Den Magen nicht mit Nahrung sättigen,

Das zwanzigste Jahrhundert kaut sich selbst

Und er schneidet, schneidet den Baum des Lebens,

Wie ein rücksichtsloser Holzfäller...

Großer Geist! Verbiete es dir

Zumindest den letzten Ast hacken.

Viele Arten menschlicher Aktivitäten können als besondere Umweltfaktoren betrachtet werden, die als anthropogen bezeichnet werden; das Ausmaß der Wirkung anthropogener Faktoren wird mit der Wirkung geologischer Kräfte fähig; Die Biosphäre reagiert auf den Einfluss anthropogener Faktoren mit einer Verringerung der Artenzahl, einer Verarmung des Genpools der Populationen, einer Richtungsänderung der natürlichen Selektion und dem Artensterben.

Der Planet als Ganzes, die Biosphäre und die Gesellschaft sind ökologisch unteilbar, daher wirken Umweltprobleme als universell. Sie manifestieren sich jedoch in jeder Region und werden auf ihre eigene Weise gelöst, abhängig von der Art der Ökosysteme, spezifischen physikalischen, geografischen und sozioökonomischen Bedingungen.. Andererseits können lokale Umweltsituationen, obwohl wichtig, nur erfolgreich gelöst werden unter Berücksichtigung eines globalen Ansatzes.

1. Am Ende des Känozoikums kam es in einer Reihe von Gebieten des Planeten zu bedeutenden Klimaveränderungen - Abkühlung und Trocknung begannen. Dies führte dazu, dass Wälder durch offene Flächen ersetzt wurden. Lebende Organismen, die zuvor in Walddickicht lebten und auf offene Flächen umstiegen, erwarben unter dem Einfluss von Umweltfaktoren neue Eigenschaften und Zeichen: Bautätigkeit entwickelte sich (Wühlmäuse, Rennmäuse); eine nomadische Lebensweise, Migrationen entstanden, die Größe der Herde nahm zu (in der Herde der Waldtiere gibt es nur 20-30 Elchköpfe, und die Bewohner der Freiflächen versammeln sich in Herden von Tausenden von Hirschen). Der nächtliche Lebensstil wurde durch einen Taglebensstil ersetzt, die hierarchischen Beziehungen in der Herde wurden komplizierter, Wachhundfunktionen begannen abwechselnd von jedem ihrer Mitglieder wahrgenommen zu werden. Es wird angenommen, dass die Vorfahren des Menschen - Waldtiere - unter den neuen Bedingungen in schwierige Umstände gerieten. Die wichtigsten waren: das Verschwinden vieler tropischer Waldpflanzen, die als Nahrung dienten, die Unmöglichkeit von Raubtieren aufgrund des Mangels an Reißzähnen und Klauen als Angriffs- und Verteidigungsmittel; langsame Bewegungsgeschwindigkeit im Vergleich zu den meisten Tetrapoden gleicher Größe; niedrige Geburtenrate, Entwicklungsdauer der Jungen.

Dies führte zur Entwicklung der menschlichen Vorfahren, als sie die irdische Lebensweise beherrschten, Zeichen der menschlichen Rasse - Fortbewegung auf zwei Beinen, Komplikation der Werkzeugaktivität, Verbesserung der Handstruktur und Komplikation der Nervenaktivität. In Bezug auf die Geologie geschah dies erst vor kurzem.

Der Erfolg im Kampf ums Dasein konnte nur durch eine deutliche Überlegenheit der geistigen Fähigkeiten gegenüber allen Tieren sichergestellt werden, die Vormenschen angriffen oder ihre Beute sein konnten. Die natürliche Selektion begünstigte die Entwicklung des menschlichen Gehirns.

Bei den frühesten unmittelbaren Vorgängern oder sogar Vertretern der ältesten Völker - Australopithecus - waren die Gesichter bereits relativ flach, die Augenbrauenbögen ragten nach vorne und ein kräftiger Unterkiefer nahm einen bedeutenden Teil des Gesichts ein. Sie lebten in offenen Räumen und hatten eine komplexe Hierarchie. Bei Australopithecus entstand die Werkzeugtätigkeit als eine Form der biologischen Anpassung und als eine neue Evolutionsstufe. Wissenschaftler glauben, dass das erste Steinwerkzeug vor etwa drei Millionen Jahren hergestellt wurde. Abbildung 30 zeigt Werkzeuge aus Feuerstein, die mit verschiedenen Technologien bearbeitet wurden.

In diesem Stadium begann die Herde der Vormenschen, die Merkmale der menschlichen Gesellschaft anzunehmen, und die Vormenschen begannen, die Merkmale von Menschen anzunehmen. Verschiedene Kommunikationsmittel wurden geboren, die tägliche Aktivität entwickelte sich, der Mensch begann, Feuer zu benutzen.

Die Nutzung des Feuers ist der erste anthropogene Faktor, das erste Freudenfeuer führte zu den ersten nachteiligen Folgen für die Lebenden.

Der Neandertaler hatte bereits eine Wohnung gebaut - Hütten für 10-12 Personen, lernte, in jedem Klima zu leben.

Die Entwicklung der Landwirtschaft (Abbildung 31) und die Domestizierung von Tieren (Abbildung 32) wurden von Entwaldung, Beweidung und Futtersuche begleitet, was zu einer Veränderung der Ökosysteme führte.

Vor 8,5 Tausend Jahren wurde zum ersten Mal Metall geschmolzen (Chatal-Hyuyuk, Südtürkei). Das Handwerk begann sich zu entwickeln, dann die Industrie.

Eine neue Stufe in der Wechselwirkung zwischen Gesellschaft und Natur war die Entstehung von Städten, das Wachstum der menschlichen technischen Ausrüstung, die Entwicklung von Handwerk, Kunst und Buchdruck.

