A környezetet jelenleg intenzíven megváltoztató tényezők legjelentősebb csoportja közvetlenül kapcsolódik a sokszínű emberi tevékenységhez.
A bolygó emberi fejlődését mindig is a környezetre gyakorolt hatásokkal társították, de mára ez a folyamat jelentősen felgyorsult.
Az antropogén tényezők magukban foglalják az embernek a környezetre gyakorolt (közvetlen és közvetett) bármilyen hatását - élőlényekre, biogeocenózisokra, tájakra stb.
A természet újraalkotásával és szükségleteihez igazításával az ember megváltoztatja az állatok és növények élőhelyét, ezáltal befolyásolja életüket. A hatás lehet közvetlen, közvetett és véletlen.
Közvetlen hatás közvetlenül az élő szervezetekre irányulnak. Például a fenntarthatatlan halászat és vadászat számos faj számát jelentősen csökkentette. A természetben az ember általi növekvő ereje és felgyorsult változása szükségessé teszi annak védelmét.
Közvetett hatás változó táj, éghajlat, fizikai állapot valamint a légkör és a víztestek kémiája, a földfelszín szerkezete, a talajok, a növényzet és az élővilág. Az ember tudatosan és öntudatlanul kiirt vagy kiszorít egyes növény- és állatfajokat, másokat elterjeszt, vagy számukra kedvező feltételeket teremt. Az ember jórészt új környezetet teremtett a kultúrnövények és háziállatok számára, nagymértékben növelve a fejlett területek termőképességét. Ez azonban kizárta számos vadon élő faj létezésének lehetőségét.
Az igazság kedvéért azt kell mondanunk, hogy számos állat- és növényfaj emberi beavatkozás nélkül is eltűnt a Föld színéről. Minden fajnak, mint egy egyedi szervezetnek, megvan a saját fiatalsága, virágzása, öregsége és halála - ez természetes folyamat. De a természetben ez lassan történik, és általában az eltávozó fajoknak van idejük új, az életkörülményekhez jobban alkalmazkodó fajokra cserélni. Az ember olyan ütemre gyorsította fel a kihalás folyamatát, hogy az evolúció átadta helyét a forradalmi, visszafordíthatatlan átalakulásoknak.
Antropogén tényezők - tényezők összessége környezet fennállásának időszakában véletlen vagy szándékos emberi tevékenység okozta.
Az antropogén tényezők típusai:
· fizikai - használat atomenergia, utazás vonatokon és repülőgépeken, zaj és rezgés hatása stb.;
· kémiai - használat ásványi műtrágyák mérgező vegyszerek, a Föld héjának ipari és közlekedési hulladékkal való szennyezése; dohányzás, alkohol- és kábítószer-használat, túlzott gyógyszerhasználat;
· szociális - az emberek közötti kapcsolatokhoz és a társadalmi élethez kapcsolódik.
· Az elmúlt évtizedekben az antropogén tényezők hatása meredeken megnőtt, ami a globális környezeti problémák: üvegházhatás, savas esők, erdőpusztítás és területek elsivatagosodása, környezetszennyezés káros anyagokkal, csökkentése biológiai diverzitás bolygók.
Emberi élőhely. Az antropogén tényezők befolyásolják az emberi környezetet. Mivel bioszociális lény, megkülönböztetik a természetes és szociális környezet egy élőhely.
Természetes közeg egészséget és anyagot ad az embernek munkaügyi tevékenység, szoros kölcsönhatásban áll vele: az ember tevékenysége során folyamatosan változtatja a természeti környezetet; az átalakult természeti környezet viszont hatással van az emberre.
Az ember folyamatosan kommunikál másokkal, belép személyek közötti kapcsolatok, ami meghatározza szociális környezet . A kommunikáció lehet kedvező(a személyes fejlődéshez hozzájáruló) és kedvezőtlen(pszichológiai túlterheltséghez és összeomláshoz, káros szokások elsajátításához - alkoholizmus, kábítószer-függőség stb.) vezet.
Abiotikus környezet (környezeti tényezők) - Ez a szervetlen környezetben a szervezetre ható feltételek együttese. (Fény, hőmérséklet, szél, levegő, nyomás, páratartalom stb.)
Például: mérgező és kémiai elemek felhalmozódása a talajban, a víztestek kiszáradása aszály idején, növekvő nappali órák, intenzív ultraibolya sugárzás.
ABIOTIKUS TÉNYEZŐK, különféle tényezők, amelyek nem kapcsolódnak az élő szervezetekhez.
Fény - a legfontosabb abiotikus tényező, amellyel a Föld összes élete összefügg. A napfény spektrumában három biológiailag egyenlőtlen régió található; ultraibolya, látható és infravörös.
A fény szempontjából minden növény a következő csoportokba sorolható:
■ fénykedvelő növények - heliofiták(a görög „helios” szóból - nap és fiton - növény);
■ árnyékos növények - sciofiták(a görög „scia” szóból – árnyék és „phyton” – növény);
■ árnyéktűrő növények – fakultatív heliofiták.
Hőfok tovább a Föld felszíne a földrajzi szélességtől és a tengerszint feletti magasságtól függ. Ráadásul az évszakok függvényében változik. Ebben a tekintetben az állatok és a növények különféleképpen alkalmazkodnak a hőmérsékleti viszonyokhoz. A legtöbb szervezetben a létfontosságú folyamatok a -4°С és +40…45°С közötti tartományban játszódnak le
A legfejlettebb hőszabályozás csak ben jelent meg magasabb gerincesek - madarak és emlősök széles körben elterjedt minden éghajlati övezetben. Homeoterm (g o m o y o s - egyenlő) élőlényeknek nevezték őket.
7. A népesség fogalma. A populációk szerkezete, rendszere, jellemzői és dinamikája. Populációk homeosztázise.
9. Az ökológiai rés fogalma. A versenykizárás törvénye G. F. Gause.
ökológiai tároló- ez egy fajnak az élőhelyével fennálló minden kapcsolatának összessége, amely egy adott faj egyedeinek természetben való létezését és szaporodását biztosítja.
Az ökológiai rés kifejezést 1917-ben J. Grinnell javasolta a fajon belüli ökológiai csoportok térbeli eloszlásának jellemzésére.
Kezdetben az ökológiai fülke fogalma közel állt az élőhely fogalmához. De 1927-ben C. Elton az ökológiai rést úgy határozta meg, mint egy faj helyzetét a közösségben, hangsúlyozva a trofikus kapcsolatok különleges fontosságát. A hazai ökológus, G. F. Gause kibővítette ezt a definíciót: az ökológiai rés egy faj helye az ökoszisztémában.
1984-ben S. Spurr és B. Barnes egy rés három összetevőjét azonosította: térbeli (hol), időbeli (mikor) és funkcionális (hogyan). Ez a niche-koncepció hangsúlyozza a rés térbeli és időbeli összetevőinek fontosságát, ideértve szezonális és napi változásait is, figyelembe véve a cirkán és cirkadián bioritmusokat.
Az ökológiai rés átvitt definícióját gyakran használják: az élőhely egy faj címe, az ökológiai rés pedig a szakmája (Yu. Odum).
A versenykizárás elve; (=Géz-tétel; =Géz-törvény)
A Gause-féle kizárási elv – az ökológiában – egy olyan törvény, amely szerint két faj nem létezhet ugyanazon a területen, ha ugyanazt az ökológiai rést foglalják el.
Ezzel az elvvel összefüggésben a tér-időbeli elválasztás korlátozott lehetőségei mellett az egyik faj új ökológiai rést alakít ki, vagy eltűnik.
