Czynniki antropogeniczne to czynniki generowane przez człowieka i wpływające na środowisko.

Cała historia postępu naukowo-technicznego jest w istocie połączeniem przekształcania przez człowieka naturalnych czynników środowiska dla własnych celów i tworzenia nowych, które wcześniej nie istniały w przyrodzie.

Wytapianie metali z rud i produkcja sprzętu są niemożliwe bez wytwarzania wysokich temperatur, ciśnień i silnych pól elektromagnetycznych. Uzyskanie i utrzymanie wysokich plonów roślin rolniczych wymaga produkcji nawozów i chemicznych środków ochrony roślin przed szkodnikami i patogenami. Współczesna opieka zdrowotna jest nie do pomyślenia bez chemioterapii i fizjoterapii. Przykłady te można mnożyć.

Z drugiej strony, oprócz takich celowych czynników, podczas operacji i przetwarzania zasoby naturalne nieuchronnie tworzą się związki chemiczne i strefy produktów ubocznych wysoki poziom czynniki fizyczne. W niektórych przypadkach procesy te mogą mieć charakter gwałtowny (w warunkach wypadków i katastrof) z poważnymi konsekwencjami środowiskowymi i materialnymi. Stąd konieczne było stworzenie sposobów i środków ochrony człowieka przed czynnikami niebezpiecznymi i szkodliwymi.

W uproszczonej formie przybliżoną klasyfikację antropogenicznych czynników środowiska przedstawiono na ryc. 3.

Ryż. 3.

Klasyfikacja antropogenicznych czynników środowiska

BOV – chemiczne środki bojowe; Media – środki masowego przekazu.

Działalność antropogeniczna znacząco wpływa na czynniki klimatyczne, zmieniając ich reżimy. Zatem masowa emisja cząstek stałych i ciekłych do atmosfery z przedsiębiorstw przemysłowych może radykalnie zmienić sposób rozpraszania promieniowania słonecznego w atmosferze i zmniejszyć dopływ ciepła do powierzchni Ziemi. Niszczenie lasów i innej roślinności, tworzenie dużych sztucznych zbiorników na dawnych obszarach lądowych zwiększa odbicie energii, a zanieczyszczenia pyłowe, na przykład śniegiem i lodem, wręcz przeciwnie, zwiększają absorpcję, co prowadzi do ich intensywnego topnienia. Zatem mezoklimat może się radykalnie zmienić pod wpływem człowieka: jasne jest, że klimat Afryki Północnej w odległej przeszłości, kiedy była to ogromna oaza, znacznie różnił się od obecnego klimatu Sahary.

Globalne konsekwencje działalności antropogenicznej, obarczone katastrofami ekologicznymi, sprowadzają się zwykle do dwóch hipotetycznych zjawisk: efekt cieplarniany I zima nuklearna.

Esencja efekt cieplarniany jest następująco. Promienie słoneczne przenikają przez atmosferę ziemską na powierzchnię ziemi. Jednak nagromadzenie w atmosferze dwutlenku węgla, tlenków azotu, metanu, pary wodnej, węglowodorów fluorochlorowych (freonów) powoduje, że długofalowe promieniowanie cieplne Ziemi jest pochłaniane przez atmosferę. Prowadzi to do gromadzenia się nadmiaru ciepła w powierzchniowej warstwie powietrza, czyli równowaga cieplna planety zostaje zakłócona. Efekt ten jest podobny do tego, który obserwujemy w szklarniach pokrytych szkłem lub folią. W rezultacie temperatura powietrza w pobliżu powierzchni ziemi może wzrosnąć.

Obecnie roczny wzrost zawartości CO 2 szacuje się na 1-2 części na milion. Uważa się, że sytuacja taka może doprowadzić już w pierwszej połowie XXI wieku. na katastrofalną zmianę klimatu, w szczególności na masowe topnienie lodowców i podnoszenie się poziomu mórz. Rosnące tempo spalania paliw kopalnych prowadzi z jednej strony do stałego, choć powolnego wzrostu zawartości CO 2 w atmosferze, z drugiej zaś do akumulacji (choć wciąż lokalnej i rozproszonej) aerozolu atmosferycznego.

Wśród naukowców toczy się debata na temat tego, jakie konsekwencje będą przeważać w wyniku tych procesów (ocieplenie czy ochłodzenie). Ale niezależnie od punktu widzenia należy pamiętać, że żywotna działalność społeczeństwa ludzkiego staje się, jak powiedzieli V.I. Vernadsky i A.E. Fersman, potężną siłą geologiczną i geochemiczną, która może znacząco zmienić sytuację środowiskową w skali globalnej.

Zima nuklearna uważa się za możliwą konsekwencję wojen nuklearnych (w tym lokalnych). W rezultacie wybuchy nuklearne a po nich nieuniknione pożary, troposfera zostanie nasycona stałymi cząstkami pyłu i popiołu. Ziemia będzie zamknięta (osłonięta) przed promieniami słonecznymi na wiele tygodni, a nawet miesięcy, czyli rozpocznie się tzw. „noc nuklearna”. Jednocześnie w wyniku powstawania tlenków azotu warstwa ozonowa planety zostanie zniszczona.

Osłonięcie Ziemi przed promieniowaniem słonecznym doprowadzi do silnego spadku temperatury, a co za tym idzie nieuniknionego spadku plonów, masowej śmierci organizmów żywych, w tym człowieka, z zimna i głodu. A te organizmy, które zdołają przetrwać tę sytuację do czasu przywrócenia przezroczystości atmosfery, zostaną narażone na ostre promieniowanie ultrafioletowe (w wyniku niszczenia ozonu), co nieuchronnie spowoduje wzrost zachorowań na nowotwory i choroby genetyczne.

Procesy związane ze skutkami zimy nuklearnej są obecnie przedmiotem modelowania matematycznego i maszynowego przez naukowców w wielu krajach. Ale ludzkość ma również naturalny model takich zjawisk, co zmusza nas do traktowania ich bardzo poważnie.

Człowiek nie ma praktycznie żadnego wpływu na litosferę, choć górne poziomy skorupy ziemskiej ulegają silnym przemianom w wyniku eksploatacji złóż kopalin. Istnieją projekty (częściowo zrealizowane) podziemnego zakopywania płynnych i stałych odpadów przemysłowych. Takie pochówki, a także podziemne próby nuklearne mogą wywołać tak zwane „indukowane” trzęsienia ziemi.

Jest całkiem oczywiste, że rozwarstwienie temperaturowe wody ma decydujący wpływ na rozmieszczenie organizmów żywych w wodzie oraz na przenoszenie i dyspersję zanieczyszczeń pochodzących z przedsiębiorstw przemysłowych, rolniczych i domowych.

Oddziaływanie człowieka na środowisko ostatecznie objawia się zmianami w reżimie wielu czynników biotycznych i abiotycznych. Wśród czynników antropogenicznych rozróżnia się czynniki mające bezpośredni wpływ na organizmy (np. rybołówstwo) i czynniki wpływające pośrednio na organizmy poprzez wpływ na siedlisko (np. zanieczyszczenie środowiska, niszczenie roślinności, budowa tam). . Specyfiką czynników antropogenicznych jest trudność przystosowania się do nich organizmów żywych. Organizmy często nie wykazują reakcji adaptacyjnych na działanie czynników antropogenicznych ze względu na to, że czynniki te nie zadziałały w trakcie ewolucyjnego rozwoju gatunku lub dlatego, że działanie tych czynników przekracza możliwości adaptacyjne organizmu.

Czynniki antropogeniczne - ogół różnorodnych oddziaływań człowieka na przyrodę nieożywioną i żywą. Tylko poprzez samą swoją fizyczną egzystencję człowiek wywiera zauważalny wpływ na swoje środowisko: w procesie oddychania uwalnia do atmosfery rocznie 1,10–12 kg CO 2, a z pożywieniem zużywa ponad 5–10,15 kcal.

W wyniku oddziaływania człowieka klimat, topografia powierzchni, skład chemiczny zanika atmosfera, gatunki i naturalne ekosystemy itp. Najważniejszym czynnikiem antropogenicznym dla przyrody jest urbanizacja.

Działalność antropogeniczna znacząco wpływa na czynniki klimatyczne, zmieniając ich reżimy. Na przykład masowa emisja cząstek stałych i ciekłych do atmosfery z przedsiębiorstw przemysłowych może radykalnie zmienić sposób rozpraszania promieniowania słonecznego w atmosferze i zmniejszyć przepływ ciepła do powierzchni Ziemi. Niszczenie lasów i innej roślinności, tworzenie dużych sztucznych zbiorników na dawnych obszarach lądowych zwiększa odbicie energii, a zanieczyszczenia pyłowe, na przykład śniegiem i lodem, wręcz przeciwnie, zwiększają absorpcję, co prowadzi do ich intensywnego topnienia.

Biosfera podlega znacznie większemu wpływowi działalność produkcyjną ludzie. W wyniku tej działalności następuje redystrybucja rzeźby terenu, skład skorupy ziemskiej i atmosfery, zmiany klimatyczne, słodka woda, zanikanie naturalnych ekosystemów i tworzenie sztucznych ekosystemów rolniczych i techno, uprawiane są rośliny uprawne, udomowiane są zwierzęta itp. .

Wpływ człowieka może być bezpośredni i pośredni. Przykładowo wycinanie i wyrywanie lasów ma skutek nie tylko bezpośredni, ale i pośredni – zmieniają się warunki życia ptaków i zwierząt. Szacuje się, że od 1600 roku człowiek wytępił 162 gatunki ptaków, ponad 100 gatunków ssaków oraz wiele innych gatunków roślin i zwierząt. Ale z drugiej strony tworzy nowe odmiany roślin i ras zwierząt, zwiększa ich plon i produktywność. Sztuczne przenoszenie roślin i zwierząt wpływa również na życie ekosystemów. W ten sposób króliki przywiezione do Australii rozmnożyły się tak bardzo, że spowodowały ogromne szkody w rolnictwie.

Najbardziej oczywistym przejawem antropogenicznego wpływu na biosferę są zanieczyszczenia środowisko. Znaczenie czynników antropogenicznych stale rośnie, w miarę jak człowiek coraz bardziej ujarzmia przyrodę.

Działalność człowieka to połączenie przekształcania przez człowieka czynników środowiska naturalnego dla własnych celów i tworzenia nowych, które wcześniej nie istniały w przyrodzie. Wytapianie metali z rud i produkcja sprzętu są niemożliwe bez wytwarzania wysokich temperatur, ciśnień i silnych pól elektromagnetycznych. Uzyskanie i utrzymanie wysokich plonów roślin rolniczych wymaga produkcji nawozów i chemicznych środków ochrony roślin przed szkodnikami i patogenami. Nie można sobie wyobrazić współczesnej opieki zdrowotnej bez chemioterapii i fizjoterapii.