Eine Person hat die Fähigkeit erworben, die Welt universell zu beherrschen, die Natur zu transformieren (Demonstration einer Tabelle - einer Schriftrolle (Abb. 33), die in umgekehrter Form die Stadien des menschlichen Einflusses auf die Natur charakterisiert).

2. Die menschliche Aktivität hat einen globalen Charakter angenommen und ist zu einem besonderen übermächtigen ökologischen Faktor in der Existenz von Lebewesen in der Biosphäre geworden.

Der Mensch reduziert die von natürlichen Ökosystemen besetzten Gebiete. 9-12 % der Landfläche werden gepflügt, 22-25 % sind ganz oder teilweise bewirtschaftete Weiden. 458 Äquatoren - das ist die Länge der Straßen auf dem Planeten; 24 km auf 100 km 2 - so dicht sind die Straßen. Allein in den Industrieländern verschwinden laut UN jedes Jahr mehr als dreitausend Quadratkilometer Landschaft unter dem Beton von Autobahnen, Siedlungen und im Bau befindlichen Flughäfen.

Eine Person konsumiert Sushi-Produkte und reduziert den Anteil der natürlichen Verbraucher.

Die Biomasse von Menschen und Haustieren beträgt 15–20 % der Biomasse von Landtieren (Stand 1980). Menschen und Haustiere verbrauchen jedoch 1/4 der Sushi-Gemüseproduktion.

Der Mensch erschöpft die in den „Sackgassen“ der Biosphäre angesammelten Energiereserven.

Die moderne Menschheit verbraucht die potentielle Energie der Biosphäre 10-mal schneller als ihre Akkumulation durch die Aktivitäten von Organismen, die Sonnenenergie auf der Erde binden.

Der Mensch nutzt die Ressourcen der Erde und verschmutzt die Biosphäre: Er fördert etwa 100 Milliarden Tonnen Erz, fossile Brennstoffe und andere Rohstoffe, das sind 25 Tonnen pro Erdbewohner. 96-98 % der gewonnenen Rohstoffe landen im Abfall. In Großstädten fällt pro Einwohner 1 Tonne Müll (Essen und Haushalt) an. 6 Milliarden Tonnen feste Abfälle werden pro Jahr in die Ozeane freigesetzt. Jedes Jahr gelangen 69-90 Millionen Tonnen Öl und Ölprodukte in die Biosphäre und 20 Milliarden Tonnen Kohlendioxid in die Atmosphäre. Infolge der Kraftstoffverbrennung steigt die Bleikonzentration in der Luft und im Boden, Schwefel und Stickoxide gelangen in die Atmosphäre und bilden mit Wasser sauren Regen.

Die physikalische Belastung der Biosphäre nimmt zu – Lärm, Hitze, Licht, Radioaktivität. Der Staubgehalt der Umgebungsluft nimmt zu.

3. Der Einfluss des anthropogenen Faktors verursacht die Reaktionen biologischer Systeme.

a) Tod von Einzelpersonen und Bevölkerungsrückgang.

Elche, Hirsche, Rehe und Wildschweine, Vögel und Insekten verenden auf den Straßen unter den Rädern von Fahrzeugen. Feldarbeit führt mehr zum Tod von Birkhuhn, Hasen, Wachteln als die Jagd.

Millionen von Zugvögeln werden in Gasfackeln verbrannt, wo Abgase aus der Ölförderung verbrannt werden. Tiere sterben in Ölverschmutzungen, an Drähten und Masten von Hochspannungsleitungen (Steppenadler, Totengräber, Steinadler, Schlangenadler usw.), durch Verschlucken von im Meer treibenden Plastikgegenständen (Meeresschildkröten), in Fischernetzen (Delfine, Siegel).

b) Verletzungen der Ontogenese von Organismen.

Schadstoffe (Schwefelsäureanhydrid, Fluor und Fluorwasserstoff, Chloride und Stickstoffdioxid) sind für Pflanzen am gefährlichsten und verursachen Verbrennungen und in hohen Konzentrationen den Tod von Pflanzen und einzelnen Personen. Schwefelsäure und aus Schwefeldioxid gebildete Schwefelsäure verringern zusammen mit anderen Substanzen, die in den Boden gelangen, dessen Fruchtbarkeit. Der Säuregehalt des Bodens ändert sich, wodurch die lebenswichtige Aktivität von Bakterien unterdrückt und die Anzahl der Regenwürmer verringert wird. Der gefährlichste Schadstoff ist Öl.

Schadstoffe beeinträchtigen Embryonen, entwickeln Embryonen, vergiften sie, verursachen Missbildungen und Anomalien in der Entwicklung des Körpers, Störungen der Funktionen der Geschlechtsdrüsen und -organe und Störungen der Funktionen des Nervensystems.

Haben verschiedene gleichzeitig wirkende Schadstoffe eine kumulative Wirkung? die Wirkung von Kupfer auf Pflanzen wird in Gegenwart von Bleisalzen verstärkt; Kupfer verstärkt die Wirkung von Strahlung, im Gegenteil, Salze von Barium, Mangan und Magnesium schwächen diese Wirkung.

Unter dem Einfluss von Schadstoffen verkürzt sich die Lebensdauer, insbesondere bei langlebigen Arten, die gefährliche Schadstoffkonzentrationen im Körper anreichern können.

c) Verletzung von Populationsphänomenen.