A versenykizárás elve kettőt tartalmaz Általános rendelkezések szimpatikus fajokhoz tartoznak:
1) ha két faj ugyanazt az ökológiai rést foglalja el, akkor szinte biztos, hogy egyikük felülmúlja a másikat ebben a résben, és végül kiszorítja a kevésbé alkalmazkodó fajokat. Vagy még tömörebben: „a tökéletes versenytársak együttélése lehetetlen” (Hardin, 1960*). A második pozíció az elsőből következik;
2) ha két faj együtt él stabil egyensúlyi állapotban, akkor azokat ökológiailag meg kell különböztetni, hogy különböző fülkéket foglalhassanak el. ,
A versenykizárás elve többféleképpen kezelhető: axiómaként és empirikus általánosításként. Ha axiómának tekintjük, akkor logikus, következetes és nagyon heurisztikusnak bizonyul. Ha empirikus általánosításnak tekintjük, akkor tág határok között érvényes, de nem egyetemes.
Kiegészítők
A fajok közötti versengés vegyes laboratóriumi populációkban vagy természetes közösségekben figyelhető meg. Ehhez elegendő egy fajt mesterségesen eltávolítani, és figyelemmel kísérni, hogy bekövetkezik-e változás egy másik, hasonló ökológiai igényű szimpatikus faj egyedszámában. Ha ennek a másik fajnak az abundanciája az első faj eltávolítása után növekszik, akkor azt a következtetést vonhatjuk le, hogy korábban a fajok közötti versengés elnyomta.
Ezt az eredményt a Paramecium aurelia és a P. caudatum vegyes laboratóriumi populációiban (Gause, 1934*) és a barnacles (Chthamalus és Balanus) természetes part menti közösségeiben (Connell, 1961*), valamint számos viszonylag friss tanulmányban kapták. , például zsákos jumpereken és tüdő nélküli szalamandrákon (Lemen és Freeman, 1983; Hairston, 1983*).
A fajok közötti verseny két tágabb aspektusban nyilvánul meg, amelyeket fogyasztási versenynek és interferenciaversenynek nevezhetünk. Az első szempont ugyanazon erőforrás különböző fajok általi passzív felhasználása.
Például között különféle típusok a sivatagi közösségben élő cserjék valószínűleg passzív vagy nem agresszív versengést tapasztalnak a korlátozott talajnedvesség-forrásokért. A Geospiza és más földi pintyfajok a Galápagos-szigeteken versengenek az élelemért, és ez a verseny fontos tényező, amely meghatározza ökológiai és földrajzi megoszlásukat több szigeten (Lack, 1947; B. R. Grant, P. R. Grant, 1982; P. R. Grant, 1986*).
A második szempont, amelyet gyakran az elsőre helyeznek, az egyik faj közvetlen elnyomása egy másik, vele versengő faj által.
Egyes növényfajok levelei olyan anyagokat termelnek, amelyek a talajba kerülve gátolják a szomszédos növények csírázását és növekedését (Muller, 1966; 1970; Whittaker, Feeny, 1971*). Állatokban az egyik faj egy másik általi elnyomása érhető el agresszív viselkedés vagy támadási fenyegetésen alapuló felsőbbrendűségi állítás. A Mojave-sivatagban (Kalifornia és Nevada) az őshonos nagyszarvú juh (Ovis sapadensis) és az elvadult szamár (Equus asinus) verseng a vízért és az élelemért. Közvetlen összecsapásokban a szamarak dominálnak a kosokkal szemben: amikor a szamarak közelítenek a kosok által elfoglalt vízforrásokhoz, az utóbbiak utat engednek nekik, és néha elhagyják a területet (Laycock, 1974; lásd még Monson és Summer, 1980*).
A kizsákmányoló versengés nagy figyelmet kapott az elméleti ökológiában, de amint Hairston (1983*) rámutat, az interferencia-verseny valószínűleg előnyösebb bármely adott faj számára.
10. Táplálékláncok, táplálékhálók, trofikus szintek. Ökológiai piramisok.
11. Az ökoszisztéma fogalma. Ciklikus és irányváltozások az ökoszisztémákban. Az ökoszisztémák szerkezete és biológiai termelékenysége.
12. Agroökoszisztémák és jellemzőik. Az ökoszisztémák stabilitása és instabilitása.
13. Ökoszisztémák és biogeocenózisok. A biogeocenológia elmélete V. N. Sukachev.
14. Az ökoszisztéma stabilitásának dinamikája és problémái. Ökológiai szukcesszió: osztályozás és típusok.
15. A bioszféra, mint az élő rendszerek legmagasabb szintű szerveződése. A bioszféra határai.
A bioszféra egy szervezett, meghatározott héj földkéreg kapcsolódik az élethez." A bioszféra fogalmának alapja az élő anyag gondolata. Az összes élő anyag több mint 90%-a szárazföldi növényzet.
A biokémiai anyagok fő forrása. Az élőlények tevékenysége - a fotoszintézis folyamatában felhasznált napenergia zöld. Növények és néhány mikroorganizmus. Organikus létrehozásához olyan anyag, amely táplálékot és energiát biztosít más szervezetek számára. A fotoszintézis a szabad oxigén felhalmozódásához vezetett a légkörben, ózonréteg kialakulásához, amely megvédi az ultraibolya és a kozmikus sugárzástól. Fenntartja a légkör modern gázösszetételét. Az élő szervezetek és élőhelyeik szerves biogeocenózis rendszereket alkotnak.
A Föld bolygó életének legmagasabb szintű szervezettsége a bioszféra. Ezt a kifejezést 1875-ben vezették be. Először E. Suess osztrák geológus használta. A bioszféra mint biológiai rendszer doktrínája azonban a század 20-as éveiben jelent meg, szerzője a szovjet tudós, V. I. Vernadsky. A bioszféra a Föld héja, amelyben élő szervezetek léteztek és léteznek, és amelynek kialakulásában jelentős szerepet játszottak és játszanak továbbra is. A bioszférának megvannak a határai, amelyeket az élet terjedése határozza meg. V. I. Vernadsky az élet három területét különböztette meg a bioszférában:
A légkör a Föld gáznemű héja. Nem teljesen lakja az élet, az ultraibolya sugárzás megakadályozza a terjedését. A bioszféra határa a légkörben körülbelül 25-27 km magasságban található, ahol az ózonréteg található, amely az ultraibolya sugarak körülbelül 99%-át nyeli el. A legnépesebb a légkör talajrétege (1-1,5 km, a hegyekben pedig 6 km tengerszint feletti magasságig).
A litoszféra a Föld szilárd héja. Szintén nem népesítik be teljesen élő szervezetek. terjesztése
Az élet létezését itt korlátozza a hőmérséklet, amely a mélységgel fokozatosan növekszik, és a 100 C-ot elérve a víz folyékony halmazállapotúvá történő átmenetét okozza. Az élő szervezetek legnagyobb mélysége a litoszférában 4-4,5 km. Ez a bioszféra határa a litoszférában.
3. A hidroszféra a Föld folyékony héja. Teljesen benépesült élettel. Vernadsky az óceán feneke alatti hidroszférában húzta meg a bioszféra határát, mivel a fenék az élő szervezetek létfontosságú tevékenységének terméke.
