Ökologische Faktoren sind alle externen Faktoren, die sich direkt oder indirekt auf die Anzahl (Häufigkeit) und geografische Verbreitung von Organismen auswirken.

Umweltfaktoren sind sowohl in ihrer Natur als auch in ihrer Wirkung auf lebende Organismen sehr vielfältig. Herkömmlicherweise werden alle Umweltfaktoren in drei große Gruppen eingeteilt – abiotisch, biotisch und anthropogen.

Abiotischen Faktoren sind Faktoren unbelebter Natur.

Klimatisch (Sonnenlicht, Temperatur, Luftfeuchtigkeit) und lokal (Relief, Bodenbeschaffenheit, Salzgehalt, Strömungen, Wind, Strahlung etc.). Sie können direkt und indirekt sein.

Anthropogene Faktoren- Dies sind jene Formen menschlicher Aktivität, die durch Beeinflussung der Umwelt die Lebensbedingungen lebender Organismen verändern oder einzelne Pflanzen- und Tierarten direkt betreffen. Einer der wichtigsten anthropogenen Faktoren ist die Umweltverschmutzung.

Umgebungsbedingungen.

Als abiotische Umweltbedingungen werden zeitlich und räumlich veränderliche Umweltbedingungen oder ökologische Bedingungen bezeichnet, auf die Organismen je nach Stärke unterschiedlich reagieren. Umweltbedingungen erlegen Organismen bestimmte Beschränkungen auf.

Zu den wichtigsten Faktoren, die die Lebensbedingungen von Organismen in fast allen Lebensräumen bestimmen, gehören Temperatur, Feuchtigkeit und Licht.

Temperatur.

Jeder Organismus kann nur innerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs leben: Individuen der Art sterben bei zu hohen oder zu niedrigen Temperaturen. Die Grenzen der thermischen Belastbarkeit in verschiedenen Organismen sind unterschiedlich. Es gibt Arten, die Temperaturschwankungen in einem weiten Bereich tolerieren können. Zum Beispiel können Flechten und viele Bakterien bei sehr unterschiedlichen Temperaturen leben. Warmblüter zeichnen sich unter den Tieren durch die größte Bandbreite an Temperaturbeständigkeit aus. Der Tiger beispielsweise verträgt sowohl die sibirische Kälte als auch die Hitze der tropischen Regionen Indiens oder des malaiischen Archipels gleichermaßen gut. Es gibt aber auch Arten, die nur innerhalb mehr oder weniger enger Temperaturgrenzen leben können. In der Land-Luft-Umgebung und sogar in vielen Teilen der aquatischen Umwelt bleibt die Temperatur nicht konstant und kann je nach Jahres- oder Tageszeit stark variieren. In tropischen Gebieten können jährliche Temperaturschwankungen noch weniger auffällig sein als tägliche. Umgekehrt schwanken die Temperaturen in gemäßigten Regionen zu verschiedenen Jahreszeiten erheblich. Tiere und Pflanzen sind gezwungen, sich an die ungünstige Winterzeit anzupassen, in der ein aktives Leben schwierig oder schlichtweg unmöglich ist. In tropischen Gebieten sind solche Anpassungen weniger ausgeprägt. In einer kalten Periode mit ungünstigen Temperaturverhältnissen scheint das Leben vieler Organismen zu pausieren: Winterschlaf bei Säugetieren, Blattabwurf bei Pflanzen usw. Einige Tiere machen lange Wanderungen an Orte mit einem geeigneteren Klima.

Feuchtigkeit.

Wasser ist ein wesentlicher Bestandteil der überwiegenden Mehrheit der Lebewesen: Es ist für ihr normales Funktionieren notwendig. Ein sich normal entwickelnder Organismus verliert ständig Wasser und kann daher nicht in absolut trockener Luft leben. Solche Verluste können früher oder später zum Tod des Organismus führen.

Der einfachste und bequemste Indikator, der die Luftfeuchtigkeit eines bestimmten Gebiets charakterisiert, ist die Niederschlagsmenge, die hier für ein Jahr oder einen anderen Zeitraum fällt.

Pflanzen entziehen dem Boden mit ihren Wurzeln Wasser. Flechten können Wasserdampf aus der Luft aufnehmen. Pflanzen haben eine Reihe von Anpassungen, die einen minimalen Wasserverlust gewährleisten. Alle Landtiere benötigen eine regelmäßige Versorgung, um den unvermeidlichen Wasserverlust durch Verdunstung oder Ausscheidung auszugleichen. Viele Tiere trinken Wasser; andere, wie Amphibien, einige Insekten und Milben, nehmen es in flüssigem oder dampfförmigem Zustand durch die Haut des Körpers auf. Die meisten Wüstentiere trinken nie. Sie decken ihren Bedarf mit Wasser aus der Nahrung. Schließlich gibt es Tiere, die Wasser auf noch komplexere Weise erhalten - im Prozess der Fettoxidation zum Beispiel ein Kamel. Tiere haben wie Pflanzen viele Anpassungen, um Wasser zu sparen.

Hell.

Es gibt lichtliebende Pflanzen, die sich nur unter Sonneneinstrahlung entwickeln können, und schattentolerante Pflanzen, die gut unter dem Blätterdach des Waldes wachsen können. Dies ist für die natürliche Verjüngung des Waldbestandes von großer praktischer Bedeutung: Unter dem Schutz großer Bäume können sich die jungen Triebe vieler Baumarten entwickeln. Normale Lichtverhältnisse äußern sich bei vielen Tieren in einer positiven oder negativen Reaktion auf Licht. Nachtaktive Insekten strömen in Scharen zum Licht und Kakerlaken verstreuen sich auf der Suche nach Deckung, wenn nur in einem dunklen Raum Licht angeschaltet wird. Der Photoperiodismus (Wechsel von Tag und Nacht) ist für viele Tiere, die ausschließlich tagaktiv (die meisten Sperlingsvögel) oder ausschließlich nachtaktiv (viele kleine Nagetiere, Fledermäuse) sind, von großer ökologischer Bedeutung. Kleine Krebstiere, die in der Wassersäule schweben, bleiben nachts in Oberflächengewässern und sinken tagsüber in die Tiefe, um zu helles Licht zu vermeiden.

Licht hat fast keine direkte Wirkung auf Tiere. Es dient lediglich als Signal für die Umstrukturierung der im Körper ablaufenden Prozesse.

Licht, Feuchtigkeit, Temperatur erschöpfen keineswegs die Gesamtheit der ökologischen Bedingungen, die das Leben und die Verbreitung von Organismen bestimmen. Faktoren wie Wind, Luftdruck, Höhe sind ebenfalls wichtig. Der Wind hat einen indirekten Effekt: Durch die Erhöhung der Verdunstung erhöht er die Trockenheit. Starker Wind hilft zu kühlen. Diese Aktion ist wichtig an kalten Orten, im Hochland oder in den Polarregionen.

anthropogene Faktoren. Anthropogene Faktoren sind in ihrer Zusammensetzung sehr vielfältig. Der Mensch beeinflusst die lebendige Natur, indem er Straßen legt, Städte baut, Landwirtschaft betreibt, Flüsse blockiert usw. Moderne menschliche Aktivitäten manifestieren sich zunehmend in Umweltverschmutzung mit Nebenprodukten, oft giftigen Produkten. In Industriegebieten erreichen die Schadstoffkonzentrationen teilweise Grenzwerte, sind also für viele Organismen tödlich. Aber trotz allem wird es fast immer mindestens ein paar Individuen mehrerer Arten geben, die unter solchen Bedingungen überleben können. Der Grund ist, dass in natürlichen Populationen gelegentlich resistente Individuen vorkommen. Wenn die Verschmutzungsgrade steigen, können resistente Individuen die einzigen Überlebenden sein. Darüber hinaus können sie die Gründer einer stabilen Population werden, die Immunität gegen diese Art von Verschmutzung erbt. Aus diesem Grund ermöglicht uns die Umweltverschmutzung sozusagen, die Evolution in Aktion zu beobachten. Allerdings ist nicht jede Bevölkerung mit der Fähigkeit ausgestattet, der Verschmutzung zu widerstehen. Somit ist die Wirkung jedes Schadstoffs zweifach.

Das Gesetz des Optimums.

Viele Faktoren werden vom Körper nur in gewissen Grenzen toleriert. Der Organismus stirbt, wenn beispielsweise die Temperatur der Umgebung zu niedrig oder zu hoch ist. In einer Umgebung, in der die Temperatur nahe an diesen Extremwerten liegt, sind lebende Bewohner selten. Ihre Anzahl nimmt jedoch zu, wenn sich die Temperatur dem Mittelwert nähert, der für diese Art das Beste (Optimum) ist. Und dieses Muster lässt sich auf jeden anderen Faktor übertragen.

Der Bereich der Faktorparameter, in dem sich der Körper wohlfühlt, ist optimal. Organismen mit weiten Resistenzgrenzen haben natürlich eine Chance auf eine weitere Verbreitung. Weite Grenzen der Belastbarkeit bei einem Faktor bedeuten jedoch nicht weite Grenzen bei allen Faktoren. Die Pflanze kann große Temperaturschwankungen tolerieren, hat aber enge Toleranzen gegenüber Wasser. Ein Tier wie eine Forelle kann in Bezug auf die Temperatur sehr anspruchsvoll sein, frisst jedoch eine Vielzahl von Lebensmitteln.

Manchmal kann sich im Laufe des Lebens eines Individuums seine Toleranz (Selektivität) ändern. Der Körper, der nach einer Weile in raue Bedingungen gerät, gewöhnt sich sozusagen daran, passt sich ihnen an. Die Folge davon ist eine Änderung des physiologischen Optimums, und der Vorgang heißt Anpassung oder Akklimatisierung.

Gesetz des Minimums wurde vom Begründer der Mineraldüngerlehre Justus Liebig (1803-1873) formuliert.

Yu.Liebig entdeckte, dass der Ertrag von Pflanzen durch jeden der Hauptnährstoffe begrenzt werden kann, wenn nur dieses Element knapp ist. Es ist bekannt, dass verschiedene Umweltfaktoren zusammenwirken können, dh der Mangel an einem Stoff kann zu einem Mangel an anderen Stoffen führen. Daher kann das Gesetz des Minimums allgemein wie folgt formuliert werden: Ein Element oder ein Umweltfaktor, der minimal ist, begrenzt (limitiert) die lebenswichtige Aktivität des Organismus.

Trotz der Komplexität der Beziehung zwischen Organismen und ihrer Umwelt haben nicht alle Faktoren die gleiche ökologische Bedeutung. So ist beispielsweise Sauerstoff für alle Tiere ein physiologisch notwendiger Faktor, aus ökologischer Sicht jedoch nur in bestimmten Lebensräumen limitierend. Sterben Fische in einem Fluss, muss als erstes die Sauerstoffkonzentration im Wasser gemessen werden, da diese stark schwankt, die Sauerstoffreserven schnell erschöpft sind und oft fehlen. Wird das Absterben von Vögeln in der Natur beobachtet, muss nach einem anderen Grund gesucht werden, da der Sauerstoffgehalt in der Luft relativ konstant und aus Sicht der Ansprüche von Landorganismen ausreichend ist.

Fragen zur Selbstprüfung:

Nennen Sie die wichtigsten Lebenswelten.

Was sind Umweltbedingungen?

Beschreiben Sie die Lebensbedingungen von Organismen im Boden, in aquatischen und terrestrischen Lebensräumen.

Nennen Sie Beispiele für Organismen, die sich an das Leben in verschiedenen Lebensräumen anpassen?

Was sind die Anpassungen von Organismen, die andere Organismen als Lebensraum nutzen?

Welche Wirkung hat die Temperatur auf verschiedene Arten von Organismen?

Wie bekommen Tiere und Pflanzen das Wasser, das sie brauchen?

Welche Wirkung hat Licht auf Organismen?

Wie äußert sich die Wirkung von Schadstoffen auf Organismen?

Begründen Sie, was Umweltfaktoren sind, wie sie sich auf lebende Organismen auswirken?

Was sind die limitierenden Faktoren?

Was ist Akklimatisierung und welche Bedeutung hat sie für die Ausbreitung von Organismen?

Wie manifestieren sich die Gesetze von Optimum und Minimum?

Umweltfaktoren

Das Zusammenspiel von Mensch und Umwelt ist seit jeher Gegenstand medizinischer Untersuchungen. Um die Auswirkungen verschiedener Umweltbedingungen zu bewerten, wurde der Begriff „Umweltfaktor“ vorgeschlagen, der in der Umweltmedizin weit verbreitet ist.

Faktor (vom lateinischen Faktor - machen, produzieren) - der Grund, die treibende Kraft jedes Prozesses, Phänomens, das seine Natur oder bestimmte Merkmale bestimmt.

Ein Umweltfaktor ist jede Umwelteinwirkung, die sich direkt oder indirekt auf lebende Organismen auswirken kann. Ein Umweltfaktor ist eine Umweltbedingung, auf die ein lebender Organismus mit Anpassungsreaktionen reagiert.

Umweltfaktoren bestimmen die Bedingungen für die Existenz von Organismen. Als regulierende Umweltfaktoren können die Bedingungen für die Existenz von Organismen und Populationen betrachtet werden.

Nicht alle Umweltfaktoren (z. B. Licht, Temperatur, Feuchtigkeit, Vorhandensein von Salzen, Verfügbarkeit von Nährstoffen usw.) sind für das erfolgreiche Überleben eines Organismus gleich wichtig. Die Beziehung des Organismus zur Umwelt ist ein komplexer Prozess, bei dem die schwächsten, „verletzlichsten“ Glieder unterschieden werden können. Vor allem aus praktischer Sicht sind diejenigen Faktoren von größtem Interesse, die für das Leben eines Organismus kritisch oder limitierend sind.

