Den væsentligste gruppe af faktorer, der i øjeblikket intensivt ændrer miljøet, er direkte relateret til forskellige menneskelige aktiviteter.
Menneskelig udvikling på planeten har altid været forbundet med påvirkning af miljøet, men i dag er denne proces accelereret betydeligt.
Antropogene faktorer omfatter enhver påvirkning (både direkte og indirekte) af mennesker på miljøet - organismer, biogeocenoser, landskaber mv.
Ved at omskabe naturen og tilpasse den til sine behov ændrer mennesket dyrenes og planternes levested og påvirker derved deres liv. Påvirkningen kan være direkte, indirekte og utilsigtet.
Direkte påvirkning rettet direkte mod levende organismer. For eksempel har uholdbart fiskeri og jagt reduceret antallet af en række arter kraftigt. Menneskets voksende kraft og accelererede tempo i naturens forandringer nødvendiggør dens beskyttelse.
Indirekte påvirkning udført af skiftende landskaber, klima, fysisk tilstand og atmosfærens og vandlegemernes kemi, jordoverfladens struktur, jordbund, vegetation og dyreliv. Mennesket udrydder eller fortrænger bevidst og ubevidst nogle arter af planter og dyr, spreder andre eller skaber gunstige forhold for dem. Mennesket har skabt et stort set nyt miljø for dyrkede planter og husdyr, hvilket i høj grad øger produktiviteten i udviklede områder. Men dette udelukkede muligheden for eksistensen af mange vilde arter.
For at være retfærdig skal det siges, at mange arter af dyr og planter forsvandt fra jordens overflade selv uden menneskelig indblanding. Hver art har, som en individuel organisme, sin egen ungdom, blomstring, alderdom og død - en naturlig proces. Men i naturen sker det langsomt, og normalt når de afgående arter at blive erstattet af nye, mere tilpasset levevilkårene. Mennesket har fremskyndet udryddelsesprocessen til et sådant tempo, at evolutionen har givet plads til revolutionære, irreversible transformationer.
Antropogene faktorer - sæt af faktorer miljø forårsaget af utilsigtet eller forsætlig menneskelig aktivitet i dens eksistensperiode.
Typer af menneskeskabte faktorer:
· fysisk - brug atomenergi, rejser med tog og fly, påvirkning af støj og vibrationer osv.;
· kemisk - brug mineralsk gødning og giftige kemikalier, forurening af jordens skaller med industri- og transportaffald; rygning, alkohol- og stofbrug, overdreven brug af medicin;
· social - relateret til relationer mellem mennesker og livet i samfundet.
· I de seneste årtier er påvirkningen af menneskeskabte faktorer steget kraftigt, hvilket har ført til fremkomsten af globale miljøproblemer: drivhuseffekt, sur regn, ødelæggelse af skove og ørkendannelse af territorier, forurening af miljøet med skadelige stoffer, reduktion biologisk mangfoldighed planeter.
Menneskets levested. Antropogene faktorer påvirker det menneskelige miljø. Da han er et biosocialt væsen, skelner de naturligt og socialt miljø levested.
Naturligt levested giver en person sundhed og materiale til arbejdsaktivitet, er i tæt samspil med det: mennesket ændrer konstant det naturlige miljø i processen med sine aktiviteter; det transformerede naturlige miljø påvirker til gengæld mennesker.
En person kommunikerer med andre mennesker hele tiden, indgår interpersonelle relationer, som bestemmer socialt miljø . Kommunikation kan være gunstige(bidrage til personlig udvikling) og ugunstige(fører til psykologisk overbelastning og sammenbrud, til erhvervelse af skadelige vaner - alkoholisme, stofmisbrug osv.).
Abiotisk miljø (miljøfaktorer) - Dette er et kompleks af forhold i det uorganiske miljø, der påvirker kroppen. (Lys, temperatur, vind, luft, tryk, luftfugtighed osv.)
For eksempel: ophobning af giftige og kemiske elementer i jorden, udtørring af vandområder under tørke, stigende dagslystimer, intens ultraviolet stråling.
ABIOTISKE FAKTORER, forskellige faktorer, der ikke er relateret til levende organismer.
Lys - den vigtigste abiotiske faktor, som alt liv på Jorden er forbundet med. Der er tre biologisk ulige områder i sollysspektret; ultraviolet, synlig og infrarød.
Alle planter i forhold til lys kan opdeles i følgende grupper:
■ lyselskende planter - heliofytter(fra det græske "helios" - sol og phyton - plante);
■ skyggeplanter - sciofytter(fra det græske "scia" - skygge og "phyton" - plante);
■ skyggetolerante planter – fakultative heliofytter.
Temperatur på jordens overflade afhænger af geografisk breddegrad og højde over havets overflade. Derudover skifter det med årstider. I denne henseende har dyr og planter forskellige tilpasninger til temperaturforhold. I de fleste organismer forekommer vitale processer i området fra -4°С til +40…45°С
Den mest avancerede termoregulering dukkede kun op i højere hvirveldyr - fugle og pattedyr, hvilket giver dem bred udbredelse i alle klimazoner. De blev kaldt homøotermiske (græsk g o m o y o s - ligeværdige) organismer.
7. Begrebet befolkning. Befolkningers struktur, system, karakteristika og dynamik. Homeostase af populationer.
9. Konceptet om en økologisk niche. Lov om konkurrenceudelukkelse G. F. Gause.
økologisk niche- dette er helheden af alle forbindelser mellem en art og dens levesteder, der sikrer eksistensen og reproduktionen af individer af en given art i naturen.
Udtrykket økologisk niche blev foreslået i 1917 af J. Grinnell for at karakterisere den rumlige fordeling af intraspecifikke økologiske grupper.
Oprindeligt var begrebet en økologisk niche tæt på begrebet habitat. Men i 1927 definerede C. Elton en økologisk niche som en arts position i et samfund, idet han understregede den særlige betydning af trofiske forhold. Den indenlandske økolog G.F. Gause udvidede denne definition: en økologisk niche er stedet for en art i et økosystem.
I 1984 identificerede S. Spurr og B. Barnes tre komponenter i en niche: rumlig (hvor), tidsmæssig (hvornår) og funktionel (hvordan). Dette nichekoncept understreger vigtigheden af både de rumlige og tidsmæssige komponenter i nichen, herunder dens sæsonbestemte og daglige ændringer, under hensyntagen til circan og circadian biorytmer.
En figurativ definition af en økologisk niche bruges ofte: et levested er adressen på en art, og en økologisk niche er dens erhverv (Yu. Odum).
Princippet om konkurrencemæssig udelukkelse; (=Gauses sætning; =Gauzes lov)
Gauses udelukkelsesprincip - i økologi - er en lov, hvorefter to arter ikke kan eksistere i samme område, hvis de indtager den samme økologiske niche.
I forbindelse med dette princip, med begrænsede muligheder for spatiotemporal adskillelse, udvikler en af arterne en ny økologisk niche eller forsvinder.
Princippet om konkurrencemæssig udelukkelse indeholder to almindelige bestemmelser tilhørende sympatriske arter:
1) hvis to arter indtager den samme økologiske niche, så er det næsten sikkert, at den ene af dem er den anden overlegen i denne niche og til sidst vil fortrænge de mindre tilpassede arter. Eller mere kortfattet, "sameksistens mellem perfekte konkurrenter er umulig" (Hardin, 1960*). Den anden stilling følger af den første;
2) hvis to arter sameksisterer i en tilstand af stabil ligevægt, så skal de være økologisk differentierede, så de kan besætte forskellige nicher. ,
Princippet om konkurrencemæssig udelukkelse kan behandles på forskellige måder: som et aksiom og som en empirisk generalisering. Hvis vi betragter det som et aksiom, så er det logisk, konsekvent og viser sig at være meget heuristisk. Hvis vi betragter det som en empirisk generalisering, er det gyldigt inden for vide grænser, men ikke universelt.