A bioszféra egy gigantikus biológiai rendszer, amely rendkívül sokféle alkotóelemet tartalmaz, amelyeket rendkívül nehéz egyedileg jellemezni. Vernadsky azt javasolta, hogy minden, ami a bioszféra részét képezi, csoportokba vonjanak az anyag eredetének természetétől függően. Hét anyagcsoportot azonosított: 1) az élő anyag a bioszférában élő összes termelő, fogyasztó és lebontó összessége; 2) az inert anyag olyan anyagok gyűjteménye, amelyek kialakulásában élő szervezetek nem vettek részt, ez az anyag az élet megjelenése előtt a Földön keletkezett (hegyek, sziklák, vulkánkitörések); 3) a biogén anyag olyan anyagok összessége, amelyeket maguk az élőlények hoznak létre, vagy létfontosságú tevékenységük termékei. szén, olaj, mészkő, tőzeg és egyéb ásványok); 4) a bioinert anyag olyan anyag, amely az élő és az inert anyag (talaj, mállási kéreg) közötti dinamikus egyensúlyi rendszert képviseli; 5) a radioaktív anyag az összes izotóp elem összessége, amely radioaktív bomlási állapotban van; 6) a szórt atomok szubsztanciája minden olyan elem összessége, amely atomi állapotban van, és nem része semmilyen más anyagnak; 7) a kozmikus anyag olyan anyagok gyűjteménye, amelyek az űrből kerülnek a bioszférába, és kozmikus eredetűek (meteoritok, kozmikus por).
Vernadsky úgy vélte, hogy az élő anyag játssza a fő átalakító szerepet a bioszférában.
16. Az ember szerepe a bioszféra evolúciójában. Az emberi tevékenység hatása a bioszféra modern folyamataira.
17. Élő anyag bioszféra V.I. Vernadsky, a nooszféra fogalma Vernadszkij szerint.
18. A modern környezeti válság fogalma, okai és főbb irányzatai.
19. Genetikai diverzitás csökkenése, génállomány elvesztése. Népességnövekedés és urbanizáció.
20. Osztályozás természetes erőforrások. Kimeríthetetlen és kimeríthetetlen természeti erőforrások.
A természeti erőforrások: --- kimeríthetőek - nem megújuló, viszonylag megújuló (talaj, erdők), megújuló (állatok) részekre oszthatók. --- kimeríthetetlen – levegő, napenergia, víz, talaj
21. A levegőszennyezés forrásai és mértéke. Savas csapadék.
22. A világ energiaforrásai. Alternatív források energia.
23. Üvegházhatás. Az ózon képernyő állapota.
24. A szénciklus rövid leírása. A keringés stagnálása.
25. Nitrogén körforgása. Nitrogén fixálók. Rövid leírás a.
26. A víz körforgása a természetben. Rövid leírás a.
27. A biogeokémiai ciklus definíciója. A fő ciklusok listája.
28. Energiaáramlás és tápanyagok körforgása egy ökoszisztémában (diagram).
29. A főbb talajképző tényezők listája (Dokucsajev szerint).
30. „Ökológiai szukcesszió”. "Climax közösség" Definíciók. Példák.
31. Alapelvek természetes szerkezet bioszféra.
32. Nemzetközi „Vörös Könyv”. Természeti területek típusai.
33. A földgömb fő éghajlati övezetei (G. Walter szerint rövid lista).
34. Az óceán vizeinek szennyezettsége: mértéke, szennyező anyagok összetétele, következményei.
35. Erdőirtás: mértéke, következményei.
36. A humánökológia felosztásának elve az ember mint organizmus ökológiájára és a társadalmi ökológiára. A humánökológia mint a szervezet autekológiája.
37. A környezet biológiai szennyezése. MPC.
38. A víztestekbe kibocsátott szennyező anyagok osztályozása.
39. Környezeti tényezők, amelyek az emésztőszervek, a keringési szervek megbetegedését okozzák, rosszindulatú daganatokat okozhatnak.
40. Osztályozás: koncepció, típusok, megengedett legnagyobb koncentrációk „szmog”: koncepció, kialakulásának okai, ártalmak.
41. Népességrobbanás és veszélye a bioszféra jelenlegi állapotára. Urbanizáció és negatív következményei.
42. A „fenntartható fejlődés” fogalma. A „fenntartható fejlődés” koncepciójának kilátásai a gazdaságilag fejlett országok „aranymilliárdos” lakossága számára.
43. Tartalékok: funkciók és jelentések. A természetvédelmi területek típusai és számuk az Orosz Föderációban, az USA-ban, Németországban, Kanadában.
A létezés feltételei
1. definíció
A létfeltételek (Conditions of life) az élőlények számára szükséges elemek összessége, amelyekkel elválaszthatatlan kapcsolatban állnak, és amelyek nélkül nem létezhetnek.
Az élőlények környezetükhöz való alkalmazkodását alkalmazkodásnak nevezzük. Az alkalmazkodóképesség az élet egyik legfontosabb tulajdonsága, amely életének, szaporodásának, fennmaradásának lehetőségét biztosítja. Az alkalmazkodások különböző szinteken nyilvánulnak meg – a sejt biokémiájától és az egyes szervezet viselkedésétől a közösség és az ökoszisztéma működéséig és szerkezetéig. Az alkalmazkodás a fajok evolúciója során keletkezik és változik.
Egyes, a szervezetre ható környezeti elemeket vagy tulajdonságokat környezeti tényezőknek nevezzük. Számos környezeti tényező létezik. Különböző természetük és konkrét cselekvéseik vannak. Minden környezeti tényező három nagy csoportra osztható: biotikus, abiotikus és antropogén
2. definíció
Az abiotikus faktor az élő szervezetre közvetve vagy közvetlenül ható körülmények együttese a szervetlen környezetben: fény, hőmérséklet, radioaktív sugárzás, levegő páratartalom, nyomás, víz sóösszetétele stb.
3. definíció
A biotikus környezeti tényező olyan hatások összessége, amelyeket más szervezetek gyakorolnak a növényekre. Bármely növény nem elszigetelten él, hanem kölcsönhatásban más növényekkel, gombákkal, mikroorganizmusokkal és állatokkal.
4. definíció
Az antropogén tényező olyan környezeti tényezők összessége, amelyeket szándékos vagy véletlen emberi tevékenység határoz meg, és jelentős hatást gyakorol az ökoszisztémák működésére és szerkezetére.
Antropogén tényezők
Korunk legfontosabb, a környezetet intenzíven megváltoztató tényezőcsoportja közvetlenül kapcsolódik a többoldalú emberi tevékenységhez.
Az ember fejlődése és kialakulása a földgömbön mindig is környezeti hatásokkal járt, de jelenleg ez a folyamat jelentősen felgyorsult.
Az antropogén tényező magában foglalja az emberiség bármilyen (közvetett és közvetlen) hatását a környezetre - biogeocenózisok, élőlények, bioszféra, tájak.
A természet módosításával és a személyes szükségletekhez való igazításával az emberek megváltoztatják a növények és állatok élőhelyét, ezáltal befolyásolják létüket. A hatások lehetnek közvetlenek, közvetettek és véletlenek.
A közvetlen hatások közvetlenül az élő szervezetekre irányulnak. Például a fenntarthatatlan vadászat és halászat számos faj számát jelentősen csökkentette. Az emberiség természetmódosításának felgyorsult üteme és fokozódó ereje felébreszti a természet védelmének szükségességét.
A közvetett hatások az éghajlat, a tájkép, a víztestek és a légkör kémiai és fizikai állapotának, a talajfelszínek szerkezetének, a növény- és állatvilágnak a változásán keresztül érvényesülnek. Az ember öntudatlanul és tudatosan kiszorítja vagy kiirtja az egyik növény- vagy állatfajt, miközben egy másikat terjeszt, vagy kedvező feltételeket teremt neki. A háziállatok és a termesztett növények számára az emberiség jelentős mértékben új környezetet teremtett, százszorosára növelve a fejlett földek termőképességét. Ez azonban sok vadon élő faj létezését lehetetlenné tette.