Die Idee, dass die Ausdauer eines Organismus durch das schwächste Glied unter ihnen bestimmt wird

all seine Bedürfnisse, wurde erstmals 1840 von K. Liebig zum Ausdruck gebracht. Er formulierte das Prinzip, das als Liebigs Gesetz des Minimums bekannt ist: „Die Ernte wird durch eine Substanz kontrolliert, die auf einem Minimum steht, und die Größe und Stabilität des letzteres wird in der Zeit bestimmt.“

Die moderne Formulierung des J. Liebigschen Gesetzes lautet wie folgt: „Die Lebensmöglichkeiten eines Ökosystems werden durch diejenigen der ökologischen Umweltfaktoren begrenzt, deren Quantität und Qualität nahe an dem vom Ökosystem geforderten Minimum liegen, deren Reduktion zur Folge hat Tod des Organismus oder die Zerstörung des Ökosystems."

Das ursprünglich von K. Liebig formulierte Prinzip wird derzeit auf beliebige Umweltfaktoren ausgedehnt, jedoch um zwei Einschränkungen ergänzt:

Gilt nur für stationäre Systeme;

Es bezieht sich nicht nur auf einen Faktor, sondern auf einen Komplex von Faktoren, die unterschiedlicher Natur sind und in ihrem Einfluss auf Organismen und Populationen zusammenwirken.

Als limitierender Faktor wird nach herrschender Auffassung ein solcher Faktor angesehen, wonach zur Erzielung einer gegebenen (hinreichend kleinen) relativen Änderung der Antwort eine minimale relative Änderung dieses Faktors erforderlich ist.

Neben dem Einfluss eines Mangels, eines „Minimums“ an Umweltfaktoren, kann auch der Einfluss eines Überschusses, also ein Maximum an Faktoren wie Wärme, Licht, Feuchtigkeit, negativ sein. Das Konzept des begrenzenden Einflusses des Maximums zusammen mit dem Minimum wurde 1913 von W. Shelford eingeführt, der dieses Prinzip als „Gesetz der Toleranz“ formulierte: Der begrenzende Faktor für das Gedeihen eines Organismus (Art) kann sowohl a minimale und maximale Umweltbelastung, deren Spanne den Wert der Ausdauer (Toleranz) des Körpers gegenüber diesem Faktor bestimmt.

Das von W. Shelford formulierte Gesetz der Toleranz wurde um eine Reihe von Bestimmungen ergänzt:

Organismen können einen breiten Toleranzbereich für einen Faktor und eine enge Toleranz für einen anderen haben;

Am weitesten verbreitet sind Organismen mit einem großen Toleranzbereich;

Der Toleranzbereich für einen Umweltfaktor kann von anderen Umweltfaktoren abhängen;

Sind die Bedingungen für einen Umweltfaktor nicht optimal für die Art, wirkt sich dies auch auf die Toleranzspanne für andere Umweltfaktoren aus;

Die Toleranzgrenzen hängen maßgeblich vom Zustand des Organismus ab; daher sind die Toleranzgrenzen für Organismen während der Brutzeit oder in einem frühen Entwicklungsstadium normalerweise enger als für Erwachsene;

Der Bereich zwischen dem Minimum und dem Maximum von Umweltfaktoren wird allgemein als Grenzen oder Toleranzbereich bezeichnet. Um die Grenzen der Toleranz gegenüber Umweltbedingungen anzuzeigen, werden die Begriffe „eurybiont“ – ein Organismus mit einer weiten Toleranzgrenze – und „stenobiont“ – mit einer engen Toleranzgrenze – verwendet.

Auf der Ebene von Gemeinschaften und sogar Arten ist das Phänomen der Faktorkompensation bekannt, worunter die Fähigkeit verstanden wird, sich an Umweltbedingungen so anzupassen (anzupassen), dass der begrenzende Einfluss von Temperatur, Licht, Wasser und anderen physikalischen Faktoren abgeschwächt wird Faktoren. Arten mit großer geografischer Verbreitung bilden fast immer Populationen, die an lokale Bedingungen angepasst sind – Ökotypen. In Bezug auf Menschen gibt es den Begriff ökologisches Porträt.

Es ist bekannt, dass nicht alle natürlichen Umweltfaktoren für das menschliche Leben gleich wichtig sind. Die wichtigsten berücksichtigen also die Intensität der Sonneneinstrahlung, die Lufttemperatur und -feuchtigkeit, die Konzentration von Sauerstoff und Kohlendioxid in der Oberflächenschicht der Luft sowie die chemische Zusammensetzung von Boden und Wasser. Der wichtigste Umweltfaktor ist das Essen. Zur Aufrechterhaltung des Lebens, für das Wachstum und die Entwicklung, Fortpflanzung und Erhaltung der menschlichen Bevölkerung wird Energie benötigt, die in Form von Nahrung aus der Umwelt gewonnen wird.

Es gibt verschiedene Ansätze zur Klassifizierung von Umweltfaktoren.

In Bezug auf den Körper werden Umweltfaktoren unterteilt in: externe (exogene) und interne (endogene). Es wird angenommen, dass äußere Faktoren, die auf den Organismus einwirken, selbst nicht oder fast nicht seinem Einfluss unterliegen. Dazu gehören Umweltfaktoren.

Externe Umweltfaktoren in Bezug auf das Ökosystem und lebende Organismen sind die Auswirkungen. Die Reaktion eines Ökosystems, einer Biozönose, von Populationen und einzelnen Organismen auf diese Auswirkungen wird als Reaktion bezeichnet. Die Art der Reaktion auf den Aufprall hängt von der Fähigkeit des Körpers ab, sich an Umweltbedingungen anzupassen, sich anzupassen und Resistenz gegen den Einfluss verschiedener Umweltfaktoren, einschließlich nachteiliger Auswirkungen, zu erlangen.

Es gibt auch so etwas wie einen Letalfaktor (von lateinisch - letalis - tödlich). Dies ist ein Umweltfaktor, dessen Wirkung zum Tod lebender Organismen führt.

Viele chemische und physikalische Schadstoffe können ab bestimmten Konzentrationen tödlich wirken.

Innere Faktoren korrelieren mit den Eigenschaften des Organismus selbst und formen ihn, d.h. sind in seiner Zusammensetzung enthalten. Interne Faktoren sind die Anzahl und Biomasse der Populationen, die Menge verschiedener Chemikalien, die Eigenschaften der Wasser- oder Bodenmasse usw.

Nach dem Kriterium „Leben“ werden Umweltfaktoren in biotische und abiotische eingeteilt.

Letztere umfassen unbelebte Bestandteile des Ökosystems und seiner äußeren Umgebung.

Abiotische Umweltfaktoren sind Bestandteile und Phänomene unbelebter, anorganischer Natur, die direkt oder indirekt auf lebende Organismen einwirken: Klima-, Boden- und hydrographische Faktoren. Die wichtigsten abiotischen Umweltfaktoren sind Temperatur, Licht, Wasser, Salzgehalt, Sauerstoff, elektromagnetische Eigenschaften und Boden.

Abiotische Faktoren werden unterteilt in:

Physisch

Chemisch

Biotische Faktoren (aus dem Griechischen biotikos - Leben) - Faktoren der Lebensumgebung, die die Vitalaktivität von Organismen beeinflussen.

Biotische Faktoren werden unterteilt in:

Phytogen;

mikrobiogen;

Zoogen:

Anthropogen (soziokulturell).

Die Wirkung biotischer Faktoren drückt sich in Form gegenseitiger Einflüsse einiger Organismen auf die Lebenstätigkeit anderer Organismen und insgesamt auf die Umwelt aus. Unterscheiden Sie zwischen direkten und indirekten Beziehungen zwischen Organismen.

In den letzten Jahrzehnten wurde zunehmend der Begriff anthropogene Faktoren verwendet, d.h. vom Menschen verursacht. Anthropogene Faktoren stehen natürlichen oder natürlichen Faktoren gegenüber.

Der anthropogene Faktor ist eine Reihe von Umweltfaktoren und Auswirkungen, die durch menschliche Aktivitäten in Ökosystemen und der Biosphäre als Ganzes verursacht werden. Der anthropogene Faktor ist die direkte Einwirkung eines Menschen auf Organismen oder die Einwirkung auf Organismen durch eine Veränderung seines Lebensraums durch einen Menschen.

Umweltfaktoren werden auch unterteilt in:

1. Physisch

Natürlich

Anthropogen

2. Chemikalie

Natürlich

Anthropogen

3. Biologisch

Natürlich

Anthropogen

4. Sozial (sozialpsychologisch)

5. Informativ.

Umweltfaktoren werden auch in klimageografische, biogeografische, biologische sowie Boden, Wasser, Atmosphäre usw. unterteilt.

physische Faktoren.

Physische natürliche Faktoren umfassen:

Klima, einschließlich des Mikroklimas des Gebiets;

geomagnetische Aktivität;

Natürlicher Strahlungshintergrund;

Kosmische Strahlung;

Terrain;

Physikalische Faktoren werden unterteilt in:

Mechanisch;

Vibration;

Akustisch;

EM-Strahlung.

Physische anthropogene Faktoren:

Mikroklima von Siedlungen und Räumlichkeiten;

Verschmutzung der Umwelt durch elektromagnetische Strahlung (ionisierende und nichtionisierende);

Lärmbelästigung der Umwelt;

Thermische Verschmutzung der Umwelt;

Verformung der sichtbaren Umgebung (Änderungen im Gelände und Farben in Siedlungen).

chemische Faktoren.

Zu den natürlichen Chemikalien gehören:

Chemische Zusammensetzung der Lithosphäre:

Chemische Zusammensetzung der Hydrosphäre;

Die chemische Zusammensetzung der Atmosphäre,

Die chemische Zusammensetzung von Lebensmitteln.

Die chemische Zusammensetzung der Lithosphäre, Atmosphäre und Hydrosphäre hängt von der natürlichen Zusammensetzung + der Freisetzung von Chemikalien infolge geologischer Prozesse (z. B. Verunreinigungen von Schwefelwasserstoff infolge eines Vulkanausbruchs) und der lebenswichtigen Aktivität ab Organismen (z. B. Verunreinigungen in der Luft von Phytonziden, Terpenen).

Anthropogene chemische Faktoren:

Hausmüll,

Industriemüll,

Synthetische Materialien, die im Alltag, in der Landwirtschaft und in der industriellen Produktion verwendet werden,

Produkte der pharmazeutischen Industrie,

Lebensmittelzusatzstoffe.

Die Wirkung chemischer Faktoren auf den menschlichen Körper kann folgende Ursachen haben:

Überschuss oder Mangel an natürlichen chemischen Elementen in

Umwelt (natürliche Mikroelementosen);

Überschüssiger Gehalt an natürlichen chemischen Elementen in der Umwelt

Umwelt im Zusammenhang mit menschlichen Aktivitäten (anthropogene Verschmutzung),

Das Vorhandensein ungewöhnlicher chemischer Elemente in der Umgebung

(Xenobiotika) durch anthropogene Verschmutzung.

Biologische Faktoren

Biologische oder biotische (aus dem Griechischen biotikos - Leben) Umweltfaktoren - Faktoren der Lebensumgebung, die die Lebenstätigkeit von Organismen beeinflussen. Die Wirkung biotischer Faktoren drückt sich in Form gegenseitiger Einflüsse einiger Organismen auf die Vitalaktivität anderer sowie in ihrem gemeinsamen Einfluss auf die Umwelt aus.

Biologische Faktoren:

Bakterien;

Pflanzen;

Protozoen;

Insekten;

Wirbellose (einschließlich Helminthen);

Wirbeltiere.

Soziales Umfeld

Die menschliche Gesundheit wird nicht vollständig durch die in der Ontogenese erworbenen biologischen und psychologischen Eigenschaften bestimmt. Der Mensch ist ein soziales Wesen. Er lebt in einer Gesellschaft, die einerseits von staatlichen Gesetzen und andererseits von den sogenannten allgemein anerkannten Gesetzen, moralischen Grundsätzen, Verhaltensregeln einschließlich verschiedener Einschränkungen usw.

Die Gesellschaft wird von Jahr zu Jahr komplexer und wirkt sich zunehmend auf die Gesundheit des Einzelnen, der Bevölkerung und der Gesellschaft aus. Um die Vorteile einer zivilisierten Gesellschaft genießen zu können, muss eine Person in starrer Abhängigkeit von der in der Gesellschaft akzeptierten Lebensweise leben. Für diese oft sehr zweifelhaften Leistungen bezahlt der Mensch mit einem Teil seiner Freiheit oder ganz mit seiner ganzen Freiheit. Und ein Mensch, der nicht frei und abhängig ist, kann nicht vollkommen gesund und glücklich sein. Ein Teil der Freiheit des Menschen, der einer technokritischen Gesellschaft im Austausch für die Vorteile eines zivilisierten Lebens gegeben wird, hält ihn ständig in einem Zustand neuropsychischer Anspannung. Ständige neuropsychische Über- und Überforderung führt zu einer Abnahme der psychischen Stabilität aufgrund einer Abnahme der Reservefähigkeit des Nervensystems. Darüber hinaus gibt es viele soziale Faktoren, die zur Störung der Anpassungsfähigkeit einer Person und zur Entwicklung verschiedener Krankheiten führen können. Dazu gehören soziale Unordnung, Zukunftsunsicherheit, moralische Unterdrückung, die als Hauptrisikofaktoren gelten.

Soziale Faktoren

Soziale Faktoren werden unterteilt in:

1. Gesellschaftssystem;

2. Produktionsbereich (Industrie, Landwirtschaft);

3. Haushaltsbereich;

4. Bildung und Kultur;

5. Bevölkerung;

6. Zo und Medizin;

7. andere Sphären.

Es gibt auch die folgende Gruppierung sozialer Faktoren:

1. Sozialpolitik, die einen Soziotyp bildet;

2. Soziale Sicherheit, die sich direkt auf die Gesundheitsbildung auswirkt;

3. Umweltpolitik, die den Ökotyp bildet.

Der Soziotyp ist ein indirektes Merkmal der integralen sozialen Belastung im Sinne der Gesamtheit der Faktoren des sozialen Umfelds.