Tilføjelser
Interspecifik konkurrence kan observeres i blandede laboratoriepopulationer eller i naturlige samfund. For at gøre dette er det nok at kunstigt fjerne en art og overvåge, om der sker ændringer i overfloden af en anden sympatrisk art med lignende økologiske behov. Hvis mængden af denne anden art stiger efter fjernelse af den første art, kan vi konkludere, at den tidligere blev undertrykt af interspecifik konkurrence.
Dette resultat blev opnået i blandede laboratoriepopulationer af Paramecium aurelia og P. caudatum (Gause, 1934*) og i naturlige kystsamfund af havbarkler (Chthamalus og Balanus) (Connell, 1961*), samt i en række relativt nyere undersøgelser , for eksempel på sacculates jumpere og lungeløse salamandere (Lemen og Freeman, 1983; Hairston, 1983*).
Interspecifik konkurrence viser sig i to brede aspekter, som kan kaldes forbrugskonkurrence og interferenskonkurrence. Det første aspekt er den passive brug af den samme ressource af forskellige arter.
For eksempel mellem forskellige typer buske i et ørkensamfund vil sandsynligvis opleve passiv eller ikke-aggressiv konkurrence om begrænsede jordfugtighedsressourcer. Arter af Geospiza og andre jordfinker på Galapagos-øerne konkurrerer om føden, og denne konkurrence er vigtig faktor, som bestemmer deres økologiske og geografiske fordeling over flere øer (Lack, 1947; B. R. Grant, P. R. Grant, 1982; P. R. Grant, 1986*).
Det andet aspekt, ofte overlejret på det første, er den direkte undertrykkelse af en art af en anden art, der konkurrerer med den.
Bladene fra nogle plantearter producerer stoffer, der trænger ind i jorden og hæmmer spiring og vækst af naboplanter (Muller, 1966; 1970; Whittaker, Feeny, 1971*). Hos dyr kan undertrykkelse af en art af en anden opnås ved hjælp af aggressiv adfærd eller en påstand om overlegenhed baseret på trusler om angreb. I Mojave-ørkenen (Californien og Nevada) konkurrerer indfødte storhornsfår (Ovis sapadensis) og vildt æsel (Equus asinus) om vand og mad. I direkte konfrontationer dominerer æsler over væddere: når æsler nærmer sig vandkilder besat af væddere, giver sidstnævnte plads for dem og forlader nogle gange endda området (Laycock, 1974; se også Monson og Summer, 1980*).
Udnyttende konkurrence har fået meget opmærksomhed i teoretisk økologi, men som Hairston (1983*) påpeger, er interferenskonkurrence sandsynligvis mere gavnlig for enhver given art.
10. Fødekæder, fødevæv, trofiske niveauer. Økologiske pyramider.
11. Begrebet et økosystem. Cykliske og retningsbestemte ændringer i økosystemer. Økosystemers struktur og biologiske produktivitet.
12. Agrokosystemer og deres egenskaber. Stabilitet og ustabilitet af økosystemer.
13. Økosystemer og biogeocenoser. Teorien om biogeocenologi af V. N. Sukachev.
14. Dynamik og problemer med økosystemstabilitet. Økologisk succession: klassificering og typer.
15. Biosfæren som det højeste niveau af organisering af levende systemer. Biosfærens grænser.
Biosfæren er en organiseret, defineret skal jordskorpen forbundet med livet." Grundlaget for konceptet om biosfæren er ideen om levende stof. Mere end 90% af alt levende stof er jordbaseret vegetation.
Den vigtigste kilde til biokemiske. Organismers aktiviteter - solenergi, der bruges i fotosynteseprocessen, er grøn. Planter og nogle mikroorganismer. At skabe organisk et stof, der giver mad og energi til andre organismer. Fotosyntese førte til ophobning af frit ilt i atmosfæren, dannelsen af et ozonlag, der beskytter mod ultraviolet og kosmisk stråling. Det bevarer atmosfærens moderne gassammensætning. Levende organismer og deres levesteder danner integrerede biogeocenosesystemer.
Det højeste niveau af organisering af liv på planeten Jorden er biosfæren. Dette udtryk blev introduceret i 1875. Den blev først brugt af den østrigske geolog E. Suess. Imidlertid dukkede doktrinen om biosfæren som et biologisk system op i 20'erne af dette århundrede, dens forfatter er den sovjetiske videnskabsmand V.I. Biosfæren er jordens skal, hvori levende organismer eksisterede og eksisterer, og i hvis dannelse de spillede og fortsætter med at spille en stor rolle. Biosfæren har sine grænser, bestemt af livets spredning. V.I. Vernadsky skelnede tre livssfærer i biosfæren:
Atmosfæren er Jordens gasformige skal. Den er ikke helt beboet af liv; ultraviolet stråling forhindrer dens spredning. Grænsen for biosfæren i atmosfæren er placeret i en højde af cirka 25-27 km, hvor ozonlaget er placeret og absorberer omkring 99% af de ultraviolette stråler. Den mest befolkede er atmosfærens jordlag (1-1,5 km og i bjergene op til 6 km over havets overflade).
Lithosfæren er Jordens faste skal. Den er heller ikke helt befolket af levende organismer. Formidle
Tilstedeværelsen af liv her er begrænset af temperatur, som gradvist stiger med dybden og, når den når 100 C, forårsager overgangen af vand fra flydende til gasformig tilstand. Den maksimale dybde, hvor levende organismer findes i litosfæren, er 4 - 4,5 km. Dette er grænsen for biosfæren i litosfæren.
3. Hydrosfæren er Jordens flydende skal. Det er fuldstændig befolket med liv. Vernadsky trak grænsen for biosfæren i hydrosfæren under havbunden, fordi bunden er et produkt af levende organismers vitale aktivitet.
Biosfæren er et gigantisk biologisk system, der omfatter et stort udvalg af bestanddele, som er ekstremt vanskelige at karakterisere individuelt. Vernadsky foreslog, at alt, der er en del af biosfæren, kombineres i grupper afhængigt af arten af stoffets oprindelse. Han identificerede syv stofgrupper: 1) levende stof er helheden af alle producenter, forbrugere og nedbrydere, der bor i biosfæren; 2) inert stof er en samling af stoffer, i hvis dannelse levende organismer ikke deltog, dette stof blev dannet før livets udseende på jorden (bjerge, klipper, vulkanudbrud); 3) et biogent stof er et sæt af stoffer, der er dannet af organismerne selv eller er produkter af deres vitale aktivitet ( kul, olie, kalksten, tørv og andre mineraler); 4) bioinert stof er et stof, der repræsenterer et system af dynamisk ligevægt mellem levende og inert stof (jord, vejrlig skorpe); 5) et radioaktivt stof er helheden af alle isotopelementer, der er i en tilstand af radioaktivt henfald; 6) stoffet af spredte atomer er helheden af alle elementer, der er i atomart tilstand og ikke er en del af noget andet stof; 7) kosmisk stof er en samling af stoffer, der kommer ind i biosfæren fra rummet og er af kosmisk oprindelse (meteoritter, kosmisk støv).
Vernadsky mente, at levende stof spiller den vigtigste transformative rolle i biosfæren.
