja tolerancije. Odnosno, ograničavajući faktor je faktor čija je vrijednost najbliža donjoj granici tolerancijskog intervala. Ovaj koncept je poznat kao " minimalni zakon "Liebig.
Ideja da je izdržljivost organizma određena najslabijom karikom u lancu njegovih ekoloških potreba prvi put je jasno prikazana 1840. organski hemičar J. Liebig, jedan od osnivača agrohemije, koji je iznio teorija mineralne ishrane biljaka... On je prvi proučavao utjecaj različitih faktora na rast biljaka, otkrivši da su prinosi usjeva često ograničeni pogrešnim hranjivim tvarima koje su potrebne u velikim količinama, poput ugljičnog dioksida i vode, budući da su te tvari obično prisutne u okolišu u obilje, ali one koje su potrebne u najmanjim količinama, na primjer, cink, bor ili željezo, kojih je u tlu vrlo malo. Liebigov zaključak da "rast biljke ovisi o hranjivoj tvari koja je prisutna u minimalnoj količini" postao je poznat kao Liebigov "zakon minimuma".
70 godina kasnije, američki naučnik W. Shelford pokazao je da ne samo supstanca prisutna u minimumu može odrediti prinos ili održivost organizma, već i višak nekog elementa može dovesti do neželjenih odstupanja. Na primjer, višak žive u ljudskom tijelu u odnosu na određenu stopu uzrokuje ozbiljne funkcionalne poremećaje. S nedostatkom vode u tlu, biljka je teško asimilirati elemente mineralne ishrane, ali višak vode također dovodi do sličnih posljedica: moguće je gušenje korijena, pojava anaerobnih procesa, zakiseljavanje tla itd. Višak i nedostatak pH u tlu također smanjuje prinos na ovom području. Prema W. Shelfordu, faktori prisutni i u višku i u nedostatku nazivaju se ograničavajućim, a odgovarajuće pravilo naziva se zakonom "ograničavajućeg faktora" ili " zakon tolerancije ".
Zakon ograničavajućeg faktora uzima se u obzir pri mjerama zaštite okoliša od zagađenja. Prekoračenje norme štetnih nečistoća u zraku i vodi predstavlja ozbiljnu prijetnju zdravlju ljudi.
Može se formulirati niz supsidijarnih principa koji nadopunjuju "zakon tolerancije":
1. Organizmi mogu imati širok raspon tolerancije na jedan faktor, a uski raspon na drugi.
2. Organizmi sa širokim rasponom tolerancije na sve faktore obično su najrasprostranjeniji.
3. Ako uvjeti za jedan ekološki faktor nisu optimalni za vrstu, tada se raspon tolerancije na druge ekološke čimbenike također može suziti.
4. U prirodi se organizmi vrlo često nalaze u uvjetima koji ne odgovaraju optimalnom rasponu jednog ili drugog faktora okoliša, utvrđenom u laboratoriji.
5. Period uzgoja je obično kritičan; u tom razdoblju mnogi faktori okoliša često postaju ograničavajući. Granice tolerancije za uzgojne jedinke, sjeme, embrione i sadnice obično su uže nego za neplodne odrasle biljke ili životinje.
Stvarne granice tolerancije u prirodi gotovo su uvijek uže od potencijalnog raspona aktivnosti. To je zbog činjenice da metabolički troškovi fiziološke regulacije pri ekstremnim vrijednostima faktora sužavaju raspon tolerancije. Kako se uvjeti približavaju ekstremnim vrijednostima, adaptacija postaje sve skuplja, a tijelo postaje sve manje zaštićeno od drugih čimbenika, poput bolesti i predatora.
1.1.4. Neki od glavnih abiotičkih faktora
Abiotički faktori zemaljskog okruženja ... Abiotička komponenta kopnenog okoliša kombinacija je klimatskih faktora i faktora tlo-tlo, koji se sastoje od mnogih dinamičkih elemenata koji utječu jedni na druge i na živa bića.
Glavni abiotički faktori zemaljskog okruženja su sljedeći:
1) Zračeća energija dolazi od sunca (zračenje). Prostire se u svemiru u obliku elektromagnetskih valova. Služi kao glavni izvor energije za većinu procesa u ekosustavima. S jedne strane, direktan utjecaj svjetlosti na protoplazmu poguban je za tijelo, s druge strane, svjetlost služi primarni izvor energije, bez koje je život nemoguć. Stoga su mnoge morfološke i karakteristike ponašanja organizama povezane s rješenjem ovog problema. Svjetlost nije samo vitalni faktor, već i ograničavajući faktor, kako na maksimalnom tako i na minimalnom nivou. Oko 99% sve energije sunčevog zračenja čine zraci s valnom duljinom od 0,17 ÷ 4,0 μm, uključujući 48% vidljivog dijela spektra s valnom duljinom od 0,4 ÷ 0,76 μm, 45% - infracrvenom (valna duljina od 0,75 μm do 1 mm) i oko 7% - za ultraljubičastu (talasna dužina manja od 0,4 mikrona). Infracrveni zraci su dominantni za život, a narančasto-crveni i ultraljubičasti zraci igraju najvažniju ulogu u fotosintezi.