Der Soziotyp umfasst:

2. Arbeitsbedingungen, Ruhe und Leben.

Jeder Umweltfaktor in Bezug auf eine Person kann sein: a) günstig - trägt zu seiner Gesundheit, Entwicklung und Verwirklichung bei; b) ungünstig, was zu seiner Krankheit und Degradierung führt, c) beides beeinflusst. Es ist nicht weniger offensichtlich, dass die meisten Einflüsse in Wirklichkeit letzterer Art sind und sowohl positive als auch negative Seiten haben.

In der Ökologie gibt es ein Gesetz des Optimums, nach dem jede ökologische

der Faktor hat bestimmte Grenzen des positiven Einflusses auf lebende Organismen. Der optimale Faktor ist die für den Organismus günstigste Intensität des Umweltfaktors.

Die Auswirkungen können auch unterschiedlich groß sein: Einige betreffen die gesamte Bevölkerung des Landes als Ganzes, andere die Einwohner einer bestimmten Region, andere betreffen Gruppen, die durch demografische Merkmale identifiziert werden, und wieder andere betreffen einen einzelnen Bürger.

Wechselwirkung von Faktoren - gleichzeitige oder aufeinanderfolgende Gesamteinwirkung verschiedener natürlicher und anthropogener Faktoren auf Organismen, die zu einer Schwächung, Verstärkung oder Änderung der Wirkung eines einzelnen Faktors führen.

Synergismus ist die kombinierte Wirkung von zwei oder mehr Faktoren, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ihre kombinierte biologische Wirkung die Wirkung jeder Komponente und ihrer Summe deutlich übersteigt.

Es sollte verstanden und daran erinnert werden, dass der Hauptschaden für die Gesundheit nicht durch einzelne Umweltfaktoren verursacht wird, sondern durch die gesamte integrale Umweltbelastung des Körpers. Sie besteht aus einer ökologischen Belastung und einer sozialen Belastung.

Umweltbelastung ist eine Kombination aus Faktoren und Bedingungen der natürlichen und vom Menschen geschaffenen Umwelt, die für die menschliche Gesundheit ungünstig sind. Ein Ökotyp ist ein indirektes Merkmal einer integralen ökologischen Belastung, die auf einer Kombination von Faktoren der natürlichen und vom Menschen verursachten Umwelt basiert.

Ökotypbewertungen erfordern Hygienedaten zu:

Die Wohnqualität

Wasser trinken,

Luft,

Boden, Nahrung,

Medikamente usw.

Soziale Belastung ist eine Reihe von Faktoren und Bedingungen des sozialen Lebens, die für die menschliche Gesundheit ungünstig sind.

Umweltfaktoren, die die Gesundheit der Bevölkerung prägen

1. Klimatisch-geografische Merkmale.

2. Sozioökonomische Merkmale des Wohnortes (Stadt, Dorf).

3. Sanitäre und hygienische Eigenschaften der Umgebung (Luft, Wasser, Boden).

4. Merkmale der Ernährung der Bevölkerung.

5. Merkmale der Arbeitstätigkeit:

Beruf,

Sanitäre und hygienische Arbeitsbedingungen,

Das Vorhandensein von Berufsrisiken,

Psychisches Mikroklima am Arbeitsplatz,

6. Familien- und Haushaltsfaktoren:

Familienzusammensetzung,

Die Art des Gehäuses

Durchschnittliches Einkommen pro Familienmitglied,

Organisation des Familienlebens.

Verteilung der arbeitsfreien Zeit,

Psychisches Klima in der Familie.

Indikatoren, die die Einstellung zum Gesundheitszustand charakterisieren und die Aktivität zu seiner Aufrechterhaltung bestimmen:

1. Subjektive Einschätzung der eigenen Gesundheit (gesund, krank).

2. Bestimmung des Platzes der persönlichen Gesundheit und der Gesundheit von Familienmitgliedern im System individueller Werte (Wertehierarchie).

3. Bewusstsein über die Faktoren, die zur Erhaltung und Förderung der Gesundheit beitragen.

4. Das Vorhandensein von schlechten Gewohnheiten und Abhängigkeiten.

Ökologie und Biosphäre

Prüfung

1. Nennen Sie Gruppen von Umweltfaktoren und nennen Sie Beispiele. Was ist die Besonderheit der menschlichen Aktivität als Umweltfaktor

Elemente der Umwelt, die lebende Organismen beeinflussen, werden als Umweltfaktoren bezeichnet. Sie sind unterteilt:

1. Abiotisch;

2. Biotisch;

3. Anthropogen.

Abiotische Faktoren umfassen Elemente der unbelebten Natur: Licht, Temperatur, Feuchtigkeit, Niederschlag, Wind, atmosphärischer Druck, Hintergrundstrahlung, chemische Zusammensetzung der Atmosphäre, Wasser, Boden und dergleichen.

Biotische Faktoren sind lebende Organismen (Bakterien, Pilze, Pflanzen, Tiere), die mit diesem Organismus interagieren.

Anthropogene Faktoren umfassen Merkmale der Umwelt aufgrund menschlicher Arbeitstätigkeit. Mit dem Wachstum der Bevölkerung und der technischen Ausstattung der Menschheit nimmt der Anteil anthropogener Faktoren stetig zu.

Im Prozess des Naturmanagements bewegt die Menschheit jährlich mehr als 4 Billionen Tonnen Abfall auf unserem Planeten. Tonnen Materie entstehen Tausende neuer chemischer Verbindungen, von denen die meisten nicht in den Stoffkreislauf aufgenommen werden und sich schließlich in der Biosphäre anreichern und deren Verschmutzung verursachen. Als Folge der industriellen Tätigkeit kommt es zu einer Verschmutzung der natürlichen Umwelt, einer Abnahme der Sonneneinstrahlung in großen geografischen Regionen.

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Umweltfaktoren- Eigenschaften der Umgebung, die auf den Körper einwirken. Zum Beispiel das Vorhandensein von Mineralien, Sauerstoffzugang, Bodenfeuchtigkeit, Bodentemperatur, Bodenlockerung. Indifferente Elemente der Umgebung, wie z. B. Inertgase, sind keine Umweltfaktoren.

Modi

Durch die Art der Auswirkung

• Direktes Handeln
• Indirekt wirkend
• Bedingt in Betrieb- der Einfluss von Ökosystemelementen (Biogeozänose), verstärkt oder abgeschwächt durch die Einwirkung anderer Umweltfaktoren

Herkunft

• abiotisch- Faktoren unbelebter Natur:
  • klimatisch
  • edaphisch (edaphogen)
  • orographisch
  • chemisch
  • körperlich: Rauschen, Magnetfelder, Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität, Radioaktivität, Intensität der Sonneneinstrahlung ***** hydrographisch: Wasserdichte, Durchfluss, Transparenz usw.
    • pyrogen: Brandfaktoren[ Quelle nicht angegeben 824 Tage] (Odum, 1975, 1986)
• Biotisch
  • phytogen- Einfluss von Pflanzen
  • mykogen- Einfluss von Pilzen
  • zoogen- Tierischer Einfluss
  • mikrobiogen- Einfluss von Mikroorganismen
• Anthropogener (anthropischer) Faktor:
  • 1912 hat der russische Wissenschaftler Prof. G. F. Morozov definierte in seinem Buch "Die Lehre vom Wald" den Einfluss des Menschen auf die Natur als einen separaten Umweltfaktor und unterteilte ihn nach der Art des Einflusses auf die natürliche Umwelt in direkte, indirekte und bedingte anthropogene Auswirkungen [Morozov, 1949 ].
  • Direkter anthropogener Einfluss- direkter menschlicher Einfluss auf die Bestandteile des Ökosystems (Biogeozänose). Dies ist das Sammeln von Beeren, Pilzen, Fällen von Bäumen usw.
  • Indirekte anthropogene Auswirkungen– menschlicher Einfluss durch eine mittlere Ebene. Dies ist eine Änderung des Grundwasserspiegels, eine Änderung des Temperaturregimes, Strahlenbelastung usw.
  • Bedingter anthropogener Einfluss- Dies ist die Wirkung von biotischen und abiotischen Faktoren, verstärkt oder abgeschwächt durch menschliche Exposition.
  • Im Jahr 1981 ist die Definition von „Anthropogener Faktor [anthropogene Auswirkung] jede Auswirkung auf die Umwelt, die zu quantitativen und qualitativen Veränderungen ihrer Bestandteile führt, verbunden mit sowohl bewusster als auch unbewusster menschlicher Aktivität [Popa, 1981].
  • 2011 wurde eine am Beispiel von Laubwäldern der Steppenzone entwickelte Skala der anthropogenen Exkursion von Biogeozänosen (Ökosystemen) veröffentlicht, die 12 Stadien der Umweltzerstörung durch den Menschen umfasst, vom Zustand bedingt ungestörter Ökosysteme bis zum Stadium des vollständigen Verlusts lebenswichtiger Funktionen durch Biogeozänosen [Popa, 2011].

Durch Ausgaben

• Ressourcen
• Bedingungen

Nach Richtung

• Vektorisiert
• mehrjährig-zyklisch

• Monodominanz
• Synergie
• Antagonismus
• provokativ

extreme Werte

Lebenskurve einer mehrjährigen Pflanze. Einjährige Pflanzen sind nicht in der Lage, in einen Ruhezustand zu gehen, und ihre Lebenszone fällt mit der Zone vitaler Aktivität zusammen.

Plastik

Lebenskurve Punkte und Zonen:

• Himmelsrichtungen:
  • Punkte Minimum und maximal
  • Punkt Optimum
• Zonen:
  • Zone Optimum
  • Zonen Pessimismus
  • Zone lebenswichtige Tätigkeit
  • Zonen sich ausruhen
  • Zone Leben

Reaktionsrate

Fülle oder Häufigkeit des Auftretens

Literaturverzeichnis

• Sahney, S., Benton, M.J. und Ferry, P.A. (2010). "Verbindungen zwischen globaler taxonomischer Vielfalt, ökologischer Vielfalt und der Ausbreitung von Wirbeltieren an Land" (PDF) . Biologie Briefe 6 (4): 544–547. DOI:10.1098/rsbl.2009.1024. PMID 20106856.
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Umweltfaktoren

Anpassung von Organismen an die Umwelt

Grundlegende Lebenswelten

Umweltfaktoren

Organismus und Umwelt

Vorlesung 6. Grundlagen der Autökologie. Organismus und Umwelt

Die Autekologie untersucht die Beziehung der Mitglieder einer Art zu ihrer Umwelt. Es basiert auf der Untersuchung der Anpassungsprozesse von Arten an die Umwelt (faktorielle Ökologie). Die Humanökologie untersucht auch den Einfluss (Rationierung) von Umweltfaktoren, ihre extremen Auswirkungen auf den Körper.

Die lebende Welt um uns herum besteht aus Organismen, die sich ständig fortpflanzen. Eine Blattlaus kann in einem Sommer mehr als 300 Millionen Nachkommen hinterlassen. Es hat die Fähigkeit, sich unbegrenzt zu vermehren. Aber es gibt kein unbegrenztes zahlenmäßiges Wachstum, der Hauptbegrenzer ist der Mangel an Ressourcen. Für Pflanzen - Mineralsalze, Kohlendioxid, Wasser, Licht. Für Tiere - Futter, Wasser. Bestände dieser Ressourcen hemmen die Fortpflanzung. Der zweite Limiter ist der Einfluss verschiedener ungünstiger Bedingungen, die das Wachstum und die Fortpflanzung verlangsamen. Das Pflanzenwachstum ist wetterabhängig. Die Vermehrung von Wasserlebewesen wird durch den geringen Sauerstoffgehalt im Wasser gehemmt. Außerdem kommt es zu Screening und Tod von bereits produzierten Embryonen oder jungen Individuen. Zum Beispiel keimen nicht alle Eicheln. Hohe Fruchtbarkeit zeichnet sich durch Arten aus, bei denen der Tod von Individuen in der Natur sehr hoch ist.

Der Körper, der das Bedürfnis nach einem Zufluss von Materie, Energie und Informationen erfährt, ist vollständig von der Umgebung abhängig.

Gesetz - Die Ergebnisse der Entwicklung eines Organismus werden durch das Verhältnis seiner inneren Eigenschaften und der Eigenschaften der Umgebung, in der er sich befindet, bestimmt.

Evolutionär entstandene Anpassung von Organismen an Umweltbedingungen, ausgedrückt in einer Veränderung ihrer äußeren und inneren Merkmale - Anpassung. Das Prinzip von Le Chatelier: "Die Evolution eines jeden Systems geht in die Richtung, die potenzielle Gefahr zu verringern." Nach diesem Prinzip trägt die Evolution eines Organismus zu seiner Anpassung an wechselnde äußere Einflüsse bei.

Umweltfaktoren- dies sind bestimmte Bedingungen und Elemente der Umgebung, die eine spezifische Wirkung auf den Körper haben.

Umgebungsfaktoren: 1- abiotisch. 2 - biotisch. 3- anthropogen.

Abiotischen Faktoren- eine Reihe von Faktoren der anorganischen Umwelt, die das Leben und die Verbreitung von Tieren und Pflanzen beeinflussen

Abiotischen Faktoren

physikalisch chemisch edaphisch (Boden)

Biotische Faktoren- eine Reihe von Einflüssen der Lebensaktivität einiger Organismen auf die Lebensaktivität anderer sowie auf den unbelebten Lebensraum

Biotische Faktoren

intraspezifischer interspezifischer Einfluss auf

Wechselwirkungen Wechselwirkungen abiotische Faktoren

(Commonwealth)

Kommensalismus

(ein Gewinn)

Amensalismus

(eine Art hemmt das Wachstum einer anderen)

Anthropogene Faktoren– vom Menschen verursachte Faktoren, die die Umwelt beeinflussen (Verschmutzung, Bodenerosion, Entwaldung usw.)

Die allgemeine Art der Wirkung von Umweltfaktoren.