16. Menneskets rolle i udviklingen af biosfæren. Indflydelsen af menneskelig aktivitet på moderne processer i biosfæren.
17. Levende stof biosfære ifølge V.I. Vernadsky, hans karakteristika Begrebet noosfæren ifølge V.I.
18. Koncept, årsager og hovedtendenser for den moderne miljøkrise.
19. Reduktion af genetisk diversitet, tab af genpuljen. Befolkningstilvækst og urbanisering.
20. Klassifikation naturressourcer. Udtømmelige og uudtømmelige naturressourcer.
Naturressourcer er: --- udtømmelige - opdelt i ikke-fornyelige, relativt fornyelige (jord, skove), fornyelige (dyr). --- uudtømmelig – luft, solenergi, vand, jord
21. Kilder og omfang af luftforurening. Sur udfældning.
22. Verdens energiressourcer. Alternative kilder energi.
23. Drivhuseffekt. Ozonskærmens tilstand.
24. Kort beskrivelse af kulstofkredsløbet. Stagnation af cirkulationen.
25. Nitrogenkredsløb. Nitrogenfiksere. Kort beskrivelse.
26. Vandets kredsløb i naturen. Kort beskrivelse.
27. Definition af det biogeokemiske kredsløb. Liste over hovedcyklusser.
28. Energiflow og kredsløb af næringsstoffer i et økosystem (diagram).
29. Liste over vigtigste jorddannende faktorer (ifølge Dokuchaev).
30. "Økologisk succession". "Climax Community" Definitioner. Eksempler.
31. Grundlæggende principper naturlig struktur biosfære.
32. International "Red Book". Typer af naturområder.
33. De vigtigste klimazoner på kloden (en kort liste ifølge G. Walter).
34. Forurening af havvand: omfang, sammensætning af forurenende stoffer, konsekvenser.
35. Skovrydning: omfang, konsekvenser.
36. Princippet om at opdele menneskelig økologi i menneskets økologi som organisme og social økologi. Menneskets økologi som organismens autøkologi.
37. Biologisk forurening af miljøet. MPC.
38. Klassificering af forurenende stoffer, der udledes til vandområder.
39. Miljøfaktorer, der forårsager sygdomme i fordøjelsesorganerne, kredsløbsorganerne og kan forårsage maligne neoplasmer.
40. Rationering: koncept, typer, maksimalt tilladte koncentrationer "Smog": koncept, årsager til dets dannelse, skade.
41. Befolkningseksplosion og dens fare for biosfærens nuværende tilstand. Urbanisering og dens negative konsekvenser.
42. Begrebet "bæredygtig udvikling". Udsigter for konceptet "bæredygtig udvikling" for den "gyldne milliard" befolkning i økonomisk udviklede lande.
43. Reserver: funktioner og betydninger. Typer af naturreservater og deres antal i Den Russiske Føderation, USA, Tyskland, Canada.
Eksistensbetingelser
Definition 1
Eksistensbetingelser (Betingelser for liv) er et sæt af elementer, der er nødvendige for organismer, som de er i et uløseligt forhold til, og uden hvilke de ikke kan eksistere.
Tilpasning af organismer til deres miljø kaldes tilpasning. Tilpasningsevne er en af livets vigtigste egenskaber, som giver mulighed for dets liv, reproduktion og overlevelse. Tilpasninger manifesterer sig på forskellige niveauer - fra cellens biokemi og en individuel organismes adfærd til samfundets og økosystemets funktion og struktur. Tilpasning opstår og ændrer sig under arternes udvikling.
Nogle miljømæssige elementer eller egenskaber, der påvirker kroppen, kaldes miljøfaktorer. Der er en lang række miljøfaktorer. De har forskellige karakterer og specifikke handlinger. Alle miljøfaktorer er opdelt i tre store grupper: biotiske, abiotiske og menneskeskabte
Definition 2
En abiotisk faktor er et kompleks af forhold i det uorganiske miljø, som påvirker en levende organisme indirekte eller direkte: lys, temperatur, radioaktiv stråling, luftfugtighed, tryk, saltsammensætning af vand mv.
Definition 3
En biotisk miljøfaktor er et sæt af påvirkninger, som andre organismer har på planter. Enhver plante lever ikke isoleret, men i samspil med andre planter, svampe, mikroorganismer og dyr.
Definition 4
En menneskeskabt faktor er et sæt af miljøfaktorer, der bestemmes af tilsigtet eller utilsigtet menneskelig aktivitet og forårsager en betydelig indvirkning på økosystemernes funktion og struktur.
Antropogene faktorer
Den vigtigste gruppe af faktorer i vor tid, som intensivt ændrer miljøet, er direkte relateret til multilaterale menneskelige aktiviteter.
Udviklingen og dannelsen af mennesket på kloden har altid været forbundet med påvirkninger af miljøet, men i øjeblikket er denne proces accelereret betydeligt.
Den antropogene faktor omfatter enhver påvirkning (både indirekte og direkte) af menneskeheden på miljøet - biogeocenoser, organismer, biosfære, landskaber.
Ved at ændre naturen og tilpasse den til personlige behov, ændrer mennesker habitatet for planter og dyr og påvirker derved deres eksistens. Påvirkninger kan være direkte, indirekte og tilfældige.
Direkte effekter er rettet direkte mod levende organismer. For eksempel har uholdbar jagt og fiskeri reduceret antallet af mange arter kraftigt. Det accelererede tempo og den stigende kraft i at ændre naturen af menneskeheden vækker behovet for dens beskyttelse.
Indirekte påvirkninger udføres gennem ændringer i klima, landskaber, kemi og fysisk tilstand af vandområder og atmosfæren, strukturen af jordoverflader, flora og fauna. En person fortrænger eller udrydder ubevidst og bevidst en plante- eller dyreart, mens den spreder en anden eller skaber gunstige betingelser for den. For husdyr og dyrkede planter har menneskeheden skabt et nyt miljø i betydeligt omfang, hvilket øger produktiviteten i det udviklede land hundrede gange. Men dette gjorde det umuligt for mange vilde arter at eksistere.
Note 1
Det skal bemærkes, at mange arter af planter og dyr forsvandt fra planeten Jorden selv uden menneskelig aktivitet. Som en individuel organisme har hver art sin egen ungdom, storhedstid, alderdom og død - dette er en naturlig proces. Men under naturlige forhold sker dette meget langsomt, og normalt når den afgående art at blive erstattet af en ny, mere tilpasset levevilkårene. Menneskeheden har fremskyndet udryddelsesprocesserne til et sådant tempo, at evolutionen har givet plads til irreversible, revolutionære omorganiseringer af økosystemer.
Antropogene faktorer er faktorer, der genereres af mennesker og påvirker miljøet.
Hele historien videnskabelige og teknologiske fremskridt, i bund og grund er en kombination af menneskets transformation af naturlige miljøfaktorer til egne formål og skabelsen af nye, der tidligere ikke fandtes i naturen.
Smeltning af metaller fra malme og produktion af udstyr er umuligt uden skabelsen af høje temperaturer, tryk og kraftige elektromagnetiske felter. At opnå og opretholde høje udbytter af landbrugsafgrøder kræver produktion af gødning og midler kemisk beskyttelse planter fra skadedyr og patogener. Moderne sundhedsvæsen er utænkeligt uden kemoterapi og fysioterapi. Disse eksempler kan multipliceres.
Præstationer af videnskabelige og teknologiske fremskridt begyndte at blive brugt til politiske og økonomiske formål, hvilket var ekstremt manifesteret i skabelsen af særlige miljøfaktorer, der påvirkede mennesker og deres ejendom: fra skydevåben til midler til masse fysisk, kemisk og biologisk påvirkning.
På den anden side, ud over sådanne målrettede faktorer, under udnyttelsen og forarbejdningen af naturressourcer, dannes biprodukter kemiske forbindelser og zoner med høje niveauer af fysiske faktorer uundgåeligt. I nogle tilfælde kan disse processer være af pludselig karakter (i tilfælde af ulykker og katastrofer) med alvorlige miljømæssige og materielle konsekvenser. Derfor var det nødvendigt at skabe måder og midler til at beskytte mennesker mod farlige og skadelige faktorer.
