Что такое пределы устойчивости
Пределы устойчивости экосистем
Вы будете перенаправлены на Автор24
Свойства экосистемы
Основные свойства экосистем – это способность реализовывать круговорот вещества, противостояние наружным влияниям, производство биологических продукций.
Более значительные экосистемы при этом содержат в себе экосистемы младшего ранга. Экосистемы или биогеоценозы обычно состоят из нескольких блоков (чаще двух). Первые блоки, «биоценозы», включают в себя взаимосвязанные организмы различных видов, вторые блоки, «биотопы», или «экотоны», – среду обитания. Каждые биоценозы включают в себя массу видов, но показанных не отдельными индивидуумами, а популяциями, порой их частями.
Популяции – это обособленные части вида, занимающего какое-то установленное пространство и способные к саморегулированию, поддерживанию наилучшей численности индивидуумов вида. В экологии довольно часто употребляют также термин «сообщество», содержание которого неоднозначно. Под ним подразумевают совокупности взаимосвязанных организмов всевозможных видов, а также похожую совокупность только растительных (фитоценоз, растительное сообщество), животных организмов или микроорганизмов (микробоценоз).
Самых главных из них можно выделить:
Готовые работы на аналогичную тему
Например, если сообщать о хищнике, то он поедает травоядных животных данного вида прямо до тех пор, пока количество их не сократится. Затем поедание обрывается, и хищники переключаются на прочий источник питания (то есть прочий вид травоядных существ).
Пределы устойчивости экосистем
Система с высокой резидентной устойчивостью способна воспринимать существенные воздействия, не изменяя существенно личную структуру, то есть почти не выходя за границы равновесного состояния. Поэтому соображение упругой неизменности для них не назначено (если система не вылезала за границы равновесия, то можно говорить о возврате в равновесное состояние после снятия воздействия).
Если наружное воздействие превосходит установленные критические значения, то подобная система обычно рушится. Предельное значение внешних влияний, которые система способна вынести без разрушения, отвечают запасу жесткости. Когда сообщают о высокой резидентной стабильности, то имеют в виду, собственно, высокий запас жесткости предоставленной системы. Это несколько отличается от соображения высокой стабильности, так как тут, в первую очередь, интересно постоянство структуры.
Тундра, в частности, обладает высокой устойчивостью, но она очень уязвима, у нее маленький запас жесткости, то есть небольшая резидентная стабильность. Экосистему тундры чрезвычайно легко разломать. Достаточно проезжать вездеходу. Колеи, какие он оставляет за собой, сберегаются десятилетиями. Подобные экосистемы можно наименовать хрупкими.
Системы с маленькой резидентной устойчивостью для естественного существования обязаны обладать высокой упругой стабильностью. Они более чувствительны к наружным возмущениям, под воздействием которых они как бы «прогибаются», до некоторой степени деформируя личную структуру, но после смещения или смягчения внешних влияний быстро возвращаются в отправное равновесное состояние. При превышении порога подобная система теряет стабильность, то есть выходит из состояния равновесия.
Диапазон влияний, которые может вынести система, отвечает запасу упругости. Таким образом, уровень упругой стабильности можно оценить как упругостью, устанавливающей степень сопротивления наружному воздействию и стремительность возврата в отправное состояние после освобождения от воздействия, так и резервом упругости.
В отличие от упругих систем, пластичная система после снятия наружного воздействия не возвращается в исходное состояние, а приходит к какому-то иному равновесному состоянию. Так, в соответствии с точкой зрения оппонентов теории моноклимакса, для экосистемы характерно не одно, а несколько состояний равновесий (климакса). Таким образом, для пластичной экосистемы характерна маленькая упругая и маленькая резидентная устойчивость.