Die Bevölkerungsstruktur ändert sich - das Verhältnis von Männern und Frauen, Individuen verschiedener Generationen; die Zahl wird so weit reduziert, dass die Suche nach Ehepartnern gestört wird. Aufgrund der Umweltverschmutzung werden die Fortpflanzungszyklen gestört (Asynchronität in der Entwicklung der Keimzellen bei Männchen und Weibchen), die Zahl der trächtigen Weibchen sinkt, die Zahl der Jungen im Wurf und die Sterblichkeitsrate der Neugeborenen steigt. Das Verbreitungsgebiet der Arten bröckelt, Habitate schrumpfen und kleine Habitatinseln werden isoliert.

d) Veränderung im Ökosystem.

Die Reduzierung der Artenzahl reduziert die Komplexität eines Ökosystems; der Verlust einiger Arten kann zum Ausbruch anderer führen; dominante Arten können unterdrückt und durch neu eindringende Arten ersetzt werden; interspezifische Beziehungen werden zerstört: Räuber-Beute, Bestäuber-bestäubte Pflanze, symbiotische Beziehungen. Das Absterben einer Pflanzenart kann zum Absterben von 5¸7 bis 30¸35 mit ihr vergesellschafteten Tierarten führen, hauptsächlich wirbellosen Tieren. Licht-, Schall- und chemische Verschmutzung stören die bestehenden Signalsysteme in der natürlichen Artengemeinschaft. Infolge einer Veränderung der Gemeinschaftsstruktur wird ihre Stabilität gestört, und es kommt zu Massenausbrüchen von Zahlen - in der Regel Wirbellose. Wir erleben also eine gigantische Verarmung des Genpools der Biosphäre durch das Artensterben, eine Verringerung ihrer Populationsvielfalt und die Zahl der Individuen in allen Populationen, die landesweit zurückgehen. Jeden Tag verschwindet eine Tierart unwiederbringlich aus dieser Zahl und jede Woche eine Pflanzenart. Heute kommen auf jeden Erdbewohner nur 25 Vögel, und bis zum Jahr 2000 wird dieses Verhältnis noch weiter sinken.

Natürliche Ressourcen, die für das Überleben der Menschheit und eine nachhaltige Entwicklung unerlässlich sind, werden zunehmend zerstört oder erschöpft. Gleichzeitig wächst der Bedarf an diesen Ressourcen rasant. Wenn die derzeitigen Bodendegradationsraten anhalten, wird in den nächsten 20 Jahren ein Drittel des Ackerlandes der Welt verloren gehen. In ähnlicher Weise wird bis Ende dieses Jahrhunderts (bei den derzeitigen Entwaldungsraten) die verbleibende Fläche der ungeschnittenen Tropenwälder halbiert. Es wird erwartet, dass die Erdbevölkerung in diesem Zeitraum um das Anderthalbfache zunehmen wird - von etwas mehr als 5 Milliarden auf fast 6 Milliarden Menschen.

Es wurde deutlich, dass das durch menschliches Wirtschaften gestörte Gleichgewicht der biosphärischen Prozesse langsamer als je zuvor wiederhergestellt wird. Die Anpassungsmechanismen der Biosphäre arbeiten „am Limit“. Der Genpool der Biosphäre ist erschöpft, wodurch unvorhersehbare evolutionäre Folgen drohen.

4. Viele Wissenschaftler bezeichnen die aktuelle ökologische Situation als „Umweltkrise“, „Krise der natürlichen Umwelt“.

Umweltprobleme werden als global eingestuft und betreffen sowohl die Welt als Ganzes als auch einzelne Regionen und Länder.

Die Lösung von Umweltproblemen – insbesondere die Erhaltung des Genpools der Biosphäre – wird immer dringlicher.

Die Menschheit und jeder Mensch, jeder von uns muss die Krisensituation erkennen und Ideen vorbringen, um Leben auf dem Planeten zu retten.

Die Geschichte des ökologischen Wissens reicht viele Jahrhunderte zurück. Schon Naturvölker brauchten gewisse Kenntnisse über Pflanzen und Tiere, ihre Lebensweise, Beziehungen untereinander und zur Umwelt. Im Zuge der allgemeinen Entwicklung der Naturwissenschaften kam es auch zu einer Anhäufung von Erkenntnissen, die heute zum Bereich der Umweltwissenschaften gehören. Als eigenständige isolierte Disziplin stach die Ökologie im 19. Jahrhundert hervor.

Der Begriff Ökologie (von griechisch Öko – Haus, Logos – Lehre) wurde durch den deutschen Biologen Ernest Haeckel in die Wissenschaft eingeführt.

1866 schrieb er in seinem Werk „The General Morphology of Organisms“, dass dies „… die Summe des Wissens in Bezug auf die Ökonomie der Natur ist: das Studium der Gesamtheit der Beziehung eines Tieres zu seiner Umwelt, beides organisch und anorganisch, und vor allem seine freundschaftlichen oder feindlichen Beziehungen zu den Tieren und Pflanzen, mit denen er direkt oder indirekt in Kontakt kommt. Diese Definition bezieht Ökologie auf die biologischen Wissenschaften. Zu Beginn des 20. Jahrhunderts. Die Bildung eines systematischen Ansatzes und die Entwicklung der Doktrin der Biosphäre, die ein weites Wissensgebiet ist, das viele wissenschaftliche Bereiche sowohl der natürlichen als auch der menschlichen Kreisläufe umfasst, einschließlich der allgemeinen Ökologie, führte zur Verbreitung von Ökosystemanschauungen in der Ökologie . Das Ökosystem ist zum Hauptgegenstand des Studiums der Ökologie geworden.

Ein Ökosystem ist eine Ansammlung lebender Organismen, die durch den Austausch von Materie, Energie und Informationen so miteinander und mit ihrer Umwelt interagieren, dass dieses einzelne System über lange Zeit stabil bleibt.