I en forenklet form præsenteres en omtrentlig klassificering af menneskeskabte miljøfaktorer i fig. 3.
Ris. 3.
Klassificering af menneskeskabte miljøfaktorer
BOV - kemiske krigsførelsesmidler; Medier - massemedier.
Menneskeskabt aktivitet påvirker væsentligt klimatiske faktorer og ændrer deres regimer. Således massive emissioner af faste og flydende partikler til atmosfæren fra industrivirksomheder kan dramatisk ændre spredningstilstanden solstråling i atmosfæren og reducere varmestrømmen til jordens overflade. Ødelæggelse af skove og anden vegetation, skabelse af store kunstige reservoirer i tidligere territorier sushi øger refleksionen af energi, og støvforurening, for eksempel sne og is, øger tværtimod absorptionen, hvilket fører til deres intensive smeltning. Således kan mesoklimaet ændre sig dramatisk under menneskelig indflydelse: det er klart, at klimaet Nordafrika i en fjern fortid, hvor det var en kæmpe oase, var det væsentligt anderledes end nutidens klima i Sahara-ørkenen.
Globale konsekvenser af menneskeskabte aktiviteter, fyldt miljøkatastrofer, reduceres normalt til to hypotetiske fænomener: drivhuseffekt Og atomvinter.
Essensen drivhuseffekt er som følger. Solens stråler trænger gennem jordens atmosfære til jordens overflade. Ophobningen i atmosfæren af kuldioxid, nitrogenoxider, metan, vanddamp, fluorchlorkulbrinter (freoner) fører dog til, at Jordens langbølgede termiske stråling absorberes af atmosfæren. Dette fører til akkumulering af overskydende varme i overfladelaget af luft, det vil sige, at planetens termiske balance forstyrres. Denne effekt svarer til, hvad vi observerer i drivhuse dækket med glas eller film. Som følge heraf kan lufttemperaturen nær jordens overflade stige.
Nu er den årlige stigning i CO 2 -indholdet anslået til 1-2 ppm. Denne situation, menes det, kunne føre til allerede i første halvdel af det 21. århundrede. til katastrofale klimaændringer, især til massiv smeltning af gletsjere og stigende havniveauer. Stigende hastigheder for forbrænding af fossile brændstoffer fører på den ene side til en konstant, omend langsom stigning i CO 2 -indholdet i atmosfæren, og på den anden side til akkumulering (selv om den stadig er lokal og spredt) af atmosfærisk aerosol.
Der er debat blandt videnskabsmænd om, hvilke konsekvenser der vil være fremherskende som følge af disse processer (opvarmning eller afkøling). Men uanset synspunkter er det nødvendigt at huske, at den vitale aktivitet i det menneskelige samfund er ved at blive, som V.I. Vernadsky og A.E. Fersman sagde, en stærk geologisk og geokemisk kraft, der væsentligt kan ændre miljøsituationen på globalt plan.
Nuklear vinter betragtes som en mulig konsekvens af nukleare (herunder lokale) krige. Som et resultat atomeksplosioner og de uundgåelige brande efter dem, vil troposfæren være mættet med faste partikler af støv og aske. Jorden vil være lukket (skærmet) for solens stråler i mange uger og endda måneder, det vil sige, at den såkaldte "atomnat" vil begynde. Samtidig vil planetens ozonlag blive ødelagt som følge af dannelsen af nitrogenoxider.
Afskærmning af Jorden fra solstråling vil føre til et stærkt fald i temperaturen med et uundgåeligt fald i afgrødeudbyttet, massedød af levende organismer, herunder mennesker, fra kulde og sult. Og de organismer, der formår at overleve denne situation, indtil gennemsigtigheden af atmosfæren er genoprettet, vil blive udsat for hård ultraviolet stråling (på grund af ødelæggelsen af ozon) med en uundgåelig stigning i hyppigheden af kræft og genetiske sygdomme.
Processerne forbundet med konsekvenserne af nuklear vinter er i øjeblikket genstand for matematiske og maskinelle modellering af forskere i mange lande. Men menneskeheden har også en naturlig model for sådanne fænomener, som tvinger os til at tage dem meget alvorligt.
Mennesker har stort set ingen indflydelse på lithosfæren, selvom de øvre horisonter af jordskorpen undergår en kraftig transformation som følge af udnyttelsen af mineralforekomster. Der er projekter (delvist gennemført) for underjordisk nedgravning af flydende og fast industriaffald. Sådanne begravelser, såvel som under jorden atomprøvesprængninger kan igangsætte såkaldte "inducerede" jordskælv.
Det er helt klart, at temperaturlagdelingen af vand har en afgørende indflydelse på fordelingen af levende organismer i vand og på overførsel og spredning af urenheder fra industri-, landbrugs- og husholdningsvirksomheder.
Menneskets påvirkning af miljøet manifesterer sig i sidste ende i ændringer i regimet for mange biotiske og abiotiske faktorer. Blandt menneskeskabte faktorer er der faktorer, der påvirker direkte indflydelse på organismer (f.eks. fiskeri) og faktorer, der indirekte påvirker organismer gennem deres påvirkning af levesteder (f.eks. miljøforurening, ødelæggelse af vegetation, opførelse af dæmninger). Specificiteten af antropogene faktorer er vanskeligheden ved at tilpasse levende organismer til dem. Organismer har ofte ikke adaptive reaktioner på virkningen af menneskeskabte faktorer på grund af det faktum, at disse faktorer ikke virkede under artens evolutionære udvikling, eller fordi virkningen af disse faktorer overstiger organismens adaptive evner.
Antropogene faktorer - helheden af forskellige menneskelige påvirkninger på den livløse og levende natur. Kun ved selve deres fysiske eksistens har mennesker en mærkbar indvirkning på deres miljø: I forbindelse med vejrtrækningen frigiver de årligt 1·10 12 kg CO 2 til atmosfæren og indtager over 5-10 15 kcal med mad.
Som et resultat af menneskelig påvirkning, klimaet, overfladetopografi, kemisk sammensætning atmosfære, arter og naturlige økosystemer forsvinder osv. Den vigtigste menneskeskabte faktor for naturen er urbanisering.
Menneskeskabt aktivitet påvirker væsentligt klimatiske faktorer og ændrer deres regimer. For eksempel kan massive emissioner af faste og flydende partikler til atmosfæren fra industrielle virksomheder dramatisk ændre spredningsmåden for solstråling i atmosfæren og reducere varmestrømmen til jordens overflade. Ødelæggelsen af skove og anden vegetation, skabelsen af store kunstige reservoirer på tidligere landområder øger refleksionen af energi, og støvforurening, for eksempel af sne og is, øger tværtimod absorptionen, hvilket fører til deres intensive smeltning.
I væsentligt i højere grad Biosfæren påvirkes af menneskelige produktionsaktiviteter. Som et resultat af denne aktivitet opstår relief, sammensætning af jordskorpen og atmosfæren, klimaændringer og omfordeling. frisk vand, naturlige økosystemer forsvinder, og kunstige agro- og tekno-økosystemer skabes, dyrkes dyrkede planter, tæmmes dyr osv.
Menneskelig påvirkning kan være direkte og indirekte. Fx har fældning og oprydning af skove ikke kun en direkte effekt, men også en indirekte – fugles og dyrs levevilkår ændrer sig. Det anslås, at siden 1600 har mennesker ødelagt 162 fuglearter, over 100 arter af pattedyr og mange andre arter af planter og dyr. Men på den anden side skaber det nye sorter af planter og racer af dyr, øger deres udbytte og produktivitet. Den kunstige flytning af planter og dyr påvirker også økosystemernes liv. Således formerede kaniner bragt til Australien sig så meget, at de forårsagede enorme skader på landbruget.
