Alustavat huomautukset.

1. Elävät organismit kuuluvat supermonimutkaisten järjestelmien luokkaan, joiden tutkimuksessa tietyt yksinkertaistukset ovat väistämättömiä.

2. Kaikki tiettyyn organismiin tietyllä hetkellä vaikuttavat tekijät vaikuttavat samanaikaisesti. Yhden (erikseen otettavan) ympäristötekijän vaikutuksen perusteleminen on yksinkertaistus, jonka avulla voit ymmärtää paremmin yksittäisiä malleja. Olisi ihanteellista tallentaa jatkuvasti kaikkien ympäristötekijöiden arvot ja elävän järjestelmän (organismin) vaste.

3. Yksinkertaisin vaihtoehto on mitata tietyn arvot elintärkeä merkki(P g) organismin koeolosuhteissa yhden tutkitun ympäristötekijän (F e) eri arvoilla ja kaikkien muiden ympäristötekijöiden vakiolla (optimaalisella) arvolla: P f = f(F e). Tällaisia ​​kokeita kutsutaan yhden tekijän kokeet; heidän on kunnioitettava "yksittäisen eron sääntöä" kokemusmuunnelmien välillä.

Tuottavuus, biomassan kasvunopeus, hengitysintensiteetti, aineenvaihduntanopeus, fyysinen aktiivisuus ja paljon muuta voivat toimia organismin elintärkeän toiminnan indikaattoreina. Lajin (populaation) "hyvinvoinnin ja vaurauden" indikaattorit - syntyvyys, tuottavuus, runsaus, eloonjäämisaste jne.

Esimerkiksi laitoksen (NPP) nettoprimäärituotannon kvantitatiivinen riippuvuus ilman lämpötilasta (t in), kuten NPP = f (t in), voidaan saada aktiivisen kokeen olosuhteissa. Tätä varten kasveja kasvatetaan eri ilmanlämpötiloissa (koevaihtoehdot) varmistaen, että muiden ympäristötekijöiden arvot (kosteuden saanti, ravinteet jne.) pysyvät samoina ja optimaalisina kaikissa vaihtoehdoissa (yhden eron sääntö).

« Vähimmäislaki "J. Liebig

"Ajatuksen siitä, että organismin kestävyyden määrää sen ekologisten tarpeiden ketjun heikoin lenkki, esitti ensimmäisen kerran selvästi J. Liebig vuonna 1840", sanoo J. Odum. Justus Liebig (1803 - 1873), erinomainen saksalainen kemisti, yksi maatalouskemian perustajista, kasvien kivennäisravitsemuksen teorian kirjoittaja. Lukuisten kokeiden perusteella J. Liebig (1840) teki tärkeimmät tieteelliset yleistykset, muotoili olennaisesti ensimmäiset ekologiset lait kauan ennen itse ekologian ilmaantumista. Hän havaitsi, että kasvien sato riippuu siitä mineraaliravintoelementistä, jota maaperässä on suhteellisen vähän (suhteessa kasvin tarpeisiin).

« laki" minimiin(J. Liebig, 1840): "Aine, joka on vähintään, hallitsee satoa ja määrittää sadon koon ja stabiilisuuden ajan kuluessa."

Esimerkiksi, anna maaperän sisältää optimaalisen määrän kosteutta, fosforia, kaliumia ja kaikkia muita kasvien kivennäisravitsemuksen elementtejä, lukuun ottamatta typpeä, joka ei riitä. Silloin typpipitoisuus on raja kasvien tuottavuus. Jos näissä olosuhteissa levitettyjen typpilannoitteiden määrää lisätään jatkuvasti (eri koepalstoilla), myös kasvien sato kasvaa samassa järjestyksessä (tiettyyn tasoon asti).

Yu. Liebig havaitsi myös, että satoa voivat rajoittaa, ei vain ne ravinteet, joita kasvit tarvitsevat suuria määriä (N, P, K jne.), vaan myös ne, joita tarvitaan hyvin pieniä määriä (mikroelementit). ). Nykyaikaisessa sanamuodossa tämä säännös tunnetaan nimellä " tärkeimpien ympäristötekijöiden vastaavuuslaki».

Ei vähempää, ja ehkä jopa tärkeämpi ekologian kannalta, on J. Liebigin kehittämä teoria kasvien mineraaliravinnosta, jolla oli valtava rooli ideoiden muovaamisessa elävien ja elottomien olioiden vuorovaikutuksesta kemiallisten atomien tasolla. elementtejä. Emme tarkastele niitä lukuisia "minimilain" tarkennuksia ja lisäyksiä, jotka ovat ilmestyneet yli puolentoista vuosisadan aikana tieteen kehityksestä - tämä käy ilmi seuraavasta esityksestä.

W. Shelfordin suvaitsevaisuuden laki

Lukuisat kokeet ovat osoittaneet, että suhteessa monien, mutta ei suinkaan kaikkien ympäristötekijöiden vaikutukseen kehoon, havaitaan yleisiä malleja:

1) organismin elintärkeää toimintaa ei voi rajoittaa vain puute, vaan myös tietyn tekijän vaikutuksen "ylimäärä";

2) organismin (lajin) elintärkeä toiminta on mahdollista vain tietyllä tekijäarvojen alueella (alkaen ja asti);

3) muiden tekijöiden pysyvyyden myötä tutkittavalla tekijällä on "paras", optimaalinen arvo organismille;

4) organismilajit ovat tiukasti yksilöllisiä ympäristötekijöiden vaikutuksesta - optimi yhdelle lajille voi olla sietämätön toiselle.

Nämä yleiset kuviot voidaan yhdistää " optimaalinen sääntö tai ns suvaitsevaisuuden laki". Yleensä suvaitsevaisuuden lain muotoilu liittyy amerikkalaisen ekologin W. Shelfordin nimeen, vaikka tässä tapauksessa on yksinkertaisesti mahdotonta määrittää tekijää.

Toleranssi(alkaen lat. toleranssi- kärsivällisyys, suvaitsevaisuus) - organismin (lajin) kestävyys tietyn ympäristötekijän toiminnalle. Synonyymi: ekologinen valenssi.

Toleranssin laki(W. Shelford, 1913) – organismin vaurautta rajoittava tekijä voi olla sekä ympäristövaikutusten minimi (puute) että maksimi (ylimäärä), joiden välinen vaihteluväli määrää organismin kestävyyden (toleranssin) määrän tähän tekijään.

Ekologinen valenssi- lajin sopeutumiskyky ympäristöolosuhteiden muutoksiin - sama kuin toleranssi.

Organismin sietokyvyn rajat tietyn ympäristötekijän vaikutukselle määritetään ns stressaava kokeet (stressikokeita kutsutaan, koska niissä on välttämätöntä saavuttaa organismin kuolema). Jos esität kokeen tulokset kaavion muodossa, saat kuuluisan kellonmuotoisen toleranssikäyrän (kuva 1.1).

Aseta toleranssikäyrään (kuva 1.1): ekologinen minimi("kuolema puutteesta"), ekologinen maksimi("ylimääräinen kuolema") ja paras mahdollinen(paras) sekä vyöhyke (alue) normaali elämä, optimaalinen vyöhyke ja vyöhykkeitä sortoa(stressi) .

Tekijäarvojen vaihteluväli ekologisen minimin ja maksimin välillä - toleranssialue, (lajin sietokyvyn rajat, lajin kestävyyden rajat tietyn ympäristötekijän vaikutukselle) osoitetaan etuliitteillä:

evry- leveä ja steno-kapea.

Esimerkiksi euryterminen laji (sietää ympäristön lämpötilan vaihteluja laajalla alueella) tai stenoterminen laji (voi esiintyä vain pienillä lämpötilanvaihteluilla lähellä optimia).

Yleisiä nimiä ovat:

stenoterminen - euryterminen (suhteessa lämpötilaan);

stenohydrinen - euryhydrinen (suhteessa veteen);

stenohaliini - euryhaliini (suhteessa suolapitoisuuteen);

stenofagi - euryphage (suhteessa ruokaan);

stenobiont - eurybiont (suhteessa elinympäristöön).

Luonnehditaan organismeja, joilla on kapea sietokyky tietyille ympäristötekijöille ( steno-), käytä usein päätteitä: ... Phil- rakastaa tai... fob- "ei rakasta". Esimerkiksi stenotermiset ja kryofiiliset lajit ( kryo- kylmä).

Riisi. 1.1. Yleisnäkymä (kaavio) toleranssikäyrästä.

Ekologian lait— ihmisyhteiskunnan ja luonnonympäristön välisen vuorovaikutuksen yleiset mallit ja periaatteet.

Näiden lakien merkitys on ihmisen toiminnan luonteen ja suunnan säätelyssä eritasoisissa ekosysteemeissä. Eri kirjoittajien muotoilemista ekologian laeista tunnetuimpia ovat amerikkalaisen ympäristötutkijan Barry Commonerin (1974) neljä aforismia:

• "kaikki liittyy kaikkeen"(laki asioiden ja ilmiöiden yleismaailmallisuudesta luonnossa);
• "kaiken on mentävä jonnekin"(aineen massan säilymisen laki);
• "mikään ei tule ilmaiseksi"(kehityksen hinnasta);
• "luonto tietää parhaiten"(noin evolutionaarisen valinnan pääkriteeristä).

From luonnon asioiden ja ilmiöiden yleismaailmallisen yhteyden laki("kaikki liittyy kaikkeen") seuraa useita seurauksia:

• suurten lukujen laki - suuren määrän satunnaisten tekijöiden kumulatiivinen toiminta johtaa tulokseen, joka on lähes sattumasta riippumaton, ts. joilla on systeeminen luonne. Siten lukemattomat bakteerit maaperässä, vedessä ja elävien organismien muodostavat erityisen, suhteellisen vakaan mikrobiologisen ympäristön, joka on välttämätön kaikkien elävien olentojen normaalille olemassaololle. Tai toinen esimerkki: suuren molekyylimäärän satunnainen käyttäytyminen tietyssä kaasutilavuudessa määrittää melko tarkat lämpötilan ja paineen arvot;
• Le Chatelier (ruskea) periaate - kun ulkoinen toiminta tuo järjestelmän pois vakaasta tasapainotilasta, tämä tasapaino siirtyy suuntaan, jossa ulkoisen toiminnan vaikutus vähenee. Biologisella tasolla se toteutuu ekosysteemien itsesäätelykyvyn muodossa;
• optimaalisuuden laki- mikä tahansa järjestelmä toimii suurimmalla tehokkuudella joissakin sille ominaisissa aika-aikarajoissa;
• Kaikilla systeemisillä muutoksilla luonnossa on suora tai välillinen vaikutus ihmiseen - yksilön tilasta monimutkaisiin sosiaalisiin suhteisiin.

From aineen massan säilymisen laki("kaiken on mentävä jonnekin") seuraa ainakin kaksi käytännön merkitystä:

Barry Commoner kirjoittaa: "... globaali ekosysteemi on yksittäinen kokonaisuus, jossa ei voida saavuttaa tai menettää mitään ja jota ei voida alistaa universaalille parannukselle; kaikki, mikä siitä on otettu ihmistyöllä, on korvattava. Tämän laskun maksamista ei voida välttää; sitä voi vain lykätä. Nykyinen ympäristökriisi viittaa siihen, että viive on ollut erittäin pitkä."

Periaate "luonto tietää parhaiten" Se määrittää ensinnäkin, mitä biosfäärissä voi tapahtua ja mitä ei. Kaikki luonnossa - yksinkertaisista molekyyleistä ihmisiin - on läpäissyt kovimman kilpailun olemassaolosta. Tällä hetkellä planeetalla asuu vain 1/1000 evoluution testaamaa kasvi- ja eläinlajia. Tämän evolutionaarisen valinnan pääkriteeri on liittyminen globaaliin bioottiseen kiertokulkuun., täyttää kaikki ekologiset markkinaraot. Kaikissa organismien tuottamissa aineissa on oltava entsyymi, joka hajottaa sitä, ja kaikkien hajoamistuotteiden on jälleen osallistuttava kiertokulkuun. Jokaisen biologisen lajin, joka rikkoi tätä lakia, myötä evoluutio erosi ennemmin tai myöhemmin. Ihmisten teollinen sivilisaatio rikkoo törkeästi bioottisen syklin eristäytymistä maailmanlaajuisesti, mikä ei voi jäädä rankaisematta. Tässä kriittisessä tilanteessa on löydettävä kompromissi, jonka voi tehdä vain ihminen, jolla on siihen mieli ja halu.