Osiągnięcia postępu naukowo-technicznego zaczęto wykorzystywać do celów politycznych i gospodarczych, co niezwykle przejawiało się w tworzeniu specjalnych czynników środowiskowych oddziałujących na ludzi i ich mienie: od broni palnej po środki masowego oddziaływania fizycznego, chemicznego i biologicznego. W tym przypadku mówimy o połączeniu czynników antropotropowych (skierowanych na organizm ludzki) i antropobójczych, które powodują zanieczyszczenie środowiska.

Z drugiej strony, oprócz takich czynników celowych, podczas eksploatacji i przetwarzania zasobów naturalnych, nieuchronnie powstają uboczne związki chemiczne i strefy wysokiego poziomu czynników fizycznych. W warunkach wypadków i katastrof procesy te mogą mieć charakter gwałtowny i pociągać za sobą poważne konsekwencje środowiskowe i materialne. Stąd konieczne było stworzenie sposobów i środków ochrony ludzi przed czynnikami niebezpiecznymi i szkodliwymi, co zostało obecnie wdrożone we wspomnianym systemie – bezpieczeństwo życia.

Plastyczność ekologiczna. Pomimo dużej różnorodności czynników środowiskowych, można zidentyfikować szereg ogólnych wzorców charakteru ich wpływu i reakcji organizmów żywych.

Wpływ czynników zależy nie tylko od charakteru ich działania (jakości), ale także od wartości ilościowej odbieranej przez organizmy - wysokiej lub niskiej temperatury, stopnia oświetlenia, wilgotności, ilości pożywienia itp. W procesie ewolucji rozwinęła się zdolność organizmów do przystosowania się do czynników środowiskowych w określonych granicach ilościowych. Spadek lub wzrost wartości czynnika poza te granice hamuje aktywność życiową, a po osiągnięciu określonego minimalnego lub maksymalnego poziomu następuje śmierć organizmów.

Strefy działania czynnika środowiskowego i teoretyczna zależność aktywności życiowej organizmu, populacji lub zbiorowiska zależą od ilościowej wartości czynnika. Zakres ilościowy dowolnego czynnika środowiskowego, który jest najkorzystniejszy dla życia, nazywany jest optymalnym ekologicznym (łac. ortimus - najlepsze). Wartości współczynników leżące w strefie depresji nazywane są pesimum środowiskowym (najgorsze).

Nazywa się odpowiednio minimalne i maksymalne wartości współczynnika, przy którym następuje śmierć minimum ekologiczne I maksimum ekologiczne

Wszelkie gatunki organizmów, populacje lub zbiorowiska są przystosowane na przykład do istnienia w określonym zakresie temperatur.

Zdolność organizmów do przystosowania się do życia w określonym zakresie czynników środowiskowych nazywa się plastycznością ekologiczną.

Im szerszy zakres czynników środowiskowych, w jakich może żyć dany organizm, tym większa jest jego plastyczność ekologiczna.

Ze względu na stopień plastyczności wyróżnia się dwa typy organizmów: stenobiont (stenoeca) i eurybiont (eurieca).

Organizmy Stenobiont i Eurybiont różnią się zakresem czynników środowiskowych, w których mogą żyć.

Stenobionty(gr. steno- wąskie, ciasne) lub wąsko przystosowane gatunki mogą istnieć tylko z niewielkimi odchyleniami

współczynnik od wartości optymalnej.

Eurybiont(gr. oczy - szerokie) są szeroko przystosowanymi organizmami, które mogą wytrzymać duże amplitudy wahań czynników środowiskowych.

Historycznie rzecz biorąc, dostosowując się do czynników środowiskowych, zwierzęta, rośliny i mikroorganizmy są rozmieszczone w różnych środowiskach, tworząc całą różnorodność ekosystemów tworzących biosferę Ziemi.

Czynniki ograniczające. Idea czynników ograniczających opiera się na dwóch prawach ekologii: prawo minimum i prawo tolerancji.

Prawo minimum. W połowie ubiegłego wieku niemiecki chemik J. Liebig (1840) badając wpływ składników odżywczych na wzrost roślin, odkrył, że plon nie zależy od tych składników odżywczych, które są potrzebne w duże ilości i są obecne w dużych ilościach (np. CO 2 i H 2 0) oraz od tych, które choć roślina potrzebuje ich w mniejszych ilościach, praktycznie nie występują w glebie lub są niedostępne (np. fosfor, cynk, bor) .

Liebig sformułował ten wzór w następujący sposób: „Wzrost rośliny zależy od pierwiastka odżywczego występującego w minimalnych ilościach”. Wniosek ten stał się później znany jako Prawo minimum Liebiga i został rozszerzony na wiele innych czynników środowiskowych. Ciepło, światło, woda, tlen i inne czynniki mogą ograniczać lub ograniczać rozwój organizmów, jeśli ich wartość odpowiada minimum ekologicznemu. Na przykład skalary tropikalne giną, jeśli temperatura wody spadnie poniżej 16 °C. A rozwój glonów w ekosystemach głębinowych jest ograniczony głębokością penetracji światło słoneczne: W dolnych warstwach nie ma glonów.

Prawo minimum Liebiga można ogólnie sformułować w następujący sposób: wzrost i rozwój organizmów zależą przede wszystkim od tych czynników środowiskowych, których wartości zbliżają się do minimum ekologicznego.

Badania wykazały, że prawo minimum ma dwa ograniczenia, które należy wziąć pod uwagę w praktycznym zastosowaniu.

Pierwszym ograniczeniem jest to, że prawo Liebiga ma ścisłe zastosowanie tylko w warunkach stacjonarnego stanu układu. Na przykład w pewnym zbiorniku wodnym wzrost glonów jest ograniczony do warunki naturalne brak fosforanów. Związki azotu występują w nadmiarze w wodzie. Jeżeli do tego zbiornika zaczną trafiać ścieki o dużej zawartości fosforu mineralnego, zbiornik może „zakwitnąć”. Proces ten będzie postępował do momentu wykorzystania jednego z elementów do restrykcyjnego minimum. Teraz może to być azot, jeśli fosfor będzie nadal dostarczany. W momencie przejściowym (kiedy jest jeszcze wystarczająca ilość azotu i fosforu) nie obserwuje się efektu minimalnego, tj. żaden z tych pierwiastków nie wpływa na wzrost glonów.

Drugie ograniczenie wiąże się z interakcją kilku czynników. Czasami organizm jest w stanie zastąpić brakujący pierwiastek innym, podobnym chemicznie. Zatem tam, gdzie strontu jest dużo, w muszlach mięczaków może on zastąpić wapń w przypadku jego niedoboru. Lub na przykład zapotrzebowanie na cynk w niektórych roślinach zmniejsza się, jeśli rosną w cieniu. W rezultacie niskie stężenie cynku będzie ograniczać wzrost roślin w cieniu w mniejszym stopniu niż w jasnym świetle. W takich przypadkach ograniczający wpływ nawet niewystarczającej ilości tego lub innego pierwiastka może się nie ujawnić.

Prawo tolerancji(łac . tolerancja- cierpliwość) odkrył angielski biolog W. Shelford (1913), który zwrócił uwagę, że nie tylko te czynniki środowiskowe, których wartości są minimalne, ale także te, które charakteryzują się maksimum ekologicznym, mogą ograniczać rozwój organizmy żywe. Nadmiar ciepła, światła, wody, a nawet składników odżywczych może być równie destrukcyjny jak ich brak. V. Shelford nazwał zakres czynnika środowiskowego pomiędzy minimum a maksimum granica tolerancji.

Granica tolerancji opisuje amplitudę wahań czynnika, która zapewnia najbardziej satysfakcjonującą egzystencję populacji. Poszczególne osoby mogą mieć nieco inne zakresy tolerancji.

Później dla wielu roślin i zwierząt ustalono granice tolerancji na różne czynniki środowiskowe. Prawa J. Liebiga i W. Shelforda pomogły zrozumieć wiele zjawisk i rozmieszczenie organizmów w przyrodzie. Organizmy nie mogą być rozmieszczone wszędzie, ponieważ populacje mają pewną granicę tolerancji w odniesieniu do wahań czynników środowiskowych.

Prawo tolerancji V. Shelforda sformułowane jest w następujący sposób: wzrost i rozwój organizmów zależą przede wszystkim od tych czynników środowiskowych, których wartości zbliżają się do minimum ekologicznego lub maksimum ekologicznego.

Znaleziono co następuje:

Organizmy o szerokim zakresie tolerancji na wszystkie czynniki są w przyrodzie szeroko rozpowszechnione i często kosmopolityczne, np. wiele bakterii chorobotwórczych;

Organizmy mogą mieć szeroki zakres tolerancji na jeden czynnik i wąski zakres tolerancji na inny. Na przykład ludzie są bardziej tolerancyjni na brak pożywienia niż na brak wody, czyli granica tolerancji dla wody jest węższa niż dla żywności;

Jeżeli warunki dla jednego z czynników środowiskowych staną się nieoptymalne, wówczas granica tolerancji dla pozostałych czynników może również ulec zmianie. Na przykład, gdy w glebie brakuje azotu, zboża wymagają dużo więcej wody;

Rzeczywiste granice tolerancji obserwowane w przyrodzie są mniejsze niż potencjalne możliwości organizmu do przystosowania się do tego czynnika. Wyjaśnia to fakt, że w przyrodzie granice tolerancji w stosunku do fizycznych warunków środowiska mogą być zawężane przez relacje biotyczne: konkurencja, brak zapylaczy, drapieżników itp. Każdy człowiek lepiej realizuje swój potencjał w sprzyjających warunkach (sportowcy zbierać się na specjalne treningi przed ważnymi zawodami, np. ). Potencjalna plastyczność ekologiczna organizmu, określona w warunkach laboratoryjnych, jest większa niż możliwości realizowane w warunkach naturalnych. W związku z tym wyróżnia się potencjalne i zrealizowane nisze ekologiczne;

Granice tolerancji u osobników rozrodczych i potomstwa są mniejsze niż u osobników dorosłych, tj. samice w okresie lęgowym i ich potomstwo są mniej odporne niż organizmy dorosłe. Zatem o rozmieszczeniu geograficznym ptaków łownych częściej decyduje wpływ klimatu na jaja i pisklęta niż na ptaki dorosłe. Opieka nad potomstwem i ostrożne podejście do macierzyństwa podyktowane są prawami natury. Niestety, czasami „osiągnięcia” społeczne zaprzeczają tym prawom;

Ekstremalne (stresujące) wartości jednego z czynników prowadzą do obniżenia granicy tolerancji dla pozostałych czynników. Jeśli podgrzana woda zostanie wpuszczona do rzeki, ryby i inne organizmy poświęcają prawie całą swoją energię na radzenie sobie ze stresem. Brakuje im energii do zdobywania pożywienia, ochrony przed drapieżnikami i rozmnażania się, co prowadzi do stopniowego wymierania. Stres psychiczny może powodować także wiele chorób somatycznych (gr. soma- ciała) choroby nie tylko u ludzi, ale także u niektórych zwierząt (na przykład psów). Przy stresujących wartościach czynnika adaptacja do niego staje się coraz bardziej „droższa”.