Im Lebensprozess beruht die Wechselwirkung von Organismen mit der Umwelt und ihren Bestandteilen auf der Übertragung zwischen den Elementen des Systems von Stoffmassenströmen und deren Verbindungen, Energien aller Art und Informationen. In Übereinstimmung mit dem Lebenserhaltungsgesetz von Yu. N. Kurazhkovsky: „Leben kann nur im Prozess der Bewegung durch einen lebenden Körper von Stoff-, Energie- und Informationsströmen existieren.“

Die Wechselwirkung des Organismus mit der Umwelt unterliegt den folgenden Gesetzmäßigkeiten. Hauptgesetz optimal (Toleranz). Liebigs Gesetz Es drückt sich darin aus, dass jeder Umweltfaktor bestimmte Grenzen positiver Auswirkungen auf den Körper hat. Bei Abweichung von diesen Grenzwerten ändert sich das Vorzeichen der Auswirkung ins Gegenteil: Tiere vertragen beispielsweise keine Hitze und keinen strengen Frost; Trockenheit und starke Regenfälle sind ungünstig für die Ernte. Die Kurven des Optimums jedes Faktors für verschiedene Arten fallen nicht zusammen. Kamele und Springmäuse können die Bedingungen der nördlichen Wüsten nicht ertragen und Rentiere und Lemminge die heißen südlichen. Einige Arten können innerhalb enger Grenzen des Optimums leben, während andere innerhalb weiter Grenzen leben können. Die empfindliche Pflanze stirbt ohne Feuchtigkeit in der Luft, an Federgras stirbt sie auch nicht bei Trockenheit. Das Optimum und die Grenzen der Ausdauer sind während des Lebens des Organismus nicht konstant. Das Optimum kann verschoben werden (Temperaturhärtung).

Entsprechend der Optimalregel für einen Organismus gibt es einen Bereich des günstigsten (optimalen) Wertes des Faktors. Außerhalb des Optimums liegen Unterdrückungszonen, die zu kritischen Punkten werden. Für einige Organismen hat die optimale Zone einen weiten Bereich. Sie heißen - Eurybionten(Griechisch breit, Leben). Organismen mit enger Reichweite - Stenobionten(eng).

Der Bereich der Faktorwerte (zwischen kritischen Punkten) wird genannt ökologische Wertigkeit. Synonym für Wertigkeit Toleranz.( lat Toleranz - Geduld) oder Plastizität (Variabilität) Wenn die Umgebung relativ konstant und wenig veränderlich ist, gibt es mehr Stenobionten (z. B. in der aquatischen Umgebung). Wenn die Umgebung dynamisch ist, zum Beispiel Wasser-Luft, überleben Eurybionten eher darin. Die optimale Zone und die ökologische Wertigkeit sind bei warmblütigen Tieren breiter.

Die Wirkung des Temperaturfaktors. Wenn der Toleranzbereich in einem weiten Bereich liegt (-5; +25), werden solche Organismen als eurythermal bezeichnet, wenn er eng ist - stenotherm. Kann euryhalin (Salzgehalt) sein

Reis. 1. Abhängigkeit des Lebenspotentials von der Intensität des Impact Factors

1. - Zone des Optimums (Komfort);

2. - Zone der zulässigen Lebenstätigkeit;

3. - Zone der Unterdrückung;

4. - Todeszone.

Toleranz - die Fähigkeit des Körpers, die nachteiligen Auswirkungen eines bestimmten Umweltfaktors zu tolerieren.

Optimale Zone mit einem Komfortpunkt (Maximalpunkt - Lebenspotential) - der Bereich des optimalen Lebens.

Zonen zulässiger Aktivität - Die Werte der zulässigen Werte des Stoßfaktors sind der Bereich des normalen Lebens.

Zonen der Unterdrückung - Zonen mit großen Abweichungen des Faktors vom Optimum, in denen der Körper eine Depression der Vitalaktivität erfährt.

Todeszone – Die Toleranzgrenzen für den Einflussfaktor stimmen mit den Werten des Minimums und Maximums des Faktors überein, über die hinaus die Existenz des Organismus nicht möglich ist.

Es sollte bedacht werden, dass einige Faktoren die Wirkung anderer verstärken oder abschwächen können. Überschüssige Wärme kann durch niedrige Luftfeuchtigkeit abgemildert werden. . Das Gesetz der Unabhängigkeit von Faktoren von V. R. Williams: „Die Lebensbedingungen sind gleichwertig, keiner der Lebensfaktoren kann durch einen anderen ersetzt werden“

2. Gesetz - der begrenzende Faktor. Der signifikanteste Faktor ist derjenige, der am weitesten von den optimalen Werten abweicht. Ein Faktor, der zu wenig oder zu viel ist (in der Nähe von kritischen Punkten), wirkt sich negativ auf den Körper aus. Limitierende Faktoren bestimmen die Grenzen der Verbreitung von Arten - das Verbreitungsgebiet. Die Produktivität von Organismen und Gemeinschaften hängt von ihnen ab.

Die Regel des limitierenden Faktors in der Agronomie. Wenn dem Boden 50 % Phosphor und 20 % Kalzium fehlen, ist der Ertrag fünfmal geringer. Bei Zugabe von Calcium beträgt die Ausbeute 59 %.

Eine Person verstößt durch ihre Tätigkeit häufig gegen alle Wirkungsmuster von Faktoren - Zerstörung von Lebensräumen, Verletzung des Wasser- und Mineralstoffhaushalts.

Das Gesetz des Optimums und des Begrenzungsfaktors können in einem Gesetz ausgedrückt werden W. Shelfords Gesetz der Toleranz:„Der begrenzende Faktor für den Wohlstand einer Bevölkerung (Organismus) kann sowohl ein Minimum als auch ein Maximum der Umweltbelastung sein, und die Spanne dazwischen bestimmt die Dauer (Toleranzgrenze) eines Organismus gegenüber einem bestimmten Faktor.“

Umweltfaktoren sind:

Umweltfaktoren

Umweltfaktoren- Eigenschaften der Umgebung, die auf den Körper einwirken. Indifferente Elemente der Umgebung, zum Beispiel Inertgase, sind keine Umweltfaktoren.

Umweltfaktoren sind zeitlich und räumlich sehr variabel. Beispielsweise schwankt die Temperatur auf der Landoberfläche stark, ist aber auf dem Grund des Ozeans oder in den Tiefen von Höhlen nahezu konstant.

Ein und derselbe Umweltfaktor hat im Leben zusammenlebender Organismen eine andere Bedeutung. Beispielsweise spielt der Salzhaushalt des Bodens eine primäre Rolle bei der mineralischen Ernährung von Pflanzen, ist aber den meisten Landtieren gleichgültig. Die Intensität der Beleuchtung und die spektrale Zusammensetzung des Lichts sind im Leben phototropher Organismen (die meisten Pflanzen und photosynthetischen Bakterien) äußerst wichtig, während im Leben heterotropher Organismen (Pilze, Tiere, ein erheblicher Teil der Mikroorganismen) Licht nicht vorhanden ist eine spürbare Auswirkung auf das Leben.

Umweltfaktoren können als Reizstoffe wirken, die adaptive Veränderungen der physiologischen Funktionen verursachen; als Einschränkungen, die es bestimmten Organismen unmöglich machen, unter gegebenen Bedingungen zu existieren; als Modifikatoren, die morphoanatomische und physiologische Veränderungen in Organismen bestimmen.

Organismen werden nicht von statischen, unveränderlichen Faktoren beeinflusst, sondern von deren Modi- die Abfolge der Änderungen über einen bestimmten Zeitraum.

Klassifikationen von Umweltfaktoren

Durch die Art der Auswirkung

• Direktes Handeln- direkten Einfluss auf den Körper, hauptsächlich auf den Stoffwechsel
• Indirekt wirkend- indirekte Beeinflussung durch Veränderung direkt wirkender Faktoren (Relief, Exposition, Höhe etc.)

Herkunft

• abiotisch- Faktoren unbelebter Natur:
  • klimatisch: Jahressumme der Temperaturen, Jahresmitteltemperatur, Luftfeuchtigkeit, Luftdruck
  • edaphisch (edaphogen): Mechanische Zusammensetzung des Bodens, Luftdurchlässigkeit des Bodens, Säuregehalt des Bodens, Chemische Zusammensetzung des Bodens
  • orographisch: Gelände, Höhe, Hangneigung und Exposition
  • chemisch: Gaszusammensetzung der Luft, Salzzusammensetzung des Wassers, Konzentration, Säuregehalt
  • körperlich: Lärm, Magnetfelder, Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität, Radioaktivität, Sonneneinstrahlungsintensität
• Biotisch- im Zusammenhang mit den Aktivitäten lebender Organismen:
  • phytogen- Einfluss von Pflanzen
  • mykogen- Einfluss von Pilzen
  • zoogen- Tierischer Einfluss
  • mikrobiogen- Einfluss von Mikroorganismen
• :
  • körperlich: die Nutzung der Kernenergie, Reisen in Zügen und Flugzeugen, die Auswirkungen von Lärm und Vibrationen
  • chemisch: Einsatz von mineralischen Düngemitteln und Pestiziden, Verschmutzung der Erdhüllen durch Industrie- und Verkehrsabfälle
  • biologisch: Lebensmittel; Organismen, für die ein Mensch Lebensraum oder Nahrungsquelle sein kann
  • Sozial- verbunden mit menschlichen Beziehungen und dem Leben in der Gesellschaft

Durch Ausgaben

• Ressourcen- Elemente der Umwelt, die der Körper verbraucht und deren Zufuhr in die Umwelt reduziert wird (Wasser, CO 2 , O 2 , Licht)
• Bedingungen- Elemente der Umwelt, die nicht vom Körper verbraucht werden (Temperatur, Luftbewegung, Säuregehalt des Bodens)

Nach Richtung

• Vektorisiert- richtungsändernde Faktoren: Sumpf, Bodenversalzung
• mehrjährig-zyklisch- mit wechselnden mehrjährigen Perioden der Verstärkung und Abschwächung des Faktors, zB Klimawandel durch den 11-jährigen Sonnenzyklus
• Oszillatorisch (Impuls, Fluktuation)- Schwankungen in beide Richtungen ab einem bestimmten Mittelwert (tägliche Schwankungen der Lufttemperatur, Änderung des durchschnittlichen monatlichen Niederschlags im Jahresverlauf)

Die Wirkung von Umweltfaktoren auf den Körper

Umweltfaktoren wirken auf den Körper nicht einzeln, sondern in Kombination bzw. in Kombination, jede Reaktion des Körpers ist multifaktoriell bedingt. Gleichzeitig ist der integrale Einfluss von Faktoren nicht gleich der Summe der Einflüsse einzelner Faktoren, da zwischen ihnen verschiedene Arten von Wechselwirkungen auftreten, die in vier Haupttypen unterteilt werden können:

• Monodominanz- Einer der Faktoren unterdrückt die Wirkung der anderen und sein Wert ist für den Organismus von entscheidender Bedeutung. Somit verhindert das völlige Fehlen oder das Vorhandensein von mineralischen Nährelementen in einem starken Mangel oder Überschuss im Boden die normale Assimilation anderer Elemente durch Pflanzen.
• Synergie- Gegenseitige Verstärkung mehrerer Faktoren durch positives Feedback. Beispielsweise erhöhen Bodenfeuchte, Nitratgehalt und Beleuchtung bei einer Verbesserung der Versorgung mit einem von ihnen die Wirkung der Auswirkungen der anderen beiden.
• Antagonismus- Gegenseitiges Aussterben mehrerer Faktoren aufgrund negativer Rückkopplung: Eine Zunahme der Heuschreckenpopulation trägt zu einer Abnahme der Nahrungsressourcen bei und ihre Population geht zurück.
• provokativ- eine Kombination aus positiven und negativen Auswirkungen auf den Körper, wobei der Einfluss der letzteren durch den Einfluss der ersteren verstärkt wird. Je früher also das Tauwetter eintritt, desto mehr leiden die Pflanzen unter Folgefrösten.

Der Einfluss von Faktoren hängt auch von der Art und dem aktuellen Zustand des Organismus ab, so dass sie sich sowohl auf verschiedene Arten als auch auf einen Organismus in verschiedenen Stadien der Ontogenese ungleich auswirken: Niedrige Feuchtigkeit ist schädlich für Hydrophyten, aber harmlos für Xerophyten; Niedrige Temperaturen werden von erwachsenen Nadelbäumen der gemäßigten Zone unbeschadet vertragen, sind aber für Jungpflanzen gefährlich.

Faktoren können sich teilweise gegenseitig ersetzen: Bei abnehmender Beleuchtung ändert sich die Intensität der Photosynthese nicht, wenn die Kohlendioxidkonzentration in der Luft erhöht wird, was normalerweise in Gewächshäusern der Fall ist.

Das Ergebnis der Exposition gegenüber Faktoren hängt von der Dauer und Häufigkeit ihrer Wirkung ab. extreme Werte während des gesamten Lebens des Organismus und seiner Nachkommen: Kurzfristige Wirkungen können folgenlos bleiben, während langfristige Wirkungen durch den Mechanismus der natürlichen Selektion zu qualitativen Veränderungen führen.

Die Reaktion des Körpers auf sich ändernde Umweltfaktoren

Lebenskurve einer mehrjährigen Pflanze. Einjährige Pflanzen sind nicht in der Lage, in einen Ruhezustand zu gehen, und ihre Lebenszone fällt mit der Zone vitaler Aktivität zusammen.
Hinweis: 1 - optimaler Punkt, 2 - minimale und maximale Punkte, 3 - tödliche Punkte

Organismen, insbesondere solche, die eine anhängliche, wie Pflanzen, oder eine sitzende Lebensweise führen, sind gekennzeichnet durch Plastik- die Fähigkeit, in mehr oder weniger großen Wertebereichen von Umweltfaktoren zu existieren. Bei unterschiedlichen Werten des Faktors verhält sich der Organismus jedoch anders.