Barry Commonerin sanamuotojen lisäksi modernit ekologit ovat päättäneet toisen ekologian lain - "ei riitä kaikille" (rajoitusten laki). On selvää, että kaikkien maapallon elämänmuotojen ravintoaineiden massa on rajallinen ja rajallinen. Se ei riitä kaikille biosfäärissä esiintyville orgaanisen maailman edustajille, joten kaikkien organismien lukumäärän ja massan merkittävä kasvu globaalissa mittakaavassa voi tapahtua vain muiden lukumäärän ja massan vähenemisen vuoksi. Englantilainen taloustieteilijä T.R. Malthus (1798), joka yritti tällä perustella sosiaalisen kilpailun väistämättömyyttä. Charles Darwin puolestaan ​​lainasi Malthusilta käsitteen "taistelu olemassaolosta" selittääkseen luonnollisen valinnan mekanismia elävässä luonnossa.

Rajoitettujen resurssien laki- kaikenlaisen kilpailun, kilpailun ja antagonismin lähde luonnossa ja valitettavasti yhteiskunnassa. Ja vaikka he pitävätkin luokkataistelua, rasismia ja etnisiä konflikteja puhtaasti sosiaalisina ilmiöinä, niiden kaikkien juuret ovat lajinsisäisessä kilpailussa, joka saa toisinaan paljon julmempia muotoja kuin eläimissä.

Olennainen ero on, että luonnossa kilpailun tuloksena parhaat selviävät, mutta ihmisyhteiskunnassa näin ei suinkaan ole.

Yleisen ympäristölakien luokituksen esitteli kuuluisa Neuvostoliiton tiedemies N.F. Reimers. Heille annetaan seuraavat lausunnot:

• sosiaalisen ja ekologisen tasapainon laki(tarve säilyttää tasapaino ympäristöön kohdistuvan paineen ja tämän ympäristön, sekä luonnollisen että keinotekoisen, ennallistamisen välillä);
• kulttuurin kehittämisen johtamisen periaate(rajoitusten asettaminen laajalle kehittämiselle ympäristörajoitukset huomioon ottaen);
• sosioekologisen korvaamisen sääntö(tarve tunnistaa tapoja korvata ihmisten tarpeet);
• sosioekologisen peruuttamattomuuden laki(evoluutioliikkeen kääntämisen mahdottomuus monimutkaisista muodoista yksinkertaisempiin);
• noosfäärin laki Vernadsky (biosfäärin väistämättömyys ajatuksen ja ihmisen työn vaikutuksesta noosfääriksi - geosfääriksi, jossa mieli tulee hallitsevaksi "ihminen-luonto" -järjestelmän kehityksessä).

Näiden lakien noudattaminen on mahdollista, jos ihmiskunta ymmärtää roolinsa biosfäärin vakauden ylläpitämisessä. Tiedetään, että evoluutioprosessissa säilyvät vain ne lajit, jotka pystyvät varmistamaan elämän ja ympäristön vakauden. Vain ihminen voi mielensä voimaa käyttäen ohjata biosfäärin jatkokehitystä villieläinten säilyttämisen, sivilisaation ja ihmiskunnan säilyttämisen, oikeudenmukaisemman yhteiskuntajärjestelmän luomisen, sodanfilosofiasta rauhan ja kumppanuuden filosofiaan siirtymisen tielle. , rakkautta ja kunnioitusta tulevia sukupolvia kohtaan. Kaikki nämä ovat uuden biosfäärisen maailmankuvan komponentteja, joista pitäisi tulla universaaleja.

Ekologian lait ja periaatteet

Vähimmäislaki

Vuonna 1840 Y. Liebig todettiin, että satoa eivät usein rajoita ne ravinteet, joita tarvitaan suuria määriä, vaan ne, joita tarvitaan vähän, mutta joita on myös vähän maaperässä. Hänen muotoilemassaan laissa lukee: "Satoa hallitsee aine, joka on minimissä, jälkimmäisen suuruus ja pysyvyys ajassa määräytyvät." Myöhemmin ravintoaineisiin lisättiin useita muita tekijöitä, kuten lämpötila. Tämän lain toimintaa rajoittaa kaksi periaatetta. Liebigin ensimmäinen laki on tiukasti voimassa vain kiinteissä olosuhteissa. Tarkempi muotoilu: "kiinteässä tilassa rajoittava aine on aine, jonka saatavilla olevat määrät ovat lähimpänä vaadittua minimiä." Toinen periaate koskee tekijöiden vuorovaikutusta. Tietyn aineen suuri pitoisuus tai saatavuus voi muuttaa minimaalisen ravintoaineen saantia. Seuraava laki on muotoiltu itse ekologiassa ja yleistää minimilain.

Toleranssin laki

Tämä laki on muotoiltu seuraavasti: ekosysteemin puuttuminen tai kehittymisen mahdottomuus ei määräydy pelkästään puutteen, vaan myös minkä tahansa tekijän (lämpö, ​​valo, vesi) ylimäärästä. Näin ollen organismeille on tunnusomaista sekä ekologinen minimi että maksimi. Liian paljon hyvää on myös huonoa. Näiden kahden arvon välinen alue on sietoraja, jossa keho normaalisti reagoi ympäristön vaikutuksiin. Ehdotettu suvaitsevaisuuden laki W. Shelford Vuonna 1913. Voimme muotoilla sitä täydentäviä ehdotuksia.

• Organismeilla voi olla laaja toleranssialue yhdelle tekijälle ja kapea toleranssi toiselle.
• Organismit, jotka sietävät hyvin kaikkia tekijöitä, ovat yleensä levinneimpiä.
• Jos olosuhteet yhdelle ympäristötekijälle eivät ole lajille optimaaliset, muiden ympäristötekijöiden sietoalue voi kaveutua.
• Luonnossa organismit joutuvat hyvin usein olosuhteisiin, jotka eivät vastaa laboratoriossa määritettyä yhden tai toisen tekijän optimaalista arvoa.
• Pesimäkausi on yleensä kriittinen; tänä aikana monet ympäristötekijät osoittautuvat usein rajoittaviksi.

Elävät organismit muuttavat ympäristöolosuhteita heikentääkseen fyysisten tekijöiden rajoittavaa vaikutusta. Lajit, joilla on laaja maantieteellinen levinneisyys, muodostavat paikallisiin olosuhteisiin mukautuneita populaatioita, joita kutsutaan ns ekotyypit. Niiden optimi ja toleranssirajat vastaavat paikallisia olosuhteita.

Yleinen käsite rajoittavista tekijöistä

Maalla tärkeimmät tekijät ovat valo, lämpötila ja vesi (sade), kun taas meressä valo, lämpötila ja suolaisuus. Nämä fyysiset olemassaolon ehdot saattaa rajoittaa ja vaikuttaa myönteisesti. Kaikki ympäristötekijät riippuvat toisistaan ​​ja toimivat yhdessä. Muita rajoittavia tekijöitä ovat ilmakehän kaasut (hiilidioksidi, happi) ja biogeeniset suolat. Muotoillessaan "minimilakia" Liebig piti mielessään elintärkeiden kemiallisten alkuaineiden rajoittava vaikutus ympäristössä pieninä ja ajoittaisina määrinä. Niitä kutsutaan hivenaineiksi, ja niihin kuuluvat rauta, kupari, sinkki, boori, pii, molybdeeni, kloori, vanadiini, koboltti, jodi, natrium. Monet hivenaineet, kuten vitamiinit, toimivat katalyytteinä. Fosforia, kaliumia, kalsiumia, rikkiä ja magnesiumia, joita organismit tarvitsevat suuria määriä, kutsutaan makroravinteiksi. Tärkeä rajoittava tekijä nykyaikaisissa olosuhteissa on ympäristön saastuminen. Tärkein rajoittava tekijä Y. Odumu, - mitat ja laatu oikosa"tai meidän" luonnollinen koti, eikä vain maasta puristettavien kalorien määrää. Maisema ei ole vain varasto, vaan myös talo, jossa asumme. ”Tavoitteena tulee olla, että vähintään kolmannes maasta säilyy suojeltuina avoimina. Tämä tarkoittaa, että kolmanneksen koko elinympäristöstämme tulisi olla kansallis- tai paikallispuistoja, suojelualueita, viheralueita, erämaa-alueita jne. Yhden henkilön tarvitsema alue on eri arvioiden mukaan 1-5 hehtaaria. Toinen näistä luvuista ylittää alueen, joka nyt kuuluu yhdelle maan asukkaalle.

Asukastiheys lähestyy yhtä henkilöä 2 hehtaaria kohden. Vain 24 % maasta on maatalouskelpoista. Vaikka jo 0,12 hehtaaria riittää kaloreita yhdelle ihmiselle, terveellinen ruokavalio, jossa on runsaasti lihaa, hedelmiä ja vihanneksia, vaatii noin 0,6 hehtaaria henkilöä kohden. Lisäksi noin 0,4 hehtaaria tarvitaan erilaisten kuitujen (paperi, puu, puuvilla) tuotantoon ja vielä 0,2 hehtaaria teitä, lentokenttiä, rakennuksia jne. Tästä johtuu "kultaisen miljardin" käsite, jonka mukaan optimaalinen väestö on 1 miljardi ihmistä, ja siksi "ylimääräisiä ihmisiä" on jo noin 5 miljardia. Ensimmäistä kertaa historiansa aikana ihminen kohtasi rajoituksia paikallisten rajoitusten sijaan. Rajoittavien tekijöiden voittaminen vaatii valtavia aine- ja energiakuluja. Sadon kaksinkertaistaminen edellyttää lannoitteiden, torjunta-aineiden ja tehon (eläimet tai koneet) kymmenkertaistamista. Väestön koko on myös rajoittava tekijä.

Kilpailun poissulkemisen laki

Tämä laki on muotoiltu seuraavasti: kaksi lajia, jotka ovat samassa ekologisessa markkinaraossa, eivät voi elää yhdessä paikassa loputtomiin.

Se, mikä laji voittaa, riippuu ulkoisista olosuhteista. Samanlaisissa olosuhteissa jokainen voi voittaa. Tärkeä seikka voiton kannalta on väestönkasvu. Lajin kyvyttömyys bioottiseen kilpailuun johtaa sen siirtymiseen ja tarpeeseen sopeutua vaikeampiin olosuhteisiin ja tekijöihin.

Kilpailevan syrjäytymisen laki voi toimia myös ihmisyhteiskunnassa. Sen nykyisen toiminnan erityispiirre on se, että sivilisaatiot eivät voi hajota. Heillä ei ole minnekään poistua alueeltaan, koska biosfäärissä ei ole vapaata tilaa asettua eikä ylimääräisiä resursseja, mikä johtaa kamppailun pahenemiseen kaikista siitä aiheutuvista seurauksista. Voidaan puhua ekologisesta kilpailusta maiden välillä ja jopa ekologisista tai ekologisten syiden aiheuttamista sodista. Kerran Hitler perusteli natsi-Saksan aggressiivista politiikkaa kamppailulla elintilasta. Öljyn, hiilen jne. ja sitten ne olivat tärkeitä. Heillä on vielä suurempi painoarvo 2000-luvulla. Lisäksi lisättiin tarve radioaktiivisen ja muun jätteen loppusijoitusalueille. Sodat – kuumat ja kylmät – saavat ekologisen ulottuvuuden. Monet nykyhistorian tapahtumat, kuten Neuvostoliiton hajoaminen, nähdään uudella tavalla, jos niitä tarkastellaan ekologisesta näkökulmasta. Yksi sivilisaatio ei voi vain voittaa toista, vaan käyttää sitä itsekkäisiin tarkoituksiin ekologisesta näkökulmasta. Tämä on ekologista kolonialismia. Näin poliittiset, sosiaaliset ja ympäristökysymykset kietoutuvat toisiinsa.

Ekologian peruslaki

Yksi ekologian tärkeimmistä saavutuksista oli löytö, että organismit ja lajit eivät kehity, vaan myös. Yhteisöjen sarjaa, jotka korvaavat toisensa tietyllä alueella, kutsutaan peräkkäin. Periytys tapahtuu fyysisen ympäristön muutoksen seurauksena yhteisön toiminnassa, ts. hänen hallinnassaan.

Korkea tuottavuus antaa alhaisen luotettavuuden - toinen ekologian peruslain muotoilu, josta seuraa seuraava sääntö: "Optimaalinen tehokkuus on aina pienempi kuin maksimi." Monimuotoisuus liittyy ekologian peruslain mukaisesti suoraan kestävyyteen. Vielä ei kuitenkaan tiedetä, missä määrin tämä yhteys on syy-seuraussuhteeseen.

Muutamia muita ekologian kannalta tärkeitä lakeja ja periaatteita.

Syntymisen laki: kokonaisuudella on aina erityisiä ominaisuuksia, joita sen osalla ei ole.

Välttämättömän vaihtelun laki: järjestelmä ei voi koostua täysin identtisistä elementeistä, vaan sillä voi olla hierarkkinen organisaatio ja integratiiviset tasot.

Evoluution peruuttamattomuuden laki: organismi (populaatio, laji) ei voi palata edelliseen tilaansa, joka on toteutunut esi-isiensä sarjassa.