Wiele organizmów jest zdolnych do zmiany tolerancji na poszczególne czynniki, jeśli warunki zmieniają się stopniowo. Można się na przykład przyzwyczaić do wysokiej temperatury wody w wannie, jeśli się do niej wejdzie ciepła woda, a następnie stopniowo dodawaj gorące. Ta adaptacja do powolnej zmiany współczynnika jest użyteczną właściwością ochronną. Ale może być również niebezpieczne. Nieoczekiwanie, bez sygnałów ostrzegawczych, nawet niewielka zmiana może być krytyczna. Występuje efekt progowy: „ostatnia kropla” może być śmiertelna. Na przykład cienka gałązka może spowodować złamanie już przeciążonego grzbietu wielbłąda.

Jeżeli wartość choć jednego z czynników środowiskowych zbliża się do minimum lub maksimum, istnienie i dobrobyt organizmu, populacji lub zbiorowości zostaje uzależnione od tego czynnika ograniczającego aktywność życiową.

Nazywa się dowolny czynnik ograniczający czynnik środowiskowy zbliżanie się lub przekraczanie skrajnych wartości granic tolerancji. Te czynniki, które silnie odbiegają od optymalnego, nabierają ogromnego znaczenia w życiu organizmów i układów biologicznych. To oni kontrolują warunki istnienia.

Wartość koncepcji czynników ograniczających polega na tym, że pozwala nam zrozumieć złożone relacje w ekosystemach.

Na szczęście nie wszystkie możliwe czynniki środowiskowe regulują relacje między środowiskiem, organizmami i człowiekiem. Priorytetem w danym okresie okazują się różne czynniki ograniczające. To właśnie na tych czynnikach ekolog powinien się skupić podczas badania ekosystemów i zarządzania nimi. Na przykład zawartość tlenu w siedliskach lądowych jest wysoka i jest on tak dostępny, że prawie nigdy nie służy jako czynnik ograniczający (z wyjątkiem dużych wysokości i systemów antropogenicznych). Tlen cieszy się niewielkim zainteresowaniem ekologów zainteresowanych ekosystemami lądowymi. A w wodzie często jest czynnikiem ograniczającym rozwój organizmów żywych (np. „zabijanie” ryb). Dlatego hydrobiolog zawsze mierzy zawartość tlenu w wodzie, w przeciwieństwie do weterynarza czy ornitologa, chociaż tlen jest nie mniej ważny dla organizmów lądowych niż dla wodnych.

Czynniki ograniczające określają również zasięg geograficzny gatunku. Zatem ruch organizmów na południe jest z reguły ograniczony przez brak ciepła. Czynniki biotyczne często ograniczają także rozprzestrzenianie się niektórych organizmów. Na przykład figi przywiezione z Morza Śródziemnego do Kalifornii nie przyniosły tam owoców, dopóki nie postanowiono sprowadzić tam określonego rodzaju osy - jedynego zapylacza tej rośliny. Identyfikacja czynników ograniczających jest bardzo ważna w przypadku wielu rodzajów działalności, zwłaszcza rolnictwa. Dzięki ukierunkowanemu wpływowi na warunki ograniczające możliwe jest szybkie i skuteczne zwiększenie plonów roślin i produktywności zwierząt. Zatem przy uprawie pszenicy na glebach kwaśnych żadne zabiegi agronomiczne nie będą skuteczne, chyba że zastosuje się wapnowanie, które zmniejszy ograniczające działanie kwasów. Lub jeśli uprawiasz kukurydzę na glebach ubogich w fosfor, nawet przy wystarczającej ilości wody, azotu, potasu i innych składników odżywczych, przestanie ona rosnąć. Fosfor w tym przypadku jest czynnikiem ograniczającym. I tylko nawozy fosforowe mogą uratować zbiory. Rośliny mogą również umrzeć z powodu zbyt dużej ilości wody lub nadmiaru nawozu, co w tym przypadku również jest czynnikiem ograniczającym.

Znajomość czynników ograniczających stanowi klucz do zarządzania ekosystemem. Jednak w różnych okresach życia organizmu i w różne sytuacje działać ograniczająco różne czynniki. Dlatego tylko umiejętne regulowanie warunków życia może dać skuteczne rezultaty zarządzania.

Interakcja i kompensacja czynników. W przyrodzie czynniki środowiskowe nie działają niezależnie od siebie - oddziałują na siebie. Analiza wpływu jednego czynnika na organizm lub zbiorowisko nie jest celem samym w sobie, ale sposobem oceny porównawczego znaczenia różnych warunków współdziałających w rzeczywistych ekosystemach.

Wspólne oddziaływanie czynników można rozważyć na przykładzie zależności śmiertelności larw krabów od temperatury, zasolenia i obecności kadmu. W przypadku braku kadmu optymalne ekologiczne (minimalna śmiertelność) występuje w zakresie temperatur od 20 do 28 °C i zasolenia od 24 do 34%. Dodanie do wody toksycznego dla skorupiaków kadmu powoduje przesunięcie optymalnego stanu ekologicznego: temperatura mieści się w przedziale od 13 do 26°C, a zasolenie od 25 do 29%. Zmieniają się także granice tolerancji. Różnica między ekologicznym maksimum i minimum dla zasolenia po dodaniu kadmu zmniejsza się z 11 - 47% do 14 - 40%. Natomiast granica tolerancji współczynnika temperatury rozszerza się z 9–38°C do 0–42°C.

Temperatura i wilgotność to najważniejsze czynniki klimatyczne siedlisk lądowych. Interakcja tych dwóch czynników zasadniczo tworzy dwa główne typy klimatu: morski i kontynentalny.

Zbiorniki łagodzą klimat lądu, ponieważ woda ma wysokie ciepło właściwe topnienia i pojemność cieplną. Dlatego klimat morski charakteryzuje się mniej ostrymi wahaniami temperatury i wilgotności niż klimat kontynentalny.

Wpływ temperatury i wilgotności na organizmy zależy również od stosunku ich wartości bezwzględnych. Zatem temperatura ma bardziej wyraźny efekt ograniczający, jeśli wilgotność jest bardzo wysoka lub bardzo niska. Wszyscy wiedzą, że wysokie i niskie temperatury są mniej tolerowane przy wysokiej wilgotności niż przy umiarkowanej wilgotności.

Zależność między temperaturą i wilgotnością jako głównymi czynnikami klimatycznymi jest często przedstawiana w formie wykresów klimatogramowych, które umożliwiają wizualne porównanie różnych lat i regionów oraz przewidzenie produkcji roślin lub zwierząt w określonych warunkach klimatycznych.

Organizmy nie są niewolnikami środowiska. Dostosowują się do warunków życia i zmieniają je, czyli kompensują negatywny wpływ czynników środowiskowych.

Kompensacja czynników środowiskowych to dążenie organizmów do osłabienia ograniczającego wpływu wpływów fizycznych, biotycznych i antropogenicznych. Kompensacja czynników jest możliwa na poziomie organizmu i gatunku, ale najskuteczniejsza jest na poziomie zbiorowiska.

W różnych temperaturach ten sam gatunek, który ma szerokie rozmieszczenie geograficzne, może nabywać fizjologiczne i morfologiczne (gr. torphe - kształt, zarys) cechy dostosowane do warunki lokalne. Na przykład im chłodniejszy klimat, tym krótsze są uszy, ogony i łapy zwierząt oraz masywniejsze ich ciała.

Wzorzec ten nazywany jest regułą Allena (1877), zgodnie z którą wystające części ciała zwierząt stałocieplnych powiększają się w miarę przemieszczania się z północy na południe, co wiąże się z przystosowaniem do utrzymywania stałej temperatury ciała w różnych warunkach. warunki klimatyczne. Dlatego lisy żyjące na Saharze mają długie kończyny i ogromne uszy; lis europejski jest bardziej przysadzisty, jego uszy są znacznie krótsze; a lis polarny – lis polarny – ma bardzo małe uszy i krótką kufę.

U zwierząt o dobrze rozwiniętej aktywności ruchowej kompensacja czynników jest możliwa dzięki zachowaniom adaptacyjnym. Dzięki temu jaszczurki nie boją się nagłych chłodów, gdyż w dzień wychodzą na słońce, a nocą chowają się pod nagrzanymi kamieniami. Zmiany zachodzące w procesie adaptacji są często utrwalone genetycznie. Na poziomie społeczności kompensację czynników można przeprowadzić poprzez zmianę gatunków zgodnie z gradientem warunków środowiskowych; na przykład wraz ze zmianami sezonowymi następuje naturalna zmiana gatunków roślin.

Organizmy wykorzystują także naturalną okresowość zmian czynników środowiskowych do rozkładu funkcji w czasie. Oni „programują” cykle życia w taki sposób, aby maksymalnie wykorzystać sprzyjające warunki.

Najbardziej uderzającym przykładem jest zachowanie organizmów w zależności od długości dnia - fotoperiod. Amplituda długości dnia wzrasta wraz z szerokością geograficzną, co pozwala organizmom uwzględniać nie tylko porę roku, ale także szerokość geograficzną obszaru. Fotoperiod to „przełącznik czasowy” lub wyzwalacz sekwencji procesów fizjologicznych. Determinuje kwitnienie roślin, linienie, migrację i rozmnażanie u ptaków i ssaków itp. Fotoperiod jest powiązany z zegarem biologicznym i służy jako uniwersalny mechanizm regulacji funkcji w czasie. Zegary biologiczne łączą rytmy czynników środowiskowych z rytmami fizjologicznymi, umożliwiając organizmom przystosowanie się do dziennej, sezonowej, pływowej i innej dynamiki czynników.

Zmieniając fotoperiod, możesz wywołać także zmiany w funkcjonowaniu organizmu. W ten sposób hodowcy kwiatów, zmieniając reżim oświetlenia w szklarniach, uzyskują kwitnienie roślin poza sezonem. Jeśli po grudniu natychmiast zwiększysz długość dnia, może to spowodować zjawiska występujące wiosną: kwitnienie roślin, linienie zwierząt itp. Dla wielu organizmy wyższe adaptacje do fotoperiodu są utrwalone genetycznie, co oznacza, że zegar biologiczny może działać nawet przy braku regularnej dynamiki dobowej lub sezonowej.