Der immer größer werdende Einfluss des Menschen auf die Umwelt erfordert eine neue Erweiterung der Grenzen des ökologischen Wissens. In der zweiten Hälfte des 20. Jahrhunderts. Der wissenschaftliche und technologische Fortschritt hat zu einer Reihe von Problemen geführt, die den Stellenwert globaler haben, so im Blickfeld der Ökologie die Fragen einer vergleichenden Analyse natürlicher und menschengemachter Systeme und der Suche nach Wegen zu deren ein harmonisches Miteinander und eine Entwicklung haben sich deutlich herauskristallisiert.

Entsprechend differenziert und kompliziert war die Struktur der ökologischen Wissenschaft. Nun lässt sie sich in vier Hauptzweige darstellen, die weiter unterteilt werden: Bioökologie, Geoökologie, Humanökologie, Angewandte Ökologie.

Daher können wir Ökologie als eine Wissenschaft über die allgemeinen Gesetze des Funktionierens von Ökosystemen verschiedener Ordnungen definieren, eine Reihe wissenschaftlicher und praktischer Fragen der Beziehung zwischen Mensch und Natur.

2. Umweltfaktoren, ihre Einstufung, Arten der Einwirkung auf Organismen

Jeder Organismus in der Natur erfährt den Einfluss einer Vielzahl von Komponenten der äußeren Umgebung. Alle Eigenschaften oder Bestandteile der Umwelt, die Organismen beeinflussen, werden als Umweltfaktoren bezeichnet.

Klassifizierung von Umweltfaktoren. Umweltfaktoren (Umweltfaktoren) sind vielfältig, haben eine unterschiedliche Art und Spezifität der Wirkung. Folgende Gruppen von Umweltfaktoren werden unterschieden:

1. Abiotisch (Faktoren unbelebter Natur):

a) Klima - Lichtverhältnisse, Temperaturverhältnisse usw.;

b) edaphisch (lokal) - Wasserversorgung, Bodentyp, Gelände;

c) orographisch - Luft (Wind) und Wasserströmungen.

2. Biotische Faktoren sind alle Formen der Beeinflussung lebender Organismen untereinander:

Pflanzen Pflanzen. Pflanzen Tiere. Pflanzen Pilze. Pflanzen Mikroorganismen. Tiere Tiere. Tiere Pilze. Tiere Mikroorganismen. Pilze Pilze. Pilze Mikroorganismen. Mikroorganismen Mikroorganismen.

3. Anthropogene Faktoren sind alle Formen von Aktivitäten der menschlichen Gesellschaft, die zu einer Veränderung des Lebensraums anderer Arten führen oder deren Leben direkt beeinflussen. Die Auswirkungen dieser Gruppe von Umweltfaktoren nehmen von Jahr zu Jahr rapide zu.

Arten der Wirkung von Umweltfaktoren auf Organismen. Umweltfaktoren wirken sich auf verschiedene Weise auf lebende Organismen aus. Sie können sein:

Reizstoffe, die zum Auftreten adaptiver (adaptiver) physiologischer und biochemischer Veränderungen (Winterschlaf, Photoperiodismus) beitragen;

Begrenzer, die die geografische Verteilung von Organismen aufgrund der Unmöglichkeit der Existenz unter diesen Bedingungen verändern;

Modifikatoren, die morphologische und anatomische Veränderungen in Organismen verursachen;

Signale, die Änderungen anderer Umweltfaktoren anzeigen.

Allgemeine Muster von Umweltfaktoren:

Aufgrund der extremen Vielfalt von Umweltfaktoren reagieren verschiedene Arten von Organismen, die ihren Einfluss erfahren, unterschiedlich darauf, jedoch können eine Reihe allgemeiner Gesetzmäßigkeiten (Muster) der Wirkung von Umweltfaktoren identifiziert werden. Lassen Sie uns auf einige von ihnen eingehen.

1. Das Gesetz des Optimums

2. Gesetz der ökologischen Individualität der Arten

3. Das Gesetz des begrenzenden (begrenzenden) Faktors

4. Gesetz der zweideutigen Handlung

3. Wirkungsmuster von Umweltfaktoren auf Organismen

1) Die Regel des Optimums. Für ein Ökosystem, einen Organismus oder ein bestimmtes Stadium davon

Entwicklung gibt es eine Spanne des günstigsten Wertes des Faktors. Woher

günstige Faktoren Bevölkerungsdichte ist maximal. 2) Toleranz.

Diese Eigenschaften hängen von der Umgebung ab, in der die Organismen leben. Wenn sie

stabil in seiner

it-am, es hat mehr Chancen für das Überleben von Organismen.

3) Die Regel der Wechselwirkung von Faktoren. Einige Faktoren können sich erhöhen oder

die Wirkung anderer Faktoren abmildern.

4) Die Regel der Begrenzungsfaktoren. Ein Faktor, der mangelhaft ist oder

Überschuss wirkt sich negativ auf Organismen aus und begrenzt die Möglichkeit der Manifestation. Stärke

die Wirkung anderer Faktoren. 5) Photoperiodismus. Unter Photoperiodismus

die Reaktion des Körpers auf die Länge des Tages verstehen. Reaktion auf wechselndes Licht.

6) Anpassung an den Rhythmus der Naturphänomene. Anpassung an den Alltag u

saisonale Rhythmen, Gezeitenphänomene, Rhythmen der Sonnenaktivität,

Mondphasen und andere Phänomene, die sich mit strikter Periodizität wiederholen.

Ek. Valenz (Plastizität) - die Fähigkeit von org. an die anpassen Umweltfaktoren. Umgebung.

Wirkungsmuster von Umweltfaktoren auf lebende Organismen.