Organisaation monimutkaisuuden laki: elävien organismien historiallinen kehitys johtaa niiden organisaation monimutkaisuuteen elinten ja toimintojen erilaistumisen kautta.

biogeneettinen laki(E. Haeckel): organismin ontogeneesi on tietyn lajin fylogeneesin lyhyt toisto, ts. kehityksessään oleva yksilö toistaa lyhyesti lajinsa historiallisen kehityksen.

Järjestelmän osien epätasaisen kehityksen laki: hierarkian yhden tason järjestelmät eivät kehity tiukasti synkronisesti, kun taas toiset saavuttavat korkeamman kehitysasteen, toiset jäävät vähemmän kehittyneeseen tilaan. Tämä laki liittyy suoraan välttämättömän monimuotoisuuden lakiin.

Elämän säilyttämisen laki: elämä voi olla olemassa vain prosessissa, joka liikkuu aineiden, energian, tiedon virtauksen elävän kehon läpi.

Järjestyksen ylläpitämisen periaate(Y. Prigozhy): avoimissa järjestelmissä entropia ei kasva, vaan pienenee, kunnes saavutetaan minimivakioarvo, joka on aina suurempi kuin nolla.

Le Chatelier-Brown -periaate: ulkoisella vaikutuksella, joka tuo järjestelmän pois vakaasta tasapainotilasta, tämä tasapaino siirtyy suuntaan, jossa ulkoisen vaikutuksen vaikutus heikkenee.

Energiansäästöperiaate(L. Onsager): prosessin kehittymisen todennäköisyydellä termodynamiikan periaatteiden sallimissa tietyissä suunnissa, toteutuu se, joka tarjoaa minimaalisen energianhäviön.

Energian ja tiedon maksimoimisen laki: parhaimmilla itsesäilytysmahdollisuuksilla on järjestelmä, joka edistää eniten energian ja tiedon vastaanottamista, tuotantoa ja tehokasta käyttöä; aineen enimmäissaanto ei takaa järjestelmän menestystä kilpailussa.

Järjestelmän kehityksen laki ympäristön kustannuksella: mikä tahansa järjestelmä voi kehittyä vain käyttämällä ympäristönsä materiaali-, energia- ja tietokapasiteettia; täysin eristetty itsensä kehittäminen on mahdotonta.

Schrödingerin sääntö negatiivisen entropian organismin "ravinnosta": organismin järjestys on korkeampi kuin ympäristö, ja organismi antaa tälle ympäristölle enemmän epäjärjestystä kuin se vastaanottaa. Tämä sääntö korreloi Prigoginen järjestyksen ylläpitämisen periaatteen kanssa.

Evoluution kiihtyvyyssääntö: biosysteemien organisoinnin monimutkaistumisen myötä lajin olemassaolon kesto keskimäärin lyhenee ja evoluution nopeus kasvaa. Lintulajin keskimääräinen elinikä on 2 miljoonaa vuotta ja nisäkäslajin 800 000 vuotta. Kuolleiden sukupuuttoon kuolleiden lintu- ja nisäkäslajien määrä niiden kokonaismäärään verrattuna on suuri.

Sopeutumisen suhteellisen riippumattomuuden laki: korkea sopeutumiskyky johonkin ympäristötekijään ei anna samaa sopeutumisastetta muihin elinolosuhteisiin (päinvastoin se voi rajoittaa näitä mahdollisuuksia organismien fysiologisten ja morfologisten ominaisuuksien vuoksi).

Vähimmäisväestön koon periaate: on olemassa vähimmäispopulaatiokoko, jonka alapuolelle populaatiokoko ei voi laskea.

Sääntö suvun edustamisesta yhdellä lajilla: homogeenisissa olosuhteissa ja rajoitetulla alueella taksonominen suku on yleensä edustettuna vain yhdellä lajilla. Ilmeisesti tämä johtuu saman suvun lajien ekologisten markkinarakojen läheisyydestä.

Laki elävän aineen ehtymisestä sen saaripitoisuuksissa(G.F. Hilmi): "Yksilöllinen järjestelmä, joka toimii ympäristössä, jonka organisaatiotaso on järjestelmän itsensä tasoa alhaisempi, on tuomittu: menettäessään asteittain rakennettaan, järjestelmä hajoaa ympäristöön jonkin ajan kuluttua." Tästä seuraa ihmisen ympäristötoiminnan kannalta tärkeä johtopäätös: pienikokoisten ekosysteemien keinotekoinen säilyttäminen (rajatulla alueella, esimerkiksi suojelualueella) johtaa niiden asteittaiseen tuhoutumiseen eikä takaa lajien ja yhteisöjen säilymistä.

Energiapyramidin laki(R. Lindeman): ekologisen pyramidin yhdeltä troofiselta tasolta keskimäärin noin 10 % edellisellä tasolla saadusta energiasta siirtyy toiselle, korkeammalle tasolle. Käänteinen virtaus korkeammalta alemmalle tasolle on paljon heikompi - enintään 0,5-0,25%, joten biokenoosissa ei tarvitse puhua energiakierrosta.

Velvollisuuden sääntö täyttää ekologiset markkinaraot: tyhjä ekologinen markkinarako on aina ja välttämättä luonnollisesti täytetty ("luonto ei siedä tyhjyyttä").

Ekosysteemin muodostumisen periaate: eliöiden pitkäaikainen olemassaolo on mahdollista vain ekologisten järjestelmien puitteissa, joissa niiden komponentit ja elementit täydentävät toisiaan ja sopeutuvat toisiinsa. Näistä ympäristölaeista ja -periaatteista seuraa joitain johtopäätöksiä, jotka ovat oikeudenmukaisia ​​"ihminen-ympäristö" -järjestelmän kannalta. Ne kuuluvat monimuotoisuuden rajoituslain tyyppiin, ts. rajoittaa ihmisen toimintaa muuttaakseen luontoa.

bumerangin laki: kaikki, mikä on otettu biosfääristä ihmisen työllä, on palautettava siihen.

Biosfäärin korvaamattomuuden laki: biosfääriä ei voi korvata keinotekoisella ympäristöllä, aivan kuten esimerkiksi uudenlaista elämää ei voida luoda. Ihminen ei voi rakentaa ikuista liikettä, kun taas biosfääri on käytännössä "ikuinen" kone.

Kivikiven laki: maailman alkuperäinen luonnonvarapotentiaali on jatkuvasti ehtymässä historiallisen kehityksen aikana. Tämä johtuu siitä, että tällä hetkellä ei ole olemassa täysin uusia resursseja, jotka voisivat ilmaantua. Jokaisen ihmisen elämää varten tarvitaan 200 tonnia kiinteitä aineita vuodessa, jotka hän muuttaa 800 tonnin veden ja keskimäärin 1000 W energian avulla itselleen hyödylliseksi tuotteeksi. Kaikki tämä ihminen ottaa siitä, mikä on jo luonnossa.

Tapahtuman syrjäisyyden periaate: jälkeläiset keksivät jotain mahdollisten kielteisten seurausten estämiseksi. Kysymys siitä, kuinka paljon ekologian lakeja voidaan siirtää ihmisen suhteeseen ympäristöön, jää avoimeksi, koska ihminen on erilainen kuin kaikki muut lajit. Esimerkiksi useimmissa lajeissa populaation kasvuvauhti hidastuu väestötiheyden kasvaessa; ihmisillä päinvastoin väestönkasvu tässä tapauksessa kiihtyy. Osa luonnon säätelymekanismeista puuttuu ihmisiltä, ​​ja tämä voi olla lisäsyynä teknologiseen optimismiin joillakin ja ympäristöpessimisteille todistaa sellaisen katastrofin vaarasta, joka ei ole mahdollista millekään muulle lajille.

AIHE 2. YMPÄRISTÖN PERUSLAIT JA PERIAATTEET

Ekologian, kuten minkä tahansa muun tieteen, tehtävänä on etsiä tietyn todellisuusalueen toiminnan ja kehityksen lakeja. Historiallisesti ensimmäinen ekologialle oli laki, joka vahvisti elävien järjestelmien riippuvuuden niiden kehitystä rajoittavista tekijöistä (ns. rajoittavista tekijöistä).

2.1. Vähimmäislaki

J. Liebig vuonna 1840 havaitsi, että viljasatoa eivät usein rajoita ne ravinteet, joita tarvitaan suuria määriä, vaan ne, joita tarvitaan vähän, mutta joita on vähän maaperässä. Hänen muotoilemassaan laissa luki: "Aine, joka on vähintään, hallitsee satoa ja määrittää sen suuruuden ja stabiilisuuden ajassa." Myöhemmin ravintoaineisiin lisättiin useita muita tekijöitä, kuten lämpötila.

Tämän lain toimintaa rajoittaa kaksi periaatetta. Ensinnäkin Liebigin lakia sovelletaan tiukasti vain vakaan tilan olosuhteissa. Tarkempi muotoilu: "kiinteässä tilassa rajoittava aine on aine, jonka saatavilla olevat määrät ovat lähimpänä vaadittua minimiä." Toinen periaate koskee tekijöiden vuorovaikutusta. Tietyn aineen suuri pitoisuus tai saatavuus voi muuttaa minimaalisen ravintoaineen saantia. Elimistö korvaa joskus yhden puutteellisen aineen toisella, jota on saatavilla liikaa.

Seuraava laki on muotoiltu itse ekologiassa ja yleistää minimilain.

2.2. Toleranssin laki

Se on muotoiltu seuraavasti: ekosysteemin kehityksen puuttuminen tai mahdottomuus ei määräydy pelkästään puutteen, vaan myös minkä tahansa tekijän (lämpö, ​​valo, vesi) liiallisuudesta. Näin ollen organismeille on tunnusomaista sekä ekologinen minimi että maksimi. Liian paljon hyvää on myös huonoa. Näiden kahden arvon välinen alue on sietoraja, jossa keho normaalisti reagoi ympäristön vaikutuksiin. Suvaitsevaisuuden lakia ehdotti W. Shelford vuonna 1913. Voimme muotoilla useita ehdotuksia, jotka täydentävät sitä:

1. Organismeilla voi olla laaja toleranssialue yhdelle tekijälle ja kapea toleranssialue toiselle.

2. Organismit, jotka sietävät laajasti kaikkia tekijöitä, ovat yleensä levinneimpiä.

3. Jos olosuhteet jollekin ekologiselle tekijälle eivät ole lajin kannalta optimaaliset, sietokyky muita ympäristötekijöitä kohtaan saattaa kaventyä.

4. Luonnossa organismit joutuvat hyvin usein olosuhteisiin, jotka eivät vastaa yhden tai toisen tekijän optimaalista arvoa, joka on määritetty laboratoriossa.

5. Pesimäkausi on yleensä kriittinen; tänä aikana monet ympäristötekijät osoittautuvat usein rajoittaviksi.

Elävät organismit muuttavat ympäristöolosuhteita heikentääkseen fyysisten tekijöiden rajoittavaa vaikutusta. Laajat, joilla on laaja maantieteellinen levinneisyys, muodostavat paikallisiin olosuhteisiin sopeutuneita populaatioita, joita kutsutaan ekotyypeiksi. Niiden optimi ja toleranssirajat vastaavat paikallisia olosuhteita. Riippuen siitä, ovatko ekotyypit geneettisesti kiinnittyneitä, voidaan puhua geneettisten rotujen muodostumisesta tai yksinkertaisesta fysiologisesta sopeutumisesta.

2.3. Yleinen käsite rajoittavista tekijöistä

Maalla tärkeimmät tekijät ovat valo, lämpötila ja vesi (sade), kun taas meressä valo, lämpötila ja suolaisuus. Nämä fyysiset olemassaolon olosuhteet voivat olla rajoittavia ja hyödyllisiä. Kaikki ympäristötekijät riippuvat toisistaan ​​ja toimivat yhdessä.

Muita rajoittavia tekijöitä ovat ilmakehän kaasut (hiilidioksidi, happi) ja biogeeniset suolat. Muotoillessaan "minimilakia" Liebig piti mielessään elintärkeiden kemiallisten alkuaineiden rajoittava vaikutus ympäristössä pieninä ja ajoittaisina määrinä. Niitä kutsutaan hivenaineiksi, ja niihin kuuluvat rauta, kupari, sinkki, boori, pii, molybdeeni, kloori, vanadiini, koboltti, jodi, natrium. Monet hivenaineet, kuten vitamiinit, toimivat katalyytteinä. Fosforia, kaliumia, kalsiumia, rikkiä ja magnesiumia, joita organismit tarvitsevat suuria määriä, kutsutaan makroravinteiksi.