ПРЕДЕЛ УСТОЙЧИВОСТИ
Смотреть что такое «ПРЕДЕЛ УСТОЙЧИВОСТИ» в других словарях:
предел устойчивости — Максимально возможное воздействие извне, переносимое организмом, сообществом, окружающей средой при сохранении их структуры и функциональных свойств. Syn.: порог устойчивости … Словарь по географии
предел устойчивости — — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Тематики релейная защита EN stability limit … Справочник технического переводчика
предел устойчивости — stabilumo riba statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. stability limit vok. Stabilitätsgrenze, f rus. граница устойчивости, f; предел устойчивости, m pranc. limite de stabilité, f … Automatikos terminų žodynas
предел устойчивости — stabilumo riba statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. stability limit vok. Stabilitätsgrenze, f rus. граница устойчивости, f; предел устойчивости, m pranc. limite de stabilité, f … Fizikos terminų žodynas
предел устойчивости — rus предел (м) переносимости, предел (м) устойчивости eng tolerance limit, tolerated limit fra limite (f) de tolérance, limite (f) supportable, limite (f) tolérable deu Erträglichkeitsgrenze (f), Toleranzgrenze (f) spa límite (m) de tolerancia … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки
предел устойчивости электроэнергетической системы — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN power system stability limit … Справочник технического переводчика
внутренний предел устойчивости — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN internal stability limit … Справочник технического переводчика
предел динамической устойчивости — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN dynamic stability limitDSLtransient stability limitTSL … Справочник технического переводчика
предел динамической устойчивости (электро)передачи — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN transient stability transmission limitTSTL … Справочник технического переводчика
предел динамической устойчивости ЛЭП — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN transient stability transmission limitTSTL … Справочник технического переводчика
предел устойчивости
Смотреть что такое «предел устойчивости» в других словарях:
ПРЕДЕЛ УСТОЙЧИВОСТИ — максимум нагрузки, переносимой организмом, сообществом, экосистемой, ландшафтом при сохранении их структуры и функционирования. Экологический словарь, 2001 Предел устойчивости максимум нагрузки, переносимой организмом, сообществом, экосистемой,… … Экологический словарь
предел устойчивости — — [В.А.Семенов. Англо русский словарь по релейной защите] Тематики релейная защита EN stability limit … Справочник технического переводчика
предел устойчивости — stabilumo riba statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. stability limit vok. Stabilitätsgrenze, f rus. граница устойчивости, f; предел устойчивости, m pranc. limite de stabilité, f … Automatikos terminų žodynas
предел устойчивости — stabilumo riba statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. stability limit vok. Stabilitätsgrenze, f rus. граница устойчивости, f; предел устойчивости, m pranc. limite de stabilité, f … Fizikos terminų žodynas
предел устойчивости — rus предел (м) переносимости, предел (м) устойчивости eng tolerance limit, tolerated limit fra limite (f) de tolérance, limite (f) supportable, limite (f) tolérable deu Erträglichkeitsgrenze (f), Toleranzgrenze (f) spa límite (m) de tolerancia … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки
предел устойчивости электроэнергетической системы — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN power system stability limit … Справочник технического переводчика
внутренний предел устойчивости — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN internal stability limit … Справочник технического переводчика
предел динамической устойчивости — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN dynamic stability limitDSLtransient stability limitTSL … Справочник технического переводчика
предел динамической устойчивости (электро)передачи — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN transient stability transmission limitTSTL … Справочник технического переводчика
предел динамической устойчивости ЛЭП — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN transient stability transmission limitTSTL … Справочник технического переводчика
Охрана окружающей среды и обеспечение экологической безопасности на предприятии
ПРЕДЕЛЫ УСТОЙЧИВОСТИ ЭКОСИСТЕМ И БИОСФЕРЫ
Биосфера как глобальная экосистема
Совокупность всех экосистем, имеющихся в пределах трех геосфер (атмосферы, гидросферы и литосферы) и с которыми находятся во взаимодействии живые организмы, образует самую крупную экосистему Земли – биосферу. Изучение биосферы, в которой все живые организмы тесно связаны между собой и со своим окружением, состоящим из элементов неживой природы (воды, воздуха, почвы, света, температуры и др.) – задача сложнейшего раздела экологии – глобальной экологии.