1. megjegyzés
Meg kell jegyezni, hogy számos növény- és állatfaj tűnt el a Föld bolygójáról még antropogén emberi tevékenység nélkül is. Az egyes élőlényekhez hasonlóan minden fajnak megvan a maga serdülőkora, virágkora, öregsége és halála – ez természetes folyamat. De természetes körülmények között ez nagyon lassan megy végbe, és általában a távozó fajnak van ideje egy új, az életkörülményekhez jobban alkalmazkodó fajra cserélni. Az emberiség olyan ütemre gyorsította fel a kihalás folyamatait, hogy az evolúció átadta helyét az ökoszisztémák visszafordíthatatlan, forradalmi átszervezésének.
Az antropogén tényezők az emberek által generált és a környezetre ható tényezők.
Az egész történet tudományos és technológiai haladás, lényegében a természetes környezeti tényezők ember általi saját céljaira történő átalakításának és olyan újak létrehozásának kombinációja, amelyek korábban nem léteztek a természetben.
A fémek ércekből történő olvasztása és a berendezések előállítása lehetetlen magas hőmérséklet, nyomás és erős elektromágneses mező létrehozása nélkül. A mezőgazdasági növények magas hozamának eléréséhez és fenntartásához műtrágya és eszközök előállítása szükséges vegyi védelem növények kártevőktől és kórokozóktól. A modern egészségügy elképzelhetetlen kemoterápia és fizioterápia nélkül. Ezeket a példákat lehet szaporítani.
A tudományos és technológiai haladás eredményeit politikai és gazdasági célokra kezdték felhasználni, ami rendkívül megnyilvánult az embereket és vagyonukat érintő speciális környezeti tényezők létrejöttében: a lőfegyverektől a tömeges fizikai, kémiai és biológiai hatásokig.
Másrészt az ilyen céltudatos tényezők mellett a természeti erőforrások kiaknázása és feldolgozása során elkerülhetetlenül keletkeznek melléktermék-kémiai vegyületek, magas fizikai tényezőkkel rendelkező zónák. Egyes esetekben ezek a folyamatok hirtelen (balesetek és katasztrófák esetén) jelentkezhetnek, súlyos környezeti és anyagi következményekkel. Ezért kellett módokat és eszközöket kialakítani az emberek veszélyes és káros tényezők elleni védelmére.
Egyszerűsített formában az antropogén környezeti tényezők hozzávetőleges osztályozását mutatja be az ábra. 3.
Rizs. 3.
Az antropogén környezeti tényezők osztályozása
BOV - vegyi hadviselési szerek; Média - tömegmédia.
Az antropogén tevékenység jelentősen befolyásolja az éghajlati tényezőket, megváltoztatva azok rezsimjét. Így a szilárd és folyékony részecskék tömeges kibocsátása a légkörbe a ipari vállalkozások drámaian megváltoztathatja a diszperziós módot napsugárzás a légkörben, és csökkenti a hőáramlást a Föld felszínére. Erdők és egyéb növényzet pusztítása, nagyméretű mesterséges tározók kialakítása korábbi területek A sushi növeli az energia visszaverődését, a porszennyezés, például a hó és a jég, éppen ellenkezőleg, növeli a felszívódást, ami intenzív olvadáshoz vezet. Így a mezoklíma az emberi hatás hatására drámaian megváltozhat: nyilvánvaló, hogy az éghajlat Észak-Afrika a távoli múltban, amikor ez egy hatalmas oázis volt, jelentősen eltért a mai Szahara-sivatag éghajlatától.
Az antropogén tevékenységek globális következményei, tele környezeti katasztrófák, általában két hipotetikus jelenségre redukálódnak: üvegházhatásÉs nukleáris tél.
A lényeg üvegházhatás az alábbiak. A napsugarak a föld légkörén keresztül a föld felszínére hatolnak. A szén-dioxid, nitrogén-oxidok, metán, vízgőz, fluor-klór-szénhidrogének (freonok) légkörben történő felhalmozódása azonban ahhoz vezet, hogy a Föld hosszúhullámú hősugárzását a légkör elnyeli. Ez a levegő felszíni rétegében többlet hő felhalmozódásához vezet, vagyis a bolygó hőegyensúlya megbomlik. Ez a hatás hasonló ahhoz, amit üveggel vagy fóliával fedett üvegházakban tapasztalunk. Ennek eredményeként a levegő hőmérséklete a földfelszín közelében megemelkedhet.
Jelenleg a CO 2 -tartalom éves növekedését 1-2 ppm-re becsülik. Ez a helyzet vélhetően már a 21. század első felében oda vezethet. katasztrofális éghajlatváltozáshoz, különösen a gleccserek hatalmas olvadásához és a tengerszint emelkedéséhez. A fosszilis tüzelőanyagok égési sebességének növekedése egyrészt a légkör CO 2 -tartalmának folyamatos, bár lassú növekedéséhez, másrészt a légköri aeroszol (bár még mindig lokális és disszipált) felhalmozódásához vezet.
A tudósok között vita folyik arról, hogy ezeknek a folyamatoknak milyen következményei lesznek (felmelegedés vagy lehűlés). Nézőpontoktól függetlenül azonban emlékeznünk kell arra, hogy az emberi társadalom létfontosságú tevékenysége – ahogyan V. I. Vernadsky és A. E. Fersman mondta – hatalmas geológiai és geokémiai erővé válik, amely globális szinten jelentősen megváltoztathatja a környezeti helyzetet.
Nukleáris tél nukleáris (köztük helyi) háborúk lehetséges következményének tartják. Ennek eredményeként nukleáris robbanásokés az őket követő elkerülhetetlen tüzek miatt a troposzféra szilárd por- és hamurészecskékkel lesz telítve. A Föld hosszú hetekre, sőt hónapokra el lesz zárva (leárnyékolva) a napsugárzás elől, vagyis elkezdődik az úgynevezett „nukleáris éjszaka”. Ugyanakkor a nitrogén-oxidok képződése következtében a bolygó ózonrétege megsemmisül.
A Föld napsugárzás elleni védelme a hőmérséklet erőteljes csökkenéséhez, a terméshozam elkerülhetetlen csökkenéséhez, az élő szervezetek, köztük az emberek tömeges elpusztulásához vezet a hideg és az éhség miatt. Azok az élőlények, amelyeknek sikerül túlélniük ezt a helyzetet, amíg a légkör átlátszósága helyre nem áll, durva ultraibolya sugárzásnak lesznek kitéve (az ózon pusztulása miatt), ami elkerülhetetlenül növeli a rák és a genetikai betegségek előfordulását.
A nukleáris tél következményeivel kapcsolatos folyamatok jelenleg számos ország tudósai matematikai és gépi modellezés tárgyát képezik. De az emberiségnek is van természetes modellje az ilyen jelenségekről, ami arra kényszerít bennünket, hogy nagyon komolyan vegyük őket.
Az embernek gyakorlatilag nincs hatása a litoszférára, bár a földkéreg felső horizontja erős átalakuláson megy keresztül az ásványlelőhelyek kiaknázása következtében. Vannak (részben megvalósult) projektek folyékony és szilárd ipari hulladékok földalatti eltemetésére. Az ilyen temetkezések, valamint a föld alatt nukleáris kísérletekúgynevezett „indukált” földrengéseket indíthat el.
Nyilvánvaló, hogy a víz hőmérsékleti rétegződése döntően befolyásolja az élőlények vízben való eloszlását, valamint az ipari, mezőgazdasági és háztartási vállalkozásokból származó szennyeződések átvitelét és diszperzióját.