Tärkeä rajoittava tekijä nykyaikaisissa olosuhteissa on ympäristön saastuminen. Se syntyy, kun ympäristöön joutuu aineita, joita joko ei ollut siinä (metallit, uudet syntetisoidut kemikaalit) ja jotka eivät hajoa ollenkaan tai ovat biosfäärissä (esimerkiksi hiilidioksidi), mutta lisätään liian suuria määriä, jotka eivät salli niitä luonnollisesti käsitellä. Kuvaannollisesti sanottuna saasteet ovat resursseja väärässä paikassa. Saastuminen johtaa ei-toivottuun muutokseen ympäristön fysikaalisissa, kemiallisissa ja biologisissa ominaisuuksissa, millä on haitallinen vaikutus ekosysteemeihin ja ihmisiin. Saastumisen hinta on terveys, sananmukaisessa mielessä sen ennallistamiskustannusten hinta. Saastuminen lisääntyy sekä väestön ja sen tarpeiden kasvun että näitä tarpeita palvelevien uusien teknologioiden käytön seurauksena. Se on kemiallista, lämpöä, melua.

Suurin rajoittava tekijä J. Odumin mukaan on "oikosin" eli "luonnollisen asuinpaikkamme" koko ja laatu, eikä vain maasta puristettavien kalorien määrä. Maisema ei ole vain varasto, vaan myös talo, jossa asumme. ”Tavoitteena tulee olla, että vähintään kolmasosa kaikesta maasta säilyisi suojeltuina avoimina. Tämä tarkoittaa, että kolmanneksen koko elinympäristöstämme tulisi olla kansallis- tai paikallispuistoja, suojelualueita, viheralueita, erämaa-alueita jne. (Yu. Odum. Perusteet ... s. 541). Maankäytön rajoittaminen vastaa luonnollista sääntelymekanismia, jota kutsutaan alueelliseksi käyttäytymiseksi. Monet eläinlajit käyttävät tätä mekanismia välttääkseen ruuhkautumista ja sen aiheuttamaa stressiä.

Yhden henkilön tarvitsema alue on eri arvioiden mukaan 1-5 hehtaaria. Toinen näistä luvuista ylittää alueen, joka nyt kuuluu yhdelle maan asukkaalle. Asukastiheys lähestyy yhtä henkilöä 2 hehtaaria kohden. Vain 24 % maasta on maatalouskelpoista. ”Vaikka vain 0,12 hehtaarin alue voi tarjota tarpeeksi kaloreita yhden ihmisen olemassaolon ylläpitämiseen, tarvitaan noin 0,6 hehtaaria henkilöä kohden ravitsevaan ruokavalioon, jossa on paljon lihaa, hedelmiä ja vihanneksia. Lisäksi noin 0,4 hehtaaria tarvitaan erilaisten kuitujen (paperi, puu, puuvilla) tuotantoon ja vielä 0,2 hehtaaria teitä, lentokenttiä, rakennuksia jne. (Yu. Odum. Perusteet ... s. 539). Tästä johtuu "kultaisen miljardin" käsite, jonka mukaan optimaalinen väestö on 1 miljardi ihmistä, ja siksi "ylimääräisiä ihmisiä" on jo noin 5 miljardia. Ensimmäistä kertaa historiansa aikana ihminen kohtasi rajoituksia paikallisten rajoitusten sijaan.

Rajoittavien tekijöiden voittaminen vaatii valtavia aine- ja energiakuluja. Sadon kaksinkertaistaminen edellyttää lannoitteiden, torjunta-aineiden ja tehon (eläimet tai koneet) kymmenkertaistamista.

Väestön koko on myös rajoittava tekijä. Tämä on tiivistetty Ollien periaatteessa: "Aggregaatioaste (sekä kokonaistiheys), jolla populaation optimaalinen kasvu ja eloonjääminen tapahtuu, vaihtelee lajien ja olosuhteiden mukaan, joten sekä 'alikansoituksella' (tai aggregaation puutteella) että ylikansoituksella voi olla rajoittava vaikutus. vaikutus. Jotkut ekologit uskovat, että Ollien periaate pätee myös ihmisiin. Jos näin on, on tarpeen määrittää tällä hetkellä nopeasti kasvavien kaupunkien enimmäiskoko.

2.4. Kilpailun poissulkemisen laki

Tämä laki on muotoiltu seuraavasti: kaksi lajia, jotka ovat samassa ekologisessa markkinaraossa, eivät voi elää yhdessä paikassa loputtomiin. Se, mikä laji voittaa, riippuu ulkoisista olosuhteista. Samanlaisissa olosuhteissa jokainen voi voittaa. Tärkeä seikka voiton kannalta on väestönkasvu. Lajin kyvyttömyys bioottiseen kilpailuun johtaa sen siirtymiseen ja tarpeeseen sopeutua vaikeampiin olosuhteisiin ja tekijöihin.

Kilpailevan syrjäytymisen laki voi toimia myös ihmisyhteiskunnassa. Sen nykyisen toiminnan erityispiirre on se, että sivilisaatiot eivät voi hajota. Heillä ei ole minnekään poistua alueeltaan, koska biosfäärissä ei ole vapaata tilaa asettua eikä ylimääräisiä resursseja, mikä johtaa kamppailun pahenemiseen kaikista siitä aiheutuvista seurauksista. Voidaan puhua ekologisesta kilpailusta maiden välillä ja jopa ekologisista tai ekologisten syiden aiheuttamista sodista. Kerran Hitler perusteli natsi-Saksan aggressiivista politiikkaa kamppailulla elintilasta. Öljyn, hiilen jne. resurssit olivat tärkeitä jo silloin. Heillä on vielä suurempi painoarvo 2000-luvulla. Lisäksi lisättiin tarve radioaktiivisen ja muun jätteen loppusijoitusalueille. Sodat – kuumat ja kylmät – saavat ekologisen ulottuvuuden. Monet nykyhistorian tapahtumat, kuten Neuvostoliiton hajoaminen, nähdään uudella tavalla, jos niitä tarkastellaan ekologisesta näkökulmasta. Yksi sivilisaatio ei voi vain voittaa toista, vaan käyttää sitä itsekkäisiin tarkoituksiin ekologisesta näkökulmasta. Tämä on ekologista kolonialismia. Näin poliittiset, sosiaaliset ja ympäristökysymykset kietoutuvat toisiinsa.

2.5. Ekologian peruslaki

Yksi ekologian tärkeimmistä saavutuksista oli havainto, että organismit ja lajit eivät kehity, vaan myös ekosysteemit. Yhteisöjen sarjaa, jotka korvaavat toisiaan tietyllä alueella, kutsutaan peräkkäisyydeksi. Periytys tapahtuu fyysisen ympäristön muutoksen seurauksena yhteisön vaikutuksen alaisena, eli se on sen hallinnassa. Lajien korvaaminen ekosysteemeissä johtuu siitä, että populaatiot, jotka pyrkivät muokkaamaan ympäristöä, luovat suotuisat olosuhteet muille populaatioille; tämä jatkuu, kunnes saavutetaan tasapaino bioottisten ja abioottisten komponenttien välillä. Ekosysteemien kehitys on monessa suhteessa samanlaista kuin yksittäisen organismin kehitys ja samalla koko biosfäärin kehitys.

Energeettisessä mielessä seuraaminen liittyy perustavaa laatua olevaan energiavirran siirtymiseen kohti energian määrän kasvua, jolla pyritään ylläpitämään järjestelmää. Periminen koostuu kasvuvaiheista, vakautumisesta ja vaihdevuosista. Ne voidaan erottaa tuottavuuskriteerin perusteella: ensimmäisessä vaiheessa tuotanto kasvaa maksimiin, toisessa pysyy vakiona, kolmannessa laskee nollaan järjestelmän huonontuessa.

Mielenkiintoisin on ero kasvavien ja kypsien järjestelmien välillä, joka voidaan tiivistää seuraavassa taulukossa.

pöytä 1Peräkkäysvaiheiden väliset erot

Huomaa entropian ja informaation välinen käänteinen suhde sekä se tosiasia, että ekosysteemit kehittyvät lisääntyneen monimuotoisuuden ansiosta lisääntyneen vastustuskykynsä suuntaan. Laajentamalla tämän johtopäätöksen koko biosfääriin, saamme vastauksen kysymykseen, miksi tarvitaan 2 miljoonaa lajia. Voidaan ajatella (kuten uskottiin ennen ekologian syntyä), että evoluutio johtaa joidenkin vähemmän monimutkaisten lajien korvautumiseen toisilla, aina ihmiseen luonnon kruununa. Vähemmän monimutkaiset tyypit, väistyessään monimutkaisemmille, tulevat tarpeettomiksi. Ekologia on tuhonnut tämän ihmisille sopivan myytin. Nyt on selvää, miksi on vaarallista, kuten nykyihminen tekee, vähentää luonnon monimuotoisuutta.

Yhden ja jopa kahden lajin yhteisöt ovat erittäin epävakaita. Epävakaus tarkoittaa, että väestötiheydessä voi esiintyä suuria vaihteluita. Tämä seikka määrää ekosysteemin kehittymisen kypsään tilaan. Kypsässä vaiheessa palautesääntely lisääntyy, jolla pyritään ylläpitämään järjestelmän vakautta.

Korkea tuottavuus antaa alhaisen luotettavuuden - tämä on toinen muotoilu ekologian peruslaista, josta seuraa seuraava sääntö: "optimaalinen tehokkuus on aina pienempi kuin maksimi." Monimuotoisuus liittyy ekologian peruslain mukaisesti suoraan kestävyyteen. Vielä ei kuitenkaan tiedetä, missä määrin tämä yhteys on syy-seuraussuhteeseen.

Yhteisön evoluution suuntaus johtaa symbioosin lisääntymiseen, biogeenisten aineiden säilymiseen sekä tiedon pysyvyyden ja sisällön lisääntymiseen. Kokonaisstrategian tavoitteena on saavuttaa mahdollisimman laaja ja monimuotoinen orgaaninen rakenne käytettävissä olevan energiavirran ja vallitsevien fyysisten olemassaolon olosuhteiden (maaperä, vesi, ilmasto jne.) asettamissa rajoissa" (Yu. Odum. Fundamentals) ... s. 332).

Ekosysteemistrategia on "suurin suoja", ihmisen strategia on "maksimituotanto". Yhteiskunta pyrkii saamaan suurimman sadon kehittyneeltä alueelta ja tavoitteensa saavuttamiseksi luo keinotekoisia ekosysteemejä sekä hidastaa ekosysteemien kehitystä peräkkäisyyden alkuvaiheessa, josta voidaan korjata enimmäissato. Ekosysteemit itsessään pyrkivät kehittymään maksimaalisen vakauden saavuttamisen suuntaan. Luonnolliset järjestelmät vaativat alhaisen hyötysuhteen ylläpitääkseen maksimaalista energiantuotantoa, nopeaa kasvua ja korkeaa vakautta. Kääntämällä ekosysteemien kehitystä ja saattamalla ne epävakaaseen tilaan, ihminen pakotetaan ylläpitämään "järjestystä" järjestelmässä, ja tämän kustannukset voivat ylittää ekosysteemin siirtämisestä epävakaaseen tilaan saatavat hyödyt. Mikä tahansa henkilön tekemä ekosysteemin tehokkuuden lisäys johtaa sen ylläpitokustannusten nousuun tiettyyn rajaan asti, kun tehokkuuden lisääminen on kannattamatonta liian suuren kustannusten nousun vuoksi. Siksi on välttämätöntä saavuttaa ei ekosysteemien maksimi, vaan optimaalinen tehokkuus, jotta niiden tuottavuuden kasvu ei johda vakauden menettämiseen ja tulos on taloudellisesti perusteltu.

Vakaissa ekosysteemeissä niiden läpi kulkeva energiahäviö on suuri. Ja ekosysteemit, jotka menettävät vähemmän energiaa (järjestelmät, joilla on vähemmän trofiatasoa), ovat vähemmän kestäviä. Mitä järjestelmiä pitäisi kehittää? On tarpeen määrittää sellainen optimaalinen variantti, jossa ekosysteemi on riittävän vakaa ja samalla energiahäviö siinä ei ole liian suuri.

Kuten ihmisen muutostoiminnan historia ja ekologiatiede osoittavat, kaikki äärimmäiset vaihtoehdot eivät yleensä ole parhaita. Laitumien suhteen sekä karjan "liilaiduntaminen" (joka johtaa tutkijoiden mukaan sivilisaatioiden kuolemaan) ja karjan "alilaiduntaminen". Jälkimmäinen johtuu siitä, että elävien kasvien suoran kulutuksen puuttuessa roskia voi kerääntyä nopeammin kuin mikro-organismit hajottavat sitä, mikä hidastaa mineraalien kiertoa.