Den mest åbenlyse manifestation af menneskeskabt indflydelse på biosfæren er miljøforurening. Betydningen af menneskeskabte faktorer vokser konstant, efterhånden som mennesket i stigende grad underlægger sig naturen.
Menneskelig aktivitet er en kombination af menneskets transformation af naturlige miljøfaktorer til egne formål og skabelsen af nye, der tidligere ikke fandtes i naturen. Smeltning af metaller fra malme og produktion af udstyr er umuligt uden skabelsen af høje temperaturer, tryk og kraftige elektromagnetiske felter. At opnå og opretholde høje udbytter af landbrugsafgrøder kræver produktion af gødning og kemiske plantebeskyttelsesmidler fra skadedyr og patogener. Moderne sundhedsvæsen kan ikke forestilles uden kemoterapi og fysioterapi.
Præstationer af videnskabelige og teknologiske fremskridt begyndte at blive brugt til politiske og økonomiske formål, hvilket var ekstremt manifesteret i skabelsen af særlige miljøfaktorer, der påvirkede mennesker og deres ejendom: fra skydevåben til midler til masse fysisk, kemisk og biologisk påvirkning. I dette tilfælde taler vi om en kombination af antropotrope (rettet mod menneskekroppen) og antropocidale faktorer, der forårsager miljøforurening.
På den anden side, ud over sådanne målrettede faktorer, under udnyttelsen og forarbejdningen af naturressourcer, dannes biprodukter kemiske forbindelser og zoner med høje niveauer af fysiske faktorer uundgåeligt. Under forhold med ulykker og katastrofer kan disse processer være abrupte i naturen med alvorlige miljømæssige og materielle konsekvenser. Derfor var det nødvendigt at skabe måder og midler til at beskytte mennesker mod farlige og skadelige faktorer, hvilket nu er blevet implementeret i det ovennævnte system - livssikkerhed.
Økologisk plasticitet. På trods af de mange forskellige miljøfaktorer kan en række generelle mønstre identificeres i arten af deres påvirkning og i reaktionerne fra levende organismer.
Effekten af faktorer afhænger ikke kun af arten af deres virkning (kvalitet), men også af den kvantitative værdi, der opfattes af organismer - høj eller lav temperatur, belysningsgrad, fugtighed, mængden af mad osv. I evolutionsprocessen har organismers evne til at tilpasse sig miljøfaktorer inden for visse kvantitative grænser udviklet sig. Et fald eller en stigning i værdien af en faktor ud over disse grænser hæmmer livsaktivitet, og når et vist minimums- eller maksimumniveau er nået, sker der organismers død.
Virkningszonerne for en miljøfaktor og den teoretiske afhængighed af en organismes, befolknings eller samfunds livsaktivitet afhænger af faktorens kvantitative værdi. Det kvantitative interval for enhver miljøfaktor, der er mest gunstig for livet, kaldes det økologiske optimum (lat. Ortimus - den bedste). Faktorværdier, der ligger i depressionszonen, kaldes miljøpessimum (værst).
Minimums- og maksimumværdierne for den faktor, hvor døden indtræffer, kaldes hhv økologisk minimum Og økologisk maksimum
Enhver art af organismer, populationer eller samfund er tilpasset, for eksempel til at eksistere i et bestemt temperaturområde.
Organismers evne til at tilpasse sig eksistensen i en bestemt række miljøfaktorer kaldes økologisk plasticitet.
Jo bredere vifte af miljøfaktorer, som en given organisme kan leve inden for, jo større er dens økologiske plasticitet.
I henhold til graden af plasticitet skelnes der mellem to typer organismer: stenobiont (stenoeca) og eurybiont (eurieca).
Stenobiont- og eurybiont-organismer adskiller sig i rækken af miljøfaktorer, som de kan leve i.
Stenobionter(gr. stenos- smalle, trange) eller snævert tilpassede arter er kun i stand til at eksistere med små afvigelser
faktor fra den optimale værdi.
Eurybiont(gr. Eyrys - bred) er bredt tilpassede organismer, der kan modstå store amplituder af miljøfaktorudsving.
Historisk set er tilpasning til miljøfaktorer, dyr, planter og mikroorganismer fordelt på tværs af forskellige miljøer og danner hele mangfoldigheden af økosystemer, der danner jordens biosfære.
Begrænsende faktorer. Ideen om begrænsende faktorer er baseret på to økologilove: loven om minimum og loven om tolerance.
Minimumsloven. I midten af forrige århundrede opdagede den tyske kemiker J. Liebig (1840), mens han studerede næringsstoffers virkning på plantevæksten, at udbyttet ikke afhænger af de næringsstoffer, der er nødvendige i store mængder og er til stede i overflod (f.eks. CO 2 og H 2 0), og fra dem, der, selvom planten har brug for dem i mindre mængder, praktisk talt er fraværende i jorden eller er utilgængelige (f.eks. fosfor, zink, bor) .
Liebig formulerede dette mønster som følger: "En plantes vækst afhænger af det ernæringsmæssige element, der er til stede i mindste mængde" Denne konklusion blev senere kendt som Liebigs minimumslov og er blevet udvidet til mange andre miljøfaktorer. Varme, lys, vand, ilt og andre faktorer kan begrænse eller begrænse udviklingen af organismer, hvis deres værdi svarer til det økologiske minimum. For eksempel dør den tropiske fisk angelfish, hvis vandtemperaturen falder til under 16 °C. Og udviklingen af alger i dybhavsøkosystemer er begrænset af sollysets indtrængningsdybde: Der er ingen alger i bundlagene.
Liebigs minimumslov generel opfattelse kan formuleres som følger: vækst og udvikling af organismer afhænger først og fremmest af de miljøfaktorer, hvis værdier nærmer sig det økologiske minimum.
Forskning har vist, at loven om minimum har to begrænsninger, der bør tages i betragtning ved praktisk anvendelse.
Den første begrænsning er, at Liebigs lov kun er strengt anvendelig under betingelser med en stationær tilstand af systemet. For eksempel i en bestemt vandmasse er algevækst begrænset til naturlige forhold mangel på fosfater. Nitrogenforbindelser findes i overskud i vand. Hvis de begynder at dumpe i dette reservoir spildevand med et højt indhold af mineralsk fosfor, så kan reservoiret "blomstre". Denne proces vil skride frem, indtil et af elementerne er brugt op til det restriktive minimum. Nu kan det være kvælstof, hvis der fortsat bliver tilført fosfor. I overgangsmomentet (når der stadig er nok nitrogen og nok fosfor) observeres minimumseffekten ikke, dvs. ingen af disse elementer påvirker væksten af alger.
Den anden begrænsning vedrører samspillet mellem flere faktorer. Nogle gange er kroppen i stand til at erstatte det mangelfulde grundstof med et andet, kemisk lignende. På steder, hvor der er meget strontium, kan det i bløddyrsskaller således erstatte calcium, når der er mangel på sidstnævnte. Eller for eksempel reduceres behovet for zink i nogle planter, hvis de vokser i skyggen. Derfor vil en lav zinkkoncentration begrænse plantevæksten mindre i skyggen end i stærkt lys. I disse tilfælde kan den begrænsende virkning af selv en utilstrækkelig mængde af et eller andet element muligvis ikke manifestere sig.