Ökologische Faktoren und ihre Klassifizierung. Alle Organismen sind potentiell zur unbegrenzten Vermehrung und Ausbreitung befähigt: Auch Arten mit gebundener Lebensweise haben mindestens eine Entwicklungsphase, in der sie zur aktiven oder passiven Verbreitung fähig sind. Gleichzeitig vermischt sich die Artenzusammensetzung von Organismen, die in verschiedenen Klimazonen leben, nicht: Jeder von ihnen hat eine bestimmte Gruppe von Tier-, Pflanzen- und Pilzarten. Dies ist auf die Begrenzung der übermäßigen Vermehrung und Ansiedlung von Organismen durch bestimmte geografische Barrieren (Meere, Gebirgszüge, Wüsten usw.), klimatische Faktoren (Temperatur, Feuchtigkeit usw.) sowie Beziehungen zwischen einzelnen Arten zurückzuführen.

Je nach Art und Charakteristik der Einwirkung werden Umweltfaktoren in abiotisch, biotisch und anthropogen (anthropisch) eingeteilt.

Abiotische Faktoren sind Bestandteile und Eigenschaften der unbelebten Natur, die einzelne Organismen und ihre Gruppen direkt oder indirekt beeinflussen (Temperatur, Licht, Feuchtigkeit, Gaszusammensetzung der Luft, Druck, Salzzusammensetzung des Wassers usw.).

Eine separate Gruppe von Umweltfaktoren umfasst verschiedene Formen menschlicher Wirtschaftstätigkeit, die den Zustand des Lebensraums verschiedener Arten von Lebewesen, einschließlich des Menschen selbst, verändern (anthropogene Faktoren). In einer relativ kurzen Zeit des Bestehens des Menschen als biologische Spezies haben seine Aktivitäten das Gesicht unseres Planeten radikal verändert, und jedes Jahr nimmt dieser Einfluss auf die Natur zu. Die Intensität einiger Umweltfaktoren kann über lange historische Perioden der Biosphärenentwicklung relativ stabil bleiben (z. B. Sonneneinstrahlung, Schwerkraft, Salzzusammensetzung des Meerwassers, Gaszusammensetzung der Atmosphäre usw.). Die meisten von ihnen haben eine variable Intensität (Temperatur, Feuchtigkeit usw.). Der Grad der Variabilität jedes der Umweltfaktoren hängt von den Eigenschaften des Lebensraums von Organismen ab. So kann beispielsweise die Temperatur an der Bodenoberfläche je nach Jahres- oder Tageszeit, Wetter usw. stark schwanken, während es in Gewässern in Tiefen von mehr als einigen Metern kaum zu Temperaturabfällen kommt.

Änderungen der Umweltfaktoren können sein:

Periodisch, abhängig von der Tageszeit, Jahreszeit, der Position des Mondes relativ zur Erde usw.;

Nicht periodisch, zum Beispiel Vulkanausbrüche, Erdbeben, Wirbelstürme usw.;

Über bedeutende historische Zeiträume gerichtet sind beispielsweise Veränderungen des Erdklimas verbunden mit der Umverteilung des Verhältnisses von Landflächen und Ozeanen.

Jeder der lebenden Organismen passt sich ständig an den gesamten Komplex von Umweltfaktoren an, dh an die Umwelt, und reguliert die Lebensprozesse entsprechend den Änderungen dieser Faktoren. Lebensraum ist eine Reihe von Bedingungen, unter denen bestimmte Individuen, Populationen und Gruppen von Organismen leben.

Muster des Einflusses von Umweltfaktoren auf lebende Organismen. Trotz der Tatsache, dass Umweltfaktoren sehr vielfältig und unterschiedlich sind, werden einige Muster ihres Einflusses auf lebende Organismen sowie die Reaktionen von Organismen auf die Wirkung dieser Faktoren festgestellt. Anpassungen von Organismen an Umweltbedingungen werden Anpassungen genannt. Sie werden auf allen Ebenen der Organisation lebender Materie produziert: von molekular bis biogeozenotisch. Anpassungen sind inkonsistent, da sie sich im Verlauf der historischen Entwicklung einzelner Arten in Abhängigkeit von Änderungen der Intensität der Einwirkung von Umweltfaktoren ändern. Jede Art von Organismen ist auf besondere Weise an bestimmte Lebensbedingungen angepasst: Es gibt keine zwei nahestehenden Arten, die sich in ihren Anpassungen ähneln (Regel der ökologischen Individualität). So sind der Maulwurf (Serie Insectivores) und die Maulwurfsratte (Serie Rodents) an das Leben im Boden angepasst. Aber der Maulwurf gräbt Gänge mit Hilfe seiner Vorderbeine, und die Maulwurfsratte benutzt ihre Schneidezähne und wirft die Erde mit dem Kopf aus.

Eine gute Anpassung von Organismen an einen bestimmten Faktor bedeutet nicht die gleiche Anpassung an andere (die Regel der relativen Unabhängigkeit der Anpassung). So sind beispielsweise Flechten, die sich auf organisch armen Substraten (z. B. Felsen) ansiedeln können und Trockenperioden überstehen, sehr empfindlich gegenüber Luftverschmutzung.

Außerdem gilt das Gesetz des Optimums: Jeder Faktor wirkt sich nur innerhalb gewisser Grenzen positiv auf den Körper aus. Günstig für Organismen eines bestimmten Typs wird die Intensität der Einwirkung eines Umweltfaktors als optimale Zone bezeichnet. Je mehr die Intensität der Wirkung eines bestimmten Umweltfaktors in die eine oder andere Richtung von der optimalen abweicht, desto ausgeprägter ist seine dämpfende Wirkung auf Organismen (Pessimumzone). Der Wert der Intensität des Einflusses des Umweltfaktors, nach dem die Existenz von Organismen unmöglich wird, wird als obere und untere Grenze der Ausdauer (kritische Punkte von Maximum und Minimum) bezeichnet. Der Abstand zwischen den Grenzen der Ausdauer bestimmt die ökologische Wertigkeit einer bestimmten Art in Bezug auf den einen oder anderen Faktor. Die ökologische Wertigkeit ist daher der Bereich der Intensität des Einflusses eines ökologischen Faktors, in dem die Existenz einer bestimmten Art möglich ist.