Zatem celem analizy warunków środowiskowych nie jest zestawienie nieskończonej listy czynników środowiskowych, ale ich odkrycie funkcjonalnie ważne, ograniczające czynniki oraz ocenić, w jakim stopniu skład, struktura i funkcja ekosystemów zależą od interakcji tych czynników.

Tylko w takim przypadku możliwe będzie wiarygodne przewidywanie skutków zmian i zaburzeń oraz zarządzanie ekosystemami.

Antropogeniczne czynniki ograniczające. Jako przykłady antropogenicznych czynników ograniczających, które umożliwiają zarządzanie ekosystemami naturalnymi i stworzonymi przez człowieka, wygodnie jest rozważyć pożary i stres antropogeniczny.

Pożary jako czynnik antropogeniczny są często oceniane wyłącznie negatywnie. Badania prowadzone przez ostatnie 50 lat wykazały, że naturalne pożary mogą być częścią klimatu w wielu siedliskach lądowych. Wpływają na ewolucję flory i fauny. Społeczności biotyczne „nauczyły się” kompensować ten czynnik i przystosowywać się do niego, jak temperatura czy wilgotność. Ogień można rozpatrywać i badać jako czynnik środowiskowy, obok temperatury, opadów i gleby. Prawidłowo stosowany ogień może być cennym narzędziem ochrony środowiska. Niektóre plemiona paliły lasy na własne potrzeby na długo zanim ludzie zaczęli systematycznie i celowo zmieniać środowisko. Ogień jest bardzo ważnym czynnikiem, między innymi dlatego, że człowiek może go kontrolować w większym stopniu niż inne czynniki ograniczające. Trudno znaleźć kawałek ziemi, zwłaszcza na obszarach o okresach suszy, który nie doświadczyłby pożaru przynajmniej raz na 50 lat. Najczęstszą przyczyną pożarów w przyrodzie jest uderzenie pioruna.

Pożary mają różną postać i prowadzą do różnych konsekwencji.

Pożary koron lub terenów dzikich są zwykle bardzo intensywne i nie można ich powstrzymać. Niszczą korony drzew i niszczą całą materię organiczną w glebie. Pożary tego typu mają ograniczający wpływ na prawie wszystkie organizmy w społeczeństwie. Minie wiele lat, zanim strona zostanie ponownie przywrócona.

Pożary naziemne są zupełnie inne. Mają działanie selektywne: dla niektórych organizmów są bardziej ograniczające niż dla innych. Tym samym pożary gruntowe sprzyjają rozwojowi organizmów o dużej tolerancji na ich skutki. Mogą być naturalne lub specjalnie zorganizowane przez człowieka. Przykładowo, planowe wypalanie w lesie podejmowane jest w celu wyeliminowania konkurencji o cenny gatunek sosny bagiennej z drzewami liściastymi. Sosna bagienna, w przeciwieństwie do drzew liściastych, jest odporna na ogień, ponieważ wierzchołkowy pączek jej sadzonek jest chroniony przez kiść długich, słabo palących się igieł. W przypadku braku pożarów wzrost drzew liściastych zagłusza sosnę, a także zboża i rośliny strączkowe. Prowadzi to do ucisku kuropatw i małych zwierząt roślinożernych. Dlatego dziewicze bory sosnowe z obfitą zwierzyną są ekosystemami typu „ognistego”, czyli wymagającymi okresowych pożarów gruntów. W tym przypadku ogień nie prowadzi do utraty składników odżywczych w glebie i nie szkodzi mrówkom, owadom i małym ssakom.

Mały ogień jest korzystny nawet dla roślin strączkowych wiążących azot. Wypalanie odbywa się wieczorem, tak aby w nocy ogień został wygaszony przez rosę, a wąskie czoło pożaru można było łatwo pokonać. Ponadto małe pożary gruntów uzupełniają działanie bakterii w przekształcaniu martwych szczątków w minerały. składniki odżywcze, odpowiedni dla nowej generacji roślin. W tym samym celu opadłe liście często spala się wiosną i jesienią. Planowe spalanie jest przykładem zarządzania naturalnym ekosystemem z wykorzystaniem ograniczającego czynnika środowiskowego.

Decyzja o tym, czy należy całkowicie wyeliminować możliwość wystąpienia pożaru, czy też wykorzystać ogień jako czynnik zarządzania, powinna całkowicie zależeć od tego, jakiego rodzaju społeczność jest pożądana w danym miejscu. Amerykański ekolog G. Stoddard (1936) jako jeden z pierwszych „bronił” kontrolowanego planowego spalania w celu zwiększenia produkcji cennego drewna i zwierzyny łownej już w czasach, gdy z punktu widzenia leśników każdy pożar był uważany za szkodliwy.

Bliski związek Burninga ze składem trawy odgrywa kluczową rolę w utrzymaniu niesamowitej różnorodności antylop i ich drapieżników na sawannach Afryki Wschodniej. Pożary mają pozytywny wpływ na wiele zbóż, ponieważ ich punkty wzrostu i zasoby energii znajdują się pod ziemią. Po wypaleniu suchych części nadziemnych składniki odżywcze szybko wracają do gleby, a trawa rośnie bujnie.

Pytanie „palić czy nie palić” może oczywiście być mylące. Przez zaniedbanie ludzie często powodują wzrost częstotliwości niszczycielskich „dzikich” pożarów. Walcz o bezpieczeństwo przeciwpożarowe w lasach i na terenach rekreacyjnych – druga strona problemu.

W żadnym wypadku osoba prywatna nie ma prawa umyślnie lub przypadkowo wywołać pożar w przyrodzie - jest to przywilej specjalnie przeszkolonych osób zaznajomionych z zasadami użytkowania gruntów.

Stres antropogeniczny można również uznać za rodzaj czynnika ograniczającego. Ekosystemy są w dużej mierze zdolne do kompensowania stresu antropogenicznego. Możliwe, że są one w sposób naturalny przystosowane do ostrego stresu okresowego. Wiele organizmów wymaga sporadycznych zakłóceń, aby zapewnić im długoterminową stabilność. Duże zbiorniki wodne często mają dobrą zdolność do samooczyszczania i przywracania swojej jakości po zanieczyszczeniu, podobnie jak wiele ekosystemów lądowych. Jednakże długotrwałe naruszenia mogą prowadzić do wyraźnych i trwałych negatywnych konsekwencji. W takich przypadkach ewolucyjna historia adaptacji nie może pomóc organizmom – mechanizmy kompensacyjne nie są nieograniczone. Jest to szczególnie prawdziwe w przypadku składowania wysoce toksycznych odpadów, które są stale wytwarzane przez uprzemysłowione społeczeństwo i których wcześniej nie było w środowisku. Jeśli nie będziemy w stanie odizolować tych toksycznych odpadów od globalnych systemów podtrzymywania życia, będą one bezpośrednio zagrażać naszemu zdrowiu i staną się głównym czynnikiem ograniczającym ludzkość.

Stres antropogeniczny tradycyjnie dzieli się na dwie grupy: ostre i przewlekłe.

Pierwsza charakteryzuje się nagłym początkiem, szybkim wzrostem intensywności i krótkim czasem trwania. W drugim przypadku zakłócenia o małej intensywności trwają długo lub powtarzają się. Systemy naturalne często mają wystarczającą zdolność radzenia sobie z ostrym stresem. Na przykład strategia uśpionych nasion pozwala lasowi zregenerować się po wycięciu. Skutki przewlekłego stresu mogą być poważniejsze, ponieważ reakcje na niego nie są tak oczywiste. Zauważenie zmian w organizmach może zająć lata. Zatem związek między rakiem a paleniem odkryto dopiero kilkadziesiąt lat temu, chociaż istniał on od dawna.

Efekt progowy częściowo wyjaśnia, dlaczego niektóre problemy środowiskowe pojawiają się nieoczekiwanie. Tak naprawdę gromadziły się przez wiele lat. Na przykład w lasach masowa śmiertelność drzew rozpoczyna się po długotrwałym narażeniu na zanieczyszczenia powietrza. Problem zaczynamy dostrzegać dopiero po wymarciu wielu lasów w Europie i Ameryce. W tym czasie spóźniliśmy się o 10–20 lat i nie mogliśmy zapobiec tragedii.

W okresie adaptacji do chronicznych wpływów antropogenicznych zmniejsza się tolerancja organizmów na inne czynniki, takie jak choroby. Przewlekły stres często wiąże się z substancjami toksycznymi, które choć w małych stężeniach, stale uwalniane są do środowiska.

Artykuł „Poisoning America” (Times Magazine z 22 września 1980) podaje następujące dane: „Ze wszystkich interwencji człowieka w naturalny porządek rzeczy żadna nie nasila się w tak zastraszającym tempie, jak powstawanie nowych związków chemicznych. W samych Stanach Zjednoczonych przebiegli „alchemicy” co roku tworzą około 1000 nowych leków. Na rynku dostępnych jest około 50 000 różnych środków chemicznych. Wiele z nich niewątpliwie przynosi ogromne korzyści dla człowieka, ale prawie 35 000 związków stosowanych w Stanach Zjednoczonych jest zdecydowanie lub potencjalnie szkodliwych dla zdrowia ludzkiego”.

Niebezpieczeństwo, być może katastrofalne, stwarza zanieczyszczenie wód gruntowych i głębokich warstw wodonośnych, które stanowią znaczną część zasoby wodne na planecie. W odróżnieniu od wód powierzchniowych, wody podziemne nie podlegają naturalnym procesom samooczyszczania ze względu na brak światła słonecznego, szybki prąd i składniki biotyczne.

Obawy budzą nie tylko szkodliwe substancje przedostające się do wody, gleby i żywności. Do atmosfery uwalniane są miliony ton niebezpiecznych związków. Dopiero w Ameryce pod koniec lat 70. emitowane: cząstki zawieszone – do 25 mln ton/rok, SO 2 – do 30 mln ton/rok, NO – do 23 mln ton/rok.

Wszyscy przyczyniamy się do zanieczyszczenia powietrza poprzez korzystanie z samochodów, elektryczności, produktów przemysłowych itp. Zanieczyszczenie powietrza jest wyraźnym sygnałem o negatywnym sprzężeniu zwrotnym, który może uratować społeczeństwo przed zagładą, ponieważ jest łatwo wykrywalne przez każdego.