Tämä esimerkki soveltuu yleisempiin pohdintoihin. Ihmisen vaikutuksiin luontoon liittyy usein luonnon monimuotoisuuden vähenemistä. Tällä saavutetaan sadon maksimointi ja tämän luonnonosan hoitomahdollisuuksien lisääntyminen. Kybernetiikassa muotoillun välttämättömän monimuotoisuuden lain mukaisesti ihmiskunnalla on kaksi vaihtoehtoa lisätä kykyään hallita luontoa: joko vähentää sen monimuotoisuutta tai lisätä sen sisäistä monimuotoisuutta (kehittämällä kulttuuria, parantamalla ihmisen henkisiä ja psykosomaattisia ominaisuuksia). henkilö itse). Toinen tapa on tietysti parempi. Luonnon monimuotoisuus on välttämättömyys, ei vain elämän mauste. Ensimmäisen tavan helppous on petollinen, vaikka sitä käytetään laajalti. Kysymys on siitä, missä määrin ekosysteemien hallintakyvyn lisääntyminen vähentämällä luonnon monimuotoisuutta kompensoi ekosysteemien itsesäätelykyvyn heikkenemistä. Jälleen on löydettävä optimi tämänhetkisten hoidon tarpeiden ja luonnonympäristön monimuotoisuuden säilyttämistarpeiden välillä.

Ihmisen ja luonnonympäristön välisen suhteen optimoinnin ongelmalla on toinen tärkeä näkökohta. Ihmisen luontomuutostoiminnan harjoittaminen vahvistaa kantaa, että luonnonympäristön muutosten ja ihmisen välillä on läheinen yhteys. Siksi luonnonympäristön hallinnan ongelmaa voidaan pitää tietyssä mielessä ihmisen biologisen evoluution hallinnan ongelmana luonnonympäristön muutosten kautta. Nykyihminen voi vaikuttaa biologiaan sekä geneettisesti (geenitekniikka) että ekologisesti (luonnonympäristön muutosten kautta). Ekologisten prosessien ja ihmisen biologisen evoluution prosessien välisen yhteyden olemassaolo edellyttää, että ekologista ongelmaa tarkastellaan myös siitä näkökulmasta, millaisena haluamme nähdä tulevaisuuden ihmisen. Tämä alue on erittäin jännittävä sekä tiedemiehille että tieteiskirjailijoille, mutta täällä ei esiinny vain teknisiä, vaan myös sosiaalisia ja moraalisia ongelmia.

Optimointi on tieteellinen ja tekninen termi. Mutta onko mahdollista löytää ratkaisu edellä käsiteltyihin ongelmiin yksinomaan tieteen ja teknologian puitteissa? Ei, tieteellä ja tekniikalla itsessään pitäisi olla yleiset kulttuuriset ja sosiaaliset suuntaviivat, jotka ne konkretisoivat. Optimointiongelmien ratkaisemisessa tiede ja teknologia ovat eräänlainen työkalu, ja ennen sen käyttöä on päätettävä, miten ja mihin tarkoituksiin sitä käytetään.

Vaikuttaa siltä, ​​että jopa yksinkertaiset tapaukset laskea optimaaliset vaihtoehdot esimerkiksi resurssin käyttämiselle riippuvat siitä, mitä optimointikriteeriä käytetään. K. Watt kuvailee esimerkkiä vesiallasjärjestelmän optimoinnista, jonka mukaan resurssit loppuvat täydellisesti mahdollisimman lyhyessä ajassa (K. Watt. Ecology and management of natural resources. M., 1971, s. 412) . Esimerkki osoittaa optimointikriteerin tärkeyden. Mutta jälkimmäinen riippuu prioriteeteista, ja ne ovat erilaisia ​​eri yhteiskuntaryhmille. On täysin ymmärrettävää, että kriteerit poikkeavat erityisesti ihmisen itsensä biologisen evoluution optimoinnista (enemmän tai vähemmän lujasti voidaan nimetä yksi melko epämääräinen optimointikriteeri - biosfäärin ja ihmisrodun säilyminen ja kehitys).

Luonnossa on ikään kuin luonnollisia kerrostumisvoimia, jotka johtavat ekosysteemien monimutkaisuuteen ja yhä suuremman monimuotoisuuden syntymiseen. Näitä voimia vastaan ​​toimiminen työntää ekosysteemejä taaksepäin. Monimuotoisuus kasvaa luonnollisesti, mutta ei mitä tahansa, vaan integroitua. Jos laji joutuu ekosysteemiin, se voi tuhota sen vakauden (kuten ihminen tekee nyt), jos se ei ole integroitunut siihen. Tässä on mielenkiintoinen analogia ekosysteemin kehityksen ja organismin ja ihmisyhteiskunnan kehityksen välillä.

2.6. Muutamia muita ekologian kannalta tärkeitä lakeja ja periaatteita

Luonnonlakien joukossa on tieteessä yleisiä deterministisen tyyppisiä lakeja, jotka säätelevät tiukasti ekosysteemin komponenttien välistä suhdetta, mutta useimmat ovat lakeja suuntauksina, jotka eivät toimi kaikissa tapauksissa. Ne muistuttavat tietyssä mielessä oikeudellisia lakeja, jotka eivät estä yhteiskunnan kehitystä, jos tietty joukko ihmisiä rikkoo niitä, vaan estävät normaalia kehitystä, jos rikkomukset muuttuvat massiiviseksi. On myös lakeja-aforismeja, jotka voidaan katsoa lakien tyypeiksi monimuotoisuuden rajoituksena:

1. Syntymislaki: kokonaisuudella on aina erityisiä ominaisuuksia, joita sen osilla ei ole.

2. Välttämättömän monimuotoisuuden laki: järjestelmä ei voi koostua täysin identtisistä elementeistä, vaan sillä voi olla hierarkkinen organisaatio ja integratiiviset tasot.

3. Evoluution peruuttamattomuuden laki: organismi (populaatio, laji) ei voi palata edelliseen tilaan, joka on toteutunut esi-isiensä sarjassa.

4. Organisaation monimutkaisuuden laki: elävien organismien historiallinen kehitys johtaa niiden organisaation monimutkaisuuteen elinten ja toimintojen erilaistumisen kautta.

5. Biogeneettinen laki (E. Haeckel): organismin ontogeneettisyys on tietyn lajin fylogeneesin lyhyt toisto, ts. kehitysvaiheessa oleva yksilö toistaa, lyhyesti sanottuna lajinsa historiallista kehitystä.

6. Järjestelmän osien epätasaisen kehityksen laki: saman hierarkiatason järjestelmät eivät kehity tiukasti synkronisesti - kun toiset saavuttavat korkeamman kehitysasteen, toiset jäävät vähemmän kehittyneeseen tilaan. Tämä laki liittyy suoraan välttämättömän monimuotoisuuden lakiin.

7. Elämän säilymisen laki: elämää voi olla olemassa vain aineiden, energian, tiedon virtauksen elävän kehon läpi kulkevassa prosessissa.

8. Järjestyksen ylläpitämisen periaate (I. Prigogine): avoimissa järjestelmissä entropia ei kasva, vaan pienenee, kunnes saavutetaan minimivakioarvo, joka on aina suurempi kuin nolla.

9. Le Chatelier-Brownin periaate: kun ulkoinen vaikutus tuo järjestelmän pois vakaasta tasapainotilasta, tämä tasapaino siirtyy suuntaan, jossa ulkoisen vaikutuksen vaikutus heikkenee. Nykyihminen rikkoo tätä biosfäärin periaatetta. ”Jos vielä viime vuosisadan lopulla havaittiin biologisen tuottavuuden ja biomassan kasvua ilmakehän hiilidioksidipitoisuuden kasvun seurauksena, niin vuosisadan alun jälkeen tätä ilmiötä ei ole havaittu. Päinvastoin, eliöstö vapauttaa hiilidioksidia ja sen biomassa vähenee automaattisesti” (N. F. Reimers. Nadezhdy... s. 55).

10. Energiansäästön periaate (L. Onsager): prosessin kehittymisen todennäköisyydellä tiettyyn termodynamiikan periaatteiden sallimiin suuntiin, toteutuu se, joka tuottaa mahdollisimman vähän energiaa.

11. Energian ja tiedon maksimoimisen laki: järjestelmällä, joka edistää energian ja tiedon vastaanottamista, tuotantoa ja tehokasta käyttöä, on parhaat mahdollisuudet itsesäilytykseen; aineen enimmäissaanto ei takaa järjestelmän menestystä kilpailussa.

12. A. A. Grigorjevan - N. N. Budykon maantieteellisen vyöhykkeen jaksollinen laki: Maan fyysisten ja maantieteellisten vyöhykkeiden muuttuessa samanlaiset maisemavyöhykkeet ja jotkut yhteiset ominaisuudet toistuvat ajoittain, eli jokaisella vyöhykkeellä - subarktinen, lauhkea, subtrooppinen, trooppinen ja päiväntasaajan - vyöhykkeiden vaihto kaavion mukaan: metsät? steppi? aavikko.

13. Järjestelmäkehityksen laki ympäristön kustannuksella: mikä tahansa järjestelmä voi kehittyä vain käyttämällä ympäristönsä materiaali-, energia- ja informaatiokykyjä; täysin eristetty itsensä kehittäminen on mahdotonta.

14. Järjestelmähierarkiassa vaikuttavan tekijän taittumisperiaate: järjestelmään vaikuttava tekijä taittuu sen alijärjestelmien koko hierarkian läpi. Koska järjestelmässä on "suodattimia", tämä tekijä joko heikkenee tai vahvistuu.

15. Prosessien vaimennuksen sääntö: ympäristön tasapainon tai sisäisen homeostaasin lisääntyessä (jos järjestelmä on eristetty), dynaamiset prosessit järjestelmässä heikkenevät.

16. V. I. Vernadskyn laki elävän aineen fysikaalisesta ja kemiallisesta yhtenäisyydestä: kaikki Maan elävä aines on fysikaalisesti ja kemiallisesti yhtä, mikä ei sulje pois biogeokemiallisia eroja.

17. Van't Hoff - Arrheniuksen termodynaaminen sääntö: lämpötilan nousu 10°C johtaa kemiallisten prosessien kaksinkertaiseen kiihtymiseen. Tästä syystä lämpötilan nousun vaara nykyajan ihmisen taloudellisesta toiminnasta.

18. Schrödingerin sääntö negatiivisen entropian organismin "ravinnosta": organismin järjestys on korkeampi kuin ympäristö, ja organismi antaa tälle ympäristölle enemmän epäjärjestystä kuin se vastaanottaa. Tämä sääntö korreloi Prigoginen järjestyksen ylläpitämisen periaatteen kanssa.

19. Evoluution kiihtymisen sääntö: biosysteemien organisaation monimutkaisuuden kasvaessa lajin olemassaolon kesto keskimäärin lyhenee ja evoluution nopeus kasvaa. Lintulajin keskimääräinen elinikä on 2 miljoonaa vuotta ja nisäkäslajin 800 tuhatta vuotta. Kuolleiden sukupuuttoon kuolleiden lintu- ja nisäkäslajien määrä niiden kokonaismäärään verrattuna on suuri.

20. Geneettisen esisopeutumisen periaate: eliöiden sopeutumiskyky on luontainen ja johtuu geneettisen koodin käytännön ehtymättömyydestä. Sopeutumiseen tarvittavia muunnelmia löytyy aina geneettisestä monimuotoisuudesta.

21. Uusien lajien alkuperän sääntö erikoistumattomilta esivanhemmilta: uudet suuret organismiryhmät eivät synny esi-isiensä erikoistuneista edustajista, vaan niiden suhteellisen erikoistumattomista ryhmistä.

22. Darwinin divergenssin periaate: minkä tahansa ryhmän fylogiaan liittyy sen jakautuminen useisiin fylogeneettisiin runkoihin, jotka poikkeavat eri adaptiivisissa suunnissa keskimääräisestä alkutilasta.

23. Progressiivisen erikoistumisen periaate: erikoistumisen polulle lähtevä ryhmä seuraa pääsääntöisesti jatkokehityksessään yhä syvemmän erikoistumisen polkua.

24. Syvästi erikoistuneiden muotojen suurempien sukupuuttomahdollisuuksien sääntö (O. Marsh): erikoistuneemmat muodot kuolevat sukupuuttoon nopeammin, joiden geneettiset reservit jatkosopeutumista varten vähenevät.

25. Fylogeneettisen haaran organismien koon (korkeuden) ja painon (massan) kasvulaki. "AT. I. Vernadsky muotoili tämän lain seuraavasti: "Geologisen ajan edetessä säilyneet muodot kasvattavat kokoaan (ja siten painoaan) ja sitten kuolevat." Tämä johtuu siitä, että mitä pienemmät yksilöt ovat, sitä vaikeampaa heidän on vastustaa entropiaprosesseja (joka johtaa tasaiseen energian jakautumiseen), organisoida säännöllisesti energiavirtoja elintärkeiden toimintojen toteuttamiseksi. Evoluutioteoriassa yksilöiden koko siis kasvaa (vaikka se on hyvin pysyvä morfofysiologinen ilmiö lyhyessä ajassa)” (N. F. Reimers. Hope ... s. 69).