Концентрация и активность жизни особенно велика у поверхности нашей Земли. Водоемы заселены по всей толще со сгущениями у поверхности и у дна. Выделяются своим богатством прибрежные и мелководные участки. На суше более 99 % живого вещества или биомассы сосредоточено в слое на несколько метров вглубь и на несколько десятков метров (высокие деревья) вверх от поверхности. Следовательно, жизнь сосредоточена в тончайшей пленке планеты, где и протекают главные процессы взаимодействия живой и неживой (косной) природы. Этот тонкий деятельный слой нередко называют биогеосферой, биогеоценотическим покровом, ландшафтной оболочкой. Места наибольшей концентрации организмов в биосфере В.И. Вернадский назвал «пленками жизни».
Отсюда можно сделать принципиальной важности вывод: выносливость Жизни в целом к отдельным факторам среды намного шире диапазонов тех условий, которые существуют в границах современной биосферы. Следовательно, Жизнь обладает значительным «запасом прочности», устойчивости к воздействию внешней среды, а значит и потенциальной способностью к еще большему распространению.
Понятие о лимитирующем экологическом факторе
Смысл закона толерантности очевиден: все хорошо в меру. При этом уточним, что лимитирующими факторами являются все факторы, уровень которых приближается к пределам выносливости организма или превышает их.
Таким образом, для организмов характерны экологический минимум и экологический максимум, они реагируют сходным образом на оба пессимальных значения фактора. Их выносливость к воздействиям в диапазоне между этими двумя величинами называют пределом толерантности вида.
Учение о лимитирующих факторах облегчает изучение сложных ситуаций во взаимоотношениях организмов и среды их обитания. При этом следует понимать, что не все факторы среды имеют одинаковое экологическое значение. Так, молекулярный кислород, являясь фактором физиологической необходимости для всех животных, с экологической точки зрения становится лимитирующим лишь в определенных местообитаниях. Если в водоеме гибнет рыба (особенно в жаркое время), то в первую очередь должна быть измерена концентрация кислорода в воде: она резко падает с возрастанием температуры. В случае же гибели птиц следует искать другую причину, так как содержание кислорода в воздухе относительно постоянно и достаточно с точки зрения требований наземных организмов. В экологическом прогнозировании, планировании и экспертизе проектов очень важно выявление наиболее слабого звена. Оно позволяет производить замену дефицитных веществ и воздействий на менее дефицитные, что важно, например, в процессе эксплуатации природных ресурсов, а также в сельском хозяйстве.
Приспособление организмов к неблагоприятным
условиям среды
В процессе эволюции организмы смогли выработать ряд путей нейтрализации последних.
Активный путь – развитие сопротивляемости, т.е. регуляторных процессов, которые позволяют осуществить все функции организма, несмотря на неблагоприятные факторы. Так, теплокровные животные – птицы и млекопитающие, обитая в условиях изменчивой температуры, поддерживают внутри себя постоянную температуру, оптимальную для биохимических процессов в клетках тела. Конечно, такое активное сопротивление влиянию внешней среды требует больших затрат энергии, которую им надо постоянно восполнять. Верблюд способен обеспечивать потребности во влаге посредством биохимического окисления собственного жира. Это примеры т.н. физиологических адаптаций.
Примерами поведенческих адаптаций могут служить создание убежищ, передвижение с целью выбора оптимальных температурных условий, особенно в условиях экстремальных (очень высоких или очень низких) температур. Приспособительное поведение может проявляться у хищников в процессе выслеживания и преследования добычи, а у жертв – в определенных ответных реакциях (например, затаивание). Обычный для животных способ приспособления к неблагоприятным периодам – миграция. Так, сайгаки ежегодно уходят на зиму в малоснежные южные полупустыни, где зимние травы в связи с сухостью климата более питательны и доступны. Однако летом травостои полупустынь быстро выгорают, поэтому на период размножения сайгаки переходят в более влажные северные степи.
