<<
>>

КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ (факторов среды) (по Н.Ф.Реймерсу, 1990)

Экологические факторы делят: по времени, по периодичности, по очередности возникновения; по происхождению; по среде возникновения; по характеру; по объекту воздействия; по условиям действия; по степени воздействия; по спектру воздействия.

Н.Ф.Реймерс (1990) приводит следующую схему классификации экологических факторов.

По времени: эволюционный, исторический, действующий. По периодичности: периодический, непериодический. По очередности возникновения: первичный, вторичный. По происхождению: космический, абиотический, биогенный, биотический, биологический, природно-антропогенный, антропогенный (в том числе техногенный, загрязнения среды), антропический ( в т.ч. беспокойства).

По среде возникновения: атмосферный, водный (влажности), геоморфологический, эдафический, физиологический, генетический, популяционный, биоценотический, экосистемный, биосферный.

По характеру: информационный, вещественно-энергетический, физический ( в частности: геофизический, термический), химический ( в частности, солености, кислотности), биогенный (биотический), комплексный (в частности: системообразующий, экологический, географический, эволюции, климатический (света, осадков и т.п.).

По объекту воздействия: индивидуальный, грунтовой ( в том числе, этологический, социально-психологический, социальный, социально-экономический, видовой (включая человеческий, жизни общества).

По условиям воздействия: зависящий от плотности; не зависящий от плотности.

По степени воздействия: летальный, экстремальный, лимитирующий (ограничивающий), беспокоящий, мутагенный, терагенный.

По спектру воздействия: избирательный, общего действия.

Фактор экологический в узком смысле слова по мнению Н.Ф.Реймерсу следует понимать как биоэкологический с чем вряд ли можно согласиться.

С условиями и факторами связано возникновение положения о лимитирующих факторах, или закон минимума, сформулированный немецким химиком Юстосом Либихом.

Он звучит следующим образом:

Успешное функционирование популяций или сообществ живых организмов зависит от комплекса условий; ограничивающим или лимитирующим фактором является любое состояние среды, приближающееся или выходящее за границу устойчивости для организмов интересующей нас группы. Таким образом, если интенсивность тех или иных биологических процессов зависит от двух или нескольких факторов окружающей среды, то решающее значение будет принадлежать такому фактору или ресурсу, который имеется в минимальном с точки зрения потребности организма количестве.

Таким образом, понятие "ресурсы" можно определить еще и таким образом: ресурсы - это все то в природе, из чего организм черпает энергию и получает необходимые вещества для своей жизнедеятельности. Еще раз подчеркнем, что ресурсы могут расходоваться и исчерпываться. Это в основном вещества, идущие на построение их тел и энергия необходимая для жизнедеятельности. Иногда к ресурсам относят и пространство (территорию). Существуют пищевые ресурсы, и энергетические ресурсы.

ПИЩЕВЫЕ РЕСУРСЫ - это все то, что организм потребляет. Для тела зеленого растения необходимы молекулы неорганических веществ и ионов. Сами зеленые растения являются пищевыми ресурсами для хищников и паразитов, а после их смерти для микроорганизмов, которые используют занесенную в них ... энергию и вещества.

ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ - энергия, которая черпается из солнечного излучения. Солнечный поток отражается и поглощается. Та энергия, которая поглощается достигает хлоропласта и участвует в процессе фотосинтеза, т. е.превращении неорганического вещества в богатое энергией органическое вещество, а именно молекулу глюкозы (C6 H12 O6), т. е. углерод.

В заключении подчеркнем еще раз, что один и тот же фактор можно рассматривать как условие и как ресурс.

Для более полного знакомства с условиями и ресурсами необходимо обратиться к главе 2 и главе 3 монографии М.

Бигога, Дж. Харпера и К. Таунсида "Экология" Москва, "Мир" 1989 г. Здесь кратко, в тезисной форме, отметим следующее. Поскольку температура является важнейшим условием развития и функционирования живого, рассмотрим взаимоотношения температуры и организма в частности классификацию организмов по отношению к температуре.

Одна из простейших классификаций подразумевает деление организмов на: 1. теплокровные; 2. холоднокровные; Бигон М. и др (1989) считает ее субъективной. И предлагает делить живые вещества на гомойотермные и пойкилотермные.

Гомойотермные - при изменении температуры окружающей среды организмы поддерживают примерно постоянную температуру тела (птицы, млекопитающие).

Пойкилотермные - при изменении температуры окружающей среды температура организмов меняется (антарктические рыбы). Пойкилотермные организмы наделены, хотя бы частично способностью регулировать температуру тела (поведенческая реакция).