Dementsprechend zeichnet sich sein Wert aus, in dem sich der Körper im angenehmsten Zustand befindet - um schnell zu wachsen, sich zu vermehren und Wettbewerbsfähigkeiten zu zeigen. Wenn der Wert des Faktors im Vergleich zum günstigsten zunimmt oder abnimmt, beginnt der Körper Depressionen zu erfahren, die sich in einer Schwächung seiner Vitalfunktionen äußern und bei extremen Werten des Faktors zum Tod führen können.

Grafisch ist eine ähnliche Reaktion des Organismus auf eine Änderung der Werte des Faktors dargestellt Lebenskurve(Umweltkurve), in deren Analyse einige identifiziert werden können Punkte und Zonen:

• Himmelsrichtungen:
  • Punkte Minimum und maximal - Extremwerte des Faktors, bei denen die Vitalaktivität des Organismus möglich ist
  • Punkt Optimum - der günstigste Wert des Faktors
• Zonen:
  • Zone Optimum - begrenzt den Bereich der günstigsten Faktorwerte
  • Zonen Pessimismus (obere und untere) - Wertebereiche des Faktors, in denen der Körper eine starke Hemmung erfährt
  • Zone lebenswichtige Tätigkeit - der Bereich der Faktorwerte, in dem es seine Vitalfunktionen aktiv manifestiert
  • Zonen sich ausruhen (obere und untere) - äußerst ungünstige Werte des Faktors, bei denen der Organismus am Leben bleibt, aber in einen Ruhezustand übergeht
  • Zone Leben - der Wertebereich des Faktors, in dem der Organismus am Leben bleibt

Jenseits der Grenzen der Lebenszone liegen die tödlichen Werte des Faktors, bei denen der Organismus nicht existieren kann.

Veränderungen, die bei einem Organismus im Bereich der Plastizität auftreten, sind immer phänotypisch, während nur ein Maß möglicher Veränderungen im Genotyp kodiert ist - Reaktionsrate, die den Plastizitätsgrad des Organismus bestimmt.

Anhand einer individuellen Vitalaktivitätskurve ist es möglich, die spezifische vorherzusagen. Da eine Art jedoch ein komplexes supraorganismes System ist, das aus vielen Populationen besteht, die auf verschiedene Lebensräume mit ungleichen Umweltbedingungen verteilt sind, werden bei der Bewertung ihrer Ökologie verallgemeinerte Daten nicht für einzelne Individuen, sondern für ganze Populationen verwendet. Auf dem Gradienten des Faktors werden verallgemeinerte Klassen seiner Werte aufgetragen, die bestimmte Arten von Lebensräumen darstellen, und Umweltreaktionen werden am häufigsten berücksichtigt Fülle oder Häufigkeit des Auftretens nett. In diesem Fall sollte man nicht mehr von der Kurve der Vitalaktivität sprechen, sondern von der Kurve der Häufigkeitsverteilung.

Abschnitt 1. Theoretische Aspekte der Ökologie

Thema 1.1. Autoökologie (faktorielle Ökologie)

Die Autoökologie ist ein Zweig der Ökologie, der die Beziehung eines Organismus zu seiner Umwelt untersucht. Dieser Abschnitt widmet sich der Untersuchung spezifischer Merkmale der Reaktion von Tieren und Pflanzen auf Umweltfaktoren und die Lebensweise der Arten.

Im Rahmen dieses Themas sind wir heute bei Ihnen und werden uns mit den folgenden Fragen befassen

Die wichtigsten Umgebungen für die Existenz von Organismen

Muster des Einflusses von Umweltfaktoren auf lebende Organismen

Umweltfaktoren und ihre Klassifizierung

Der Begriff „Lebensraum“ unterscheidet sich vom Begriff „Existenzbedingungen“ – eine Reihe lebenswichtiger Umweltfaktoren, ohne die lebende Organismen nicht existieren können (Licht, Wärme, Feuchtigkeit, Luft, Boden). Andere Umweltfaktoren haben zwar erhebliche Auswirkungen auf Organismen, sind aber für sie nicht lebenswichtig (z. B. Wind, natürliche und künstliche ionisierende Strahlung, atmosphärische Elektrizität usw.).

2 . Irgendein Organismus kann nur in einem bestimmten Temperaturbereich existieren. Wenn die Umgebungstemperatur zu niedrig oder zu hoch ist, stirbt der Organismus. Wo die Temperatur in der Nähe von Extremen liegt, sind Vertreter dieser Art selten, aber wenn sich die Temperatur dem für sie optimalen Durchschnittswert nähert, nimmt ihre Anzahl zu. Dieses Muster gilt für alle anderen Faktor a, die den Ablauf bestimmter Lebensvorgänge beeinflussen (Feuchtigkeit, Windstärke, Strömungsgeschwindigkeit etc.).

Wenn wir in die Grafik eine Kurve zeichnen, die die Geschwindigkeit eines bestimmten Prozesses (Atmung, Bewegung, Ernährung usw.) in Abhängigkeit von einem der Umweltfaktoren charakterisiert (natürlich vorausgesetzt, dass dieser Faktor einen Einfluss auf die Hauptlebensprozesse hat) , dann wird diese Kurve fast immer glockenförmig sein (Abb. 1). Solche Kurven nennt man Toleranzkurven (von lat. tolerahtia - Geduld). Die Position ihrer Spitze zeigt die Bedingungen an, die für diesen Prozess optimal sind. Einige Arten zeichnen sich durch Kurven mit sehr scharfen Spitzen aus; Das bedeutet, dass der Bereich optimaler Bedingungen für sie sehr eng ist. Glatte Kurven entsprechen einem weiten Toleranzbereich, d. h. Widerstand gegenüber einem gegebenen Faktor.

Organismen mit weiten Resistenzgrenzen gegenüber vielen Faktoren haben natürlich eine Chance auf eine weitere Verbreitung.

In weit verbreiteter Art Bevölkerungen, die in klimatisch unterschiedlichen Zonen leben, erweisen sich oft als die am besten genau an die Bedingungen eines bestimmten Gebiets angepassten. Dies liegt an ihrer Fähigkeit, lokale Formen oder Ökotypen zu bilden, die durch unterschiedliche Grenzen der Beständigkeit gegenüber Temperatur, Licht oder anderen Faktoren gekennzeichnet sind.

Betrachten Sie als Beispiel die Ökotypen einer der Quallenarten. Wie Sie wissen, bewegen sich Quallen im Wasser wie eine Rakete – mit Hilfe rhythmischer Kontraktionen. Muskeln Drücken von Wasser aus dem zentralen Hohlraum. Die optimale Pulsationsrate beträgt 15-20 Kontraktionen pro Minute. Individuen einer Quallenart, die in nördlichen Breiten leben, bewegen sich mit der gleichen Geschwindigkeit wie Quallen derselben Art in südlichen Breiten, obwohl die Wassertemperatur im Norden 20 °C niedriger sein kann. Damit konnten sich beide Quallenformen am besten an die örtlichen Gegebenheiten anpassen.

Gesetz des Minimums.

Die Intensität bestimmter biologischer Prozesse hängt oft von zwei oder mehr Umweltfaktoren ab. In diesem Fall wird die entscheidende Bedeutung einem von ihnen zukommen, das aus Sicht der Bedürfnisse des Körpers in der minimalen Menge verfügbar ist. Diese einfache Regel wurde erstmals vom Begründer der Wissenschaft der Mineraldünger, dem deutschen Chemiker und Agrarchemiker Justus Liebig (1803-1873) formuliert und hieß das Gesetz des Minimums . Yu Liebig entdeckte, dass die Ernte von Pflanzen auf einen – beliebigen – der Hauptnährstoffe beschränkt werden kann, es sei denn, dieses Element ist im Boden nicht ausreichend vorhanden.

Verschiedene Umweltfaktoren können zusammenwirken, d.h. ein Mangel an einem Stoff kann zu einem Mangel an anderen Stoffen führen. Beispielsweise schränkt der Feuchtigkeitsmangel im Boden die Versorgung der Pflanzen mit allen anderen für ihre Ernährung notwendigen Stoffen ein. Daher kann im Allgemeinen das Gesetz des Minimums sein wie folgt formulieren : das erfolgreiche Überleben lebender Organismen hängt von einem Komplex von Bedingungen ab; begrenzender oder begrenzender Faktor ist jeder Zustand der Umgebung, der sich der Stabilitätsgrenze nähert oder sie überschreitet. Organismen dieser Art.

Umweltfaktoren. Elemente der Umwelt, die Anpassungsreaktionen (Anpassungen) in lebenden Organismen und ihren Gemeinschaften hervorrufen, werden genannt Umweltfaktoren.

Je nach Ursprung und Art der Aktion Umweltfaktoren klassifiziert: abiotisch (Elemente der anorganischen oder unbelebten Natur); biotisch (Formen der Einwirkung von Lebewesen aufeinander); anthropogen ( alle Formen menschlicher Aktivität, die die Lebensumwelt beeinflussen Gattung).

Abiotischen Faktoren sind geteilt in körperlich , oder klimatisch (Licht, Luft- und Wassertemperatur, Luft- und Bodenfeuchte, Wind); edaphisch, oder Erde und Boden (mechanische Zusammensetzung von Böden, ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften); topographisch, oder orographisch (Eigenschaften des Geländes); chemisch

Anthropogen (anthropisch) Faktoren sind alle Formen des Handelns der menschlichen Gesellschaft, die die Natur als Lebensraum lebender Organismen verändern oder deren Leben unmittelbar beeinflussen. Die Zuordnung der anthropogenen Faktoren zu einer eigenen Gruppe ergibt sich aus der Tatsache, dass das Schicksal der Vegetationsdecke der Erde und aller derzeit existierenden Arten von Organismen derzeit praktisch in den Händen der menschlichen Gesellschaft liegt.

Umweltfaktoren wirken auf unterschiedliche Weise auf Organismen ein. Sie können handeln als Reizstoffe, Verursachen adaptiver Veränderungen in physiologischen Funktionen; als Begrenzer, die Unmöglichkeit der Existenz bestimmter Organismen unter diesen Bedingungen verursachen; als Modifikatoren,

/ Ökologie 1 Vorlesung

Vortrag 1

GRUNDLAGEN DER ÖKOLOGIE

Gegenstand, Aufgaben und Methoden der Ökologie

Lebensraum und Bedingungen für die Existenz von Organismen

Umweltfaktoren

Wirkungsmuster von Umweltfaktoren auf den Körper

Wechselwirkung von Umweltfaktoren

Einfluss der wichtigsten abiotischen Faktoren auf lebende Organismen

Biotische Umgebung.

Trophische (Nahrungs-) Kette

Formen biotischer Beziehungen.

Energiekreisläufe in Ökosystemen

Gegenstand, Aufgaben und Methoden der Ökologie .Ökologie(Griechisch, oikos - Wohnung, Wohnsitz, Logos - Wissenschaft) - die biologische Wissenschaft von der Beziehung zwischen lebenden Organismen und ihren Lebensräumen. Dieser Begriff wurde vorgeschlagen im Jahr 1866. Deutscher Zoologe Ernst Häckel.

Bereich(lat. area - Bereich, Raum) - Teil der Landoberfläche oder Wasserfläche, innerhalb dessen Individuen einer bestimmten Art (Gattung, Familie oder eine bestimmte Art von Gemeinschaft) verteilt sind und einen vollständigen Zyklus ihrer Entwicklung durchlaufen.

Ökologische Objekte sind überwiegend Systeme oberhalb der Ebene der Organismen, d. h. die Erforschung der Organisation und Funktionsweise supraorganistischer Systeme: Populationen, Biozönosen(Gemeinden), Biogeozänosen(Ökosysteme) und Biosphäre im Allgemeinen. Mit anderen Worten, das Hauptstudium in Ökologie sind Ökosysteme, d.h. einheitliche natürliche Komplexe, die von lebenden Organismen und der Umwelt gebildet werden.

Population- (lat. populus - Volk, Bevölkerung). Eine Gruppe von Individuen derselben Art, die einen bestimmten Teil des Verbreitungsgebiets für lange Zeit bewohnen, sich frei und relativ isoliert von anderen kreuzen, Ansammlungen derselben Art, wird als Population bezeichnet

Sicht- eine Gruppe von Organismen, die gemeinsame Merkmale in Körperstruktur, Physiologie und Art der Interaktion mit der Umwelt aufweisen und sich miteinander kreuzen können, um fruchtbare Nachkommen zu bilden, dies jedoch nicht mit Organismen anderer Arten tun können.

Biozönose- eine Gruppe von Organismen, die ein Ökosystem bewohnen, die durch den Austausch von Stoffen, Energie und Informationen miteinander verbunden sind.

Biogeozänose - Ökosystem

Biosphäre, nach der Definition von V. I. Vernadsky ist dies die Umgebung unseres Lebens, dies ist die "Natur", die uns umgibt.

Biosphärenkomponente der Stadt umfasst neben dem Menschen alle Arten von Grünflächen, städtische Tierpopulationen. (Tauben, Sperlinge, Krähen, Dohlen, Wasservögel, die auf aufgetauten Gewässern überwintern, Ratten und Mäuse, „domestizierte“ Insekten wie Fliegen, Mücken, Flöhe und Kakerlaken, Wanzen und schließlich die mikrobielle und virale Population mehrstöckiger Gebäude Gebäude und Stadtwohnungen).

Heimat Theoretische und praktische Probleme der Ökologie- aufzudecken allgemeine Muster der Lebensorganisation und auf dieser Grundlage Prinzipien zu entwickeln rationeller Umgang mit natürlichen Ressourcen unter Bedingungen des immer größer werdenden Einflusses des Menschen auf die Biosphäre.

Das wichtigste Problem unserer Zeit die Interaktion von menschlicher Gesellschaft und Natur, da die Situation, die sich in der Beziehung des Menschen zur Natur entwickelt, oft kritisch wird. Die Reserven an Süßwasser und Mineralien (Öl, Gas, Nichteisenmetalle usw.) sind erschöpft, der Zustand von Böden, Wasser- und Luftbecken verschlechtert sich, weite Gebiete veröden und der Kampf gegen Krankheiten und Schädlinge an landwirtschaftlichen Nutzpflanzen wird immer schwieriger.