Активное сопротивление влиянию неблагоприятной среды способствует развитию морфологической адаптации отдельных видов, т.е. приобретению таких особенностей внешнего строения, которые обеспечивают выживание в экстремальных и успешную жизнедеятельность организмов в привычных для них условиях. Так, растения, обитающие в пустыне, лишены листьев, и их строение наилучшим образом приспособлено к минимальным потерям влаги. Можно также вспомнить о наличии у китообразных приспособлений к скоростному плаванию или об особой структуре кожи у акул для той же цели.
Морфологический тип приспособления животного или растения, при котором они имеют внешнюю форму, отражающую способ взаимодействия со средой обитания, называют жизненной формой вида. При этом разные виды могут иметь сходную жизненную форму, если ведут близкий образ жизни. Примерами здесь могут быть кит (млекопитающее), пингвин (птица) и акула (рыба).
Пассивный путь связан с подчинением жизненных функций организма изменению факторов среды. Так, при недостатке тепла это приводит к понижению уровня метаболизма (обмена веществ), что способствует экономному использованию энергетических запасов. При резком ухудшении условий среды организмы разных видов могут практически приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние т.н. скрытой жизни. Например, некоторые мелкие организмы способны высыхать на воздухе, а затем возвращаться к активной жизни после пребывания в воде. Переход в состояние глубокого анабиоза, при котором резко замедляется обмен веществ, расширяет возможности выживания организмов в самых экстремальных условиях. Так, высушенные семена и споры растений, а также некоторые мелкие животные (коловратки, нематоды) способны выдержать температуры ниже –200 о С. Некоторые бактерии, в т.ч. и болезнетворные, многие годы могут находиться в неактивном состоянии, пока не возникнут благоприятные условия для их «пробуждения» и последующего размножения. Явление, при котором имеет место временный физиологический покой в индивидуальном развитии некоторых животных и растений, обусловленный неблагоприятными факторами внешней среды, называется диапаузой.
Взаимодействие экологических факторов
Все экологические факторы среды обитания действуют на организмы совместно. При этом оптимальная зона и пределы выносливости последних по отношению к какому-либо фактору могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность носит название взаимодействия факторов. Так, например, в мороз животные могут погибнуть при отсутствии пищи, но относительно нормально себя чувствовать при ее достатке. Жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе. Таким образом, один и тот же фактор в сочетании с другими оказывает неодинаковое воздействие. При этом один и тот же экологический результат может быть получен разными путями. Например, увядание растений можно приостановить либо путем увеличения влаги в почве (полив), либо снижением температуры воздуха, уменьшающей скорость испарения. Таким образом создается эффект частичного взаимозамещения факторов или эффект компенсации. Благодаря последнему в Заполярье удается получать урожаи капусты, которые не уступают урожаям средней полосы России: недостаток тепла восполняется здесь избытком световой энергии при долгом летнем полярном дне. Однако взаимная компенсация действия факторов среды имеет определенные пределы и полностью заменить один из них другим нельзя. Например, исключение воды из рациона питания растения делает его жизнь невозможной, несмотря на благоприятные сочетания других условий.
Значение отдельных экологических факторов в комплексном действии среды неравноценно. Поэтому выделяют ведущие (главные) экологические факторы и второстепенные (сопутствующие). В качестве ведущих выступают те факторы, которые необходимы для жизнедеятельности организма. Для разных видов требуются обычно различные ведущие факторы, даже если организмы живут в одном месте. В то же время следует отметить, что в разные периоды развития организма имеет место смена ведущих факторов, что особенно характерно для растений. Так, для эфемероидов (например, осоки) в период цветения ведущим фактором является свет, а в период формирования семян – достаток во влаге и минеральных веществах.