Utylizację odpadów stałych od dawna uważa się za kwestię drugorzędną. Przed 1980 rokiem zdarzały się przypadki budowania osiedli mieszkaniowych na byłych składowiskach odpadów promieniotwórczych. Teraz, choć z pewnym opóźnieniem, stało się jasne: gromadzenie się odpadów ogranicza rozwój przemysłu. Bez stworzenia technologii i ośrodków ich usuwania, unieszkodliwiania i recyklingu dalszy postęp społeczeństwa przemysłowego jest niemożliwy. Przede wszystkim należy bezpiecznie wyizolować najbardziej toksyczne substancje. Nielegalną praktykę „nocnych zrzutów” należy zastąpić niezawodną izolacją. Musimy szukać substytutów toksycznych chemikaliów. Przy właściwym przywództwie przetwarzanie i recykling odpadów mogą stać się odrębną branżą, która stworzy nowe miejsca pracy i przyczyni się do rozwoju gospodarki.

Rozwiązanie problemu stresu antropogenicznego musi opierać się na koncepcji holistycznej i wymaga systematycznego podejścia. Próba traktowania każdej substancji zanieczyszczającej jako niezależnego problemu jest nieskuteczna – jedynie przenosi problem z jednego miejsca na drugie.

Jeśli w najbliższej dekadzie nie uda się powstrzymać procesu pogarszania się jakości środowiska, to prawdopodobne jest, że czynnikiem ograniczającym rozwój cywilizacyjny nie będzie niedobór zasobów naturalnych, ale oddziaływanie szkodliwych substancji.

Powiązane informacje.

Podczas proces historyczny interakcji przyrody ze społeczeństwem, następuje ciągły wzrost wpływu czynników antropogenicznych na środowisko.

Pod względem skali i stopnia oddziaływania na ekosystemy leśne jedno z najważniejszych miejsc wśród czynników antropogenicznych zajmuje rębność. (Wycinka lasu w wyznaczonym obszarze cięć i zgodnie z wymogami ekologicznymi i leśnymi jest jednym z niezbędnych warunków rozwoju biogeocenoz leśnych.)

Charakter wpływu rębności na ekosystemy leśne zależy w dużej mierze od stosowanego sprzętu i technologii pozyskiwania drewna.

W ostatnie lata do lasu przybył nowy, ciężki, wielooperacyjny sprzęt do pozyskiwania drewna. Jego wdrożenie wymaga ścisłego przestrzegania technologii pozyskiwania drewna, w przeciwnym razie możliwe są niepożądane konsekwencje dla środowiska: śmierć runa leśnego gatunków cennych ekonomicznie, gwałtowne pogorszenie właściwości wodno-fizycznych gleb, wzrost spływu powierzchniowego, rozwój procesów erozyjnych itp. Potwierdzają to dane z badań terenowych przeprowadzonych przez specjalistów Soyuzgiproleskhoz w niektórych obszarach naszego kraju. Jednocześnie istnieje wiele faktów, w których rozsądne zastosowanie nowych technologii, zgodnie ze schematami technologicznymi prac pozyskiwania drewna, z uwzględnieniem wymagań leśnych i środowiskowych, zapewniło niezbędne zachowanie runa leśnego i stworzyło sprzyjające warunki do odtwarzania lasów cennymi gatunek. W związku z tym na uwagę zasługuje doświadczenie pracy z nowym sprzętem firm zajmujących się pozyskiwaniem drewna w obwodzie archangielskim, które dzięki opracowanej technologii osiągają zachowanie 60% żywotnego runa leśnego.

Zmechanizowane pozyskiwanie drewna znacząco zmienia mikrorzeźbę, strukturę gleby, jej właściwości fizjologiczne i inne. Przy stosowaniu maszyn ścinających (VM-4) lub zrywkowo-ścierniczych (VTM-4) w okresie letnim mineralizacja sięga 80-90% powierzchni cięcia; w warunkach terenu pagórkowatego i górzystego takie oddziaływania na glebę zwiększają 100-krotnie spływ powierzchniowy, zwiększają erozję gleby, a w konsekwencji zmniejszają jej żyzność.

Czyste sadzonki mogą wyrządzić szczególnie duże szkody w biogeocenozach leśnych i ogólnie w środowisku na obszarach o łatwo naruszonej równowadze ekologicznej (obszary górskie, lasy tundrowe, obszary wiecznej zmarzliny itp.).

Emisje przemysłowe mają negatywny wpływ na roślinność, a zwłaszcza na ekosystemy leśne. Oddziałują na rośliny bezpośrednio (poprzez aparat asymilacyjny) i pośrednio (zmieniają skład i właściwości leśno-wegetatywne gleby). Szkodliwe gazy wpływają na nadziemne narządy drzewa i upośledzają aktywność życiową mikroflory korzeni, powodując gwałtowne ograniczenie wzrostu. Dominującą gazową substancją toksyczną jest dwutlenek siarki – rodzaj wskaźnika zanieczyszczenia środowisko powietrzne. Znaczące szkody powodują amoniak, tlenek węgla, fluor, fluorowodór, chlor, siarkowodór, tlenki azotu, opary kwasu siarkowego itp.

Stopień uszkodzenia roślin przez zanieczyszczenia zależy od wielu czynników, a przede wszystkim od rodzaju i stężenia substancji toksycznych, czasu i czasu ich narażenia, a także od stanu i charakteru plantacji leśnych (ich składu, wieku, kompletność itp.), warunki meteorologiczne i inne.

Rośliny w średnim wieku są bardziej odporne na działanie związków toksycznych, natomiast plantacje dojrzałe i przerośnięte oraz uprawy leśne są mniej odporne. Drzewa liściaste są bardziej odporne na działanie substancji toksycznych niż drzewa iglaste. Drzewostany o dużym zwarciu, z obfitym podszytem i nienaruszoną strukturą drzew, są stabilniejsze niż przerzedzone sztuczne nasadzenia.

Działanie wysokich stężeń substancji toksycznych na drzewostan w krótkim czasie prowadzi do nieodwracalnych uszkodzeń i śmierci; długotrwałe narażenie na małe stężenia powoduje zmiany patologiczne w drzewostanach, a mniejsze stężenia powodują spadek ich aktywności życiowej. Uszkodzenia lasów obserwuje się w prawie każdym źródle emisji przemysłowych.

W Australii zniszczeniu ulega ponad 200 tys. hektarów lasów, gdzie rocznie wraz z opadami spada do 580 tys. ton SO 2 . W Niemczech szkodliwymi emisjami przemysłowymi dotkniętych jest 560 tys. hektarów, w NRD – 220, Polsce – 379 i Czechosłowacji – 300 tys. ha. Działanie gazów rozciąga się na dość znaczne odległości. I tak w USA zaobserwowano ukryte uszkodzenia roślin w odległości do 100 km od źródła emisji.

Szkodliwy wpływ emisji z dużego zakładu metalurgicznego na wzrost i rozwój drzewostanów rozciąga się na odcinku do 80 km. Obserwacje lasu na terenie zakładów chemicznych w latach 1961-1975 wykazały, że jako pierwsze zaczęły wysychać plantacje sosny. W tym samym okresie średni przyrost promieniowy spadł o 46% w odległości 500 m od źródła emisji i o 20% w odległości 1000 m od źródła emisji. Liście brzozy i osiki zostały uszkodzone o 30-40%. W strefie 500-metrowej las wyschł całkowicie po 5-6 latach od początku uszkodzeń, w strefie 1000-metrowej - po 7 latach.

Na dotkniętym obszarze w latach 1970–1975 znajdowało się 39% drzew wysuszonych, 38% drzew silnie osłabionych i 23% drzew osłabionych; w odległości 3 km od zakładu nie stwierdzono zauważalnych uszkodzeń lasu.

Największe szkody w lasach na skutek emisji przemysłowych do atmosfery obserwuje się na terenach dużych kompleksów przemysłowych i paliwowo-energetycznych. Istnieją również zmiany o mniejszej skali, które również powodują znaczne szkody, zmniejszając zasoby środowiskowe i rekreacyjne tego obszaru. Dotyczy to przede wszystkim obszarów słabo zalesionych. Aby zapobiec szkodom w lasach lub znacznie je ograniczyć, konieczne jest wdrożenie zestawu środków.

Przeznaczenie gruntów leśnych na potrzeby tego czy innego sektora gospodarki narodowej lub ich redystrybucja zgodnie z ich przeznaczeniem, a także przyjęcie gruntów do państwowego funduszu leśnego są jedną z form oddziaływania na stan lasów zasoby. Stosunkowo duże obszary przeznaczona na grunty rolne, przemysłowe i budowa dróg znaczne obszary wykorzystywane są przez górnictwo, energetykę, budownictwo i inne gałęzie przemysłu. Rurociągi do pompowania ropy, gazu itp. rozciągają się na dziesiątki tysięcy kilometrów przez lasy i inne tereny.

Wpływ pożarów lasów na zmiany środowiskowe jest ogromny. Manifestacja i tłumienie życiowej aktywności wielu składników natury często wiąże się z działaniem ognia. W wielu krajach świata powstawanie lasów naturalnych jest w mniejszym lub większym stopniu związane z wpływem pożarów, które negatywny wpływ na wiele procesów życiowych lasu. Pożary lasów powodują poważne obrażenia drzew, osłabiają je, powodują powstawanie wiatrów i wiatrów, zmniejszają ochronę wody i inne przydatne funkcje lasu oraz sprzyjają rozprzestrzenianiu się szkodliwych owadów. Oddziałując na wszystkie elementy lasu, powodują poważne zmiany w biogeocenozach leśnych i ekosystemach jako całości. To prawda, że w niektórych przypadkach pod wpływem pożarów powstają sprzyjające warunki do regeneracji lasu - kiełkowania nasion, pojawienia się i powstawania samosiewów, zwłaszcza sosny i modrzewia, a czasem świerka i niektórych innych gatunków drzew.

Na całym świecie pożary lasów co roku zajmują obszar do 10-15 milionów hektarów lub więcej, a w niektórych latach liczba ta jest ponad dwukrotnie większa. Wszystko to sprawia, że problem zwalczania pożarów lasów staje się priorytetem i wymaga poświęcenia mu dużej uwagi ze strony leśnictwa i innych organów. Dotkliwość problemu wzrasta w związku z szybkim rozwojem gospodarczym słabo zaludnionych obszarów leśnych, tworzeniem terytorialnych kompleksów produkcyjnych, wzrostem liczby ludności i migracjami. Dotyczy to przede wszystkim lasów kompleksów przemysłowych zachodniosyberyjskiej, Angara-Jenisej, Sayan i Ust-Ilimsk, a także lasów niektórych innych regionów.