Die breite ökologische Wertigkeit von Individuen einer bestimmten Art in Bezug auf einen bestimmten ökologischen Faktor wird durch die Vorsilbe „Euro-“ gekennzeichnet. Somit sind Polarfüchse eurythermische Tiere, da sie starken Temperaturschwankungen (innerhalb von 80°C) standhalten können. Einige Wirbellose (Schwämme, Kilchakiv, Stachelhäuter) sind eurybatische Organismen, daher siedeln sie sich von der Küstenzone bis in große Tiefen an und halten erheblichen Druckschwankungen stand. Arten, die in einem breiten Spektrum von Schwankungen verschiedener Umweltfaktoren leben können, werden als Eurybiontymen bezeichnet.Eine enge ökologische Wertigkeit, dh die Unfähigkeit, signifikanten Änderungen eines bestimmten Umweltfaktors standzuhalten, wird durch das Präfix "steno-" bezeichnet (z. B. stenothermisch, stenobatni, stenobiontisch usw.).

Das Optimum und die Grenzen der Belastbarkeit des Organismus in Bezug auf einen bestimmten Faktor hängen von der Intensität der Einwirkung anderer ab. Beispielsweise ist es bei trockenem, windstillem Wetter einfacher, niedrigen Temperaturen standzuhalten. So können sich das Optimum und die Grenzen der Ausdauer von Organismen in Bezug auf jeden Umweltfaktor in eine bestimmte Richtung verschieben, abhängig von der Stärke und Kombination anderer Faktoren (das Phänomen der Wechselwirkung von Umweltfaktoren).

Aber die gegenseitige Kompensation lebenswichtiger ökologischer Faktoren hat gewisse Grenzen und kann nicht durch andere ersetzt werden: Wenn die Intensität der Wirkung mindestens eines Faktors die Grenzen der Ausdauer überschreitet, wird die Existenz der Art trotz optimaler Intensität unmöglich das Handeln anderer. So hemmt der Feuchtigkeitsmangel selbst bei optimaler Beleuchtung und CO2-Konzentration in der Atmosphäre den Prozess der Photosynthese.

Der Faktor, dessen Intensität über die Grenzen der Belastbarkeit hinausgeht, wird restriktiv genannt. Limitierende Faktoren bestimmen das Verbreitungsgebiet der Art (Reichweite). So wird die Ausbreitung vieler Tierarten nach Norden durch Wärme- und Lichtmangel, nach Süden durch Feuchtigkeitsmangel gehemmt.

Das Vorkommen und das Gedeihen einer bestimmten Art in einem bestimmten Lebensraum ist somit auf ihre Wechselwirkung mit einer ganzen Reihe von Umweltfaktoren zurückzuführen. Eine unzureichende oder übermäßige Intensität der Wirkung einer von ihnen ist für den Wohlstand und die Existenz einzelner Arten unmöglich.

Umweltfaktoren sind alle Bestandteile der Umwelt, die lebende Organismen und ihre Gruppen beeinflussen; sie werden unterteilt in abiotisch (Bestandteile der unbelebten Natur), biotisch (verschiedene Formen der Interaktion zwischen Organismen) und anthropogen (verschiedene Formen menschlicher Wirtschaftstätigkeit).

Anpassungen von Organismen an Umweltbedingungen werden Anpassungen genannt.

Jeder Umweltfaktor hat nur bestimmte Grenzen des positiven Einflusses auf Organismen (das Gesetz des Optimums). Die Grenzen der Intensität der Wirkung des Faktors, nach denen die Existenz von Organismen unmöglich wird, werden als obere und untere Grenze der Ausdauer bezeichnet.

Das Optimum und die Grenzen der Ausdauer von Organismen in Bezug auf jeden Umweltfaktor können in einer bestimmten Richtung variieren, abhängig von der Intensität und Kombination anderer Umweltfaktoren (Phänomen der Wechselwirkung von Umweltfaktoren). Aber ihre gegenseitige Kompensation ist begrenzt: Kein lebenswichtiger Faktor kann durch andere ersetzt werden. Ein Umweltfaktor, der die Grenzen der Ausdauer überschreitet, wird als restriktiv bezeichnet; er bestimmt das Verbreitungsgebiet einer bestimmten Art.

ökologische Plastizität von Organismen

Ökologische Plastizität von Organismen (ökologische Wertigkeit) - der Grad der Anpassungsfähigkeit einer Art an Veränderungen des Umweltfaktors. Es wird durch den Wertebereich von Umweltfaktoren ausgedrückt, innerhalb dessen eine bestimmte Art ihre normale Vitalaktivität behält. Je größer die Bandbreite, desto größer die ökologische Plastizität.

Arten, die mit kleinen Abweichungen des Faktors vom Optimum existieren können, werden als hoch spezialisiert bezeichnet, und Arten, die erheblichen Änderungen des Faktors standhalten können, werden als weit angepasst bezeichnet.