В сельскохозяйственной практике при учете закономерностей взаимодействия экологических факторов можно поддерживать оптимальные условия для выращивания культурных растений и домашних животных.
Огромную роль играет взаимодействие биотических и абиотических факторов, поскольку конечное состояние любого организма или системы организмов это всегда результат их многочисленных взаимодействий.
В заключение рассмотрим правомочность подразделения экологических факторов на «вредные» и «полезные». Все зависит от того, в каких дозах берется тот или иной фактор, в каких сочетаниях. Так, если он взят в «чистом» виде, то переход от благоприятного действия к вредному происходит очень быстро, при сравнительно небольших дозах. Но если тот же фактор берется в сочетании с другими одновременно действующими факторами, то отрицательное действие проявляется гораздо позже, при очень больших количествах. Например, химически чистая поваренная соль ядовита уже при небольших дозах, но в смеси с другими солями она может быть безвредной. Отметим также, что если разнородные факторы имеют общую направленность и общий фокус действия, они могут и взаимно усиливать отрицательные воздействия на организм. Так, при повреждении дерева каким-либо вредителем, если оно ранее было отравлено ядохимикатом, то указанные факторы (биотический и антропический) не ослабляют, а, напротив, усиливают взаимно вредное влияние.
Биосфера как глобальная экосистема
Совокупность всех экосистем, имеющихся в пределах трех геосфер (атмосферы, гидросферы и литосферы) и с которыми находятся во взаимодействии живые организмы, образует самую крупную экосистему Земли – биосферу. Изучение биосферы, в которой все живые организмы тесно связаны между собой и со своим окружением, состоящим из элементов неживой природы (воды, воздуха, почвы, света, температуры и др.) – задача сложнейшего раздела экологии – глобальной экологии.
Концентрация и активность жизни особенно велика у поверхности нашей Земли. Водоемы заселены по всей толще со сгущениями у поверхности и у дна. Выделяются своим богатством прибрежные и мелководные участки. На суше более 99 % живого вещества или биомассы сосредоточено в слое на несколько метров вглубь и на несколько десятков метров (высокие деревья) вверх от поверхности. Следовательно, жизнь сосредоточена в тончайшей пленке планеты, где и протекают главные процессы взаимодействия живой и неживой (косной) природы. Этот тонкий деятельный слой нередко называют биогеосферой, биогеоценотическим покровом, ландшафтной оболочкой. Места наибольшей концентрации организмов в биосфере В.И. Вернадский назвал «пленками жизни».
Отсюда можно сделать принципиальной важности вывод: выносливость Жизни в целом к отдельным факторам среды намного шире диапазонов тех условий, которые существуют в границах современной биосферы. Следовательно, Жизнь обладает значительным «запасом прочности», устойчивости к воздействию внешней среды, а значит и потенциальной способностью к еще большему распространению.
Понятие о лимитирующем экологическом факторе
Существование и выносливость организма часто оказываются чувствительными к двум или большему числу факторов окружающей среды. В таких случаях решающее значение будет принадлежать такому фактору или ресурсу, который имеется в минимальном с точки зрения потребностей организма количестве. Эта идея легла в основу т.н. закона минимума, сформулированного немецким химиком Ю. Либихом: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Так величина урожая определяется количеством в почве того из элементов питания, потребность растения в котором удовлетворена меньше всего. Урожай будет возрастать пропорционально вносимым дозам до тех пор, пока не окажется в минимуме другое вещество.
Из практики известно, что сам факт существования организма может определяться не минимальным значением, а наоборот, избытком любого из факторов. Впервые мысль об этом высказал американский ученый В. Шелфорд; она легла в основу закона толерантности: лимитирующим фактором процветания организма (вида) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет величину выносливости (толерантности) организма к данному фактору.
Смысл закона толерантности очевиден: все хорошо в меру. При этом уточним, что лимитирующими факторами являются все факторы, уровень которых приближается к пределам выносливости организма или превышает их.