26. Ch. Darwinin sopeutumiskyvyn aksiooma: jokainen laji on sopeutunut sille tiukasti määriteltyihin, spesifisiin olemassaoloehtoihin.

27. S. S. Schwartzin ekologinen sääntö: jokainen muutos olemassaolon olosuhteissa aiheuttaa suoraan tai epäsuorasti vastaavia muutoksia tavoissa toteuttaa kehon energiatasapainoa.

28. Sopeutumisen suhteellisen riippumattomuuden laki: korkea sopeutumiskyky johonkin ympäristötekijään ei anna samaa sopeutumisastetta muihin elinolosuhteisiin (päinvastoin se voi rajoittaa näitä mahdollisuuksia organismien fysiologisten ja morfologisten ominaisuuksien vuoksi) .

29. Ykseyslaki "organismi - ympäristö": elämä kehittyy jatkuvan aineen ja tiedon vaihdon tuloksena, joka perustuu energian virtaukseen ympäristön ja siinä asuvien organismien kokonaisvaltaisessa yhtenäisyydessä.

30. Sääntö ympäristöolosuhteiden yhteensopivuudesta organismin geneettisen ennaltamääräyksen kanssa: laji voi olla olemassa niin kauan ja sikäli kuin sen ympäristö vastaa geneettisiä mahdollisuuksia sopeutua tämän lajin vaihteluihin ja muutoksiin.

31. Maksimibiogeenisen energian (entropian) laki V. I. Vernadsky - E. S. Bauer: mikä tahansa biologinen tai bioinertti järjestelmä, joka on dynaamisessa tasapainossa ympäristön kanssa ja kehittyy evoluutionaalisesti, lisää vaikutustaan ​​ympäristöön, ellei sitä estä ulkoiset tekijät.

32. Elämän ympäristön paineen laki eli rajoitettu kasvu (C. Darwin): on olemassa rajoituksia, jotka estävät yhden eksponentiaalisesti lisääntyvän yksilöparin jälkeläisiä valloittamasta koko maapalloa.

33. Vähimmäispopulaation periaate: on olemassa vähimmäispopulaatiokoko, jonka alapuolelle sen väestö ei voi laskea.

34. Suvun yhden lajin edustamisen sääntö: homogeenisissa olosuhteissa ja rajoitetulla alueella taksonominen suvu on pääsääntöisesti edustettuna vain yhdellä lajilla. Ilmeisesti tämä johtuu saman suvun lajien ekologisten markkinarakojen läheisyydestä.

35. A. Wallacen sääntö: kun siirryt pohjoisesta etelään, lajien monimuotoisuus lisääntyy. Syynä on se, että pohjoiset biokenoosit ovat historiallisesti nuorempia ja niissä on vähemmän energiaa auringosta.

36. Laki elävän aineen ehtymisestä sen saaripitoisuuksissa (G. F. Khilmi): "yksilöllinen järjestelmä, joka toimii ympäristössä, jonka organisaatiotaso on itse järjestelmän tasoa alhaisempi, on tuomittu: asteittain menettäen rakenteensa, järjestelmä hajoaa ympäristössä jonkin ajan kuluttua "(G.F. Khilmi. Fundamentals of Biosphere Physics. L., 1966, s. 272). Tästä seuraa ihmisen ympäristötoiminnan kannalta tärkeä johtopäätös: pienten ekosysteemien keinotekoinen säilyttäminen (rajatulla alueella, kuten luonnonsuojelualueella) johtaa niiden asteittaiseen tuhoutumiseen eikä takaa lajien ja yhteisöjen säilymistä.

37. Energioiden pyramidin laki (R. Lindemann): ekologisen pyramidin yhdeltä troofiselta tasolta siirtyy toiselle, korkeammalle tasolle, keskimäärin noin 10 % edellisellä tasolla saadusta energiasta. Käänteinen virtaus korkeammalta alemmalle tasolle on paljon heikompi - enintään 0,5–0,25%, joten biokenoosissa ei tarvitse puhua energiakierrosta.

38. Biologisen vahvistumisen sääntö: ekologisen pyramidin korkeammalle tasolle siirryttäessä useiden aineiden, myös myrkyllisten ja radioaktiivisten, kertyminen lisääntyy suunnilleen samassa suhteessa.

39. Ekologisen päällekkäisyyden sääntö: sukupuuttoon kuollut tai tuhoutunut laji ekologisen pyramidin yhdellä tasolla korvaa toisen, samanlaisen kaavion mukaan: pieni korvaa suuren, alempana organisoitunut - korkeammalle organisoituneen, geneettisemmin labiili ja muuttuva - vähemmän geneettisesti vaihteleva. Yksilöt murskataan, mutta biomassan kokonaismäärä kasvaa, koska norsut eivät koskaan anna samaa biomassaa ja tuotantoa pinta-alayksikköä kohti kuin heinäsirkat ja vielä pienemmät selkärangattomat.

40. Biosenoosin luotettavuuden sääntö: biokenoosin luotettavuus riippuu sen energiatehokkuudesta tietyissä ympäristöolosuhteissa ja mahdollisuudesta rakenteellisiin ja toiminnallisiin uudelleenjärjestelyihin vasteena ulkoisten vaikutusten muutoksiin.

41. Ekologisten markkinarakojen pakollisen täytön sääntö: tyhjä ekologinen markkinarako täyttyy aina ja välttämättä luonnollisesti ("luonto ei siedä tyhjyyttä").

42. Ekotonin sääntö eli reunaefekti: biokenoosien risteyksissä niiden lajien ja yksilöiden määrä lisääntyy, kun ekologisten markkinarakojen määrä lisääntyy johtuen uusien systeemisten ominaisuuksien syntymisestä risteyksissä.

43. Organismien keskinäisen sopeutumisen sääntö K. Möbiuksen - G. F. Morozovin biokenoosissa: biokenoosissa olevat lajit ovat sopeutuneet toisiinsa siten, että niiden yhteisö on sisäisesti ristiriitainen, mutta yksi ja toisiinsa liittyvä kokonaisuus.

44. Ekosysteemin muodostumisen periaate: eliöiden pitkäaikainen olemassaolo on mahdollista vain ekologisten järjestelmien puitteissa, joissa niiden komponentit ja elementit täydentävät toisiaan ja sopeutuvat toisiinsa.

45. Jaksottaisen hidastumisen laki: kypsissä tasapainoekosysteemeissä, jotka ovat vakaassa tilassa, tapahtuvat prosessit yleensä pyrkivät hidastumaan.

46. ​​Maksimienergian sääntö kypsän järjestelmän ylläpitämiseksi: peräkkäisyys menee energiavirran perustavanlaatuisen muutoksen suuntaan sen määrän lisäämisen suuntaan, jonka tarkoituksena on ylläpitää järjestelmää.

47. Biosysteemien historiallisen itsekehityksen laki (E. Bauer): biologisten järjestelmien kehitys on seurausta niiden ulkoisen työn lisääntymisestä - näiden järjestelmien vaikutuksesta ympäristöön.

48. Biosfäärin lajien lukumäärän pysyvyyden sääntö: nousevien lajien määrä on keskimäärin yhtä suuri kuin sukupuuttoon kuolleiden lajien lukumäärä ja biosfäärin lajien kokonaisdiversiteetti on vakio. Tämä sääntö pätee muodostuneelle biosfäärille.

49. Ekosysteemien moninaisuuden sääntö: keskenään kilpailevien ekosysteemien moninaisuus on välttämätöntä biosfäärin luotettavuuden ylläpitämiseksi.

Näistä ympäristölaeista seuraa johtopäätöksiä, jotka ovat oikeudenmukaisia ​​"ihminen - luonnollinen ympäristö" -järjestelmän kannalta. He viittaavat lain tyyppiin monimuotoisuuden rajoituksena, eli ne asettavat rajoituksia ihmisen luontoa muuttavalle toiminnalle.

1. Tuotannon historiallisen kasvun sääntö, joka johtuu ekosysteemien peräkkäisestä nuorentumisesta. Tämä sääntö on pohjimmiltaan seurausta ekologian peruslaista ja lakkaa nyt toimimasta, sillä ihminen otti luonnolta kaiken, minkä voi.

2. Bumerangin laki: kaikki, mikä on otettu biosfääristä ihmisen työllä, on palautettava siihen.

3. Biosfäärin välttämättömyyden laki: biosfääriä ei voi korvata keinotekoisella ympäristöllä, kuten ei voida esimerkiksi luoda uudenlaista elämää. Ihminen ei voi rakentaa ikuista liikettä, kun taas biosfääri on käytännössä "ikuinen" kone.

4. Luonnollisen hedelmällisyyden heikkenemisen laki: "satojen ja siten orgaanisten aineiden ja kemiallisten alkuaineiden jatkuvan poistumisen maaperästä, maaperän muodostumisen luonnollisten prosessien rikkominen sekä pitkäaikaisen monokulttuurin seurauksena maaperästä kasvien vapauttamien myrkyllisten aineiden kertyminen (maaperän itsemyrkytys), viljelymailla maaperän luonnollinen hedelmällisyys on laskenut ... tähän mennessä noin puolet maailman peltoalasta on menettänyt hedelmällisyyttä vaihtelevassa määrin, ja sama määrä maata on kokonaan kadonnut intensiivisestä maatalouden kierrosta kuin nyt viljellään (80-luvulla hävisi noin 7 miljoonaa hehtaaria vuodessa)” (N.F. Reimers. Toivoa... s. 160–161). Toinen tulkinta luonnollisen hedelmällisyyden heikkenemisen laista on annettu luvussa 1: jokainen myöhempi minkä tahansa elimistölle hyödyllisen tekijän lisäys antaa pienemmän vaikutuksen kuin edellisellä saman tekijän annoksella saatu tulos.

5. Shagreen-nahan laki: maailman alkuperäinen luonnonvarapotentiaali on jatkuvasti ehtymässä historiallisen kehityksen aikana. Tämä johtuu siitä, että tällä hetkellä ei ole olemassa täysin uusia resursseja, jotka voisivat ilmaantua. "Jokaisen ihmisen elämää varten vuodessa tarvitaan 200 tonnia kiinteitä aineita, jotka hän muuttaa 800 tonnin veden ja keskimäärin 1000 W energian avulla itselleen hyödylliseksi tuotteeksi" (Ibid., s. 163). Kaikki tämä ihminen ottaa siitä, mikä on jo luonnossa.

6. Tietojen epätäydellisyyden periaate: "Muutostoimia suoritettaessa tiedot ja yleensä kaikki luonteen muutokset ovat aina riittämättömiä ennakkoarvion tekemiseen tällaisten toimien kaikista mahdollisista tuloksista, erityisesti pitkällä aikavälillä, kun kaikki luonnolliset ketjureaktiot kehittyvät” (Ibid., s. 168).

7. Harhaanjohtavan hyvinvoinnin periaate: ensimmäinen onnistuminen tavoitteen saavuttamisessa, jota varten hanke on suunniteltu, luo itsetyytyväisyyden ilmapiirin ja saa sinut unohtamaan mahdolliset negatiiviset seuraukset, joita kukaan ei odota.

8. Tapahtuman syrjäisyyden periaate: jälkeläiset keksivät jotain mahdollisten kielteisten seurausten estämiseksi.

Kysymys siitä, kuinka paljon ekologian lakeja voidaan siirtää ihmisen suhteeseen ympäristöön, jää avoimeksi, koska ihminen on erilainen kuin kaikki muut lajit. Esimerkiksi useimmissa lajeissa populaation kasvuvauhti hidastuu väestötiheyden kasvaessa; ihmisillä päinvastoin väestönkasvu tässä tapauksessa kiihtyy. Siksi osa luonnon säätelymekanismeista puuttuu ihmisiltä, ​​ja tämä voi toimia lisäsyynä teknologiselle optimismille joillakin ja ympäristöpessimisteille todistaa sellaisen katastrofin vaarasta, joka ei ole mahdollista millekään muulle lajille.

3.1. J. Liebig: "Minimi laki".

rajoittava Liebigin vähimmäislaki.