Die ökologische Plastizität kann sowohl in Bezug auf einen einzelnen Faktor als auch in Bezug auf einen Komplex von Umweltfaktoren betrachtet werden. Die Fähigkeit von Arten, signifikante Änderungen bestimmter Faktoren zu tolerieren, wird durch den entsprechenden Begriff mit dem Präfix „evry“ gekennzeichnet:

Eurythermal (plastisch auf Temperatur)

Eurygolin (Wassersalzgehalt)

Eurythotic (Plastisch zu Licht)

Eurygyrisch (Plastik zu Feuchtigkeit)

Euryoic (Plastik zum Lebensraum)

Euryphagisch (Plastik zu Nahrung).

Arten, die an kleine Änderungen dieses Faktors angepasst sind, werden mit dem Begriff mit dem Präfix "Wand" bezeichnet. Diese Präfixe werden verwendet, um den relativen Toleranzgrad auszudrücken (z. B. liegen bei einer stenothermischen Art das ökologische Temperaturoptimum und das Pessimum nahe beieinander).

Arten mit breiter ökologischer Plastizität in Bezug auf einen Komplex ökologischer Faktoren sind Eurybionten; Arten mit geringer individueller Anpassungsfähigkeit - Stenobionten. Eurybiontness und Istenobiontness charakterisieren verschiedene Arten der Überlebensanpassung von Organismen. Wenn sich Eurybionten lange Zeit unter guten Bedingungen entwickeln, können sie ihre ökologische Plastizität verlieren und stenobiontische Merkmale entwickeln. Arten, die mit erheblichen Schwankungen des Faktors existieren, erlangen eine erhöhte ökologische Plastizität und werden zu Eurybionten.

Zum Beispiel gibt es mehr Stenobionten in der aquatischen Umwelt, da sie in ihren Eigenschaften relativ stabil sind und die Amplituden der Schwankungen einzelner Faktoren gering sind. In einer dynamischeren Luft-Land-Umgebung überwiegen Eurybionten. Warmblüter haben eine größere ökologische Wertigkeit als Kaltblüter. Junge und alte Organismen benötigen tendenziell einheitlichere Umweltbedingungen.

Eurybionten sind weit verbreitet, und Stenobionten verengen die Verbreitungsgebiete; In einigen Fällen besitzen Stenobionten jedoch aufgrund ihrer hohen Spezialisierung riesige Gebiete. Der fischfressende Fischadler beispielsweise ist ein typischer Stenophage, aber in Bezug auf andere Umweltfaktoren ein Eurybiont. Auf der Suche nach der notwendigen Nahrung kann der Vogel im Flug lange Strecken zurücklegen und nimmt daher eine bedeutende Fläche ein.

Plastizität - die Fähigkeit eines Organismus, in einem bestimmten Wertebereich des Umweltfaktors zu existieren. Die Plastizität wird durch die Reaktionsgeschwindigkeit bestimmt.

Je nach Grad der Plastizität in Bezug auf einzelne Faktoren werden alle Typen in drei Gruppen eingeteilt:

Stenotope sind Arten, die in einem engen Bereich von Umweltfaktorwerten existieren können. Zum Beispiel die meisten Pflanzen feuchter äquatorialer Wälder.

Eurytope sind breitplastische Arten, die verschiedene Lebensräume entwickeln können, beispielsweise alle kosmopolitischen Arten.

Mesotope nehmen eine Zwischenstellung zwischen Stenotopen und Eurytopen ein.

Es sollte daran erinnert werden, dass eine Art beispielsweise nach einem Faktor ein Stenotop und nach einem anderen ein Eurytop sein kann und umgekehrt. Zum Beispiel ist eine Person ein Eurytop in Bezug auf die Lufttemperatur, aber ein Stenotop in Bezug auf den Sauerstoffgehalt in ihr.

Eine Person in der Umwelt ist einerseits Objekt der Wechselwirkung von Umweltfaktoren, andererseits wirkt sie selbst auf die Umwelt ein. Aus dieser Sicht zeichnen sich der Mensch und die Menschheit insgesamt durch wichtige Merkmale aus. Ein wichtiges Merkmal des Menschen als Umweltfaktor ist Bewusstsein, Zielstrebigkeit und massive Eingriffe in die Natur.[ ...]

Jede biologische Art hat begrenzte Energieressourcen, was ihre Auswirkungen auf die Umwelt begrenzt. Zum Beispiel nutzen grüne Pflanzen die Energie der Sonne, Verbraucher - ein Teil der Energie organischer Substanzen, die von Organismen der vorherigen trophischen Ebene gebildet werden. Die Menschheit erweitert im Prozess der Arbeit und intellektuellen Aktivität das Spektrum der verfügbaren Energiequellen bis hin zur Nutzung nuklearer und thermonuklearer Reaktionen. Dadurch konnten die Menschen die natürlichen Wachstumsgrenzen ihrer Zahl überwinden.[ ...]

Bevölkerungswachstum, Energieversorgung, technische Ausstattung der Menschen schaffen die Voraussetzungen für die Besiedlung jeglicher ökologischer Nischen. Der Mensch ist die einzige Spezies auf der Erde mit weltweiter Verbreitung. Dadurch wird der Mensch zum ökologischen Faktor mit globaler Wirkung.[ ...]

Dank der Auswirkungen auf alle Hauptbestandteile der Biosphäre erreicht der Einfluss der Menschheit die entferntesten ökologischen Zonen des Planeten, ein Beispiel ist der Nachweis von DDT in der Leber von Pinguinen und Robben, die in der Antarktis gefangen wurden, wo es nie Insektizide gab Gebraucht.[ ...]

Als Ergebnis der Arbeitstätigkeit schafft eine Person einen künstlichen Lebensraum um sich herum. Natürliche Ökosysteme werden durch anthropogene Ökosysteme ersetzt, in denen der Mensch der absolut dominierende Faktor ist.[ ...]