Toleranceloven(lat . tolerance- tålmodighed) blev opdaget af den engelske biolog W. Shelford (1913), som gjorde opmærksom på, at ikke kun de miljøfaktorer, hvis værdier er minimale, men også dem, der er karakteriseret ved et økologisk maksimum, kan begrænse udviklingen af levende organismer. Overskydende varme, lys, vand og endda næringsstoffer kan være lige så ødelæggende som deres mangel. V. Shelford kaldte området for miljøfaktoren mellem minimum og maksimum grænse for tolerance.
Tolerancegrænsen beskriver amplituden af faktorudsving, som sikrer befolkningens mest tilfredsstillende eksistens. Individer kan have lidt forskellige toleranceintervaller.
Senere blev der fastsat tolerancegrænser for forskellige miljøfaktorer for mange planter og dyr. J. Liebigs og W. Shelfords love hjalp med at forstå mange fænomener og udbredelsen af organismer i naturen. Organismer kan ikke fordeles overalt, fordi populationer har en vis tolerancegrænse i forhold til udsving i miljømæssige miljøfaktorer.
V. Shelfords tolerancelov er formuleret som følger: vækst og udvikling af organismer afhænger primært af de miljøfaktorer, hvis værdier nærmer sig det økologiske minimum eller det økologiske maksimum.
Følgende blev fundet:
Organismer med en bred vifte af tolerance over for alle faktorer er udbredt i naturen og er ofte kosmopolitiske, for eksempel mange patogene bakterier;
Organismer kan have en bred vifte af tolerance for én faktor og et snævert interval for en anden. For eksempel er folk mere tolerante over for fravær af mad end over for mangel på vand, dvs. tolerancegrænsen for vand er snævrere end for mad;
Hvis forholdene for en af miljøfaktorerne bliver suboptimale, kan tolerancegrænsen for andre faktorer også ændre sig. Når der for eksempel er mangel på kvælstof i jorden, kræver korn meget mere vand;
De faktiske grænser for tolerance observeret i naturen er mindre end kroppens potentielle evner til at tilpasse sig denne faktor. Dette forklares ved, at i naturen kan grænserne for tolerance i forhold til de fysiske forhold i miljøet indsnævres af biotiske forhold: konkurrence, mangel på bestøvere, rovdyr osv. Enhver person kan bedre realisere sit potentiale under gunstige forhold (atleter) samles til særlig træning før vigtige konkurrencer, for eksempel). Organismens potentielle økologiske plasticitet, bestemt i laboratorieforhold, er større end de realiserede muligheder under naturlige forhold. I overensstemmelse hermed skelnes mellem potentielle og realiserede økologiske nicher;
Grænserne for tolerance hos ynglende individer og afkom er mindre end hos voksne individer, dvs. hunner i ynglesæsonen, og deres afkom er mindre hårdføre end voksne organismer. Således er den geografiske fordeling af fuglevildt oftere bestemt af klimaets indflydelse på æg og unger, snarere end på voksne fugle. Omsorg for afkom og omhyggelig holdning til moderskab er dikteret af naturens love. Desværre modsiger sociale "præstationer" nogle gange disse love;
Ekstreme (stressende) værdier af en af faktorerne fører til et fald i tolerancegrænsen for andre faktorer. Hvis opvarmet vand slippes ud i en flod, bruger fisk og andre organismer næsten al deres energi på at klare stress. De mangler energi til at få mad, beskytte sig mod rovdyr og formere sig, hvilket fører til gradvis udryddelse. Psykologisk stress kan også forårsage mange somatiske (gr. soma- krop) sygdomme ikke kun hos mennesker, men også hos nogle dyr (f.eks. hunde). Med stressende værdier af faktoren bliver tilpasningen til den mere og mere "dyr".
Mange organismer er i stand til at ændre tolerance over for individuelle faktorer, hvis forholdene ændrer sig gradvist. Du kan for eksempel vænne dig til den høje temperatur på vandet i badet, hvis du kommer ind varmt vand, og tilsæt derefter gradvist varmt. Denne tilpasning til en langsom ændring i faktor er en nyttig beskyttende egenskab. Men det kan også være farligt. Uventet, uden advarselstegn, kan selv en lille ændring være kritisk. Der opstår en tærskeleffekt: det "sidste strå" kan være fatalt. For eksempel kan en tynd kvist få en kamels allerede overbelastede ryg til at knække.
Hvis værdien af mindst én af miljøfaktorerne nærmer sig et minimum eller maksimum, bliver eksistensen og velstanden for en organisme, befolkning eller samfund afhængig af, at denne faktor begrænser livsaktiviteten.
En begrænsende faktor er enhver miljøfaktor, der nærmer sig eller overskrider tolerancegrænsernes ekstreme værdier. Sådanne faktorer, der stærkt afviger fra det optimale, bliver af afgørende betydning i organismers og biologiske systemers liv. Det er dem, der kontrollerer eksistensbetingelserne.
Værdien af begrebet begrænsende faktorer er, at det giver os mulighed for at forstå de komplekse sammenhænge i økosystemer.
Heldigvis er det ikke alle mulige miljøfaktorer, der regulerer forholdet mellem miljø, organismer og mennesker. Forskellige begrænsende faktorer viser sig at være prioriterede i en given periode. Det er disse faktorer, som økologen bør fokusere på, når han studerer og forvalter økosystemer. For eksempel er iltindholdet i terrestriske habitater højt, og det er så tilgængeligt, at det næsten aldrig fungerer som en begrænsende faktor (undtagen i store højder og menneskeskabte systemer). Ilt er af ringe interesse for økologer, der er interesseret i terrestriske økosystemer. Og i vand er det ofte en faktor, der begrænser udviklingen af levende organismer (f.eks. "drab" af fisk). Derfor måler en hydrobiolog altid iltindholdet i vand, i modsætning til en dyrlæge eller ornitolog, selvom ilt ikke er mindre vigtigt for terrestriske organismer end for vandlevende.
Begrænsende faktorer bestemmer også artens geografiske udbredelse. Således er bevægelsen af organismer mod syd begrænset som regel af mangel på varme. Biotiske faktorer begrænser også ofte fordelingen af visse organismer. For eksempel bar figner bragt fra Middelhavet til Californien ikke frugt der, før de besluttede at bringe en bestemt type hveps dertil - den eneste bestøver af denne plante. Identifikation af begrænsende faktorer er meget vigtig for mange aktiviteter, især landbrug. Med målrettet indflydelse på begrænsende forhold er det muligt hurtigt og effektivt at øge planteudbyttet og dyrenes produktivitet. Når der dyrkes hvede på sur jord, vil ingen agronomiske tiltag således være effektive, medmindre der anvendes kalkning, hvilket vil reducere den begrænsende effekt af syrer. Eller hvis du dyrker majs i jord med meget lavt indhold af fosfor, selv med nok vand, nitrogen, kalium og andre næringsstoffer, holder det op med at vokse. Fosfor er i dette tilfælde den begrænsende faktor. Og kun fosforgødning kan redde høsten. Planter kan dø af for meget stor mængde vand eller overskydende gødning, som i dette tilfælde også er begrænsende faktorer.
Viden om begrænsende faktorer er nøglen til økosystemforvaltning. Dog i forskellige perioder organismens liv og forskellige situationer Forskellige faktorer virker som begrænsende faktorer. Derfor kan kun dygtig regulering af levevilkår give effektive resultater ledelse.
Samspil og kompensation af faktorer. I naturen virker miljøfaktorer ikke uafhængigt af hinanden – de interagerer. At analysere en faktors indflydelse på en organisme eller et samfund er ikke et mål i sig selv, men en måde at vurdere den komparative betydning af forskellige forhold, der virker sammen i virkelige økosystemer.
