Законы и правила факториальной экологии.
Пространство экологических факторов и функция отклика организмов на совокупность экологических факторов
Интенсивность воздействия каждого экологического фактора может быть численно охарактеризована, то есть, описана математической переменной, принимающей значение на некоторой шкале.
Экологические факторы могут быть упорядочены по силе их относительно воздействия на организм, популяцию, экосистему, то есть ранжированы. Если значение первого по силе воздействия фактора измеряется переменной х1, переменной второго - х2, … , переменной n --го - хn и т. д., то весь комплекс экологических факторов может быть представлен последовательностью (х1, х2, … , хn, …).Чтобы охарактеризовать множество всевозможных комплексов экологических факторов, получающих при различных значениях каждого из них, целесообразно ввести понятие пространства экологических факторов, или, другими словами, экологического пространства.
Пространством экологических факторов назовем евклидово пространство, координаты которого сопоставлены ранжированным экологическим факторам:
Для количественной характеристики воздействия экологических факторов на показатели жизнедеятельности особей, такие, как скорость роста, развития, плодовитость, продолжительность жизни, смертность, питание, метаболизм, двигательная активность и т.д., вводится понятие о функцияхотклика.
|
|
|
Любому живому организму необходимы не вообще температура, влажность, минеральные и органические вещества или какие-либо другие факторы, а их определенный режим, то есть существуют некоторые верхние и нижние границы амплитуды допустимых колебаний этих факторов. Чем шире пределы какого-либо фактора, тем выше устойчивость, то есть толерантность данного организма.
В типичных случаях функция отклика имеет форму выпуклой кривой, монотонно возрастающей от минимального значения фактора (нижний предел толерантности) до максимума при оптимальном значении фактора и монотонно убывающей к максимальному значению фактора (верхний предел толерантности).
Интервал между нижним и верхним пределами называется интервалом толерантности по данному фактору, а точка, в которой функция отклика достигает экстремума, называется точкой оптимума по данному фактору
. 
Одни и те же экологические факторы неодинаково влияют на организмы разных видов, живущих вместе. Для одних они могут быть благоприятными, для других – нет. Важным элементом является реакция организмов на силу воздействия экологического фактора, отрицательное действие которого может возникать в случае излишка или недостатка дозы. Поэтому существует понятие благоприятной дозы или зоны оптимума фактора и зоны пессимума (диапазон значений дозы фактора, в котором организмы чувствуют себя угнетенно).
|
|
|
Диапазоны зон оптимума и пессимума являются критерием для определения экологической валентности– способности живого организма приспосабливаться к изменениям условий среды. Количественно она выражается диапазоном среды, в границах которого вид нормально существует. Экологическая валентность разных видов может быть очень разной (северный олень выдерживает колебание температуры воздуха от -55 к +25÷30°С, а тропические кораллы гибнут уже при изменении температуры на 5-6 °С). По экологической валентности организмы разделяются на стенобионты – с малой приспособленностью к изменениям среды (орхидеи, форель, дальневосточный рябчик, глубоководные рыбы) и эврибионты – с большей приспособленностью к изменениям окружающей среды (колорадский жук, мыши, крысы, волки, тараканы, камыш, пырей). В границах эврибионтов и стенобионтов в зависимости от конкретного фактора организмы разделяют на эвритермные и стенотермные (по реакции на температуру), эвригалинные и стеногалинные (по реакции на соленость водной среды), эврифоты и стенофоты (по реакции на освещение).
|
|
|
Чтобы выразить относительную степень толерантности, в экологии существует ряд терминов, в которых используются приставки стено-, что означает узкий, и эври- – широкий. Виды, имеющие узкий интервал толерантности (1), называются стеноэками, а виды с широким интервалом толерантности (2) – эвриэками по данному фактору. Для императивных факторов есть собственные термины:
· по температуре: стенотермный - эвритермный;
· по воде: стеногидрический – эвригидрический;
· по солености: стеногалинный – эвригалинный;
· по пищи: стенофагный – эврифагный;
· по выбору местообитания: стеноойкный – эвриойкный.
Законы и правила факториальной экологии.
Исторически первым для экологии был закон, устанавливающий зависимость живых систем от факторов, ограничивающих их развитие (так называемых лимитирующих факторов).
ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ ШЕЛФОРДА 1861- любой живой организм имеет определенный революционно унаследованный верхний и нижний пределы выносливости(толерантности)к любому экологическому фактору. Как слишком низкое значение, так и слишком высокое является губительным для организма. У каждого организма в отношении различных экологических факторов существуют пределы выносливости:
|
|
|
- стенобионты - организмы с узкой зоной толерантности (низкая приспособляемость);
- эврибионты - организмы с широкой зоной толерантности.
ЗАКОН ЛИБИХА 1840 (закон минимума) - успех жизнедеятельности организма зависит от фактора который находится в минимуме. Лимитирующим фактором может быть фактор, находящийся не только в недостатке, но и в избытке. Для каждого организма существует диапазон значений фактора удовлетворяющий его жизнедеятельности. Как слишком низкое, так и слишком высокое губительно для организма. Рост растений определяется. количеством углекислого газа и воды, но на прямую зависит от одного фактора, который находиться в минимуме (фосфор).
Важным лимитирующим фактором в современных условиях является загрязнение природной среды. Главный лимитирующий фактор, по Ю. Одуму, - размеры и качество «ойкоса», или нашей «природной обители», а не просто число калорий, которые можно выжать из земли. Ландшафт не только склад запасов, но и дом, в котором мы живем. «Следует стремиться к тому, чтобы сохранить, по меньшей мере, треть всей суши в качестве охраняемого открытого пространства. Это означает, что треть всей нашей среды обитания должны составлять национальные или местные парки, заповедники, зеленые зоны, участки дикой природы и т.п.»
Закон необходимого разнообразия: система не может состоять из абсолютно идентичных элементов, но может иметь иерархическую организацию и интегративные уровни.
Закон необратимости эволюции: организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, осуществленному в ряду его предков.
Закон бумеранга: все, что извлечено из биосферы человеческим трудом, должно быть возвращено ей.
Правило обязательности заполнения экологических ниш: пустующая экологическая ниша всегда и обязательно бывает естественно заполнена («природа не терпит пустоты»).
Правило представительства рода одним видом: в однородных условиях и на ограниченной территории таксономический род, как правило, представлен только одним видом. По-видимому, это связано с близостью экологических ниш видов одного рода.
Правило ускорения эволюции: с ростом сложности организации биосистем продолжительность существования вида в среднем сокращается, а темпы эволюции возрастают. Средняя продолжительность существования вида птиц — 2 млн лет, вида млекопитающих — 800 тыс. лет. Число вымерших видов птиц и млекопитающих в сравнении со всем их числом велико.
Дата добавления: 2022-11-11; просмотров: 38; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!