Anthropogene Veränderungen beeinflusst fast alle Ökosysteme des Planeten, die Gaszusammensetzung der Atmosphäre, die Energiebilanz der Erde. Das bedeutet es Menschliches Handeln steht im Konflikt mit der Natur, was in vielen Teilen der Welt resultiert verletzt Sie dynamisches Gleichgewicht.

Für Lösungen diese globale Probleme und vor allem die Probleme der Intensivierung und rationellen Nutzung, der Erhaltung und Reproduktion der Ressourcen der Biosphäre, der Ökologie vereint in den wissenschaftlichen Suchbemühungen aller Spezialisten der Biologie. Das Spektrum der Umweltthemen umfasst auch Themen Umweltbildung und Aufklärung, moralische, ethische, philosophische und sogar rechtliche Fragen. Daher wird Ökologie Wissenschaft nicht nur biologisch, aber auch Sozial.

Ökologische Methoden Unterteilt in:

Feld(das Studium des Lebens von Organismen und ihrer Gemeinschaften unter natürlichen Bedingungen, dh Langzeitbeobachtung in der Natur mit verschiedenen Geräten) und

Experimental-(Experimente in stationären Laboratorien, wo es möglich ist, die Wirkung beliebiger Faktoren auf lebende Organismen nicht nur zu variieren, sondern auch streng nach einem vorgegebenen Programm zu kontrollieren).

Dabei operieren Ökologen nicht nur biologisch, sondern auch moderne physikalische und chemische Methoden, benutzen Modellierung biologischer Phänomene, d.h. Reproduktion in künstlichen Ökosystemen verschiedener Prozesse, die in Wildtieren auftreten. Durch die Modellierung ist es möglich, das Verhalten eines beliebigen Systems zu untersuchen, um die möglichen Folgen der Anwendung verschiedener Ressourcenmanagementstrategien und -methoden abzuschätzen, z. B. für Umweltprognosen.

Um natürliche Prozesse zu untersuchen und vorherzusagen, wird es ebenfalls häufig verwendet mathematische Modellierungsmethode. Solche Ökosystemmodelle werden auf der Grundlage zahlreicher Daten erstellt, die unter Feld- und Laborbedingungen gesammelt wurden.

Gleichzeitig wohlgeformt Mathematische Modelle Hilfe sehen was was experimentell nur schwer oder gar nicht zu prüfen ist. Die Kombination von Feld- und experimentellen Forschungsmethoden ermöglicht es dem Ökologen, alle Aspekte der Beziehung zwischen lebenden Organismen und zahlreichen Umweltfaktoren herauszufinden, wodurch nicht nur das dynamische Gleichgewicht der Natur wiederhergestellt, sondern auch Ökosysteme verwaltet werden können.

Lebensraum und Bedingungen für die Existenz von Organismen . Teil der Natur (ein Satz spezifischer abiotischer und biotischer Bedingungen), der lebende Organismen direkt umgibt und sich direkt oder indirekt auf ihren Zustand, ihr Wachstum, ihre Entwicklung, ihre Fortpflanzung und ihr Überleben auswirkt Habitat genannt.

Vom Konzept Lebensraum» es ist notwendig, den Begriff zu unterscheiden « Existenzbedingungen" - Das eine Reihe lebenswichtiger Umweltfaktoren, ohne die lebende Organismen nicht existieren können(Licht, Wärme, Feuchtigkeit, Luft, Boden). Im Gegensatz zu ihnen sind andere Umweltfaktoren, obwohl sie einen erheblichen Einfluss auf Organismen haben, für sie nicht lebenswichtig (z. B. Wind, natürliche und künstliche ionisierende Strahlung, atmosphärische Elektrizität usw.).

Umweltfaktoren - Das Elemente der Umwelt, die Anpassungsreaktionen (Anpassungen) in lebenden Organismen und ihren Gemeinschaften hervorrufen.

Je nach Ursprung und Art der Aktion werden Umweltfaktoren unterteilt in abiotisch(Elemente anorganischer oder unbelebter Natur), biotisch(Formen der Einwirkung von Lebewesen aufeinander) und anthropogen(alle Formen menschlicher Aktivitäten, die sich auf Wildtiere auswirken).

Abiotischen Faktoren Teilen durch körperlich, oder klimatisch(Licht, Lufttemperatur und Ochsen, Luft- und Bodenfeuchte, Wind), edaphisch, oder Erde und Boden(mechanische Zusammensetzung von Böden, ihre chemischen und physikalischen Eigenschaften), topographisch, oder orographisch(Eigenschaften des Geländes), chemisch(Salzgehalt des Wassers, Gaszusammensetzung von Wasser und Luft, pH-Wert von Boden und Wasser usw.).

Anthropogene (anthropische) Faktoren- Das alle Formen des Handelns der menschlichen Gesellschaft, die die Natur als Lebensraum lebender Organismen verändern oder deren Leben unmittelbar beeinflussen. Die Zuordnung der anthropogenen Faktoren zu einer eigenen Gruppe ergibt sich aus der Tatsache, dass das Schicksal der Vegetationsdecke der Erde und aller derzeit existierenden Arten von Organismen derzeit praktisch in den Händen der menschlichen Gesellschaft liegt.

Ein und das gleiche Faktor Umwelt hat andere Bedeutung im Leben lebender Organismen. Beispielsweise spielt der Salzhaushalt des Bodens eine primäre Rolle bei der mineralischen Ernährung von Pflanzen, ist aber den meisten Landtieren gleichgültig. Lichtintensität und ausschließlich die spektrale Zusammensetzung des Lichts wichtig für das Leben phototropher Pflanzen, und im Leben heterotropher Organismen (Pilze und Wassertiere) hat Licht keinen merklichen Einfluss auf ihre Vitalaktivität.

Umweltfaktoren sind am Werk auf Organismen unterschiedlich. Sie können als Reizstoffe wirken, die verursachen adaptive Veränderungen physiologische Funktionen; als Begrenzer, was die Unmöglichkeit der Existenz bestimmter Organismen unter diesen Bedingungen verursacht; als Modifikatoren, Bestimmung morphologischer und anatomischer Veränderungen in Organismen.

Wirkungsmuster von Umweltfaktoren auf den Körper . Die Reaktion von Organismen auf den Einfluss abiotischer Faktoren. Die Auswirkungen von Umweltfaktoren auf einen lebenden Organismus sind sehr vielfältig. Einige Faktoren haben einen stärkeren Einfluss, andere sind schwächer; einige betreffen alle Aspekte des Lebens, andere - auf einen bestimmten Lebensprozess. Dennoch lassen sich in der Art ihrer Auswirkungen auf den Körper und in den Reaktionen von Lebewesen eine Reihe allgemeiner Muster identifizieren, die in ein allgemeines Schema der Wirkung des Umweltfaktors auf das Leben des Organismus passen. Die Reichweite des Umweltfaktors wird durch die entsprechenden extremen Schwellenwerte begrenzt(Minimum- und Maximumpunkte), an denen die Existenz eines Organismus noch möglich ist. Diese Punkte werden aufgerufen untere und obere Grenze der Belastbarkeit (Toleranz) Lebewesen in Bezug auf einen bestimmten Umweltfaktor.

Die besten Indikatoren für die Vitalaktivität des Körpers- Das Punkt Optimum . Für die meisten Organismen ist es oft schwierig, den optimalen Wert des Faktors mit ausreichender Genauigkeit zu bestimmen, daher ist es üblich, darüber zu sprechen optimale Zone.

Extreme Zustände der Unterdrückung von Organismen mit starkem Mangel oder Faktor Überschuss, namens Bereiche Pessimismus oder betonen . In der Nähe von kritischen Punkten Lüge subletal Faktorwerte, a außerhalb der Überlebenszone - tödlich.

Diese Regelmäßigkeit der Reaktion von Organismen auf den Einfluss von Umweltfaktoren erlaubt es uns, es als grundlegendes biologisches Prinzip zu betrachten: für jede Pflanzen- und Tierart gibt es in Bezug auf jeden Umweltfaktor ein Optimum, eine Zone normalen Lebens, pessimale Zonen und Grenzen der Belastbarkeit(Abb. 1)

7 6 2 1 3 5 8

1- optimaler Punkt; 2-3 - optimale Zone ; 3-5 - 2-6 - Grenzen der Belastbarkeit (Toleranz); 5.8 - 6,7 - extreme Zustände der Unterdrückung von Organismen - Bereiche von Pessimismus oder Stress.

Verschiedene Arten lebender Organismen unterscheiden sich deutlich voneinander sowohl in der Position des Optimums als auch in den Grenzen der Ausdauer. Zum Beispiel können Polarfüchse in der Tundra Schwankungen der Lufttemperatur im Bereich von etwa 80 ° C (von +30 bis -55 ° C) tolerieren, einige Warmwasserkrebse widerstehen Änderungen der Wassertemperatur im Bereich von nicht mehr als 6 ° C (von 23 bis 29 ° C) Cyanobacterium Oszillatoren, die auf der Insel Java in Wasser mit einer Temperatur von 64 ° C leben, sterben bei 68 ° C nach 5-10 Minuten.

Organismen, für deren Existenz streng definierte, relativ konstante Umgebungsbedingungen, namens Stenobiont(Griechisch Stenos - eng, bion - lebend) und diejenigen, die darin leben ein breites Spektrum an Variabilität der Umgebungsbedingungen, - eurybionisch (griechisch eurys - breit). Gleichzeitig können Organismen der gleichen Art in Bezug auf einen Faktor eine schmale Amplitude und in Bezug auf einen anderen eine breite Amplitude aufweisen (z. B. Anpassungsfähigkeit an einen engen Temperaturbereich und einen weiten Bereich des Wassersalzgehalts). Darüber hinaus kann die gleiche Dosis eines Faktors für eine Art optimal, für eine andere gering und für eine dritte über die Ausdauergrenzen hinausgehen.

Die Fähigkeit von Organismen, sich an einen bestimmten Bereich der Faktorvariabilität anzupassen Umgebungen namens ökologische Plastizität. Diese Eigenschaft ist eine der wichtigsten Eigenschaften aller Lebewesen: Indem sie ihre Lebenstätigkeit an veränderte Umweltbedingungen anpassen, erwerben Organismen die Fähigkeit zu überleben und Nachkommen zu hinterlassen. Eurybiont-Organismen sind umweltfreundlich am plastischsten der sie bereitstellt breite Verwendung, a Stenobiont, im Gegenteil, unterscheiden schwache ökologische Plastizität und als Ergebnis haben sie normalerweise begrenzte Verbreitungsgebiete.

Wechselwirkung von Umweltfaktoren . Umweltfaktoren wirken gemeinsam und gleichzeitig auf einen lebenden Organismus ein. Dabei die Wirkung von einem Faktor abhängt davon mit welcher Kraft und in welcher Kombination andere Faktoren gleichzeitig wirken. Diese Regel hat erhalten der Name der Wechselwirkung von Faktoren. Hitze oder Frost sind zum Beispiel in trockener Luft besser zu ertragen als in feuchter Luft. Die Verdunstungsrate von Wasser aus Pflanzenblättern (Transpiration) ist viel höher, wenn die Lufttemperatur hoch und das Wetter windig ist.

Jedoch, wenn der Wert mindestens eines der lebenswichtigen Umweltfaktoren Annäherung auf den kritischen Wert oder geht darüber hinaus(unter dem Minimum oder über dem Maximum), dann trotz der optimalen Kombination anderer Bedingungen, Personen sind in Lebensgefahr. Solche Faktoren werden genannt begrenzen(begrenzend).

Limitierende Faktoren Umgebungen bestimmen das Verbreitungsgebiet der Art. So kann die Bewegung der Art nach Norden durch Mangel an Wärme und in Wüsten- und Trockensteppengebiete durch Feuchtigkeitsmangel oder zu hohe Temperaturen eingeschränkt werden. Auch biotische Verwandtschaftsverhältnisse können als Faktor zur Begrenzung der Verbreitung von Organismen dienen, beispielsweise die Besetzung des Territoriums durch einen stärkeren Konkurrenten oder der Mangel an Bestäubern für Blütenpflanzen. Die Identifizierung limitierender Faktoren und die Eliminierung ihrer Wirkung, d. h. die Optimierung des Lebensraums lebender Organismen, ist ein wichtiges praktisches Ziel bei der Steigerung des Ertrags landwirtschaftlicher Nutzpflanzen und der Produktivität von Haustieren.

Einfluss der wichtigsten abiotischen Faktoren auf lebende Organismen . Charakterisierung von Licht als Umweltfaktor. Die lebendige Natur kann ohne Licht nicht existieren, da die Sonnenstrahlung, die die Erdoberfläche erreicht, praktisch die einzige Energiequelle ist, um das thermische Gleichgewicht des Planeten aufrechtzuerhalten und durch phototrophe Organismen der Biosphäre organische Substanzen zu erzeugen, die letztendlich die Bildung einer Umgebung gewährleisten, die dies kann Befriedigung der lebensnotwendigen Bedürfnisse aller Lebewesen.

Die biologische Wirkung des Sonnenlichts hängt von seiner spektralen Zusammensetzung, Dauer, Intensität, täglichen und saisonalen Periodizität ab.

Sonnenstrahlung ist elektromagnetische Strahlung in einem weiten Bereich von Wellen, die ein kontinuierliches Spektrum bilden von 290 auf 3.000 nm.

Ultraviolette Strahlung(UFL) kürzer als 290 nm, schädlich für lebende Organismen, werden von der Ozonschicht absorbiert und erreichen die Erde nicht.