Poważne wyzwania w ochronie środowiska naturalnego pojawiają się w związku ze wzrostem stosowania nawozów mineralnych i pestycydów.

Pomimo ich roli w zwiększaniu plonów upraw rolnych i innych oraz wysokiej efektywności ekonomicznej, należy zauważyć, że jeśli nie będą przestrzegane naukowe zalecenia dotyczące ich stosowania, mogą wystąpić również negatywne konsekwencje. W przypadku niedbałego przechowywania nawozów lub ich słabego włączenia do gleby możliwe są przypadki zatrucia dzikich zwierząt i ptaków. Oczywiście związki chemiczne stosowane w leśnictwie, a zwłaszcza w rolnictwo w walce ze szkodnikami i chorobami niechcianą roślinnością, przy pielęgnacji młodych nasadzeń itp. nie można uznać za całkowicie nieszkodliwą dla biogeocenoz. Część z nich działa toksycznie na zwierzęta, część w wyniku złożonych przemian tworzy toksyczne substancje, które mogą kumulować się w organizmie zwierząt i roślin. Zobowiązuje nas to do ścisłego monitorowania przestrzegania zatwierdzonych zasad stosowania pestycydów.

Stosowanie środków chemicznych w pielęgnacji młodych plantacji leśnych zwiększa zagrożenie pożarowe, często zmniejsza odporność roślin na szkodniki i choroby leśne oraz może mieć negatywny wpływ na zapylacze roślin. Wszystko to należy wziąć pod uwagę przy zarządzaniu lasami przy użyciu środków chemicznych; Szczególną uwagę należy zwrócić na ochronę wód, lasy rekreacyjne i inne kategorie lasów o celach ochronnych.

W ostatnim czasie zwiększa się skala działań hydrotechnicznych, wzrasta zużycie wody, a na terenach leśnych montuje się osadniki. Intensywne pobór wody wpływa na reżim hydrologiczny terenu, a to z kolei prowadzi do naruszenia plantacji leśnych (często tracą one funkcje wodochronne i regulujące wodę). Istotne negatywne skutki dla ekosystemów leśnych mogą wywołać powodzie, zwłaszcza w okresie budowy elektrowni wodnej wraz z systemem zbiornikowym.

Tworzenie dużych zbiorników prowadzi do zalania rozległych terytoriów i powstawania płytkich wód, szczególnie w warunkach płaskich. Tworzenie się płytkich wód i bagien pogarsza sytuację sanitarno-higieniczną oraz negatywnie wpływa na środowisko naturalne.

Szczególne szkody w lesie wyrządza wypas zwierząt gospodarskich. Systematyczny i nieuregulowany wypas prowadzi do zagęszczenia gleby, niszczenia roślinności zielnej i krzewiastej, niszczenia runa leśnego, przerzedzania i osłabiania drzewostanu, spadku bieżącego wzrostu oraz niszczenia plantacji leśnych przez szkodniki i choroby. Po zniszczeniu runa leśnego ptaki owadożerne opuszczają las, gdyż ich życie i gniazdowanie najczęściej kojarzone jest z niższymi poziomami plantacji leśnych. Największe zagrożenie stwarza wypas na terenach górskich, gdyż są one najbardziej podatne na procesy erozyjne. Wszystko to wymaga szczególnej uwagi i ostrożności podczas wykorzystywania terenów leśnych na pastwiska, a także do sianokosów. Oczekuje się, że nowe zasady sianokosów i wypasu w lasach ZSRR, zatwierdzone uchwałą Rady Ministrów ZSRR z dnia 27 kwietnia 1983 r., odegrają ważną rolę we wdrażaniu działań na rzecz bardziej wydajnego i racjonalnego wykorzystanie obszarów leśnych do tych celów.

Poważne zmiany w biogeocenozie spowodowane są rekreacyjnym użytkowaniem lasów, zwłaszcza nieuregulowanych. W miejscach masowej rekreacji często obserwuje się silne zagęszczenie gleby, co prowadzi do gwałtowne pogorszenie jego reżimy wodno-powietrzne i termiczne, zmniejszając aktywność biologiczną. W wyniku nadmiernego deptania gleby mogą zamierać całe drzewostany lub pojedyncze grupy drzew (zostają osłabione do tego stopnia, że padają ofiarą szkodliwych owadów i chorób grzybowych). Presji rekreacyjnej doświadczają najczęściej lasy terenów zielonych położonych 10-15 km od miasta, w sąsiedztwie ośrodków wypoczynkowych i ciekawych miejsc. imprezy masowe. Część szkód w lasach wyrządzają uszkodzenia mechaniczne, różnego rodzaju odpady, śmieci itp. Nasadzenia iglaste (świerk, sosna) są najmniej odporne na działanie antropogeniczne, natomiast liściaste (brzoza, lipa, dąb itp.) cierpią w mniejszym stopniu. zakres.

O stopniu i przebiegu dygresji decyduje odporność ekosystemu na presję rekreacyjną. Odporność lasu na rekreację określa tzw. pojemność kompleksu przyrodniczego ( ilość graniczna wczasowicze, którzy mogą wytrzymać biogeocenozę bez uszkodzeń). Ważnym działaniem mającym na celu zachowanie ekosystemów leśnych i zwiększenie ich walorów rekreacyjnych jest kompleksowe zagospodarowanie terenu wraz z wzorowym zagospodarowaniem.

Czynniki negatywne z reguły nie działają samodzielnie, ale w postaci pewnych powiązanych ze sobą elementów. Jednocześnie działanie czynników antropogenicznych często potęguje negatywne oddziaływanie czynników naturalnych. Na przykład wpływ toksycznych emisji z przemysłu i transportu najczęściej łączy się ze zwiększonym obciążeniem rekreacyjnym na biogeocenozy leśne. Z kolei rekreacja i turystyka stwarzają warunki do pożarów lasów. Działanie wszystkich tych czynników gwałtownie zmniejsza odporność biologiczną ekosystemów leśnych na szkodniki i choroby.

Badając wpływ czynników antropogenicznych i naturalnych na biogeocenozę lasu, należy wziąć pod uwagę, że poszczególne elementy biogeocenozy są ściśle powiązane zarówno ze sobą, jak i z innymi ekosystemami. Zmiana ilościowa w jednym z nich nieuchronnie powoduje zmianę we wszystkich pozostałych, a znacząca zmiana w całej biogeocenozie leśnej nieuchronnie wpływa na każdy z jej składników. Zatem na obszarach stałego narażenia na toksyczne emisje przemysłowe skład gatunkowy roślinności i fauny ulega stopniowym zmianom. Spośród gatunków drzew iglaste są pierwszymi, które ulegają uszkodzeniu i śmierci. Na skutek przedwczesnego obumierania igieł i zmniejszenia długości pędów zmienia się mikroklimat na plantacji, co wpływa na zmianę składu gatunkowego roślinności zielnej. Zaczynają się rozwijać trawy, sprzyjając namnażaniu się myszy polnych, które systematycznie niszczą uprawy leśne.

Pewne ilościowe i cechy jakościowe toksyczne emisje prowadzą do zakłócenia lub nawet całkowitego zaprzestania owocowania u większości gatunków drzew, co negatywnie wpływa na skład gatunkowy ptaków. Pojawiają się gatunki szkodników leśnych odporne na emisję substancji toksycznych. W efekcie powstają zdegradowane i biologicznie niestabilne ekosystemy leśne.

Problem ograniczenia negatywnego wpływu czynników antropogenicznych na ekosystemy leśne poprzez realizację całego systemu działań ochronnych nierozerwalnie wiąże się z działaniami na rzecz ochrony i racjonalnego użytkowania wszystkich pozostałych komponentów, bazującymi na opracowaniu modelu międzysektorowego uwzględniającego uwzględniać w swoich wzajemnych powiązaniach interesy racjonalnego wykorzystania wszystkich zasobów środowiska.

Dany krótki opis Ekologiczne powiązania i wzajemne oddziaływanie wszystkich składników przyrody pokazuje, że las jak żaden inny ma potężne właściwości pozytywnie wpływające na środowisko naturalne i regulujące jego kondycję. Będąc czynnikiem środowiskotwórczym i aktywnie wpływającym na wszystkie procesy ewolucji biosfery, las doświadcza także wpływu relacji pomiędzy wszystkimi pozostałymi składnikami przyrody, niezrównoważonymi wpływami antropogenicznymi. Daje to podstawy do uznania świata roślin i procesów przyrodniczych zachodzących z jego udziałem za kluczowy czynnik wyznaczający ogólny kierunek poszukiwań integralnych sposobów racjonalnego zarządzania środowiskiem.

Plany i programy środowiskowe powinny stać się ważnym środkiem identyfikowania, zapobiegania i rozwiązywania problemów w relacjach człowieka z przyrodą. Takie zmiany pomogą rozwiązać te problemy zarówno dla kraju jako całości, jak i jego poszczególnych jednostek terytorialnych.

Ale niestety jego działania nie zawsze przynoszą pozytywny skutek, dlatego możemy zaobserwować antropogeniczne czynniki środowiskowe.

Konwencjonalnie dzieli się je na pośrednie i bezpośrednie, co razem daje wyobrażenie wpływ ludzki do zmian w świecie organicznym. Uderzającym przykładem bezpośredniego wpływu można uznać za strzelanie do zwierząt, łowienie ryb itp. Nieco inaczej wygląda obraz z pośrednim wpływem działalności człowieka, gdyż mówimy tu o zmianach, które powstają w wyniku ingerencji przemysłu w naturalny przebieg procesów naturalnych.

Czynniki antropogeniczne są zatem bezpośrednim lub pośrednim skutkiem działalności człowieka. Zatem chcąc zapewnić komfort i wygodę życia, ludzie zmieniają krajobraz, skład chemiczny i fizyczny hydrosfery i atmosfery, wpływają na klimat. W końcu uważa się ją za jedną z najpoważniejszych interwencji, w wyniku której natychmiast i znacząco wpływa na zdrowie i parametry życiowe samej osoby.

Czynniki antropogeniczne umownie dzieli się na kilka typów: fizyczne, biologiczne, chemiczne i społeczne. Człowiek znajduje się w ciągłym rozwoju, dlatego jego działalność związana jest z ciągłymi procesami wykorzystującymi energię atomową, nawozy mineralne i chemikalia. W końcu osoba sama nadużywa złych nawyków: palenia, alkoholu, narkotyków itp.