Fælles påvirkning af faktorer kan overvejes at bruge eksemplet med afhængigheden af dødeligheden af krabbelarver af temperatur, saltholdighed og tilstedeværelsen af cadmium. I fravær af cadmium observeres det økologiske optimum (minimumsdødelighed) i temperaturområdet fra 20 til 28 °C og saltholdighed fra 24 til 34 %. Hvis cadmium, som er giftigt for krebsdyr, tilsættes vandet, så skifter det økologiske optimum: Temperaturen ligger i området fra 13 til 26 °C, og saltindholdet fra 25 til 29%. Grænserne for tolerance ændrer sig også. Forskellen mellem det økologiske maksimum og minimum for saltholdighed efter tilsætning af cadmium falder fra 11 - 47 % til 14 - 40 %. Tolerancegrænsen for temperaturfaktoren udvides tværtimod fra 9 - 38 °C til 0 - 42 °C.
Temperatur og luftfugtighed er de vigtigste klimatiske faktorer i terrestriske habitater. Samspillet mellem disse to faktorer skaber i det væsentlige to hovedtyper af klima: maritime og kontinentale.
Reservoarer blødgør klimaet i landet, da vandet er højt specifik varme smelte- og varmekapacitet. Derfor er det maritime klima præget af mindre skarpe udsving i temperatur og luftfugtighed end det kontinentale.
Effekterne af temperatur og luftfugtighed på organismer afhænger også af forholdet mellem deres absolutte værdier. Temperaturen har således en mere udtalt begrænsende effekt, hvis luftfugtigheden er meget høj eller meget lav. Alle ved, at høje og lave temperaturer mindre godt tolereret høj luftfugtighed end med moderat
Forholdet mellem temperatur og luftfugtighed som de vigtigste klimatiske faktorer er ofte afbildet i form af klimatiske grafer, som gør det muligt visuelt at sammenligne forskellige år og regioner og forudsige produktionen af planter eller dyr til bestemte klimatiske forhold.
Organismer er ikke slaver af miljøet. De tilpasser sig levevilkårene og ændrer dem, det vil sige, de kompenserer for den negative påvirkning af miljøfaktorer.
Kompensation af miljøfaktorer er organismers ønske om at svække den begrænsende effekt af fysiske, biotiske og menneskeskabte påvirkninger. Kompensation af faktorer er mulig på organisme- og artsniveau, men er mest effektiv på samfundsniveau.
Ved forskellige temperaturer kan den samme art, som har en bred geografisk udbredelse, erhverve fysiologiske og morfologiske (gr. torphe - form, omrids) træk tilpasset lokale forhold. For eksempel, jo koldere klimaet er, jo kortere er dyrs ører, haler og poter, og jo mere massive er deres kroppe.
Dette mønster kaldes Allens regel (1877), ifølge hvilken de fremspringende dele af kroppen hos varmblodede dyr øges, når de bevæger sig fra nord til syd, hvilket er forbundet med tilpasning til at opretholde en konstant kropstemperatur under forskellige klimatiske forhold. Således har ræve, der lever i Sahara, lange lemmer og enorme ører; den europæiske ræv er mere squat, dens ører er meget kortere; og polarræven - polarræven - har meget små ører og en kort næseparti.
Hos dyr med veludviklet motorisk aktivitet er kompensation af faktorer mulig på grund af adaptiv adfærd. Derfor er firben ikke bange for pludseligt koldt vejr, for om dagen går de ud i solen og om natten gemmer de sig under opvarmede sten. Ændringer, der opstår under tilpasningsprocessen, er ofte genetisk fikserede. På samfundsniveau kan kompensation af faktorer udføres ved at ændre arter langs en gradient af miljøforhold; for eksempel sker der med sæsonbestemte ændringer en naturlig ændring i plantearter.
Organismer bruger også den naturlige periodicitet af ændringer i miljøfaktorer til at fordele funktioner over tid. De "programmerer" livscyklusser på en sådan måde, at de udnytter gunstige forhold maksimalt.
Det mest slående eksempel er organismers adfærd afhængigt af dagens længde - fotoperiode. Amplituden af daglængden øges med geografisk breddegrad, hvilket gør det muligt for organismer at tage hensyn til ikke kun årstiden, men også områdets breddegrad. Fotoperiode er et "tidsskifte" eller trigger for en sekvens af fysiologiske processer. Det bestemmer blomstringen af planter, smeltning, migration og formering hos fugle og pattedyr osv. Fotoperioden er forbundet med det biologiske ur og fungerer som en universel mekanisme til regulering af funktioner over tid. Biologiske ure forbinder rytmerne af miljøfaktorer med fysiologiske rytmer, hvilket gør det muligt for organismer at tilpasse sig daglige, sæsonbestemte, tidevands- og andre dynamikker af faktorer.
Ved at ændre fotoperioden kan du også forårsage ændringer i kroppens funktioner. Således får blomsteravlere ved at ændre lysregimet i drivhuse uden for sæsonen blomstring af planter. Hvis du efter december straks øger døgnets længde, kan dette forårsage fænomener, der opstår om foråret: blomstring af planter, smeltning hos dyr osv. I mange højere organismer er tilpasninger til fotoperiode fastsat genetisk, dvs. biologisk ur kan også fungere i mangel af regelmæssig daglig eller sæsonbestemt dynamik.
Pointen med at analysere miljøforhold er således ikke at udarbejde en endeløs liste over miljøfaktorer, men at opdage funktionelt vigtige, begrænsende faktorer og vurdere i hvilket omfang økosystemernes sammensætning, struktur og funktion afhænger af disse faktorers vekselvirkning.
Kun i dette tilfælde vil det være muligt pålideligt at forudsige resultaterne af ændringer og forstyrrelser og styre økosystemer.
Antropogene begrænsende faktorer. Som eksempler på menneskeskabte begrænsende faktorer, der gør det muligt at styre naturlige og menneskeskabte økosystemer, er det praktisk at overveje brande og menneskeskabt stress.
Brande som antropogen faktor vurderes ofte kun negativt. Forskning gennem de sidste 50 år har vist, at naturlige brande kan være en del af klimaet i mange landlevende levesteder. De påvirker udviklingen af flora og fauna. Biotiske samfund har "lært" at kompensere for denne faktor og tilpasse sig den, såsom temperatur eller fugtighed. Brand kan betragtes og studeres som en miljøfaktor sammen med temperatur, nedbør og jord. På korrekt brug brand kan være et værdifuldt miljøværktøj. Nogle stammer brændte skove til deres egne behov længe før folk begyndte at systematisk og målrettet ændre miljøet. Ild er en meget vigtig faktor, blandt andet fordi en person kan kontrollere den i højere grad end andre begrænsende faktorer. Det er svært at finde et stykke jord, især i områder med tørre perioder, der ikke har været udsat for brand mindst én gang om 50 år. Den mest almindelige årsag til brande i naturen er et lynnedslag.
Der er brande forskellige typer og føre til forskellige konsekvenser.
Krone- eller vildmarksbrande er normalt meget intense og kan ikke begrænses. De ødelægger træernes krone og ødelægger alt organisk stof i jorden. Brande af denne type har en begrænsende effekt på næsten alle organismer i samfundet. Det vil tage mange år, før stedet er genoprettet igen.
Jordbrande er helt anderledes. De har en selektiv effekt: for nogle organismer er de mere begrænsende end for andre. Jordbrande fremmer således udviklingen af organismer med høj tolerance over for deres konsekvenser. De kan være naturlige eller specielt organiserede af mennesker. For eksempel foretages planlagt afbrænding i en skov for at udelukke konkurrencen om de værdifulde arter af sumpfyr fra løvtræer. Sumpfyr er i modsætning til løvfældende træer modstandsdygtig over for ild, da den apikale knop af dens frøplanter er beskyttet af en flok lange, dårligt brændende nåle. I mangel af brande kvæler væksten af løvtræer fyrretræer, såvel som korn og bælgfrugter. Dette fører til undertrykkelse af agerhøns og små planteædere. Derfor er jomfruelige fyrreskove med rigeligt vildt økosystemer af typen "brand", det vil sige, der kræver periodiske jordbrande. I dette tilfælde fører branden ikke til tab af næringsstoffer i jorden og skader ikke myrer, insekter og små pattedyr.