2) Osvetljenje zemljine površine povezan sa energijom zračenja i određen trajanjem i intenzitetom svjetlosnog toka. Zbog rotacije Zemlje, svjetlo i tamno doba dana povremeno se izmjenjuju. Osvjetljenje igra važnu ulogu za sva živa bića i organizmi su fiziološki prilagođeni promjeni dana i noći, omjeru mračnog i svijetlog perioda dana. Gotovo sve životinje imaju tzv cirkadijski (dnevni) ritmovi aktivnosti povezani sa promjenom dana i noći. U odnosu na svjetlost, biljke se dijele na svjetloljubive i sjene tolerantne.
3) Temperatura na površini globusa odlučan temperaturni režim atmosferi i blisko je povezan sa sunčevim zračenjem. Ovisi i o geografskoj širini područja (ugao pada sunčevog zračenja na površinu) i o temperaturi dolazećih vazdušnih masa. Živi organizmi mogu postojati samo u uskim granicama temperaturnog raspona - od -200 ° C do 100 ° C. U pravilu se pokazuju da su gornje granične vrijednosti faktora kritičnije od donjih. Raspon temperaturnih fluktuacija u vodi obično je manji nego na kopnu, a raspon tolerancije temperature u vodenim organizmima obično je uži od onog odgovarajućih kopnenih životinja. Stoga je temperatura važan i vrlo često ograničavajući faktor. Temperaturni ritmovi, zajedno s ritmovima svjetlosti, plime i oseke, uvelike kontroliraju sezonske i dnevne aktivnosti biljaka i životinja. Temperatura često stvara zoniranje i raslojavanje staništa.
4) Vlažnost vazduha povezano sa zasićenjem vodenom parom. Najbogatiji vlagom su niži slojevi atmosfere (do nadmorske visine 1,5 ÷ 2 km), gdje je koncentrirano do 50% sve vlage. Količina vodene pare u zraku ovisi o temperaturi zraka. Što je temperatura viša, zrak sadrži više vlage. Za svaku temperaturu postoji određena granica zasićenja zraka vodenom parom, koja se naziva maksimum ... Razlika između maksimalne i zadane zasićenosti se naziva deficit vlage (nedostatak zasićenja). Nedostatak vlage - najvažniji parametar okoline, budući da karakterizira dvije količine odjednom: temperaturu i vlažnost. Poznato je da povećanje deficita vlage u pojedinim dijelovima vegetacijske sezone doprinosi povećanom plodonošenju biljaka, a kod brojnih životinja, poput insekata, dovodi do razmnožavanja do takozvanih "izbijanja". Stoga se mnoge metode predviđanja različitih pojava u svijetu živih organizama temelje na analizi dinamike deficita vlage.
5) Padavine , usko povezane s vlagom zraka, rezultat su kondenzacije vodene pare. Padavine i vlažnost zraka od odlučujućeg su značaja za formiranje vodnog režima ekosustava i stoga spadaju među najvažnije imperativne faktore okoliša, budući da je dostupnost vode glavni uvjet za život bilo kojeg organizma, od mikroskopskog bakterija do džinovske sekvoje. Količina padavina uglavnom zavisi od putanje i prirode velikih kretanja vazdušnih masa, ili takozvanih "vremenskih sistema". Raspodjela padavina po godišnjim dobima izuzetno je važan ograničavajući faktor za organizme. Padavine - jedna od karika u ciklusu vode na Zemlji, a u njihovom gubitku postoji oštra neravnina, pa stoga, vlažno (mokro) i arid (sušne) zone. Maksimalne količine padavina u tropskim šumama (do 2000 mm / godišnje), minimalne - u pustinjama (0,18 mm / godišnje). Područja sa padavinama manjim od 250 mm godišnje se već smatraju sušnim. U pravilu, neravnomjerna raspodjela padavina po godišnjim dobima javlja se u tropima i subtropima, gdje su vlažna i sušna godišnja doba često dobro izražena. U tropima ovaj sezonski ritam vlažnosti regulira sezonsku aktivnost organizama (posebno reprodukciju) na isti način na koji sezonski ritam temperature i svjetlosti regulira aktivnost organizama u umjerenoj zoni. U umjerenoj klimi, padavine su obično ravnomjernije raspoređene po godišnjim dobima.