Nie powinniśmy zapominać, że czynniki antropogeniczne mają ogromny wpływ na środowisko samego człowieka, a zdrowie psychiczne i fizyczne nas wszystkich zależy bezpośrednio od tego. Stało się to szczególnie zauważalne dla ostatnie dziesięciolecia, kiedy stało się możliwe odnotowanie gwałtownego wzrostu czynników antropogenicznych. Byliśmy już świadkami Ziemi, wymierania niektórych gatunków zwierząt i roślin oraz ogólnego zmniejszania się różnorodności biologicznej planety.

Człowiek jest istotą biospołeczną, dlatego możemy rozróżnić jego społeczny i siedliskowy charakter. Człowiek jest i pozostaje, w zależności od stanu swego ciała, w stałym, bliskim kontakcie z innymi jednostkami żywej przyrody. Przede wszystkim można powiedzieć, że czynniki antropogeniczne mogą mieć najbardziej pozytywny wpływ na jakość życia człowieka i jego rozwój, ale mogą też prowadzić do skrajnie niekorzystnych konsekwencji, za które odpowiedzialność również w dużej mierze należy wziąć na siebie.

Chciałbym nie tracić z oczu fizycznych czynników środowiskowych, do których zalicza się wilgotność, temperaturę, promieniowanie, ciśnienie, ultradźwięki i filtrację. Nie trzeba dodawać, że każdy gatunek biologiczny ma swoją optymalną temperaturę do życia i rozwoju, więc wpływa to przede wszystkim na przetrwanie wielu organizmów. Wilgotność jest równie ważnym czynnikiem, dlatego kontrola poziomu wody w komórkach organizmu uznawana jest za priorytet w tworzeniu korzystnych warunków życia.

Organizmy żywe natychmiast reagują na zmiany warunków środowiskowych, dlatego tak ważne jest zapewnienie maksymalnego komfortu i sprzyjających warunków do życia. Tylko od nas zależy, w jakich warunkach będziemy żyć my i nasze dzieci.

Proste liczby pokazują, że 50% naszego zdrowia zależy od naszego stylu życia, kolejne 20% to zasługa środowiska, kolejne 17% to zasługa dziedziczności, a tylko około 8% to zasługa władz odpowiedzialnych za opiekę zdrowotną. nasze odżywianie, aktywność fizyczna, komunikacja ze światem zewnętrznym – to główne warunki, które wpływają na wzmocnienie organizmu.

Czynniki antropogeniczne, ich wpływ na organizmy.

Czynniki antropogeniczne- są to formy działalności człowieka mające wpływ na organizmy żywe i warunki ich siedlisk: koszenie, orka, nawadnianie, wypas, budowa zbiorników wodnych, rurociągów woda-ropa-gaz, układanie dróg, linii energetycznych itp. Wpływ działalności człowieka na organizmy żywe i ich warunki środowiskowe siedliska mogą być bezpośrednie i pośrednie. Przykładowo wycinanie drzew w lesie podczas pozyskiwania drewna ma bezpośredni wpływ na wycinane drzewa (wycinka, obcinanie gałęzi, piłowanie, usuwanie itp.) i jednocześnie pośrednio na rośliny korony drzew, zmieniając warunki ich siedliska: oświetlenie, temperaturę, cyrkulację powietrza itp. Na obszarze cięć, na skutek zmiany warunków środowiskowych, rośliny cieniolubne i wszelkie organizmy z nimi związane nie będą mogły już żyć i rozwijać się. Wśród czynników abiotycznych wyróżnia się czynniki klimatyczne (oświetlenie, temperatura, wilgotność, wiatr, ciśnienie itp.) i hydrograficzne (woda, prąd, zasolenie, przepływ stojący itp.).

Czynniki wpływające na organizmy i warunki ich siedlisk zmieniają się w ciągu dnia, pory roku i roku (temperatura, opady, oświetlenie itp.). Dlatego rozróżniają regularnie się zmienia I powstające samoistnie ( nieoczekiwane) czynniki. Czynniki regularnie zmieniające się nazywane są czynnikami okresowymi. Należą do nich zmiana dnia i nocy, pory roku, przypływy i odpływy itp. Organizmy żywe przystosowały się do działania tych czynników w wyniku długiej ewolucji. Czynniki powstające samoistnie nazywane są nieokresowymi. Należą do nich erupcje wulkanów, powodzie, pożary, lawiny błotne, ataki drapieżników na ofiarę itp. Organizmy żywe nie są przystosowane do działania czynników nieokresowych i nie mają żadnych adaptacji. Dlatego prowadzą do śmierci, obrażeń i chorób organizmów żywych oraz niszczą ich siedliska.

Ludzie często wykorzystują czynniki nieokresowe na swoją korzyść. Przykładowo, aby usprawnić regenerację traw na pastwiskach i sianokosach, na wiosnę urządza ogniska, tj. podpala starą roślinność; Za pomocą pestycydów i herbicydów niszczy szkodniki upraw rolnych, chwasty pól i ogrodów, niszczy mikroorganizmy chorobotwórcze, bakterie i bezkręgowce itp.

Wyższy poziom pojęć stanowi zbiór czynników tego samego rodzaju. Niższy poziom pojęć wiąże się ze znajomością poszczególnych czynników środowiskowych (tab. 3).

Tabela 3 - Poziomy pojęcia „czynnik ekologiczny”

Pomimo dużej różnorodności czynników środowiskowych, można zidentyfikować szereg ogólnych wzorców ich wpływu na organizmy i reakcji istot żywych.

Prawo Optimumu. Każdy czynnik ma tylko pewne granice pozytywnego wpływu na organizmy. Nazywa się korzystną siłą wpływu strefa optymalnego czynnika środowiskowego lub po prostu optimum dla organizmów tego gatunku (ryc. 5).

Rysunek 5 – Zależność skutków działania czynnika środowiskowego od jego intensywności

Im większe odchylenie od optymalnego, tym wyraźniejszy jest hamujący wpływ tego czynnika na organizmy ( strefa pesymalna). Maksymalne i minimalne wartości zbywalne czynnika to punkty krytyczne, powyżej których egzystencja nie jest już możliwa i następuje śmierć. Nazywa się granice wytrzymałości pomiędzy punktami krytycznymi wartościowość ekologiczna istot żywych w odniesieniu do określonego czynnika środowiskowego. Punkty ją ograniczające, tj. maksymalne i minimalne temperatury odpowiednie do życia są granicami stabilności. Pomiędzy strefą optymalną a granicami stabilności roślina doświadcza rosnącego stresu, tj. o czym mówimy o strefach naprężeń, czyli strefach ucisku w zakresie stabilności. W miarę oddalania się od optymalnego, ostatecznie, po osiągnięciu granic stabilności organizmu, następuje jego śmierć.

Gatunki, których istnienie wymaga ściśle określonych warunków środowiskowych, nazywane są gatunkami mało odpornymi stenobiont(wąska wartościowość środowiskowa) , a te, które potrafią przystosować się do różnych warunków środowiskowych, są odporne - eurybiont(szeroka wartościowość środowiskowa) (ryc. 6).

Rycina 6 – Plastyczność ekologiczna gatunków (wg Yu. Odum, 1975)

Eurybiontyzm przyczynia się do szerokiego rozprzestrzeniania się gatunków. Stenobiontyzm zwykle ogranicza swój zasięg.

Stosunek organizmów do wahań danego czynnika wyraża się poprzez dodanie przedrostka eury- lub steno- do nazwy czynnika. Na przykład ze względu na temperaturę rozróżnia się organizmy eury- i stenotermiczne, ze względu na stężenie soli - eury- i stenohalinowe, ze względu na światło - eury- i stenotermiczne itp.

Prawo minimum J. Liebiga. Niemiecki agronom J. Liebig w 1870 roku jako pierwszy ustalił, że plon (produkt) zależy od czynnika występującego w środowisku minimum i sformułował prawo minimum, które głosi: „substancja znajdująca się w minimum kontroluje zbiory oraz określa wielkość i stabilność na czas.”

Formułując to prawo, Liebig miał na uwadze ograniczający wpływ na rośliny niezbędnych pierwiastków chemicznych występujących w ich siedlisku w małych i zmiennych ilościach. Pierwiastki te nazywane są pierwiastkami śladowymi. Należą do nich: miedź, cynk, żelazo, bor, krzem, molibden, wanad, kobalt, chlor, jod, sód. Mikroelementy, podobnie jak witaminy, działają jak katalizatory pierwiastki chemiczne fosfor, potas, wapń, magnez, siarka, których organizm potrzebuje w stosunkowo dużych ilościach, nazywane są makroelementami. Jeśli jednak gleba zawiera więcej tych pierwiastków, niż jest to konieczne do normalnego funkcjonowania organizmów, wówczas one również są ograniczające. Zatem środowisko organizmów żywych powinno zawierać tyle mikro- i makroelementów, ile jest niezbędne do ich normalnego istnienia i aktywności życiowej. Zmiana zawartości mikro- i makroelementów w kierunku zmniejszenia lub zwiększenia w stosunku do wymaganej ilości ogranicza istnienie organizmów żywych.

Ograniczające czynniki środowiskowe określają zasięg geograficzny gatunku. Charakter tych czynników może być różny. Zatem przemieszczanie się gatunku na północ może być ograniczone brakiem ciepła, a na tereny pustynne brakiem wilgoci lub zbyt wysokimi temperaturami. Czynnikami ograniczającymi rozmieszczenie mogą być także powiązania biotyczne, np. zajęcie danego terytorium przez silniejszego konkurenta czy brak zapylaczy dla roślin.

Prawo tolerancji W. Shelforda. Każdy organizm w przyrodzie jest w stanie wytrzymać działanie czynników okresowych, zarówno w kierunku ich zmniejszania, jak i zwiększania, do pewnej granicy w określonym czasie. Opierając się na tej zdolności organizmów żywych, amerykański zoolog V. Shelford w 1913 roku sformułował prawo tolerancji (od łacińskiego „tolerantica” - cierpliwość: zdolność organizmu do tolerowania wpływu czynników środowiskowych do pewnego limitu), które stwierdza: „O braku lub niemożności rozwoju ekosystemu decyduje nie tylko brak (ilościowy lub jakościowy), ale także nadmiar któregokolwiek z czynników (światła, ciepła, wody), którego poziom może być bliski granicach tolerowanych przez dany organizm.” Te dwie granice: minimum ekologiczne i maksimum ekologiczne, których skutki może wytrzymać żywy organizm, nazywane są granicami tolerancji (tolerancją), na przykład, jeśli dany organizm jest w stanie żyć w temperaturze od 30 ° C do - 30°C, wówczas granica jego tolerancji mieści się w tych granicach temperatur

Eurobionty ze względu na swoją szeroką tolerancję, czyli szeroką amplitudę ekologiczną, są szeroko rozpowszechnione, bardziej odporne na czynniki środowiskowe, czyli bardziej odporne. Odchylenia wpływu czynników od optymalnego powodują depresję żywego organizmu. Wartościowość ekologiczna niektórych organizmów jest wąska (na przykład lampart śnieżny, orzech włoski, w strefie umiarkowanej), dla innych jest szeroki (na przykład wilk, lis, zając, trzcina, mniszek lekarski itp.).