Более удовлетворительным считается деление на эндотермов и эктотермов.

Эндотермы - регулируют температуру тела за счет внутренней теплопродукции.

Эктотермные - полагаются на внешние источники тепла. Грубо говоря, такое деление соответствует различию между птицами и млекопитающими (эндотермы) с одной стороны, и прочими животными, растениями, грибами и простейшими (эктотермы), с другой стороны. Но это тоже не абсолютно.

Акклиматизация. Реакция, эктотермного организма на температуру не измена; она зависит от того, какие температуры воздействовали на этот организм в прошлом. Изменения могут происходить в искусственных лабораторных условиях и естественных.

Если изменения происходят под влияние условий содержания в лаборатории, то процесс именуется акклимацией. Если же он происходит в природных условиях, то его называют акклиматизацией.

Высокие температуры влекут за собой инактивизацию ферментов (снижение активности микроорганизмов, а также специфических белковых веществ под влиянием различных факторов, в данном случае температуры). И даже денатурацию ферментов (лишение природных свойств или изменение свойств белков при изменении физических и химических условий среды, в частности температуры, давления и т. д.) при высоких температурах дыхание осуществляется быстрее, чем фотосинтез, поэтому растения "голодают", так как расходуют продукты обмена быстрее, чем образуют их.

Низкие температуры замедляют обмен веществ и зачастую ведут к гибели. При температуре ниже -1 градуса Цельсия многие экотермы погибают из-за повреждающего действия, образующихся кристаллов льда особенно внутри клеток. А если организмы обладают механизмами, предотвращающими образованию кристаллов льда внутри клеток, то такие организмы выживают. Обеспечивается такой механизм "закаливанием" растений.

Таким образом температуры всего лишь на несколько градусов превышающие метаболический оптимум, могут оказаться летальными.

Что же касается эндотермов, то скорость образования ими теплоты контролируется термостатическими системами головного мозга.

Температура их тела на постоянном уровне обычно между 35 и 40 градусов Цельсия и поэтому они, как правило, отдают температуру окружающей среде. Соответственно ими обладают повышающей интерактивностью в источнике энергии - пище.

Остановимся кратко на основных условиях (ресурсах).

ВОДА И рН. Для растения вода - и условия, и ресурсы. Поэтому растения экономят воду. Влияние относительной влажности на организм опосредовано температурой и скоростью ветра и ее трудно отделить от доступности воды вообще. НАземные животные имеют в организме воды больше, чем в воздухе, поэтому все они обычно теряют воду путем испарения. Компенсируется энергия за счет получения воды с пищей, питьем, в результате обмена веществ. Именно поэтому "условием", которое чрезвычайно важно в жизни является относительная влажность воздуха. Чем выше относительная влажность, тем меньше различие между внешней и внутренней средой животного, а чем меньше это различие, тем меньше потребности в снижении потерь воды или в противодействии им; поэтому животные различаются и по своему отношению к значениям pH воды и почвы: и на суше и в воде pH оказывает на организм как прямые, так и косвенные влияния, определяющие характер распространения организмов и их численность. При pH ниже 3 или выше 9 происходит повреждение протоплазмы клеток корня большинства сосудистых растений. Косвенно pH влияет на степень доступности биогенных элементов, на концентрацию ядовитых веществ. При pH ниже 4.0 - 4.5 минеральные почвы содержат так много ионов алюминия, что становятся высокотоксичными для большинства растений. При низких pH могут содержаться токсичне концентрации железа и марганца. Так же обстоит дело и с животными - гидробионтами. С повышением кислотности воды видовое разнообразие обычно снижается.

Соленость, оказывает существенное влияние на распространение и численность организмов. Механизм влияния скрыт в борьбе (в предотвращении) проникновения соленой воды в организм, и уходе воды из тела в окружающую среду. Следовательно для многих гидробионтов регулирование концентраций растворимых в жидкостях тела веществ - это процесс жизненно необходимый и требующий подчас больших энергетических затрат.

Скорость течение. Растения приспосабливаются к течению путем надежного прикрепления к неподвижному предмету. Например, ряска может быть только, там где течение или очень медленное, или вовсе отсутствует. Животные могут удерживаться на месте с помощью крючков и присосок, другие снабжены длинными хвостовыми нитями помогающими ориентировать тело на встречу потоку и т. о.