Az emberi környezetre gyakorolt hatás végső soron számos biotikus és abiotikus tényezők. Az antropogén tényezők között vannak olyan tényezők, amelyek befolyásolják közvetlen befolyásélőlényekre (például halászat) és az élőhelyekre gyakorolt hatásuk révén közvetetten ható tényezőkre (például környezetszennyezés, növényzet pusztulása, gátak építése). Az antropogén tényezők sajátossága az élő szervezetek hozzájuk való alkalmazkodásának nehézsége. Az élőlények gyakran nem reagálnak adaptívan az antropogén tényezők hatására, mert ezek a tényezők nem hatnak a faj evolúciós fejlődése során, vagy azért, mert e tényezők hatása meghaladja a szervezet alkalmazkodóképességét.
Antropogén tényezők - az élettelen és élő természetre gyakorolt különféle emberi hatások összessége. Az ember pusztán fizikai létével érezhető hatást gyakorol környezetére: a légzés során évente 1·10 12 kg CO 2 -t bocsát ki a légkörbe, és táplálékkal több mint 5-10 15 kcal-t fogyaszt.
Az emberi hatás következtében az éghajlat, a felszíni domborzat, kémiai összetétel a légkör, a fajok és a természetes ökoszisztémák eltűnnek stb. A természet legfontosabb antropogén tényezője az urbanizáció.
Az antropogén tevékenység jelentősen befolyásolja az éghajlati tényezőket, megváltoztatva azok rezsimjét. Például az ipari vállalkozásokból származó szilárd és folyékony részecskék tömeges légkörbe történő kibocsátása drámai módon megváltoztathatja a napsugárzás légkörben való eloszlásának módját, és csökkentheti a hőáramlást a Föld felszínére. Az erdők és más növényzet pusztítása, a nagyméretű mesterséges tározók kialakítása a korábbi szárazföldeken fokozza az energia visszaverődését, a porszennyezés, például a hó és a jég pedig éppen ellenkezőleg, fokozza a felszívódást, ami intenzív olvadáshoz vezet.
Jelentősen nagyobb mértékben A bioszférát az emberi termelési tevékenységek befolyásolják. E tevékenység eredményeként a földkéreg és a légkör domborzata, összetétele, klímaváltozás, újraeloszlás következik be. friss víz, a természetes ökoszisztémák eltűnnek, és mesterséges agro- és technológiai ökoszisztémák jönnek létre, termesztenek termesztett növények, háziasított állatok stb.
Az emberi hatás lehet közvetlen és közvetett. Például az erdők kivágásának és feldúlásának nemcsak közvetlen, hanem közvetett hatása is van - a madarak és állatok életkörülményei megváltoznak. Becslések szerint 1600 óta az emberek 162 madárfajt, több mint 100 emlősfajt és sok más növény- és állatfajt pusztítottak el. Másrészt azonban új növény- és állatfajtákat hoz létre, növeli hozamukat és termelékenységüket. A növények és állatok mesterséges áttelepítése az ökoszisztémák életét is befolyásolja. Így az Ausztráliába hozott nyulak annyira elszaporodtak, hogy óriási károkat okoztak a mezőgazdaságban.
A bioszférára gyakorolt antropogén hatás legnyilvánvalóbb megnyilvánulása a környezetszennyezés. Az antropogén tényezők jelentősége folyamatosan növekszik, ahogy az ember egyre inkább leigázza a természetet.
Az emberi tevékenység annak a kombinációja, hogy az ember a természeti környezeti tényezőket saját céljaira átalakítja, és olyan újakat hoz létre, amelyek korábban nem léteztek a természetben. A fémek ércekből történő olvasztása és a berendezések előállítása lehetetlen magas hőmérséklet, nyomás és erős elektromágneses mező létrehozása nélkül. A mezőgazdasági növények magas hozamának eléréséhez és fenntartásához műtrágya és vegyszeres növényvédő szerek előállítása szükséges a kártevőktől és kórokozóktól. A modern egészségügy nem képzelhető el kemoterápia és fizioterápia nélkül.
A tudományos és technológiai haladás eredményeit politikai és gazdasági célokra kezdték felhasználni, ami rendkívül megnyilvánult az embereket és vagyonukat érintő speciális környezeti tényezők létrejöttében: a lőfegyverektől a tömeges fizikai, kémiai és biológiai hatásokig. Ebben az esetben antropotróp (az emberi szervezetre irányuló) és antropocid, környezetszennyezést okozó tényezők kombinációjáról beszélünk.
Másrészt az ilyen céltudatos tényezők mellett a természeti erőforrások kiaknázása és feldolgozása során elkerülhetetlenül keletkeznek melléktermék-kémiai vegyületek, magas fizikai tényezőkkel rendelkező zónák. Balesetek és katasztrófák esetén ezek a folyamatok hirtelen felléphetnek, súlyos környezeti és anyagi következményekkel. Ezért meg kellett teremteni az emberek veszélyes és káros tényezők elleni védelmének módjait és eszközeit, ami most már a fent említett rendszerben – életbiztonság – megvalósult.
Ökológiai plaszticitás. A környezeti tényezők sokfélesége ellenére számos általános mintázat azonosítható hatásuk természetében és az élő szervezetek reakcióiban.
A tényezők hatása nemcsak hatásuk jellegétől (minőségétől), hanem az élőlények által észlelt mennyiségi értéktől is függ - magas vagy alacsony hőmérséklet, megvilágítás foka, páratartalom, táplálék mennyisége stb. Az evolúció során kialakult az élőlények azon képessége, hogy bizonyos mennyiségi korlátok között alkalmazkodjanak a környezeti tényezőkhöz. Egy tényező értékének e határokon túli csökkenése vagy növekedése gátolja az élettevékenységet, és egy bizonyos minimum vagy maximum szint elérésekor az élőlények elpusztulnak.
Egy környezeti tényező hatászónái és egy szervezet, populáció vagy közösség élettevékenységének elméleti függősége a tényező mennyiségi értékétől függ. Az élet szempontjából legkedvezőbb környezeti tényezők mennyiségi tartományát ökológiai optimumnak (lat. ortimus - a legjobb). A depressziós zónában lévő faktorértékeket környezeti pesszimumnak (legrosszabb) nevezzük.
Ennek a faktornak a minimális és maximális értékét, amelynél a halál bekövetkezik, rendre nevezik ökológiai minimumÉs ökológiai maximum
Bármely élőlényfaj, populáció vagy közösség alkalmazkodik például arra, hogy egy bizonyos hőmérsékleti tartományban létezzen.
Az élőlények azon képességét, hogy alkalmazkodjanak a környezeti tényezők meghatározott köréhez tartozó létezéshez, ökológiai plaszticitásnak nevezzük.
Minél szélesebb körben tud élni egy adott szervezet, annál nagyobb az ökológiai plaszticitása.
A plaszticitás foka szerint kétféle organizmus különböztethető meg: stenobiont (stenoeki) és eurybiont (euryek).
A stenobiont és az eurybiont szervezetek különböznek azon környezeti tényezők skálájában, amelyekben élhetnek.
Stenobionts(gr. szűkületek- keskeny, szűk), vagy szűken alkalmazkodó fajok csak kis eltérésekkel képesek létezni
tényezőt az optimális értéktől.
Eurybiont(gr. eyrys - széles) széles körben alkalmazkodott organizmusok, amelyek képesek ellenállni a környezeti tényezők nagy amplitúdóinak ingadozásainak.
Történelmileg a környezeti tényezőkhöz alkalmazkodva az állatok, növények és mikroorganizmusok különböző környezetekben oszlanak meg, és a Föld bioszféráját alkotó ökoszisztémák teljes sokféleségét alkotják.