6) Plinski sastav atmosfere ... Njegov sastav je relativno konstantan i uključuje uglavnom azot i kiseonik sa primjesom male količine CO 2 i argona. Ostali plinovi - u tragovima. Osim toga, ozon se nalazi u gornjoj atmosferi. Obično atmosferski zrak sadrži čvrste i tekuće čestice vode, okside različitih tvari, prašinu i dim. Nitrogen - najvažniji biogeni element uključen u formiranje proteinskih struktura organizama; kiseonik , uglavnom iz zelenih biljaka, pruža oksidativne procese; ugljen-dioksid (CO 2) je prirodni prigušivač za solarnu i Zemljinu reakciju; ozon ima zaštitnu ulogu u odnosu na ultraljubičasti dio solarnog spektra, koji je destruktivan za sva živa bića. Nečistoće najmanjih čestica utječu na prozirnost atmosfere, sprečavaju prolazak sunčeve svjetlosti na površinu Zemlje. Koncentracije kisika (21% po volumenu) i CO 2 (0,03% po volumenu) u modernoj atmosferi su u određenoj mjeri ograničavajuće za mnoge više biljke i životinje.
7) Kretanje vazduha (vetar) ... Uzrok vjetra je pad pritiska uzrokovan nejednakim zagrijavanjem zemljine površine. Strujanje vjetra usmjereno je prema nižem pritisku, odnosno tamo gdje je zrak topliji. Sila rotacije Zemlje utječe na cirkulaciju zračnih masa. U površinskom sloju zraka njihovo kretanje utječe na sve meteorološke elemente klime: temperaturu, vlažnost, isparavanje sa Zemljine površine i transpiraciju biljaka. Vjetar - najvažniji faktor u transportu i distribuciji nečistoća u atmosferskom zraku. Vjetar obavlja važnu funkciju transporta tvari i živih organizama između ekosustava. Osim toga, vjetar ima izravan mehanički učinak na vegetaciju i tlo, oštećujući ili uništavajući biljke i uništavajući pokrov tla. Takva aktivnost vjetra najtipičnija je za otvorena ravna područja kopna, mora, obale i planinske regije.
8) Atmosferski pritisak ... Pritisak se ne može nazvati ograničavajućim faktorom trenutnog djelovanja, iako neke životinje nesumnjivo reagiraju na njegove promjene; međutim, pritisak je izravno povezan s vremenom i klimom, koji imaju direktan ograničavajući učinak na organizme.
Abiotički faktori pokrivanja tla ... Čimbenici tla su očito endogeni, budući da tlo Nije samo "faktor" okoliša koji okružuje organizme, već je i proizvod njihove vitalne aktivnosti. Tlo - ovo je okvir, temelj na kojem se gradi gotovo svaki ekosistem.
Tlo - konačni rezultat djelovanja klime i organizama, posebno biljaka, na roditeljsku pasminu. Dakle, tlo se sastoji od izvornog materijala - podloge mineralna podloga i organska komponenta, u kojem su organizmi i njihovi otpadni proizvodi pomiješani sa fino mljevenim i izmijenjenim izvornim materijalom. Praznine između čestica popunjavaju se plinovima i vodom. Tekstura i poroznost tla - najvažnije karakteristike koje uvelike određuju dostupnost hranjivih tvari biljkama i životinjama u tlu. U tlu se provode procesi sinteze, biosinteze, odvijaju se različite kemijske reakcije transformacije tvari povezane s vitalnom aktivnošću bakterija.
1.1.5. Biotički faktori
Under biotički faktori razumiju ukupnost utjecaja vitalne aktivnosti nekih organizama na druge.
Odnos između životinja, biljaka, mikroorganizama (oni se također nazivaju zajedničke dionice ) su izuzetno raznoliki. Mogu se podijeliti na ravno i indirektno, posreduju se promjenom u njihovom prisustvu odgovarajućih abiotičkih faktora.
Interakcije živih organizama klasificirane su prema međusobnoj reakciji. Konkretno, postoje homotipski reakcije između interakcijskih jedinki iste vrste i heterotipski reakcije u suradnji između jedinki različitih vrsta.
Jedan od najvažnijih biotičkih čimbenika je hrana (trofično) faktor ... Trofički faktor karakterizira količina, kvaliteta i dostupnost hrane. Bilo koja životinja ili biljka ima jasnu selektivnost u sastavu hrane. Razlikovati tipove monofagi jede samo jednu vrstu, polifagi hrane se s više vrsta, kao i s vrstama koje se hrane manje ili više ograničenim rasponom hrane, koja se naziva široka ili uska oligofagi .
Odnos između vrsta je prirodno neophodan. Ne možete podijeliti vrste na neprijatelji i njih žrtve jer je odnos među vrstama međusobno reverzibilan. Nestanak ² žrtve² može dovesti do nestanka ² neprijatelja².