Länder erreichen hauptsächlich Infrarot(ca. 50 % der Gesamtstrahlung) und sichtbar (45%) Strahlen des Spektrums. Der Anteil von UFL mit einer Wellenlänge von 290–380 nm macht 5 % der Strahlungsenergie aus. Langwellige UVL, die eine hohe Photonenenergie aufweisen, zeichnen sich durch eine hohe chemische Aktivität aus. In kleinen Dosen haben sie eine starke bakterizide Wirkung, fördern die Synthese bestimmter Vitamine und Pigmente in Pflanzen sowie bei Tieren und Menschen - Vitamin D; außerdem verursachen sie beim Menschen einen Sonnenbrand, der eine Schutzreaktion der Haut darstellt. Infrarotstrahlen mit einer Wellenlänge von mehr als 710 nm haben eine thermische Wirkung.

Ökologisch am wichtigsten ist der sichtbare Bereich des Spektrums.(390-710 nm) oder photosynthetisch aktive Strahlung (PAR), die von Chloroplastenpigmenten absorbiert wird und somit für das Pflanzenleben von entscheidender Bedeutung ist. Sichtbares Licht wird von grünen Pflanzen für die Bildung von Chlorophyll, die Bildung der Struktur von Chloroplasten, benötigt; Es reguliert die Funktion des Stomaapparates, beeinflusst den Gasaustausch und die Transpiration, stimuliert die Biosynthese von Proteinen und Nukleinsäuren und erhöht die Aktivität einer Reihe von lichtempfindlichen Enzymen. Licht beeinflusst auch die Teilung und Streckung von Zellen, Wachstumsprozesse und die Entwicklung von Pflanzen, bestimmt den Zeitpunkt der Blüte und Fruchtbildung und hat formgebende Wirkung.

Die Lichtverhältnisse auf unserem Planeten sind extrem groß: von so stark beleuchteten Gebieten wie Hochland, Wüsten, Steppen bis hin zur Dämmerungsbeleuchtung in Wassertiefen und Höhlen.

Die Reaktion von Organismen auf den täglichen Beleuchtungsrhythmus, ausgedrückt in einer Veränderung der Prozesse des Vertrauens und der Entwicklung, wird genannt Photoperiodismus. Die Regelmäßigkeit und ständige Wiederholung dieses Phänomens von Jahr zu Jahr ermöglichte es den Organismen im Laufe der Evolution, ihre wichtigsten Lebensvorgänge auf den Rhythmus dieser Zeitintervalle abzustimmen. Unter Photoperiodenkontrolle Es gibt fast alle Stoffwechselprozesse, die mit dem Wachstum, der Entwicklung, der Lebenstätigkeit und der Fortpflanzung von Pflanzen und Tieren verbunden sind.

Photoperiodische Reaktion ist charakteristisch für beide Pflanzen und und Tiere.

Der jahreszeitliche Rhythmus bei Tieren zeigt sich am deutlichsten im Gefiederwechsel bei Vögeln und in der Wolle bei Säugetieren, in der Häufigkeit der Fortpflanzung und Migration, im Winterschlaf einiger Tiere usw.

Auch für den Menschen sind biologische Rhythmen charakteristisch. Tagesrhythmen äußern sich im Wechsel von Schlaf und Wachzustand, Schwankungen der Körpertemperatur innerhalb von 0,7-0,8 ° C (in der Morgendämmerung nimmt sie ab, steigt mittags an, erreicht abends ein Maximum und nimmt dann wieder ab, besonders schnell nach einem Sturz einer Person Schlaf ), Aktivitätszyklen von Herz und Nieren usw.

Lebende Organismen können in der Zeit navigieren, das heißt, sie haben eine biologische Uhr. Mit anderen Worten, viele Organismen zeichnen sich durch die Fähigkeit aus, Tages-, Gezeiten-, Mond- und Jahreszyklen zu erfassen, was es ihnen ermöglicht, sich im Voraus auf bevorstehende Umweltveränderungen vorzubereiten.

Temperaturgrenzen des Lebens. Die Notwendigkeit von Wärme für die Existenz von Organismen ist in erster Linie darauf zurückzuführen, dass alle Lebensvorgänge nur auf einem bestimmten thermischen Hintergrund möglich sind, der durch die Wärmemenge und die Dauer ihrer Einwirkung bestimmt wird. Die Temperatur von Organismen und folglich die Geschwindigkeit und Art des Ablaufs aller chemischen Reaktionen, die den Stoffwechsel ausmachen, hängen von der Umgebungstemperatur ab.

Die Grenzen der Existenz von Leben sind Temperaturbedingungen, unter denen keine Denaturierung von Proteinen, irreversible Veränderungen der kolloidalen Eigenschaften des Zytoplasmas, Störungen der Aktivität von Enzymen, Atmung auftreten. Für die meisten Organismen reicht dieser Temperaturbereich von 0 bis +500. Eine Reihe von Organismen haben jedoch spezialisierte Enzymsysteme und sind an eine aktive Existenz bei Temperaturen außerhalb dieser Grenzen angepasst.

Arten, deren optimale Lebensbedingungen auf den Bereich hoher Temperaturen beschränkt sind, werden klassifiziert als ökologische Gruppe der Thermophilen(Bakterien, die die Thermalquellen von Kamtschatka mit einer Wassertemperatur von 85-93 ° C bewohnen, verschiedene Arten von Grünalgen, Schuppenflechten, Samen von Wüstenpflanzen, die sich in der oberen heißen Bodenschicht befinden. Die Temperaturgrenze von Vertretern der Tierwelt normalerweise + 55-58 ° C nicht überschreitet ( testate Amöben, Nematoden, Milben, einige Krebstiere, Larven vieler Diptera).

Pflanzen und Tiere, die bei Temperaturen von 0 bis -8°C aktiv bleiben. beziehen auf ökologische Gruppe der Kryophilen(Griechisch Kryos - kalt, Eis). Kryophilie ist charakteristisch für viele Bakterien, Pilze, Flechten, Arthropoden und andere Lebewesen, die in der Tundra, arktischen und antarktischen Wüsten, hohen Bergen, kalten Polargewässern usw. leben.

Vertreter der meisten Arten lebender Organismen haben nicht die Fähigkeit, ihren Körper aktiv zu thermoregulieren. Ihre Aktivität hängt vor allem von der von außen kommenden Wärme und der Körpertemperatur ab - vom Wert der Umgebungstemperatur. Solche Organismen werden genannt poikilotherm (ektotherm). Poikilothermie ist charakteristisch für alle Mikroorganismen, Pflanzen, Wirbellosen und die meisten Chordaten.

Nur Vögel und Säugetiere Die im Prozess des intensiven Stoffwechsels erzeugte Wärme dient als ziemlich zuverlässige Quelle, um die Körpertemperatur zu erhöhen und auf einem konstanten Niveau zu halten unabhängig von der Umgebungstemperatur. Dies wird durch eine gute Wärmeisolierung durch das Fell, ein dichtes Gefieder und eine dicke Schicht subkutanen Fettgewebes erleichtert. Solche Organismen werden genannt homoiotherm (endotherm oder warmblütig). endotherme Eigenschaft erlaubt vielen Tierarten (Eisbären, Flossenfüßer, Pinguine etc.) aktiver Lebensstil bei niedrigen Temperaturen.

besonderer Fall Homoiothermie - Heterothermie- charakteristisch für Tiere, die während einer ungünstigen Jahreszeit in Winterschlaf oder vorübergehende Erstarrung fallen (Erdhörnchen, Igel, Fledermäuse, Siebenschläfer etc.). Aktiv Sie unterstützen hohe Körpertemperatur, und in dem Fall geringe Körperaktivität - reduziert, was mit einer Verlangsamung der Stoffwechselprozesse und damit einer geringen Wärmeübertragung einhergeht.

Die ökologische Rolle des Ochsen. Wasser ist eine notwendige Voraussetzung für die Existenz aller Lebewesen auf der Erde. Die Bedeutung von Wasser in Lebensvorgängen wird dadurch bestimmt, dass es das Hauptmilieu in der Zelle ist, wo Stoffwechselprozesse ablaufen, es dient als wichtigstes Ausgangs-, Zwischen- oder Endprodukt biochemischer Reaktionen.

Beim Studium der ökologischen Rolle des Wassers berücksichtigt Nicht nur Menge Niederschlag, sondern und das Verhältnis ihrer Größe und Verdunstung. Gebiete, in denen die Verdunstung die jährliche Niederschlagsmenge übersteigt, werden genannt trocken(trocken, trocken). BEIM feuchte (nasse) Bereiche Pflanzen werden mit ausreichend Wasser versorgt.

Höhere Landpflanzen, die eine anhängliche Lebensweise führen, sind stärker als Tiere auf die Verfügbarkeit von Substrat und Luft mit Feuchtigkeit angewiesen. Es gibt drei Hauptgruppen von Pflanzen:

Hygrophyten- Pflanzen überfeuchteter Lebensräume mit hoher Luft- und Bodenfeuchtigkeit. Die typischsten Hygrophyten sind krautige Pflanzen und Epiphyten tropischer Regenwälder und niedrigerer Schichten von Feuchtwäldern in verschiedenen Klimazonen. die Kulturpflanzen sind.

Xerophyten- Pflanzen trockener Lebensräume, die anhaltende Trockenheit vertragen und gleichzeitig physiologisch aktiv bleiben. Dies sind Pflanzen von Wüsten, trockenen Steppen, Savannen, trockenen Subtropen, Sanddünen und trockenen, stark erhitzten Hängen.

Die Gruppe der Xerophyten umfasst Sukkulenten- Pflanzen mit saftigen, fleischigen Blättern oder Stängeln, die einen hochentwickelten Grundwasserleiter enthalten. Es gibt Blattsukkulenten (Agaven, Aloe, Jungpflanzen, Fetthenne) und Stengelsukkulenten, bei denen die Blätter reduziert sind und die oberirdischen Teile durch fleischige Stängel dargestellt werden (Kakteen, einige Wolfsmilch, Stöcke usw.).

Sukkulenten sind hauptsächlich auf die Trockengebiete Mittelamerikas, Südafrikas und des Mittelmeers beschränkt.

Mesophyten nehmen eine Zwischenstellung zwischen Hygrophyten und Xerophyten ein. Sie kommen häufig in mäßig feuchten Zonen mit einem mäßig warmen Regime und einer ziemlich guten Mineralstoffversorgung vor. Mesophyten umfassen Pflanzen von Wiesen, krautigen Wäldern, Laubbäumen und Sträuchern aus Gebieten mit gemäßigtem feuchtem Klima sowie die meisten Kulturpflanzen und Unkräuter. Mesophyten zeichnen sich durch eine hohe ökologische Plastizität aus, die es ihnen ermöglicht, sich an veränderte Umweltbedingungen anzupassen.

Anpassungen der Tiere an den Wasserhaushalt. Die Regulierung des Wasserhaushalts ist bei Tieren vielfältiger als bei Pflanzen. Sie können in verhaltensbezogene, morphologische und physiologische unterteilt werden.

Unter den Verhaltensanpassungen Dazu gehören die Suche nach Gewässern, die Auswahl von Lebensräumen, das Graben von Höhlen usw. In Höhlen nähert sich die Luftfeuchtigkeit 100%, was die Verdunstung durch die Abdeckungen verringert und Feuchtigkeit im Körper spart.

Zu morphologischen Arten der Erhaltung normaler Wasserhaushalt umfassen Formationen, die zur Wasserretention im Körper beitragen; Dies sind die Schalen von Landmollusken, das Fehlen von Hautdrüsen und die Keratinisierung der Haut von Reptilien, die chitinisierte Kutikula von Insekten usw.

Physiologische Anpassungen der Regulation des Wasserstoffwechsels lässt sich in drei Gruppen einteilen:

1) die Fähigkeit einiger Arten, Stoffwechselwasser zu bilden und sich mit der mit der Nahrung zugeführten Feuchtigkeit zufrieden zu geben (viele Insekten, kleine Wüstennagetiere);

Der Begriff „Ökologie“ wurde 1869 von dem deutschen Wissenschaftler Ernst Haeckel (E. Haeckel) in die Wissenschaft eingeführt. Es ist ziemlich einfach, eine formale Definition zu geben, da das Wort „Ökologie“ von den griechischen Wörtern „oikos“ – wohnen, Obdach und "Logos" - Wissenschaft. Daher wird Ökologie oft als die Wissenschaft von der Beziehung zwischen Organismen oder Gruppen von Organismen (Populationen, Arten) zu ihrer Umwelt definiert. Mit anderen Worten, der Gegenstand der Ökologie ist eine Reihe von Verbindungen zwischen Organismen und den Bedingungen ihrer Existenz (Umwelt), von denen der Erfolg ihres Überlebens, ihrer Entwicklung, Fortpflanzung, Verbreitung und Wettbewerbsfähigkeit abhängt.

In der Botanik wurde der Begriff „Ökologie“ erstmals 1895 von dem dänischen Botaniker E. Warming verwendet.

Im weitesten Sinne wird die Umwelt (oder Umwelt) als Gesamtheit von materiellen Körpern, Phänomenen und Energien, Wellen und Feldern verstanden, die sich auf die eine oder andere Weise auswirken. Unterschiedliche Umgebungen werden jedoch von einem lebenden Organismus bei weitem nicht gleichermaßen wahrgenommen, da ihre Bedeutung für das Leben unterschiedlich ist. Darunter sind Pflanzen praktisch gleichgültig, zum Beispiel in der Atmosphäre enthaltene Inertgase. Andere Elemente der Umwelt haben dagegen einen spürbaren, oft erheblichen Einfluss auf die Pflanze. Sie werden Umweltfaktoren genannt. Dies sind beispielsweise Licht, Wasser in der Atmosphäre und im Boden, Luft, Versalzung des Grundwassers, natürliche und künstliche Radioaktivität usw.). Mit der Vertiefung unseres Wissens erweitert sich die Liste der Umweltfaktoren, da sich in einer Reihe von Fällen herausstellt, dass Pflanzen in der Lage sind, auf Elemente der Umwelt zu reagieren, die zuvor als indifferent angesehen wurden (z. B. ein Magnetfeld, starke Geräusche). Exposition, elektrische Felder usw.).