Po odkryciu tego prawa przeprowadzono liczne badania, dzięki którym poznano granice istnienia wielu roślin i zwierząt. Przykładem tego jest wpływ zanieczyszczeń powietrza na organizm ludzki. Przy wartościach stężeń C lat człowiek umiera, natomiast przy znacznie niższych stężeniach zachodzą nieodwracalne zmiany w jego organizmie: C lim. W związku z tym prawdziwy zakres tolerancji jest określany przez te wskaźniki. Oznacza to, że należy je wyznaczyć eksperymentalnie dla każdej substancji zanieczyszczającej lub szkodliwego związku chemicznego i nie dopuszczać do przekroczenia ich zawartości w konkretnym środowisku. W sanitarnej ochronie środowiska nie są to dolne granice odporności substancje szkodliwe, a górne granice, ponieważ Zanieczyszczenie środowiska to przekroczenie odporności organizmu. Postawiono zadanie lub warunek: rzeczywiste stężenie substancji zanieczyszczającej C fakt nie powinno przekraczać C lim. Z faktem< С лим. С ¢ лим является предельно допустимой концентрации С ПДК или ПДК.

Interakcja czynników. Optymalna strefa i granice wytrzymałości organizmów w odniesieniu do dowolnego czynnika środowiskowego mogą się zmieniać w zależności od siły i tego, w jakiej kombinacji działają jednocześnie inne czynniki. Na przykład ciepło łatwiej jest znieść w suchym powietrzu, ale nie w wilgotnym. Ryzyko zamarznięcia jest znacznie wyższe przy zimnej pogodzie i silnym wietrze niż przy spokojnej pogodzie . Zatem ten sam czynnik w połączeniu z innymi ma różne skutki dla środowiska. Powstaje efekt częściowego podstawienia czynników. Na przykład więdnięcie roślin można zatrzymać zarówno poprzez zwiększenie ilości wilgoci w glebie, jak i obniżenie temperatury powietrza, co ogranicza parowanie.

Jednak wzajemne kompensowanie czynników środowiskowych ma pewne ograniczenia i nie da się całkowicie zastąpić jednego z nich drugim. Ekstremalnego deficytu ciepła na pustyniach polarnych nie można zrekompensować ani dużą ilością wilgoci, ani całodobowym oświetleniem. .

Grupy organizmów żywych w odniesieniu do czynników środowiskowych:

Światło lub promieniowanie słoneczne. Wszystkie organizmy żywe do realizacji procesów życiowych potrzebują energii pochodzącej z zewnątrz. Jej głównym źródłem jest promieniowanie słoneczne, które stanowi około 99,9% całkowitego bilansu energetycznego Ziemi. Albedo– część światła odbitego.

Najważniejsze procesy zachodzące u roślin i zwierząt przy udziale światła:

Fotosynteza. Średnio 1-5% światła padającego na rośliny wykorzystywane jest do fotosyntezy. Fotosynteza jest źródłem energii dla reszty łańcucha pokarmowego. Światło jest niezbędne do syntezy chlorofilu. Z tym związane są wszystkie adaptacje roślin do światła - mozaika liści (ryc. 7), rozmieszczenie glonów w zbiorowiskach wodnych w warstwach wody itp.

Zgodnie z wymaganiami dotyczącymi warunków oświetleniowych zwyczajowo dzieli się rośliny na następujące grupy ekologiczne:

Swiatlolubny Lub heliofity– rośliny siedlisk otwartych, stale dobrze oświetlonych. Ich przystosowanie do światła jest następujące: małe liście, często rozcięte, w południe potrafią skierować swoje krawędzie w stronę słońca; liście są grubsze i mogą być pokryte kutikulą lub nalotem woskowym; komórki naskórka i mezofilu są mniejsze, miąższ palisady jest wielowarstwowy; międzywęźle są krótkie itp.

Kochający cień Lub scjofity– rośliny niższych warstw zacienionych lasów, jaskiń i roślin głębinowych; Nie tolerują silnego światła pochodzącego z bezpośredniego światła słonecznego. Może przeprowadzać fotosyntezę nawet w bardzo słabych warunkach oświetleniowych; liście ciemnozielone, duże i cienkie; miąższ palisady jest jednowarstwowy i reprezentowany przez większe komórki; mozaika liści jest wyraźnie wyrażona.

Odporny na cień Lub fakultatywne heliofity– toleruje mniej lub bardziej cień, ale dobrze rośnie na świetle; Łatwiej niż inne rośliny dostosowują się pod wpływem zmieniających się warunków oświetleniowych. Do tej grupy zaliczają się trawy i krzewy leśne i łąkowe. Adaptacje powstają w zależności od warunków oświetleniowych i można je odbudować, gdy zmieni się reżim oświetlenia (ryc. 8). Przykładem są drzewa iglaste, które rosną na otwartych przestrzeniach i pod okapem lasu.

Transpiracja- proces odparowywania wody przez liście roślin w celu obniżenia temperatury. Około 75% promieniowania słonecznego padającego na rośliny jest przeznaczane na parowanie wody, co wzmaga transpirację; jest to ważne w związku z problemem oszczędzania wody.

Fotoperiodyzm. Ważne dla synchronizacji życia i zachowania roślin i zwierząt (zwłaszcza ich rozmnażania) z porami roku. Fototropizm i fotonastia u roślin są ważne dla zapewnienia roślinom wystarczającej ilości światła. Aby znaleźć odpowiednie siedlisko, konieczna jest fototaksja u zwierząt i roślin jednokomórkowych.

Wizja zwierząt. Jedna z najważniejszych funkcji zmysłów. Pojęcie światła widzialnego jest różne dla różnych zwierząt. Grzechotniki widzą podczerwoną część widma; pszczoły są bliżej obszaru ultrafioletowego. U zwierząt żyjących w miejscach, do których nie dociera światło, oczy mogą zostać całkowicie lub częściowo zmniejszone. Zwierzęta prowadzące nocny lub zmierzchowy tryb życia słabo rozróżniają kolory i widzą wszystko w czerni i bieli; ponadto u takich zwierząt wielkość oczu jest często przerostowa. Światło odgrywa rolę środka orientacji ważną rolę w życiu zwierząt. Podczas migracji wiele ptaków nawiguje za pomocą wzroku, korzystając ze słońca lub gwiazd. Niektóre owady, takie jak pszczoły, mają tę samą zdolność.

Inne procesy. Synteza witaminy D u człowieka. Jednakże długotrwałe narażenie na promienie ultrafioletowe może powodować uszkodzenie tkanek, szczególnie u zwierząt; w związku z tym opracowano urządzenia ochronne - pigmentację, reakcje behawioralne polegające na unikaniu itp. Bioluminescencja, czyli zdolność do świecenia, odgrywa u zwierząt pewną rolę sygnalizacyjną. Sygnały świetlne emitowane przez ryby, skorupiaki i inne organizmy wodne służą do przyciągania ofiar, osobników płci przeciwnej.

Temperatura. Warunki termiczne są najważniejszym warunkiem istnienia organizmów żywych. Głównym źródłem ciepła jest promieniowanie słoneczne.

Granicami istnienia życia są temperatury, w których możliwa jest prawidłowa budowa i funkcjonowanie białek, średnio od 0 do +50 o C. Jednak wiele organizmów posiada wyspecjalizowane układy enzymatyczne i jest przystosowanych do aktywnej egzystencji w organizmie temperatury przekraczające te granice (Tabela 5). Najniższa temperatura, w której występują istoty żywe, to -200°C, a najwyższa do +100°C.

Tabela 5 - Wskaźniki temperatury w różnych środowiskach życia (0 C)

Ze względu na temperaturę wszystkie organizmy dzielą się na 2 grupy: kochające zimno i ciepło.

Kochający zimno (kriofile) zdolne do życia w stosunkowo niskich temperaturach. W temperaturze -8°C żyją bakterie, grzyby, mięczaki, robaki, stawonogi itp. Z roślin: drzewiaste w Jakucji wytrzymują temperatury -70°C. Na Antarktydzie porosty żyją w tej samej temperaturze, poszczególne gatunki algi, pingwiny. W warunkach laboratoryjnych nasiona, zarodniki niektórych roślin i nicienie tolerują temperaturę zera absolutnego wynoszącą -273,16°C. Zawieszenie wszystkich procesów życiowych nazywa się zawieszona animacja.

Organizmy ciepłolubne (termofile)) - mieszkańcy gorących regionów Ziemi. Są to bezkręgowce (owady, pajęczaki, mięczaki, robaki), rośliny. Wiele gatunków organizmów toleruje bardzo wysokie temperatury. Na przykład gady, chrząszcze i motyle mogą wytrzymać temperatury do +45-50°C. Na Kamczatce sinice żyją w temperaturach +75-80°C, cierń wielbłąda toleruje temperatury +70°C.

Bezkręgowce, ryby, gady i płazy nie mają zdolności utrzymywania stałej temperatury ciała w wąskich granicach. Nazywa się je poikilotermiczne lub zimnokrwisty. Zależą one od poziomu ciepła docierającego z zewnątrz.

Ptaki i ssaki są w stanie utrzymać stałą temperaturę ciała niezależnie od temperatury otoczenia. Ten - organizmy homeotermiczne, czyli stałocieplne. Nie są zależne od zewnętrznych źródeł ciepła. Ze względu na wysokie tempo metabolizmu wytwarzają wystarczającą ilość ciepła, które można zmagazynować.

Adaptacje temperaturowe organizmów: Termoregulacja chemiczna - aktywny wzrost produkcji ciepła w reakcji na spadek temperatury; termoregulacja fizyczna- zmiana poziomu wymiany ciepła, zdolność do zatrzymywania ciepła lub odwrotnie, rozpraszania ciepła. Włosy, rozmieszczenie rezerw tłuszczu, wielkość ciała, budowa narządów itp.

Reakcje behawioralne– poruszanie się w przestrzeni pozwala uniknąć niekorzystnych temperatur, hibernacji, odrętwienia, skupienia, migracji, kopania dziur itp.

Wilgotność. Woda jest ważnym czynnikiem środowiskowym. Wszystkie reakcje biochemiczne zachodzą w obecności wody.

Tabela 6 – Zawartość wody w różnych organizmach (% masy ciała)

Czynniki antropogeniczne, ich wpływ na organizmy.

Możesz być zainteresowany