Загрязняющие вещества. Человек в результате жизнедеятельности выбрасывает огромное количество загрязняющих веществ. Но в самых загрязненных местообитаниях найдется несколько особей, несколько видов, способных выжить, это так называемые устойчивые особи. Загрязнение окружающей среды по-видимому представляют нам возможность наблюдать эволюцию в действии. Действие любого загрязняющего вещества двояко. Если оно только появилось или его мало, то вид будет предоставлен изначально устойчивыми особями. .... их будет больше, но как правило, будет значительно меньшим разнообразие видов, чем если бы загрязнения не было.

Согласно Тилману (Tilman, 1982) все, что организм потребляет, составляет его ресурсы. В числе ресурсов находятся: солнечное излучение, неорганические молекулы, организмы, пространство (место обитания).

Солнечное излучение рассматривается как ресурс потому, что это единственный источник энергии для зеленых растений, которую они могут использовать в обменных процессах. Если на пути потока лучистой энергии оказывается лист, запускается процесс фотосинтеза, который рассмотрен ранее. Если лучистая энергия при попадании на лист в тот же миг не улавливается и не связывается, то она безвозвратно утрачивается. Энергия излучения, связанная при фотосинтезе проделывает свой зеленый путь лишь однажды, Этим она разительно отличается от атомов углерода или азота или от молекул воды, которые необратимо проходит через бесчисленные поколения живых существ. Здесь необходимо актуализировать также понятие "фотосинтетически активноя радиация" (ФАР). Потому что на неё приходится лишь 44 % всей падающей на Землю солнечной радиации.

Величина приращения (положительного или отрицательного) сухой массы органического вещества ("фотосинтез минус дыхание называют чистой ассимиляцией"). Ассимиляция отрицательная когда фотосинтез не поспевает за дыханием (в темноте). С возрастание освещенности она увеличивается. Значение освещенности при котором фотосинтез в точности уравновешивает дыхание называется точкой компенсации.

Листовой полог леса или посевн - это "популяция листьев". Всю ее в целом можно охарактеризовать величиной, которая называется: "индексом листовой поверхности" (ИЛП). Индекс листовой поверхности - это отношение общей площади листьев к площади соответствующего участка почвы. ИЛП всегда изменяется от сезона к сезону, с наступлением каждого нового дня и даже по ходу одного единственного светового дня.

Неорганические молекулы как ресурсы. В процессе фотосинтеза, как известно непосредственно вовлекаются три ресурса: свет, двуокись углерода и вода.

Двуокись углерода практически полностью поступает из атмосферы. Ночью поток двуокиси углерода в наземных экосистемах направлен вверх - от почвы и растительности в атмосферу, а солнечным днем над листовым пологом возникает поток двуокиси углерода, направленный вниз. Чтобы поглощать двуокись углерода зеленому растению приходится терять воду (дело в том, что молекула воды меньше молекулы двуокиси углерода, поэтому всякий организм получающий двуокись углерода из атмосферы теряет воду). Регулирование осуществляется раскрытием и закрытием устиц ("листовых пор").

Водный и углекислотный балансы надземных частей растения тесно связаны между собой, но ниже дневной поверхности двуокись углерода как ресурс не играет никакой роли.

Элементы минерального питания. Все зеленые растения нуждаются в одних и тех же "незаменимых" элементах, но не обязательно в одних и тех же соотношениях. И вода и минеральные соли обладают свойствами ресурсов и в этом качестве могут между собой взаимодействовать. К числу минеральных ресурсов принадлежат макроэлементы: азот (N), фосфор (P), сера (S), калий (K), кальций (Ca), магний (Mg) и железо (Fe) и микроэлементы - марганец (Mn), цинк (Zn), медь (Cu), и бор (B). Возможность специализации различных растений по различным ресурсам (как это бывает у животных) отсутствует. При поглощении минеральных ресурсов, как и при поглощении воды, не только корень растет на встречу ресурсу, но и ресурс продвигается к корню. Растения с различными по форме и строению корневыми системами переносят различные концентрации минеральных ресурсов почвы, а также в различной степени истощают различные минеральные ресурсы необходимо помнить, что у большинства растений корней нет- у них есть микориза, обладающая ресурсопоглотительными свойствами, резко отличающимися от корней.

Кислород как ресурс. Растворимость и способность кислорода к диффузии в воде очень низки, поэтому в воде он - лимитирующий фактор. Растворяемость кислорода в воде быстро снижается в повышением температуры. Когда в водной среде разлагается органическое вещество, кислород расходуется на дыхание микрофлоры; это так называемые "биохимическое потребление кислорода"(БПК). Высокие значения БПК особенно характерны для стоячих вод. Потребность корней растений в кислороде не полностью удовлетворяется за счет почвы. Часть кислорода диффундирует вниз, через корни, от побегов и т. д.