Таким образом, для организмов характерны экологический минимум и экологический максимум, они реагируют сходным образом на оба пессимальных значения фактора. Их выносливость к воздействиям в диапазоне между этими двумя величинами называют пределом толерантности вида.
Учение о лимитирующих факторах облегчает изучение сложных ситуаций во взаимоотношениях организмов и среды их обитания. При этом следует понимать, что не все факторы среды имеют одинаковое экологическое значение. Так, молекулярный кислород, являясь фактором физиологической необходимости для всех животных, с экологической точки зрения становится лимитирующим лишь в определенных местообитаниях. Если в водоеме гибнет рыба (особенно в жаркое время), то в первую очередь должна быть измерена концентрация кислорода в воде: она резко падает с возрастанием температуры. В случае же гибели птиц следует искать другую причину, так как содержание кислорода в воздухе относительно постоянно и достаточно с точки зрения требований наземных организмов. В экологическом прогнозировании, планировании и экспертизе проектов очень важно выявление наиболее слабого звена. Оно позволяет производить замену дефицитных веществ и воздействий на менее дефицитные, что важно, например, в процессе эксплуатации природных ресурсов, а также в сельском хозяйстве.
Приспособление организмов к неблагоприятным
условиям среды
В процессе эволюции организмы смогли выработать ряд путей нейтрализации последних.
Активный путь – развитие сопротивляемости, т.е. регуляторных процессов, которые позволяют осуществить все функции организма, несмотря на неблагоприятные факторы. Так, теплокровные животные – птицы и млекопитающие, обитая в условиях изменчивой температуры, поддерживают внутри себя постоянную температуру, оптимальную для биохимических процессов в клетках тела. Конечно, такое активное сопротивление влиянию внешней среды требует больших затрат энергии, которую им надо постоянно восполнять. Верблюд способен обеспечивать потребности во влаге посредством биохимического окисления собственного жира. Это примеры т.н. физиологических адаптаций.
Примерами поведенческих адаптаций могут служить создание убежищ, передвижение с целью выбора оптимальных температурных условий, особенно в условиях экстремальных (очень высоких или очень низких) температур. Приспособительное поведение может проявляться у хищников в процессе выслеживания и преследования добычи, а у жертв – в определенных ответных реакциях (например, затаивание). Обычный для животных способ приспособления к неблагоприятным периодам – миграция. Так, сайгаки ежегодно уходят на зиму в малоснежные южные полупустыни, где зимние травы в связи с сухостью климата более питательны и доступны. Однако летом травостои полупустынь быстро выгорают, поэтому на период размножения сайгаки переходят в более влажные северные степи.
Активное сопротивление влиянию неблагоприятной среды способствует развитию морфологической адаптации отдельных видов, т.е. приобретению таких особенностей внешнего строения, которые обеспечивают выживание в экстремальных и успешную жизнедеятельность организмов в привычных для них условиях. Так, растения, обитающие в пустыне, лишены листьев, и их строение наилучшим образом приспособлено к минимальным потерям влаги. Можно также вспомнить о наличии у китообразных приспособлений к скоростному плаванию или об особой структуре кожи у акул для той же цели.
Морфологический тип приспособления животного или растения, при котором они имеют внешнюю форму, отражающую способ взаимодействия со средой обитания, называют жизненной формой вида. При этом разные виды могут иметь сходную жизненную форму, если ведут близкий образ жизни. Примерами здесь могут быть кит (млекопитающее), пингвин (птица) и акула (рыба).