Als Ergebnis menschlicher Aktivitäten treten Veränderungen in der physischen Umgebung auf - die Gaszusammensetzung der Luft, die Qualität von Wasser und Nahrung, das Klima, der Fluss von Sonnenenergie und andere Faktoren, die die Gesundheit und Leistungsfähigkeit von Menschen beeinflussen. Bei abweichenden Extrembedingungen wird viel Aufwand und Geld für die künstliche Schaffung und Aufrechterhaltung optimaler Umweltbedingungen aufgewendet.[ ...]

Das Ausmaß der Wechselwirkungen der modernen Gesellschaft mit der Natur wird nicht von den biologischen Bedürfnissen des Menschen bestimmt, sondern von der ständig steigenden technischen und gesellschaftlichen Entwicklung. Die technische Kraft des Menschen hat Ausmaße erreicht, die den biosphärischen Prozessen entsprechen. So transportieren Bau- und Bergbaumaschinen jährlich mehr Material an die Erdoberfläche, als alle Flüsse der Welt durch Wassererosion zum Meer tragen. Menschliche Aktivitäten auf dem Planeten verändern das Klima, beeinflussen die Zusammensetzung der Atmosphäre und der Ozeane.[ ...]

IN UND. Vernadsky sagte in der ersten Hälfte des zwanzigsten Jahrhunderts die Entwicklung der Biosphäre und ihren Übergang in die Noosphäre - die Sphäre der Vernunft - voraus. Den aktuellen Entwicklungsstand der Biosphäre und der menschlichen Gesellschaft bestimmend können wir sagen, dass technologische und anthropogene Prozesse eine immer größere Rolle spielen.[ ...]

Die komplexe hierarchische Organisation der belebten Natur birgt riesige Reserven an Selbstregulation. Um diese Reserven zu erschließen, ist ein kompetenter Eingriff in die in der Biosphäre ablaufenden Prozesse notwendig. Die Strategie für einen solchen Eingriff kann von der Ökologie bestimmt werden, basierend auf den Errungenschaften der Natur- und Sozialwissenschaften.

Anthropoökosystem ist eine Gemeinschaft von Menschen, die in Beziehung zur Umwelt stehen.

Als Objekt des Einflusses von Umweltfaktoren hat eine Person gleichzeitig einen Einfluss auf die Umwelt.

Die Besonderheit des Menschen als ökologischer Faktor liegt darin, dass er bewusst, zielgerichtet und kraftvoll auf die Natur einwirkt. Die Energieressourcen jeder biologischen Art sind begrenzt, daher hat sie nur eine begrenzte Fähigkeit, die Natur zu beeinflussen. Grüne Pflanzen nutzen die Energie der Sonne, andere - die Energie organischer Substanzen des vorherigen Gliedes in der Nahrungskette. Eine Person schafft im Prozess ihrer geistigen Aktivität sehr starke Energiequellen - nukleare und thermonukleare Reaktionen. Dies erweitert die Möglichkeiten des Menschen und er wird in der Lage, jeden ökologischen Raum auf dem Planeten zu besetzen.

Die Besonderheit des Menschen als ökologischer Faktor liegt darin, dass seine Tätigkeit aktiv schöpferischer Natur ist. Es kann um sich herum eine künstliche Umgebung schaffen, die es auch von anderen Umweltfaktoren unterscheidet.

Faktoren der natürlichen und künstlichen Umgebung wirken sich ständig auf eine Person aus.

Adaptive ökologische Typen einer Person

Im Verlauf der historischen Entwicklung der Menschheit, unter dem Einfluss verschiedener natürlicher Faktoren und als Folge der ökologischen Spezialisierung der Weltbevölkerung, in verschiedenen Teilen des Planeten, adaptiv(angepasst) Typen von Leuten.

Adaptiver Typ - die Reaktionsnorm, die durch die Entwicklung von Körperbau, physiologischen Parametern, biochemischen und immunologischen Eigenschaften gekennzeichnet ist und eine bessere Anpassung einer Person an bestimmte Lebensbedingungen ermöglicht.

Zu den wichtigsten modernen anthropogene Ökosysteme umfassen Städte, Dörfer, Verkehrskommunikation. Material von der Website

urbane Ökosysteme

Die Veränderung der natürlichen Umwelt manifestiert sich deutlich in den Städten. Die Anhäufung von Industrie- und Haushaltsabfällen führt zu einer Erhöhung des Gehalts an Spurenelementen in Boden, Wasser und Pflanzen, die hohe Dichte der städtischen Bevölkerung schafft Bedingungen für die weite Verbreitung von Infektionskrankheiten. Infolge der Luftverschmutzung erreicht ein erheblicher Teil der ultravioletten Strahlen die Erdoberfläche nicht. Zu wenig Licht führt zu einer Abnahme des Vitamin-D-Gehalts im Körper.

ländliche Ökosysteme

Der weit verbreitete Einsatz von Pestiziden, Herbiziden und anderen Chemikalien in der Landwirtschaft kann sich nachteilig auf die Gesundheit der ländlichen Bevölkerung auswirken.

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 dies 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.

Der Wirkungsbereich 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 ist im Experiment mit dem Wassermoos Fontinalis deutlich zu sehen. 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 in der Agrarchemie von dem deutschen Agrarchemiker, einem der Begründer der Agrarchemie, Justus Liebig 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 (vor allem 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 zwingt, sie auf eine engere Zone zu beschränken.

Die Waldkiefer (Pinus sylvestris) zum Beispiel hat ein sehr breites ökologisches Verbreitungsgebiet in Bezug auf Bodenfaktoren, aber in der Taigazone bildet sie Wälder hauptsächlich auf trockenen, armen Sandböden oder auf stark wassergesättigten Mooren, also 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 tatsächlichen 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.