Организмы как пищевой ресурс. Первичными в пищевой цепи являются автотрофы - это организмы, синтезирующие из неорганических соединений органические вещества с использование энергии солнца или энергии, освобождающейся при химических реакциях. Это высшие растения (кроме паразитных и сапрофитных), водоросли, некоторые бактерии (пурпурные, железобактерии, серобактерии и др.). Эти органические вещества становятся ресурсами для гетеротрофов. Гетеротроффы - организмы, использующие для питания только или преимущественно органическое вещество, произведенное другими видами и, как правило, не способные синтезировать вещества своего тела из неорганических составляющих. Это все животные, паразитарные растения, грибы подавляющее число микроорганизмов. Таким образом существует три пути, ведущие к вышестоящему трофическому уровню:1)деструкция 2)паразитизм. ; 3) органофагия (хищничество).

Деструкция - отмирание организмов и использование бактериями, грибами и животными детритофагами их как пищевого ресурса. Эти организмы не в состоянии использовать другие организмы, пока они живы.

Паразитизм - использование организмов в качестве ресурсов при его жизни. Потребитель не убивает своего хозяина.

Органофагия (хищничество) - когда пищевой организм (или его часть) поедается и при этом умерщвляется. Существует мерофагия как разновидность органофагии при которой пищевой организм не умерщвляется (пастбищники).

Среди консументов встречаются "универсалы" (полифаги): они потребляют добычу самых разнообразных видов. Важную роль играть на то сколько ресурс защищен. Есть механическая защита - колючки и шипы, защитные оболочки, есть химические и поведенческие средства защиты от нападения и поедания. Самооборона животных шире, чем растений, тем не менее некоторые животные прибегают к химической защите.

Пространство как ресурс. Живые существа всегда занимают определенное место и конкурируют за это место. Растения нуждаются в пространстве для размещения корней. Растениям нужны заключенные в этом пространстве ресурсы - вода и минеральные соли. Поэтому считать пространство само по себе не правильно. Пространство употребляется в собирательном смысле для обозначения тех ресурсов, которые из этого пространства можно извлечь. Но если будет нехватка свободного пространства, то произойдет сдерживание в развитии, т. е. пространство превращается в лимитирующий ресурс. В пространстве содержатся ресурсы, но путь к овладению ими лежит через овладение пространством. В определенном смысле само поведение территориального животного превратило пространство в ресурс (границы всегда обороняются).

Экологическая ниша.

Экологическая ниша - место вида в природе, включающее не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе (напр. трофический статус) и его положении относительно абиотических условий существования (температура, влажность) если место обитания - "адрес" организма, то экологическая ниша - это его "профессия". Экологическая ниша - многомерное понятие. Но может быть и одномерным, двухмерным. Например, экологическая ниша может быть по температурному фактору, т. е. организмы могут поддерживать свою численность лишь в определенных температурных границах - это оптимальный интервал и есть экологической нишей по температурному фактору. Но температура зависит от других условий, например от влажности. Соответственно организм способен выжит и дать потомство при вполне определённой влажности. Это уже двумерная экологическая ниша. Если включить ещё один фактор (например свет или рельеф),то ЭН станет трёхмерной. Если включить ещё блоьше факторов, то ЭН можно представить как n - мерную фигуру, то есть гиперобъем в пределах которого возможно поддержание жизни рассматриваемых организмов. Таково современное представление о строении экологической ниши. Можно говорить о пищевой нише того или иного организма, то есть если условия благоприятны, то надо чтобы и ресурсов было достаточно, но и этого еще не достаточно, так как длительному существованию могут препятствовать хищники, паразиты, консументы. Поэтому биотические взаимодействия также входят в понятие ниши.

Итак, экологическую нишу можно представить как совокупность всех факторов (условий) и ресурсов среды, в пределах которой может существовать вид в природе. Важно понимать, что ниша не есть нечто такое, что можно увидеть. ЭН - отвлеченное абстрактное понятие, сводящее к общему показателю все, в чем нуждаются организмы, т. е. все необходимые условия и ресурсы в нужных количествах, но это не место обитания. Так, кенгуру, бизон, корова систематически далеки друг от друга, занимают сходные ниши в экосистеме степей. Вместе с тем, один и тот же вид может занимать различные ниши в разных местообитаниях. Пример - человек. В некоторых странах он занимает пищевую нишу плотоядного организма, в других - растительноядного. В большинстве же случаев - он всеядный. Одно и то же место обитания содержит множество ниш. Например, лесной массив - ниши многих видов растений и животных. Т. о. все сведения о потребностях организмов в тех или иных условиях или ресурсах объединяются в понятии "ЭН" раскрывающием роль, которую организм играет в экологической системе.