Korlátozó tényezők. A korlátozó tényezők gondolata az ökológia két törvényén alapul: a minimum törvénye és a tolerancia törvénye.
A minimum törvénye. A múlt század közepén a német kémikus, J. Liebig (1840) a tápanyagok növénynövekedésre gyakorolt hatását tanulmányozva rájött, hogy a termés nem azoktól a tápanyagoktól függ, amelyekre a növényekben szükség van. Nagy mennyiségűés bőségesen vannak jelen (például CO 2 és H 2 0), valamint azoktól, amelyekre bár a növénynek kisebb mennyiségben szüksége van, a talajban gyakorlatilag hiányzik, vagy hozzáférhetetlen (pl. foszfor, cink, bór) .
Liebig ezt a mintát a következőképpen fogalmazta meg: „Egy növény növekedése a benne lévő tápelemtől függ minimális mennyiség" Ez a következtetés később ismertté vált Liebig minimumtörvényeés számos más környezeti tényezőre is kiterjesztették. Hő, fény, víz, oxigén és egyéb tényezők korlátozhatják vagy korlátozhatják az élőlények fejlődését, ha értékük megfelel az ökológiai minimumnak. Például a trópusi angyalhal elpusztul, ha a víz hőmérséklete 16 °C alá csökken. A mélytengeri ökoszisztémákban az algák fejlődését pedig a napfény behatolási mélysége korlátozza: az alsó rétegekben nincs alga.
Liebig minimum törvénye Általános nézet a következőképpen fogalmazható meg: az élőlények növekedése és fejlődése elsősorban azoktól a környezeti tényezőktől függ, amelyek értéke megközelíti az ökológiai minimumot.
A kutatások kimutatták, hogy a minimum törvényének két korlátja van, amelyeket a gyakorlati alkalmazás során figyelembe kell venni.
Az első korlátozás az, hogy Liebig törvénye szigorúan csak a rendszer stacionárius állapota esetén alkalmazható. Például egy bizonyos víztestben az algák szaporodása korlátozott természeti viszonyok foszfátok hiánya. A nitrogénvegyületek feleslegben találhatók a vízben. Ha elkezdenek ömleni ebbe a tározóba szennyvíz magas ásványi foszfortartalommal, akkor a tározó „virágozhat”. Ez a folyamat addig tart, amíg az egyik elemet a korlátozó minimumig el nem használják. Most lehet, hogy nitrogén, ha a foszfort továbbra is szállítják. Az átmeneti pillanatban (amikor még elegendő nitrogén és elegendő foszfor van) nem figyelhető meg a minimális hatás, azaz egyik elem sem befolyásolja az algák növekedését.
A második korlátozás több tényező kölcsönhatására vonatkozik. Néha a szervezet képes pótolni a hiányos elemet egy másik, kémiailag hasonlóval. Így azokon a helyeken, ahol sok a stroncium, a puhatestű héjában ez helyettesítheti a kalciumot, ha ez utóbbi hiánya van. Vagy például egyes növények cinkszükséglete csökken, ha árnyékban nőnek. Következésképpen az alacsony cinkkoncentráció kevésbé korlátozza a növények növekedését árnyékban, mint erős fényben. Ezekben az esetekben előfordulhat, hogy egyik vagy másik elem elégtelen mennyiségének korlátozó hatása sem jelentkezik.
A tolerancia törvénye(lat . megértés- türelem) fedezte fel W. Shelford (1913) angol biológus, aki felhívta a figyelmet arra, hogy nemcsak azok a környezeti tényezők, amelyeknek értékei minimálisak, hanem azok is, amelyekre az ökológiai maximum jellemző, korlátozhatják a kórokozók fejlődését. élő organizmusok. A túlzott hő, fény, víz és még a tápanyagok is éppoly pusztítóak lehetnek, mint azok hiánya. V. Shelford a környezeti tényező minimum és maximum közötti tartományát nevezte el tűréshatár.
A tűréshatár a faktoringadozások amplitúdóját írja le, amely biztosítja a populáció legteljesebb létét. Az egyének tűréshatárai kissé eltérőek lehetnek.
Később számos növény és állat esetében meghatározták a különböző környezeti tényezőkre vonatkozó tűréshatárokat. J. Liebig és W. Shelford törvényei segítettek megérteni számos jelenséget és az élőlények eloszlását a természetben. Az élőlények nem oszlanak meg mindenhol, mert a populációknak van egy bizonyos tűréshatára a környezeti környezeti tényezők ingadozásával szemben.
V. Shelford toleranciatörvénye a következőképpen fogalmazódik meg: az élőlények növekedése és fejlődése elsősorban azoktól a környezeti tényezőktől függ, amelyek értéke megközelíti az ökológiai minimumot vagy ökológiai maximumot.
A következőket találták:
A természetben széles körben elterjedtek és gyakran kozmopoliták az összes tényezővel szembeni tolerancia széles skálájával rendelkező szervezetek, például számos kórokozó baktérium;
Az élőlények toleranciája széles tartományban lehet az egyik tényezővel szemben, és szűk tartományban egy másik tényezővel szemben. Például az emberek jobban tolerálják a táplálékhiányt, mint a vízhiányt, vagyis a víz tűrési határa szűkebb, mint az ételnél;
Ha valamelyik környezeti tényező körülményei szuboptimálissá válnak, akkor más tényezők tűréshatára is megváltozhat. Például, ha a talajban hiányzik a nitrogén, a gabonaféléknek sok kell több víz;
A természetben megfigyelt tényleges tűréshatárok kisebbek, mint a szervezet potenciális képességei ahhoz, hogy alkalmazkodjanak ehhez a tényezőhöz. Ez azzal magyarázható, hogy a természetben a környezet fizikai feltételeivel kapcsolatos tolerancia határait biotikus kapcsolatok szűkíthetik: versengés, beporzók, ragadozók hiánya, stb. Kedvező körülmények között mindenki jobban ki tudja használni a benne rejlő lehetőségeket (sportolók). gyűljön össze speciális edzésre például fontos versenyek előtt). A szervezet laboratóriumi körülmények között meghatározott potenciális ökológiai plaszticitása nagyobb, mint a természetes körülmények között megvalósuló lehetőségek. Ennek megfelelően megkülönböztetünk potenciális és megvalósult ökológiai rést;
A szaporodó egyedeknél és az utódoknál kisebbek a tűréshatárok, mint a kifejlett egyedeknél, vagyis a szaporodási időszakban a nőstények és utódaik kevésbé szívósak, mint a kifejlett szervezetek. Így a vadmadarak földrajzi elterjedését gyakrabban határozza meg az éghajlat tojásokra és fiókákra gyakorolt hatása, nem pedig a felnőtt madarakra. Az utódokról való gondoskodást és az anyasághoz való óvatos hozzáállást a természet törvényei diktálják. Sajnos néha a társadalmi „eredmények” ellentmondanak ezeknek a törvényeknek;
Az egyik tényező extrém (stressz) értékei más tényezők tűréshatárának csökkenéséhez vezetnek. Ha felmelegített víz kerül a folyóba, a halak és más élőlények szinte minden energiájukat a stresszel való megküzdésre fordítják. Nincs energiájuk ahhoz, hogy táplálékot szerezzenek, megvédjék magukat a ragadozóktól és szaporodjanak, ami fokozatos kihaláshoz vezet. Pszichológiai stressz számos szomatikus (gr. szóma- test) betegségek nemcsak az embereknél, hanem egyes állatoknál is (például kutyáknál). A faktor stresszes értékeivel az ehhez való alkalmazkodás egyre „drágább” lesz.