Пассивный путь связан с подчинением жизненных функций организма изменению факторов среды. Так, при недостатке тепла это приводит к понижению уровня метаболизма (обмена веществ), что способствует экономному использованию энергетических запасов. При резком ухудшении условий среды организмы разных видов могут практически приостанавливать свою жизнедеятельность и переходить в состояние т.н. скрытой жизни. Например, некоторые мелкие организмы способны высыхать на воздухе, а затем возвращаться к активной жизни после пребывания в воде. Переход в состояние глубокого анабиоза, при котором резко замедляется обмен веществ, расширяет возможности выживания организмов в самых экстремальных условиях. Так, высушенные семена и споры растений, а также некоторые мелкие животные (коловратки, нематоды) способны выдержать температуры ниже –200 о С. Некоторые бактерии, в т.ч. и болезнетворные, многие годы могут находиться в неактивном состоянии, пока не возникнут благоприятные условия для их «пробуждения» и последующего размножения. Явление, при котором имеет место временный физиологический покой в индивидуальном развитии некоторых животных и растений, обусловленный неблагоприятными факторами внешней среды, называется диапаузой.
Взаимодействие экологических факторов
Все экологические факторы среды обитания действуют на организмы совместно. При этом оптимальная зона и пределы выносливости последних по отношению к какому-либо фактору могут смещаться в зависимости от того, с какой силой и в каком сочетании действуют одновременно другие факторы. Эта закономерность носит название взаимодействия факторов. Так, например, в мороз животные могут погибнуть при отсутствии пищи, но относительно нормально себя чувствовать при ее достатке. Жару легче переносить в сухом, а не во влажном воздухе. Таким образом, один и тот же фактор в сочетании с другими оказывает неодинаковое воздействие. При этом один и тот же экологический результат может быть получен разными путями. Например, увядание растений можно приостановить либо путем увеличения влаги в почве (полив), либо снижением температуры воздуха, уменьшающей скорость испарения. Таким образом создается эффект частичного взаимозамещения факторов или эффект компенсации. Благодаря последнему в Заполярье удается получать урожаи капусты, которые не уступают урожаям средней полосы России: недостаток тепла восполняется здесь избытком световой энергии при долгом летнем полярном дне. Однако взаимная компенсация действия факторов среды имеет определенные пределы и полностью заменить один из них другим нельзя. Например, исключение воды из рациона питания растения делает его жизнь невозможной, несмотря на благоприятные сочетания других условий.
Значение отдельных экологических факторов в комплексном действии среды неравноценно. Поэтому выделяют ведущие (главные) экологические факторы и второстепенные (сопутствующие). В качестве ведущих выступают те факторы, которые необходимы для жизнедеятельности организма. Для разных видов требуются обычно различные ведущие факторы, даже если организмы живут в одном месте. В то же время следует отметить, что в разные периоды развития организма имеет место смена ведущих факторов, что особенно характерно для растений. Так, для эфемероидов (например, осоки) в период цветения ведущим фактором является свет, а в период формирования семян – достаток во влаге и минеральных веществах.
В сельскохозяйственной практике при учете закономерностей взаимодействия экологических факторов можно поддерживать оптимальные условия для выращивания культурных растений и домашних животных.
Огромную роль играет взаимодействие биотических и абиотических факторов, поскольку конечное состояние любого организма или системы организмов это всегда результат их многочисленных взаимодействий.
В заключение рассмотрим правомочность подразделения экологических факторов на «вредные» и «полезные». Все зависит от того, в каких дозах берется тот или иной фактор, в каких сочетаниях. Так, если он взят в «чистом» виде, то переход от благоприятного действия к вредному происходит очень быстро, при сравнительно небольших дозах. Но если тот же фактор берется в сочетании с другими одновременно действующими факторами, то отрицательное действие проявляется гораздо позже, при очень больших количествах. Например, химически чистая поваренная соль ядовита уже при небольших дозах, но в смеси с другими солями она может быть безвредной. Отметим также, что если разнородные факторы имеют общую направленность и общий фокус действия, они могут и взаимно усиливать отрицательные воздействия на организм. Так, при повреждении дерева каким-либо вредителем, если оно ранее было отравлено ядохимикатом, то указанные факторы (биотический и антропический) не ослабляют, а, напротив, усиливают взаимно вредное влияние.