Перечень рассмотренных условий среды и ресурсов нельзя считать исчерпывающим, однако на основе множества разнообразных примеров можно сформулировать некоторые общие принципы и ввести понятия являющиеся для многих разделов теоретической экологии центральным; определение его всецело опирается на то, каким образом организмы реагируют на внешние условия. Это - понятие "ЭН". Термин появился еще более полувека тому назад.

Вспомогательный словарик:

Олиго - (греч. олигос - немногочисленный, немногий, незначительный, малый) - часть сложных слов, указывающий на малое количество чего-либо. Примерно соответствует русскому слову - "мало".

Фагос - пожирающий

Олигофаг - питающийся крайне ограниченным набором кормов.

Трофе - пища, питание (греч.)

Олиготрофы - (мало + питание) растения и организмы малотребовательные к наличию в среде питательных веществ (белоус, пушица, клюква, багульник, вереск, сфагновые мхи)

Консументы (лат. косумо - потребляю) организм, потребляющий готовые органические вещества, создаваемые продуцентами, но в ходе потребления не доводящие разложение органических веществ до простых минеральных составляющих.

Консументы 2 порядока - поедают растительных животных

Консументы 3 порядока - хищники, паразиты хищников

Гетеро - (гр. гетерос - иной, другой) означает разнородность, чужеродность, соответствует русскому слову "разно"

Гетеротрофы - организмы использующие для питания только или преимущественно органические вещества, произведенные другими видами и не способные синтезировать вещества своего тела из неорганических составляющих. Сюда относятся все животные, паразитные растения, грибы, большинство микроорганизмов.

Гомо - (греч. хомос - равный, одинаковый, взаимный, общий) – первая составная часть сложных слов, обозначающая: "сходный, равный" соответствуют русскому "одно".

Пойкило - (греч. poikilos) - пестрый, разнообразный.

Экто (греч. ectos - вне, снаружи) первая составная часть сложных слов соответствующая по значению словам "внешний, наружный".

Эндо (греч. enolon) внутри.

Деструкция - разрушение, нарушение нормальной структуры чего-либо.

<< | >>
Источник: Некос В.Е.. Основы общей экологии и неоэкологии: учебное пособие. Программные и проблемные лекции для студентов специальности 7.0708 Экология Часть I, - Харьков.. 1998

Еще по теме КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ (факторов среды) (по Н.Ф.Реймерсу, 1990):

  1. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ СРЕДЫ И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ.
  2. Классификация факторов среды. Абиотические факторы
  3. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ДЕЙСТВИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ НА ОРГАНИЗМЫ. ЛИМИТИРУЮЩИЙ ФАКТОР. ЗАКОН МИНИМУМА ЛИБИХА. ЗАКОН ТОЛЕРАНТНОСТИ ШЕЛФОРДА. УЧЕНИЕ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ОПТИМУМАХ ВИДОВ. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ.
  4. § 4. КЛАССИФИКАЦИЯ ФАКТОРОВ СРЕДЫ
  5. 3.1. Классификация экологических факторов
  6. ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ. ПОНЯТИЕ И КЛАССИФИКАЦИЯ
  7. Приложение 1 Классификация природных (естественных) ресурсов по источникам и местоположению (Реймерс, 1990)
  8. II. СРЕДА ОБИТАНИЯ. ФАКТОРЫ СРЕДЫ И АДАПТАЦИИ К НИМ ОРГАНИЗМОВ. СРЕДЫ ЖИЗНИ
  9. 2.4. Программная лекция 2.2. по модулю 2 "Основы традиционной экологии”: - Теоретическая экология: экологические условия, факторы, ресурсы, экологическая ниша
  10. 4.1. Факторы среды
  11. Экологические факторы и их действие
  12. Влияние абиотических факторов среды
  13. Закономерности воздействия факторов среды на организмы
  14. Понятие об экологических факторах
  15. Факторы окружающей среды и здоровье человека
  16. Абиотические, биотические и антропогенные факторы внешней среды
  17. 1. Факторы развития международного права окружающей среды
  18. 3.2. Совместное действие экологических факторов