Et lille bål er endda gavnligt for nitrogenfikserende bælgplanter. Afbrænding foretages om aftenen, så ilden slukkes med dug om natten, og den smalle brandfront let kan krydses. Derudover supplerer små jordbrande bakteriers virkning på at omdanne døde rester til mineraler. næringsstoffer, velegnet til en ny generation af planter. Til samme formål brændes nedfaldne blade ofte om foråret og efteråret. Planlagt afbrænding er et eksempel på forvaltning af et naturligt økosystem ved hjælp af en begrænsende miljøfaktor.
Beslutningen om, hvorvidt brandmuligheden helt skal fjernes, eller om brand skal bruges som styringsfaktor, bør helt afhænge af, hvilken type fællesskab der ønskes på stedet. Den amerikanske økolog G. Stoddard (1936) var en af de første til at "forsvare" kontrolleret planlagt afbrænding for at øge produktionen af værdifuldt tømmer og vildt tilbage i de dage, hvor enhver brand fra skovbrugernes synspunkt blev anset for at være skadelig.
Den tætte sammenhæng mellem udbrændthed og sammensætningen af urter spiller nøglerolle i at opretholde den fantastiske mangfoldighed af antiloper og deres rovdyr i de østafrikanske savanner. Brande har en positiv effekt på mange kornsorter, da deres vækstpunkter og energireserver er under jorden. Efter at de tørre overjordiske dele er brændt ud, vender næringsstofferne hurtigt tilbage til jorden, og græsset vokser frodigt.
Spørgsmålet "at brænde eller ikke at brænde" kan selvfølgelig være forvirrende. Ved uagtsomhed forårsager mennesker ofte en stigning i hyppigheden af destruktive "vilde" brande. Kæmp for brandsikkerhed i skove og rekreative områder - den anden side af problemet.
I intet tilfælde har en privatperson ret til forsætligt eller ved et uheld at forårsage brand i naturen - dette er privilegiet for specialuddannede personer, der er fortrolige med reglerne for arealanvendelse.
Menneskeskabt stress kan også betragtes som en slags begrænsende faktor. Økosystemer er stort set i stand til at kompensere for menneskeskabt stress. Det er muligt, at de er naturligt tilpasset til akut periodisk stress. Og mange organismer kræver lejlighedsvise forstyrrelser for at fremme deres langsigtede stabilitet. Store vandområder har ofte en god evne til selv at rense og genoprette deres kvalitet efter forurening, ligesom mange terrestriske økosystemer. Langvarige krænkelser kan dog føre til udtalte og varige negative konsekvenser. I sådanne tilfælde kan tilpasningens evolutionære historie ikke hjælpe organismer - kompensationsmekanismerne er ikke ubegrænsede. Det gælder især, når der dumpes meget giftigt affald, som konstant produceres af et industrialiseret samfund, og som tidligere var fraværende i miljøet. Hvis vi ikke er i stand til at isolere dette giftige affald fra globale livsstøttesystemer, vil de direkte true vores sundhed og blive en væsentlig begrænsende faktor for menneskeheden.
Menneskeskabt stress er konventionelt opdelt i to grupper: akut og kronisk.
Den første er karakteriseret ved en pludselig indtræden, en hurtig stigning i intensiteten og en kort varighed. I det andet tilfælde varer lavintensive forstyrrelser i lang tid eller gentages. Naturlige systemer har ofte tilstrækkelig kapacitet til at klare akut stress. For eksempel tillader den sovende frøstrategi en skov at komme sig efter at være blevet ryddet. Effekterne af kronisk stress kan være mere alvorlige, fordi reaktionerne på det ikke er så tydelige. Det kan tage år for ændringer i organismer at blive bemærket. Sammenhængen mellem kræft og rygning blev således opdaget for kun få årtier siden, selvom den eksisterede længe.
Tærskeleffekten forklarer til dels, hvorfor nogle miljøproblemer dukker uventet op. Faktisk har de akkumuleret i mange år. For eksempel begynder massiv trædødelighed i skove efter længere tids eksponering for luftforurenende stoffer. Vi begynder først at bemærke problemet efter døden af mange skove i Europa og Amerika. På dette tidspunkt var vi 10-20 år forsinket og kunne ikke forhindre tragedien.
I perioden med tilpasning til kroniske menneskeskabte påvirkninger falder organismers tolerance over for andre faktorer, såsom sygdomme. Kronisk stress er ofte forbundet med giftige stoffer, som, selv om de er i små koncentrationer, konstant frigives til miljøet.
Artiklen "The Poisoning of America" (Times magazine, 22. september 1980) giver følgende data: "Af alle menneskelige indgreb i tingenes naturlige orden er der ingen, der stiger med så alarmerende hastighed som skabelsen af nye kemiske forbindelser. Alene i USA skaber snedige "alkymister" omkring 1.000 nye stoffer hvert år. Der er cirka 50.000 forskellige kemikalier på markedet. Mange af dem er uden tvivl til stor gavn for mennesker, men næsten 35.000 forbindelser, der bruges i USA, er definitivt eller potentielt skadelige for menneskers sundhed."
Faren, muligvis katastrofal, er forurening af grundvand og dybe grundvandsmagasiner, som udgør en betydelig del af klodens vandressourcer. I modsætning til overfladegrundvand er grundvand ikke underlagt naturlige selvrensningsprocesser på grund af mangel på sollys, hurtig strømning og biotiske komponenter.
Bekymringer er ikke kun forårsaget af, at skadelige stoffer trænger ind i vand, jord og fødevarer. Millioner af tons af farlige forbindelser frigives til atmosfæren. Kun over Amerika i slutningen af 70'erne. udledt: suspenderede partikler - op til 25 millioner tons/år, SO 2 - op til 30 millioner tons/år, NO - op til 23 millioner tons/år.
Vi bidrager alle til luftforurening ved at bruge biler, elektricitet, industriprodukter osv. Luftforurening er et klart negativt feedback-signal, der kan redde samfundet fra ødelæggelse, da det let kan opdages af alle.
Behandling af fast affald i lang tid blev betragtet som en mindre sag. Før 1980 var der tilfælde, hvor boligområder blev bygget på tidligere lossepladser for radioaktivt affald. Nu er det, skønt med en vis forsinkelse, blevet klart: Ophobningen af affald begrænser industriens udvikling. Uden skabelsen af teknologier og centre for deres fjernelse, neutralisering og genbrug er yderligere fremskridt i industrisamfundet umuligt. Først og fremmest er det nødvendigt at isolere de mest giftige stoffer sikkert. Den ulovlige praksis med "natdumper" skal erstattes pålidelig isolering. Vi skal lede efter erstatninger for giftige kemikalier. På ordentlig vejledning bortskaffelse og genanvendelse af affald kan blive en særlig industri, der vil skabe nye arbejdspladser og bidrage til økonomien.
Løsningen på problemet med menneskeskabt stress skal være baseret på et holistisk koncept og kræver systematisk tilgang. Forsøg på at håndtere hvert forurenende stof som selvstændigt problem De er ineffektive - de overfører kun problemet fra et sted til et andet.
Hvis miljøforringelsen ikke begrænses i det næste årti, er det sandsynligt, at det ikke vil være mangel på naturressourcer, men påvirkningen skadelige stoffer vil blive en faktor, der begrænser civilisationens udvikling.