Sok élőlény képes megváltoztatni az egyéni tényezőkkel szembeni toleranciát, ha a feltételek fokozatosan változnak. Megszokhatja például a fürdővíz magas hőmérsékletét, ha belekerül meleg víz, majd fokozatosan forrón hozzáadjuk. Ez a lassú tényezőváltozáshoz való alkalmazkodás hasznos védő tulajdonság. De veszélyes is lehet. Váratlanul, figyelmeztető jelek nélkül már egy kis változtatás is kritikus lehet. Küszöbhatás lép fel: az „utolsó csepp a pohárban” végzetes lehet. Például egy vékony gally miatt eltörhet a teve már amúgy is túlterhelt háta.
Ha legalább egy környezeti tényező értéke megközelíti a minimumot vagy maximumot, akkor egy szervezet, populáció vagy közösség léte és gyarapodása ettől az élettevékenységet korlátozó tényezőtől válik függővé.
Korlátozó tényező minden olyan környezeti tényező, amely megközelíti vagy meghaladja a tűréshatárok szélső értékeit. Az olyan tényezők, amelyek az optimumtól erősen eltérnek, kiemelkedő jelentőségűvé válnak az élőlények és a biológiai rendszerek életében. Ők azok, akik irányítják a létfeltételeket.
A korlátozó tényezők fogalmának az az értéke, hogy lehetővé teszi az ökoszisztémák bonyolult összefüggéseinek megértését.
Szerencsére nem minden lehetséges környezeti tényező szabályozza a környezet, az élőlények és az ember kapcsolatát. Különféle korlátozó tényezők bizonyulnak prioritásnak egy adott időszakban. Az ökológusnak ezekre a tényezőkre kell összpontosítania az ökoszisztémák tanulmányozása és kezelése során. Például a szárazföldi élőhelyek oxigéntartalma magas, és annyira hozzáférhető, hogy szinte soha nem szolgál korlátozó tényezőként (kivéve a nagy tengerszint feletti magasságot és az antropogén rendszereket). Az oxigén kevéssé érdekli a szárazföldi ökoszisztémák iránt érdeklődő ökológusokat. A vízben pedig gyakran az élő szervezetek fejlődését korlátozó tényező (például halak „elölése”). Ezért a hidrobiológus mindig megméri a víz oxigéntartalmát, ellentétben az állatorvossal vagy az ornitológussal, bár az oxigén nem kevésbé fontos a szárazföldi szervezetek számára, mint a vízi szervezetek számára.
A korlátozó tényezők meghatározzák a faj földrajzi elterjedési területét is. Így az élőlények dél felé történő mozgását általában a hő hiánya korlátozza. A biotikus tényezők gyakran korlátozzák bizonyos szervezetek elterjedését is. Például a Földközi-tengerről Kaliforniába hozott füge addig nem hozott termést, amíg el nem döntöttek egy bizonyos típusú darázst – a növény egyetlen beporzóját. A korlátozó tényezők azonosítása nagyon fontos számos tevékenységnél, különösen a mezőgazdaságban. A korlátozó feltételek célzott befolyásolásával gyorsan és hatékonyan növelhető a növényi hozam és az állati termelékenység. Így a búza savas talajon történő termesztése során semmilyen agronómiai intézkedés nem lesz eredményes, hacsak nem meszezést alkalmaznak, ami csökkenti a savak korlátozó hatását. Vagy ha nagyon alacsony foszfortartalmú talajban termeszti a kukoricát, még akkor is, ha elegendő mennyiségű vizet, nitrogént, káliumot és egyéb tápanyagokat tartalmaz, akkor a növekedés leáll. Ebben az esetben a foszfor a korlátozó tényező. És csak a foszfor műtrágyák menthetik meg a betakarítást. A növények túl sok miatt elpusztulhatnak nagy mennyiség víz vagy felesleges műtrágya, amelyek ebben az esetben szintén korlátozó tényezők.
A korlátozó tényezők ismerete adja az ökoszisztéma kezelésének kulcsát. Azonban in különböző időszakok a szervezet élete és különböző helyzetekben Különféle tényezők korlátozó tényezőkként működnek. Ezért csak az életkörülmények ügyes szabályozása adhat hatékony eredményeket menedzsment.
Tényezők kölcsönhatása és kompenzációja. A természetben a környezeti tényezők nem hatnak egymástól függetlenül – kölcsönhatásba lépnek. Egy tényezőnek egy szervezetre vagy közösségre gyakorolt hatásának elemzése nem öncél, hanem egy módja annak, hogy felmérjük a valós ökoszisztémákban együtt ható különféle feltételek összehasonlító jelentőségét.
A tényezők együttes hatása a ráklárvák mortalitása hőmérséklettől, sótartalomtól és kadmium jelenlététől való függésének példáján keresztül tekinthető. Kadmium hiányában az ökológiai optimum (minimális mortalitás) a 20-28 °C hőmérsékleti tartományban, a sótartalom pedig 24-34% között alakul ki. Ha a rákfélékre mérgező kadmiumot adnak a vízhez, akkor az ökológiai optimum eltolódik: a hőmérséklet 13-26 °C, a sótartalom 25-29%. A tolerancia határai is változnak. A sótartalom ökológiai maximuma és minimuma közötti különbség a kadmium hozzáadása után 11-47%-ról 14-40%-ra csökken. Ezzel szemben a hőmérsékleti tényező tűréshatára 9-38 °C-ról 0-42 °C-ra nő.
A szárazföldi élőhelyek legfontosabb éghajlati tényezői a hőmérséklet és a páratartalom. E két tényező kölcsönhatása alapvetően két fő klímatípust hoz létre: tengeri és kontinentális.
A víztározók lágyítják a föld klímáját, mivel a víz magas fajlagos hő olvadási és hőkapacitás. Ezért a tengeri klímát kevésbé éles hőmérséklet- és páratartalom-ingadozások jellemzik, mint a kontinentálist.
A hőmérséklet és a páratartalom szervezetekre gyakorolt hatása abszolút értékük arányától is függ. Így a hőmérsékletnek kifejezettebb korlátozó hatása van, ha a páratartalom nagyon magas vagy nagyon alacsony. Mindenki tudja, hogy magas és alacsony hőmérsékletek kevésbé jól tolerálható magas páratartalom mint mérsékelten
A hőmérséklet és a páratartalom, mint fő éghajlati tényezők közötti összefüggést gyakran klimogram grafikonok formájában ábrázolják, amelyek lehetővé teszik a különböző évek és régiók vizuális összehasonlítását, valamint a növények vagy állatok termésének előrejelzését bizonyos éghajlati viszonyok között.
Az élőlények nem a környezet rabszolgái. Alkalmazkodnak az életkörülményekhez és megváltoztatják azokat, vagyis kompenzálják a környezeti tényezők negatív hatását.
A környezeti tényezők kompenzálása az élőlények azon vágya, hogy gyengítsék a fizikai, biotikus és antropogén hatások korlátozó hatását. A tényezők kompenzálása szervezeti és faji szinten lehetséges, de a leghatékonyabb közösségi szinten.
Különböző hőmérsékleteken ugyanaz a faj, amely széles földrajzi elterjedéssel rendelkezik, fiziológiai és morfológiai (gr. torph - forma, körvonal) a helyi viszonyokhoz igazodó jellemzők. Például minél hidegebb az éghajlat, annál rövidebb az állatok füle, farka és mancsa, és annál masszívabb a testük.