Toleranssin rajat. Yhdessä sen johtopäätöksen kanssa, että "kasvin kasvu riippuu ravinneelementistä, jota on läsnä vähimmäismäärä", josta tuli Liebigin "minimilain" perusta, J. Liebig viittasi vaihteluväliin. rajoittavat indikaattorit. Todettiin, että paitsi puute, myös valon, lämmön ja veden kaltaisten tekijöiden ylimäärä voi olla rajoittava tekijä. Ekologisen maksimin ja minimin rajoittavan vaikutuksen käsitteen esitteli W. Shelford (1913), joka muotoili "toleranssilain". Kahden arvon, ekologisen minimin ja ekologisen maksimin, välistä vaihteluväliä, joka on tavalla tai toisella tunnusomaista kaikille eläville organismeille, kutsuttiin ns. toleranssiraja(lat. toleratia - kärsivällisyys, suvaitsevaisuus). Jos tietyllä organismilla on pieni toleranssialue jollekin muuttuvasta tekijästä, tämä tekijä ansaitsee erityistä huomiota, koska se voi olla rajoittava. Esimerkiksi happi, jota ekosysteemien maanpäällisissä osissa eläville organismeille on hyvin saatavilla, voi harvoin olla rajoittava. Veden alla eläville organismeille hapesta voi tulla tärkeä rajoittava tekijä. Toleranssialueen äärimmäisen kaventuessa elävä organismi voi käyttää kaiken aineenvaihduntaenergiansa rajoittavan tekijän rajojen laskuun liittyvän stressin voittamiseen ja kuolla energian puutteeseen normaaliin elämäntoimintaan. Jos jääkarhu jostain syystä siirretään lämpimämpiin ilmastoihin, sen on käytettävä kaikki aineenvaihduntaenergiansa lämpöstressin voittamiseen, eikä eläimellä ole tarpeeksi energiaa hankkiakseen ruokaa ja säilyttääkseen lajinsa luonnossa.

Rajoittavien tekijöiden käsite yleisesti ulottuu laajasti sekä biologisiin että fysikaalisiin tekijöihin, ja kaiken tiedossa olevan aiheesta esittäminen vaatisi suuren määrän painotyötä, mikä ei kuulu tämän kirjan piiriin. Koska ympäristöinsinöörin on kuitenkin puututtava fyysisiin tekijöihin useammin, luetellaan lyhyesti tärkeimmät fyysiset ja ilmastolliset tekijät.

J. Liebig: "Minimi laki".

Jokaiseen yksilöön, väestöön, yhteisöön vaikuttavat samanaikaisesti useat tekijät, mutta vain osa niistä on elintärkeitä. Näitä elintärkeitä tekijöitä kutsutaan rajoittava. Useimmiten ainakin yksi tekijä on optimaalisen ulkopuolella. Ja lajin olemassaolon mahdollisuus tietyssä paikassa riippuu tästä tekijästä. Jo vuonna 1840 J. Liebig totesi, että organismin kestävyyden määrää sen ympäristötarpeiden ketjun heikoin lenkki. Hänen ensisijaisena tavoitteenaan on tutkia kasvien kasvun eri tekijöitä ja todeta, että kasvien satoa voidaan tehokkaimmin kasvattaa parantamalla vähimmäiskerrointa (yleensä lisäämällä N:n ja P:n määrää), eikä niitä ravinteita, joita tarvitaan suuria määriä. , kuten hiilidioksidi tai vesi. Aineet, joita tarvitaan pienin määrin, mutta joita on hyvin vähän maaperässä, kuten sinkki, tulevat rajoittaviksi. Liebigin käsite, jonka mukaan "kasvin kasvu riippuu siitä ravinneelementistä, jota on pienimmässä määrin", tunnettiin nimellä Liebigin vähimmäislaki.

Liebigin konseptin onnistunut soveltaminen käytännössä siihen on lisättävä kaksi apuperiaatetta: ensimmäinen on rajoittava ("Liebigin lakia sovelletaan tiukasti vain stationääritilassa, eli kun energian ja aineen sisään- ja ulosvirtaus ovat tasapainossa"); toinen on tekijöiden vuorovaikutuksen periaate, jonka mukaan "yhden aineen suuri pitoisuus tai saatavuus tai toisen (ei minimaalisen) tekijän vaikutus voi muuttaa vähimmäismäärän sisältämän ravinteen kulutusnopeutta."

Ympäristöinsinöörille rajoittavien tekijöiden käsite on arvokas, koska se tarjoaa lähtökohdan monimutkaisten tilanteiden tutkimukselle "ihminen - tekniikka - luonto" -järjestelmässä. Tällaisen järjestelmän elementtien väliset suhteet voivat olla melko monimutkaisia. Uusien laitteiden ja teknologian ongelmien ratkaisuprosessissa asiantuntija voi tuoda esiin mahdollisia heikkouksia ja keskittyä ainakin alussa niihin ympäristön ominaisuuksiin, jotka voivat osoittautua kriittisiksi tai rajoittaviksi.

Liebigin vähimmäislaki ekologiassa (esimerkein)

Tässä artikkelissa ymmärrämme lyhyesti, mikä on Liebigin vähimmäislaki, yksi ekologian peruslaeista. Toinen nimi tälle laille on rajoittavan (rajoittavan) tekijän laki. Artikkelin lopussa on myös havainnollistavia esimerkkejä, jotka havainnollistavat minimin lakia.

Liebigin vähimmäislaki. Hieman historiaa

Vähimmäislain muotoili saksalainen kemisti Justus von Liebig. vuonna 1840.

Tiedemies keskittyi pääasiassa kasvien selviytymisolosuhteiden tutkimukseen maataloudessa. Hän yritti ymmärtää, missä vaiheessa on tarpeen lisätä tiettyjä kemiallisia lisäyksiä kasvien selviytymisen parantamiseksi.

Tutkimuksensa tuloksena von Liebig muotoili lain, joka myöhemmin osoittautui todeksi paitsi maataloudelle, myös kaikille ekologisille järjestelmille ja eläville organismeille.

Rajoittavan (rajoittavan) tekijän laki.

Liebigin minimilain ydin

Tästä laista on erilaisia ​​muotoja. Mutta minimilain (tai rajoittavan tekijän lain) olemus voidaan muotoilla seuraavasti:

• Organismin elämä riippuu monista tekijöistä. Mutta merkittävin kullakin hetkellä on se tekijä, joka on haavoittuvin.

• Toisin sanoen, jos jokin kehon tekijöistä poikkeaa merkittävästi normista, niin tämä tekijä on merkittävin, kriittisin organismin selviytymisen kannalta tietyllä hetkellä.

On tärkeää ymmärtää, että samalle organismille eri aikoina tällaiset kriittisesti tärkeät (tai muuten rajoittavat) tekijät voivat olla täysin erilaisia ​​tekijöitä.

Sama perustelu pätee kokonaisiin ekosysteemeihin. Tässä vaiheessa esimerkiksi ruoan puute voi muodostua rajoittavaksi tekijäksi. Toisena ajankohtana - ruoan määrä on normaali, mutta rajoittava tekijä on ympäristön lämpötila (liian korkea tai liian matala).

Yhteenvetona edellä olevasta voimme muotoilla lain seuraavasti.

Liebigin vähimmäislaki on:

Organismin (tai ekosysteemin) selviytymisen kannalta merkittävin on ympäristötekijä,

joka on eniten poistettu (poikkeaa) optimaalisesta arvostaan.

Liebig tynnyri

Ennen kuin siirrytään esimerkkeihin, kannattaa harkita ns. Liebig-tynnyrin piirustusta.

Tässä puoliksi rikkoutuneessa tynnyrissä - laudan korkeus on rajoittava tekijä. Ilmeisesti vesi valuu yli tynnyrin pienimmän lankun. Tässä tapauksessa jäljellä olevien lautojen korkeus ei ole enää meille tärkeä - tynnyrin täyttäminen on silti mahdotonta.

Pienin levy on juuri se tekijä, joka poikkesi eniten normaaliarvosta.

Liebigin minimilain mukaan piipun korjaus on aloitettava tästä levystä.

Liebigin vähimmäislaki. Esimerkkejä

On olemassa sananlasku: "Missä se on ohut, siellä se rikkoutuu" - suurelta osin se välittää Liebigin lain pääolemuksen. Mutta annetaan muutama esimerkki täysin eri alueilta.

Esimerkki maataloudesta

On maaperää, jossa ei ole tarpeeksi fosforia - joten sinun on syötettävä lannoitteita fosforilla. Mutta muina aikoina tarvitaan kalsiumlannoitteita. Jne

Esimerkki luonnosta

Talvella jäniksen rajoittava tekijä on ruoka. Kesällä - sinun täytyy paeta sutta, vaikka ruokaa on runsaasti.

Urheiluesimerkki minimilain laista

Jalkapallossa: jos joukkueen vasen takapuoli on heikoin, niin hänen vasemman laidan kautta joukkue todennäköisimmin päästää maalin.

Siten Liebigin vähimmäislaki on universaali ekologinen ja elämänlaki.

Lisäinformaatio:

• Commonerin ekologian lait – Lue Commonerin neljästä ekologian peruslaista.

Minne luovuttaa kierrätykseen jätteet, laitteet ja muut tavarat kaupungissasi

www.kudagradusnik.ru

1. Laki minimi Yu. Liebig.

Vuonna 1840 saksalainen kemisti Justus Liebig, kasvatessaan kasveja synteettisellä alustalla, havaitsi, että tietty määrä ja määrä kemiallisia alkuaineita ja yhdisteitä tarvitaan kasvin normaalille kasvulle. Joidenkin niistä pitäisi olla ympäristössä erittäin suuria määriä, toisia pieniä määriä ja toisia yleensä jäämien muodossa. Ja mikä on erityisen tärkeää: joitain elementtejä ei voida korvata toisilla. Alusaine, joka sisältää runsaasti kaikkia alkuaineita yhtä lukuun ottamatta, varmistaa kasvin kasvun vain siihen hetkeen asti, kun viimeksi mainittujen määrä on lopussa. Kasvua rajoittaa siten yksittäisen elementin puute, jonka määrä oli alle vaaditun minimin. Tämä laki, jonka J. Liebig muotoili suhteessa kemiallisten edafisten tekijöiden rooliin kasveissa ja jota hän kutsui minimin laiksi, on, kuten myöhemmin kävi ilmi, universaali ekologinen luonne ja sillä on tärkeä rooli ekologiassa.

Minimilaki: Jos kaikki ympäristöolosuhteet osoittautuvat kyseessä olevalle eliölle suotuisiksi, lukuun ottamatta sellaista, joka ei ole ilmentynyt riittävästi (jonka arvo lähestyy ekologista minimiä), niin tässä tapauksessa tämä viimeinen ehto, jota kutsutaan rajoittavaksi tekijäksi, tulee ratkaisevaksi. kyseessä olevan organismin elämästä tai kuolemasta ja siten sen läsnäolosta tai poissaolosta tietyssä ekosysteemissä”.

2. Shelfordin toleranssilaki.

Vuonna 1913 amerikkalainen ekologi W. Shelford yleisti Liebigin minimilain ja havaitsi, että intensiteetin alarajan lisäksi on olemassa myös ympäristötekijöiden intensiteetin yläraja, joka määrittää intensiteettialueen ylärajan. jotka vastaavat organismien normaalin elämän olosuhteita. Tässä muotoilussa lailla, jota kutsutaan ekologiseksi suvaitsevaisuuden laiksi, alkoi olla yleisempi yleismaailmallinen luonne.

Toleranssin laki (lat. toleranssi- kärsivällisyyttä): "Jokaiselle organismille on ominaista kunkin ympäristötekijän intensiteetin ekologinen minimi ja ekologinen maksimi, jonka sisällä elämäntoiminta on mahdollista."

Ympäristötekijän vaihteluväliä minimin ja maksimin välillä kutsutaan toleranssialueeksi tai -alueeksi.

Huolimatta ympäristötekijöiden laajasta kirjosta, niiden vaikutusten luonteesta ja elävien organismien reaktioista voidaan tunnistaa useita yleisiä malleja.

Elämälle edullisimman tekijän määrällistä vaihteluväliä kutsutaan ekologinen optimi (lat. optimi -

Sorron vyöhykkeellä olevan tekijän arvoja kutsutaan ekologinen pessimismi (lat. pessimiumia- pahin).

Kuoleman esiintymistekijän minimi- ja maksimiarvoja kutsutaan vastaavasti ekologinen minimi ja ekologinen maksimi .

Graafisesti tämä on kuvattu kuva 3-1. Kuvan 3-1 käyrä ei yleensä ole symmetrinen.

Esimerkiksi sellaisen tekijän kuten lämpötila mukaan ekologinen maksimi vastaa lämpötiloja, joissa entsyymit ja proteiinit tuhoutuvat (+50 ¸ +60 °С). Yksittäiset organismit voivat kuitenkin esiintyä korkeammissa lämpötiloissa. Joten Komchatkan ja Amerikan kuumissa lähteissä leviä löydettiin lämpötilassa t > +80 °C. Alin lämpötilaraja, jossa elämä on mahdollista, on noin -70 °C, vaikka Jakutian pensaat eivät jäädy tässäkään lämpötilassa. Keskeytetyssä animaatiossa (gr. anabioosi- selviytyminen), ts. inaktiivisessa tilassa jotkut organismit säilyvät absoluuttisessa nollassa (-273 °C).