Klassifizierung von Umweltfaktoren

Es ist möglich, Umweltfaktoren in verschiedene konzeptionelle Koordinatensysteme einzuordnen.

Unterscheiden Sie zum Beispiel Ressourcen- und Nicht-Ressourcen-Umweltfaktoren. Ressourcenfaktoren sind Stoffe und (oder) die von der Pflanzengemeinschaft in den biologischen Kreislauf eingebunden werden (z. B. Licht, Wasser, Gehalt an mineralischen Nährstoffen im Boden etc.); dementsprechend nehmen Nicht-Ressourcen-Faktoren nicht an Stoff- und Energieumwandlungskreisläufen und Ökosystemen (z. B. Entlastung) teil.

Hinzu kommen direkte und indirekte Umweltfaktoren. Erstere wirken direkt auf Stoffwechsel, Gestaltungsprozesse, Wachstum und Entwicklung (Licht), letztere durch Veränderung anderer Faktoren (z. B. transabiotische und transbiotische Wechselwirkungsformen) auf den Körper ein. Da in verschiedenen ökologischen Situationen viele Faktoren sowohl direkt als auch indirekt wirken können, ist es besser, nicht von der Trennung von Faktoren zu sprechen, sondern von ihrer direkten oder indirekten Wirkung auf die Pflanze.

Die am weitesten verbreitete Klassifizierung von Umweltfaktoren nach ihrem Ursprung und ihrer Wirkungsweise:

I. Abiotische Faktoren:

a) Klima - Licht, Wärme (seine Zusammensetzung und Bewegung), Feuchtigkeit (einschließlich Niederschläge in verschiedenen Formen, Luftfeuchtigkeit) usw .;

b) edaphisch (oder Boden-Boden) - physikalische (granulometrische Zusammensetzung, Wasserdurchlässigkeit) und chemische (pH-Wert der Böden, Gehalt an mineralischen Nahrungselementen, Makro- und Mikroelementen usw.) Eigenschaften von Böden;

c) topographisch (oder orographisch) - Reliefbedingungen.

II. Biotische Faktoren:

a) phytogen – direkter und indirekter Einfluss von Pflanzenmitbewohnern;

b) zoogen - direkter und indirekter Einfluss von Tieren (Fressen, Trampeln, Graben, Bestäubung, Verteilung von Früchten und Samen);

c) prokaryotische Faktoren - der Einfluss von Bakterien und Blaualgen (negative Wirkung von phytopathogenen Bakterien, positive Wirkung von freilebenden und symbiotisch assoziierten stickstofffixierenden Bakterien, Actinomyceten und Cyaniden);

Lesen Sie mehr über biotische Faktoren im Artikel

Die spezifischen Formen menschlicher Eingriffe in die Vegetationsdecke, deren Richtung und Ausmaß erlauben es, auch anthropogene Faktoren herauszugreifen.

III. Anthropogene Faktoren im Zusammenhang mit den multilateralen Formen der landwirtschaftlichen Tätigkeit des Menschen (Weiden, Heuernte), seiner industriellen Tätigkeit (Gasemissionen in, Bau, Bergbau, Verkehrskommunikation und Pipelines), mit Weltraumforschung und Freizeitaktivitäten.

In diese einfachste Einteilung passt längst nicht alles, sondern nur die wichtigsten Umweltfaktoren. Es gibt andere Pflanzen, die für das Leben weniger wichtig sind (atmosphärische Elektrizität, das Erdmagnetfeld, ionisierende Strahlung usw.).

Wir stellen jedoch fest, dass die obige Einteilung bis zu einem gewissen Grad bedingt ist, da (und das ist sowohl in theoretischer als auch in praktischer Hinsicht wichtig zu betonen) die Umwelt den Organismus als Ganzes beeinflusst und die Trennung von Faktoren und ihre Klassifizierung nichts ist mehr als eine methodologische Technik, die das Wissen und das Studium der Beziehungsmuster zwischen Pflanze und Umwelt erleichtert.

Allgemeine Einflussmuster von Umweltfaktoren

Der Einfluss von Umweltfaktoren auf einen lebenden Organismus ist sehr vielfältig. Manche Faktoren – führende – wirken stärker, andere – sekundäre – wirken schwächer; Einige Faktoren wirken sich auf alle Aspekte des Pflanzenlebens aus, andere auf einen bestimmten Lebensprozess. Dennoch ist es möglich, ein allgemeines Schema der Abhängigkeit der Körperreaktion unter dem Einfluss eines Umweltfaktors darzustellen.

Wenn die Intensität des Faktors in seinem physikalischen Ausdruck entlang der Abszissenachse (X) aufgetragen wird ( , Salzkonzentration in der Bodenlösung, pH-Wert, Beleuchtung des Lebensraums usw.) und entlang der Ordinate (Y) - die Reaktion von der Organismus oder die Population zu diesem Faktor in seinem quantitativen Ausdruck (Intensität des einen oder anderen physiologischen Prozesses - Photosynthese, Wasseraufnahme durch Wurzeln, Wachstum usw.; morphologisches Merkmal - Pflanzenhöhe, Blattgröße, Anzahl der produzierten Samen usw.; Bevölkerung Eigenschaften - Anzahl der Individuen pro Flächeneinheit, Häufigkeit des Auftretens usw.), ergibt sich folgendes Bild.

Die Reichweite des ökologischen Faktors (Toleranzbereich der Art) wird durch die Minimal- und Maximalpunkte begrenzt, die den Extremwerten dieses Faktors entsprechen, bei denen die Existenz der Pflanze möglich ist. Der Punkt auf der Abszissenachse, der den besten Indikatoren für die Vitalaktivität der Pflanze entspricht, bedeutet den optimalen Wert des Faktors – dies ist der optimale Punkt. Aufgrund der Schwierigkeiten, diesen Punkt genau zu bestimmen, spricht man üblicherweise von einer bestimmten optimalen Zone oder einer Komfortzone. Die optimalen, minimalen und maximalen Punkte bilden drei Kardinalpunkte, die die Möglichkeiten der Reaktion einer Art auf einen bestimmten Faktor bestimmen. Die äußersten Abschnitte der Kurve, die den Unterdrückungszustand mit einem starken Mangel oder Überschuss des Faktors ausdrücken, werden Pessimumbereiche genannt; sie entsprechen den pessimalen Werten des Faktors. Subletale Werte des Faktors liegen in der Nähe der kritischen Punkte, und letale Werte liegen außerhalb der Toleranzzone.

Arten unterscheiden sich voneinander durch die Lage des Optimums innerhalb des Gradienten des ökologischen Faktors. Zum Beispiel das Hitzeverhalten arktischer und tropischer Arten. Die Breite des Bereichs des Faktors (oder der optimalen Zone) kann auch unterschiedlich sein. So gibt es Arten, für die eine geringe Beleuchtung (Höhlenmoos) oder eine relativ hohe Beleuchtung (alpine Alpenpflanzen) optimal ist. Es sind aber auch Arten bekannt, die sowohl bei vollem Licht als auch bei starker Beschattung gleichermaßen gut wachsen (z. B. der Gespannigel - Dactylis glomerata).

Ebenso bevorzugen manche Rispengräser Böden mit einem bestimmten, eher engen Säurebereich, während andere in einem breiten pH-Bereich – von stark sauer bis alkalisch – gut gedeihen. Der erste Fall weist auf eine enge ökologische Amplitude von Pflanzen hin (sie sind stenobiont oder stenotop), der zweite auf eine breite ökologische Amplitude (Pflanzen sind eurybiont oder eurytop). Zwischen den Kategorien Eurytopie und Stenotopie liegen eine Reihe von qualitativen Zwischenkategorien (Hemieurytopie, Gemistenotopie).

Die Breite der ökologischen Amplitude in Bezug auf verschiedene Umweltfaktoren ist oft unterschiedlich. Es ist möglich, in Bezug auf einen Faktor stenotop und in Bezug auf einen anderen eurytopisch zu sein: Beispielsweise können Pflanzen auf einen engen Temperaturbereich und einen weiten Salzgehaltsbereich beschränkt sein.

Wechselwirkung von Umweltfaktoren

Umweltfaktoren wirken gemeinsam und gleichzeitig auf die Pflanze ein, und die Wirkung eines Faktors hängt stark vom "ökologischen Hintergrund", dh von der quantitativen Ausprägung anderer Faktoren ab. Dieses Phänomen des Zusammenwirkens von Faktoren wird im Experiment mit dem Wassermoos Fontinalis deutlich. Dieses Experiment zeigt deutlich, dass sich die Beleuchtung bei unterschiedlichem CO 2 -Gehalt in unterschiedlich auf die Intensität der Photosynthese auswirkt.

Das Experiment zeigt auch, dass eine ähnliche biologische Wirkung erhalten werden kann, indem die Wirkung eines Faktors teilweise durch einen anderen ersetzt wird. Die gleiche Intensität der Photosynthese kann also entweder durch Erhöhen der Beleuchtung auf 18.000 Lux oder bei geringerer Beleuchtung durch Erhöhen der CO 2 -Konzentration erreicht werden.

Hier manifestiert sich die teilweise Austauschbarkeit der Wirkung eines Umweltfaktors mit einem anderen. Dabei kann keiner der notwendigen Umweltfaktoren durch einen anderen ersetzt werden: Eine Grünpflanze lässt sich auch bei sehr guter mineralischer Ernährung oder auf destilliertem Wasser bei optimalen thermischen Bedingungen nicht in völliger Dunkelheit wachsen. Mit anderen Worten, es gibt eine teilweise Substitution der wichtigsten ökologischen Faktoren und gleichzeitig ihre völlige Unersetzlichkeit (in diesem Sinne wird manchmal auch von einer gleichwertigen Bedeutung für das Pflanzenleben gesprochen). Wenn der Wert mindestens eines der erforderlichen Faktoren den Toleranzbereich überschreitet (unter dem Minimum und über dem Maximum), wird die Existenz des Organismus unmöglich.

Limitierende Faktoren

Wenn einer der Faktoren, die die Existenzbedingungen ausmachen, einen pessimalen Wert hat, dann begrenzt er die Wirkung der verbleibenden Faktoren (egal wie günstig sie sein mögen) und bestimmt das Endergebnis der Einwirkung der Umwelt auf die Pflanze. Dieses Endergebnis kann nur durch Einwirkung auf den Begrenzungsfaktor geändert werden. Dieses „Gesetz des begrenzenden Faktors“ wurde erstmals 1840 von dem deutschen Agrarchemiker, einem der Begründer der Agrarchemie, Justus Liebig, in der Agrarchemie formuliert und wird daher auch oft als Liebigsches Gesetz bezeichnet.

Er bemerkte, dass bei einem Mangel an einem der notwendigen chemischen Elemente im Boden oder in der Nährlösung kein Dünger mit anderen Elementen der Pflanze schadet und nur die Zugabe von „minimalen Ionen“ zu einer Ertragssteigerung führt. Zahlreiche Beispiele für die Wirkung limitierender Faktoren, nicht nur im Experiment, sondern auch in der Natur, zeigen, dass dieses Phänomen von allgemeiner ökologischer Bedeutung ist. Ein Beispiel für das Wirken des „Gesetzes des Minimums“ in der Natur ist die Unterdrückung von krautigen Pflanzen unter dem Blätterdach von Buchenwäldern, wo unter optimalen thermischen Bedingungen, hohem Kohlendioxidgehalt, ausreichend nährstoffreichen Böden und anderen optimalen Bedingungen die Möglichkeiten bestehen für die Grasentwicklung sind durch einen starken Lichtmangel begrenzt.

Die Identifizierung von "minimalen" (und maximalen) Faktoren und die Beseitigung ihrer limitierenden Wirkung, also die Optimierung des Umfelds für Pflanzen, stellt eine wichtige praktische Aufgabe bei der rationellen Nutzung der Vegetationsdecke dar.

Autökologischer und synökologischer Bereich und Optimum

Die Einstellung von Pflanzen zu Umweltfaktoren hängt stark vom Einfluss anderer pflanzlicher Mitbewohner ab (in erster Linie von Konkurrenzbeziehungen zu ihnen). Oft gibt es eine Situation, in der eine Art in einem breiten Wirkungsbereich eines Faktors (der experimentell bestimmt wird) erfolgreich wachsen kann, aber die Anwesenheit eines starken Konkurrenten dazu zwingt, sie auf eine engere Zone zu beschränken.

Zum Beispiel hat die Waldkiefer (Pinus sylvestris) ein sehr breites ökologisches Verbreitungsgebiet in Bezug auf Bodenfaktoren, aber in der Taigazone bildet sie Wälder hauptsächlich auf trockenen, armen Sandböden oder auf stark durchnässten Mooren, d. h. dort, wo es keine konkurrierenden Baumarten gibt . Dabei ist die reale Lage der Optima und Toleranzbereiche für Pflanzen mit oder ohne biotischen Einfluss unterschiedlich. Dabei wird zwischen dem ökologischen Optimum einer Art (ohne Konkurrenz) und dem phytozönotischen Optimum entsprechend der realen Position der Art in der Landschaft bzw. im Biom unterschieden.

Neben der Position des Optimums werden die Grenzen der Dauerhaftigkeit der Art unterschieden: das ökologische Verbreitungsgebiet (die potentiellen Grenzen der Verbreitung der Art, bestimmt nur durch ihre Beziehung zu diesem Faktor) und das wirkliche phytozönotische Verbreitungsgebiet.

Oft spricht man in diesem Zusammenhang von einem potentiellen und realen Optimum und Bereich. In der ausländischen Literatur schreiben sie auch über das physiologische und ökologische Optimum und die Reichweite. Es ist besser, über das autökologische und synökologische Optimum und das Verbreitungsgebiet der Arten zu sprechen.

Bei verschiedenen Arten ist das Verhältnis der ökologischen und phytocenotischen Verbreitungsgebiete unterschiedlich, aber das ökologische Verbreitungsgebiet ist immer breiter als das phytocenotische. Durch das Zusammenspiel der Pflanzen verengt sich das Spektrum und oft verschiebt sich das Optimum.