Riisi. 3-1. Elintoiminnan riippuvuus intensiteetistä

Voimme muotoilla useita säännöksiä, jotka täydentävät toleranssilakia:

1. Organismeilla voi olla laaja sietoalue yhdelle ympäristötekijälle ja kapea toleranssialue toiselle.

2. Organismit, joilla on laaja toleranssi useimpien tekijöiden suhteen, ovat yleensä levinneimpiä.

3. Jos olosuhteet yhdelle ekologiselle tekijälle eivät ole optimaaliset tietylle lajille, voi myös muiden ekologisten tekijöiden sietoalue kaventua. Esimerkiksi kun maaperän typpipitoisuus on lähellä minimiä, viljan kuivuudenkestävyys heikkenee.

4. Pesimäkauden aikana sietokyvyn vaihteluväli on taipumus kaventua.

Organismit, joilla on kapea toleranssialue, tai erittäin sopeutuneet lajit, jotka voivat esiintyä vain pienillä kertoimen poikkeamilla optimaalisesta arvosta, kutsutaan nimellä stenobiont tai stenoeks (gr. stenos- kapea, ahdas).

Organismit, joilla on laaja sietokyky tai laajasti sopeutuneet lajit, jotka kestävät suuria ympäristötekijöiden vaihteluja, ovat ns. eurybiont tai euryek (gr. euroa- leveä).

Organismien ominaisuutta sopeutua olemassaoloon tietyissä ympäristötekijöissä kutsutaan ekologinen plastisuus .

Konsepti on lähellä ekologista plastisuutta ekologinen valenssi , joka määritellään organismin kyvyksi asua erilaisissa ympäristöissä.

Siten stenobiontit ovat ekologisesti ei-muovia; ei kestäviä, niillä on alhainen ekologinen valenssi; eurybiontit ovat päinvastoin ekologisesti muovisia; kestävämpiä ja niillä on korkea ekologinen valenssi.

Organismien suhteen tiettyyn tekijään osoittamiseksi sen nimeen lisätään etuliitteet: seinä- ja joka päivä-. Joten lämpötilan suhteen niitä on stenoterminen (kääpiökoivu, banaanipuu) ja euryterminen (lauhkean vyöhykkeen kasvit) lajit; suhteessa suolapitoisuuteen - stenohaliini (karppi, kampela) ja euryhaliini (stickleback); suhteessa maailmaan stenofoninen (kuusi) ja euryfont (ruusunmarja) jne.

Steno- ja eurybiontness ilmenee pääsääntöisesti yhden tai muutaman tekijän yhteydessä. Eurybiontit ovat yleensä yleisiä. Monet alkueläiset eurybiontit (bakteerit, sienet, levät) ovat kosmopoliittisia. Stenobionteilla on päinvastoin rajoitettu levinneisyysalue. Organismien ekologinen plastisuus ja ekologinen valenssi muuttuvat usein siirtyessään kehitysvaiheesta toiseen; nuoret ovat pääsääntöisesti haavoittuvampia ja vaativampia ympäristöolosuhteille kuin aikuiset.

Samaan aikaan organismit eivät ole ympäristön fyysisten olosuhteiden orjia; ne mukautuvat ja muuttavat ympäristöolosuhteita siten, että heikentävät rajoittavan tekijän vaikutusta. Tällainen rajoittavien tekijöiden kompensointi on erityisen tehokasta yhteisötasolla, mutta se on mahdollista myös väestötasolla.

Laajat, joilla on laaja maantieteellinen levinneisyys, muodostavat lähes aina paikallisiin olosuhteisiin mukautuneita populaatioita, ns ekotyypit . Niiden optimi ja toleranssirajat vastaavat paikallisia olosuhteita. Ekotyyppien ilmaantumiseen liittyy joskus hankittujen ominaisuuksien ja piirteiden geneettinen kiinnittyminen, ts. rotujen syntymiseen.

Pitkään suhteellisen vakaissa olosuhteissa elävät organismit menettävät ekologisen plastisuutensa ja tekijän merkittäville vaihteluille altistuneet organismit muuttuvat sille sietävämmiksi, ts. lisää ekologista plastisuutta. Eläimillä rajoittavien tekijöiden kompensointi on mahdollista mukautuvan käyttäytymisen vuoksi - ne välttävät rajoittavien tekijöiden ääriarvoja.

Äärimmäisiä olosuhteita lähestyttäessä sopeutumisen energiahinta nousee. Jos tulistettua vettä kaadetaan jokeen, kalat ja muut organismit käyttävät lähes kaiken energiansa tämän stressin voittamiseksi. Heillä ei ole tarpeeksi energiaa hankkiakseen ruokaa, suojaakseen petoeläimiltä, ​​lisääntyvän, mikä johtaa sukupuuttoon.

Joten, eliöt luonnossa riippuvat:

Liebigin vähimmäislaki

Luonnollisissa olosuhteissa elävä organismi on samanaikaisesti alttiina ei yhden, vaan useiden ympäristötekijöiden vaikutukselle. Lisäksi keho tarvitsee mitä tahansa tekijöitä tietyissä määrissä / annoksissa. Liebig totesi, että kasvin kehitys tai sen kunto ei riipu niistä kemiallisista alkuaineista, joita maaperässä on riittävästi, vaan niistä, joita ei ole riittävästi. Jos

vähintään yksi maaperän ravintoaine on pienempi kuin näiden kasvien vaatima, silloin se kehittyy epänormaalisti, hitaasti tai siinä on patologisia poikkeamia.

J. LIBICHin vähimmäislaki- käsite, jonka mukaan organismin olemassaolon ja kestävyyden määrää sen ekologisten tarpeiden ketjun heikoin lenkki.
Minimilain mukaan eliöiden elintärkeitä mahdollisuuksia rajoittavat ne ympäristötekijät, joiden määrä ja laatu ovat lähellä tarpeellista organismia tai ekosysteemi.

Liebigin laki:

Minimissä oleva aine säätelee saantoa, määrittää sen koon ja stabiilisuuden ajan myötä. 1900-luvun alussa amerikkalainen tiedemies Shelford osoitti sen asian tai minkä tahansa muun tekijä, jota ei ole vain vähimmäismäärä, vaan myös ylimääräinen verrattuna kehon vaatimaan tasoon, voi johtaa ei-toivottuihin seurauksiin keholle. Esimerkki: jos asetat kasvin/eläimen koekammioon ja mittaat sen ilman lämpötilan, organismin tila muuttuu.

Samalla paljastuu jokin tämän tekijän paras, optimaalinen taso organismille, jolla aktiivisuus (fysiologinen tila) on maksimi. Jos eri tekijät poikkeavat optimaalisesta ylös/alas, aktiivisuus vähenee. Tietyn max/min-arvon saavuttaessa tekijä tulee yhteensopimattomaksi elämänprosessien kanssa, kehossa tapahtuu muutoksia, jotka johtavat kuolemaan. Samanlaisia ​​tuloksia voidaan saada kokeissa kosteuden muutoksilla, veden eri suolojen pitoisuudella, happamuudella, eri aineiden pitoisuuksilla jne.

Mitä suurempi on sen tekijän vaihtelun amplitudi, jolla organismi voi vähentää elinkelpoisuutta, sitä suurempi on sen stabiilisuus ( toleranssi) jollekin tekijälle. Kaikesta yllä olevasta seuraa:

ecology-portal.ru

Cao tämä sääntö on yksi Mikä tahansa heterogeeninen järjestelmä koostuu erillisistä homogeenisista, fysikaalisesti tai kemiallisesti erilaisista, mekaanisesti erotettavissa olevista osista, joita kutsutaan faaseiksi. Esimerkiksi kyllästetty natriumkloridiliuos […]

Jos olet vähentynyt Järjestöistä irtisanottujen kansalaisten huomio järjestön purkamisen tai henkilöstön määrän tai henkilöstön vähentämisen vuoksi! Vaadittujen asiakirjojen lomakkeet: Todistus keskimääräisestä palkasta. Muistio "Tietoja […]

LAINSÄÄDÄNTÖSÄÄDÖKSET SÄÄNTELYN LAINSÄÄDÄNNÖT, JOKA ON KÄYTTÄMÄT FKU "CENTRE OF GIMS MCH OF VENÄJÄ FOR THE ZABAIKALSKY REGION" PIENIEN ALUSTEN JA ALUSTEN KÄYTTÖÄ KOSKEVAT REKISTERÖINTI-, TUTKIMUKSET JA VALVONTATYÖSTÄ

Luento 1. Kansainvälinen yksityisoikeus Venäjän oikeusjärjestelmässä 1.3. Kansainvälisen yksityisoikeuden järjestelmä Kansainvälinen yksityisoikeus, kuten monet oikeudenalat, on jaettu kahteen osaan: yleiseen ja erityiseen. Yleisessä osassa käsitellään […]

Liebigin laki

Määritelmä 1

Minimisäännöt ovat yksi niistä periaatteista, jotka määräävät ympäristötekijän roolin organismien jakautumisessa ja lukumäärässä.

Joidenkin ympäristötekijöiden suhteellinen vaikutus on sitä voimakkaampi, mitä enemmän sen puute tuntuu muihin verrattuna. Muodostanut G.O. Liebig (1840) laki, jota sovelletaan maatalouskasveihin - kaikki elävät organismit eivät tarvitse vain orgaanisia ja mineraaliaineita, kosteutta, lämpötilaa tai muita tekijöitä, vaan niiden järjestelmän.

Organismien reaktiot riippuvat useista tekijöistä. Lisäksi elävät organismit altistuvat luonnollisissa olosuhteissa useille ympäristötekijöille (sekä bioottisille että abioottisille) samanaikaisesti. Kasvi tarvitsee huomattavan määrän ravinteita ja kosteutta (kalium, typpi, fosfori) ja samalla suhteellisen "merkittyjä" määriä sellaista alkuainetta, kuten molybdeeni (boori).

Kaikilla eläin- tai kasvilajilla on selvä selektiivisyys ruoan koostumuksen suhteen: jokainen kasvi tarvitsee tietyn mineraalielementin. Kaikenlaiset eläimet vaativat omalla tavallaan ruoan laatua. Voidakseen suotuisasti olla olemassa ja kehittyä normaalisti, organismeilla on oltava kaikki tarvittavat tekijät optimaalisessa tilassa ja riittävä määrä.

Saksalainen kemisti, maatalouden perustaja, havaitsi ja tutki sen tosiasian, että minkä tahansa kasveille välttämättömien aineiden, jotka kuuluvat sekä mikro- että makroelementteihin, annosten rajoittaminen (tai puuttuminen) johtaa samoihin kasvun hidastumiseen. kemia, Eustace von Liebig. Hänen muotoilemiaan sääntöjä kutsutaan Liebigin minimilakiksi: sadon koon määrää niiden ravinteiden määrä maaperässä, joiden kasvien tarpeet tyydytetään vähiten. Tätä varten Liebig kuvasi vuotavan tynnyrin, joka osoittaa, että pohjareikä asettaa nesteen määrän siihen.

Huomautus 1

Vähimmäislaki pätee sekä eläimiin että kasveihin, ja se kattaa myös henkilön, jonka on tietyissä olosuhteissa käytettävä vitamiineja tai kivennäisvettä kompensoidakseen jonkin alkuaineen puutetta kehosta.

Liebigin lakiin tehdyt selvennykset ja muutokset

Myöhemmin Liebigin lakiin tehtiin useita tarkennuksia. Merkittävä korjaus ja lisäys on laki tekijöiden valikoivasta vaikutuksesta kehon eri toimintoihin: kaikki ympäristötekijät vaikuttavat organismien toimintaan eri tavoin, yhden prosessin optimi, kuten hengitys, ei ole optimi toiselle, kuten ruoansulatus, ja päinvastoin. Tähän Liebigin lain tarkennusryhmään kuuluu hieman erilainen vaihereaktioiden "haitahyöty" sääntö: pieni pitoisuus myrkyllistä ainetta vaikuttaa eliöihin sen toimintojen lisäämiseen, kun taas suurempi pitoisuus lamauttaa tai jopa johtaa organismin kuolemaan. Nämä toksikologiset mallit pätevät suurelle määrälle (esimerkiksi käärmeen myrkkyjen pienten pitoisuuksien parantava ominaisuus on kuuluisa), mutta ei kaikille myrkyllisille aineille.

Huomautus 2

Liebigin laki on vähimmäissääntö, yksi periaatteista, joka määrittää ympäristötekijöiden roolin organismien kehityksessä ja leviämisessä. Muodostanut G.O. Liebig (1840) satoille.

Liebigin lain mukaan "Vähintään olevaa ainetta säätelee sato ja jälkimmäisen koko ja pysyvyys ajallaan todetaan" Tämä tarkoitti maaperässä pieninä ja epävakaina määrinä olevien elintärkeiden aineiden rajoittavaa vaikutusta. myöhemmin tätä yleistystä alettiin tulkita laajemmin ottaen huomioon muut ympäristötekijät (esim. lämpötila, aika jne.).