Ezt a mintát Allen-szabálynak (1877) nevezik, amely szerint a melegvérű állatok kiálló testrészei északról dél felé haladva megnövekednek, ami az állandó testhőmérséklet fenntartásához való alkalmazkodáshoz kapcsolódik különböző éghajlati viszonyok között. Így a Szaharában élő rókáknak hosszú végtagjaik és hatalmas füleik vannak; az európai róka zömökebb, fülei sokkal rövidebbek; és a sarki rókának - a sarki róknak - nagyon kicsi a füle és rövid a pofa.
A jól fejlett motoros aktivitású állatokban a faktorok kompenzációja lehetséges az adaptív viselkedés miatt. Így a gyíkok nem félnek a hirtelen hideg időjárástól, mert nappal kimennek a napra, éjszaka pedig felforrósodott kövek alá bújnak. Az alkalmazkodási folyamat során bekövetkező változások gyakran genetikailag rögzültek. Közösségi szinten a tényezők kompenzációja a környezeti feltételek gradiense mentén történő fajváltással valósítható meg; például az évszakos változásokkal természetes változás következik be a növényfajtákban.
Az élőlények a környezeti tényezők változásának természetes periodikusságát is felhasználják a funkciók időbeli elosztására. Úgy „programozzák” az életciklusokat, hogy maximálisan kihasználják a kedvező feltételeket.
A legszembetűnőbb példa az élőlények viselkedése a nap hosszától függően - fotoperiódus. A nappalok hosszának amplitúdója a földrajzi szélesség növekedésével növekszik, ami lehetővé teszi az élőlények számára, hogy ne csak az évszakot, hanem a terület szélességi fokát is figyelembe vegyék. A fotoperiódus egy „időkapcsoló” vagy egy fiziológiai folyamatok sorozatának kiváltója. Meghatározza a növények virágzását, vedlést, vándorlást és szaporodást madaraknál és emlősöknél stb. A fotoperiódus a biológiai órához kapcsolódik, és univerzális mechanizmusként szolgál a funkciók időbeli szabályozására. A biológiai órák összekapcsolják a környezeti tényezők ritmusát a fiziológiai ritmusokkal, lehetővé téve az élőlények számára, hogy alkalmazkodjanak a napi, szezonális, árapály és egyéb tényezők dinamikájához.
A fotoperiódus megváltoztatásával a testfunkciókban is változásokat idézhet elő. Így a virágtermesztők az üvegházak megvilágításának megváltoztatásával a növények szezonon kívüli virágzását érik el. Ha december után azonnal meghosszabbítja a nappalt, ez tavasszal előforduló jelenségeket okozhat: növények virágzása, vedlés az állatokban stb. Sok magasabb rendű szervezetben a fotoperiódushoz való alkalmazkodás genetikailag rögzül, pl. A biológiai óra rendszeres napi vagy szezonális dinamika hiányában is működhet.
A környezeti feltételek elemzésének tehát nem az a lényege, hogy a környezeti tényezők végtelen listáját összeállítsuk, hanem az, hogy felfedezzük. funkcionálisan fontos, korlátozó tényezőkés felmérni, hogy az ökoszisztémák összetétele, szerkezete és funkciója milyen mértékben függ e tényezők kölcsönhatásaitól.
Csak ebben az esetben lehet megbízhatóan előre jelezni a változások és zavarok eredményeit, és kezelni az ökoszisztémákat.
Antropogén korlátozó tényezők. Az antropogén korlátozó tényezők példájaként, amelyek lehetővé teszik a természetes és az ember által létrehozott ökoszisztémák kezelését, célszerű figyelembe venni a tüzeket és az antropogén stresszt.
Tüzek mint antropogén tényezőt gyakran csak negatívan értékelik. Az elmúlt 50 év kutatásai kimutatták, hogy a természetes tüzek számos szárazföldi élőhely éghajlatának részét képezhetik. Befolyásolják a növény- és állatvilág fejlődését. A biotikus közösségek „megtanulták” kompenzálni ezt a tényezőt, és alkalmazkodni hozzá, például a hőmérséklethez vagy a páratartalomhoz. A tűz a hőmérséklet, a csapadék és a talaj mellett környezeti tényezőnek tekinthető és vizsgálható. Nál nél helyes használat a tűz értékes környezeti eszköz lehet. Egyes törzsek saját szükségleteikre égették az erdőket, jóval azelőtt, hogy az emberek szisztematikusan és célirányosan megváltoztatni kezdték volna a környezetet. A tűz nagyon fontos tényező, többek között azért, mert egy személy nagyobb mértékben tudja irányítani, mint más korlátozó tényezők. Nehéz olyan földterületet találni, különösen a száraz időszakokban, ahol 50 év alatt legalább egyszer nem volt tűz. A természetben a tüzek leggyakoribb oka a villámcsapás.
Tüzek vannak különféle típusokés különböző következményekkel jár.
A korona vagy vadon élő tüzek általában nagyon hevesek, és nem lehet megfékezni. Elpusztítják a fák koronáját, és elpusztítják az összes szerves anyagot a talajban. Az ilyen típusú tüzek korlátozó hatást gyakorolnak a közösség szinte minden élőlényére. Sok évnek kell eltelnie, amíg a helyszín újra helyreáll.
A földi tüzek teljesen mások. Szelektív hatásuk van: egyes szervezetekre jobban korlátozzák, mint másokra. Így a talajtüzek elősegítik a következményeikkel szemben nagymértékben tűrő szervezetek fejlődését. Lehetnek természetesek vagy speciálisan az ember által szervezettek. Például az erdőben tervezett égetést azért vállalják, hogy kiküszöböljék a lombos fák közötti versenyt az értékes mocsári fenyőfajtákért. A mocsári fenyő a lombhullató fákkal ellentétben tűzálló, mivel palántái csúcsrügyét egy csomó hosszú, rosszul égő tű védi. Tüzek hiányában a lombhullató fák növekedése kifojtja a fenyőt, valamint a kalászosokat és a hüvelyeseket. Ez a fogoly és a kis növényevők elnyomásához vezet. Ezért a bőséges vadállományú fenyőerdők „tűz” típusú ökoszisztémák, azaz időszakos talajtüzeket igényelnek. Ebben az esetben a tűz nem vezet tápanyagok elvesztéséhez a talajban, és nem károsítja a hangyákat, rovarokat és kisemlősöket.
Egy kis tűz még a nitrogénmegkötő hüvelyesek számára is előnyös. Az égetés az esti órákban történik, így a tüzet éjszaka harmat oltja el, és a keskeny tűzfront könnyen átjárható. Ezenkívül a kis földi tüzek kiegészítik a baktériumok tevékenységét az elhalt maradványok ásványokká alakításában. tápanyagok, alkalmas egy új generációs növények számára. Ugyanebből a célból tavasszal és ősszel gyakran elégetik a lehullott leveleket. A tervezett égetés egy példa a természetes ökoszisztéma kezelésére korlátozó környezeti tényező használatával.
Annak a döntésnek, hogy a tűz lehetőségét teljesen meg kell-e szüntetni, vagy a tüzet kell-e kezelési tényezőként használni, teljes mértékben attól kell függeni, hogy milyen típusú közösséget kívánnak a helyszínen. G. Stoddard amerikai ökológus (1936) az elsők között „védte” meg az értékes fa- és vadtermelés növelését célzó ellenőrzött, tervszerű égetést még abban az időben, amikor az erdészek szemszögéből minden tüzet károsnak tartottak.
A kiégés és a gyógynövények összetételének szoros kapcsolata játszik szerepet kulcsszerep az antilopok és ragadozóik elképesztő sokféleségének fenntartásában a kelet-afrikai szavannákon. A tüzek számos gabonafélére pozitív hatással vannak, mivel növekedési pontjaik és energiatartalékaik a föld alatt vannak. A száraz föld feletti részek kiégése után a tápanyagok gyorsan visszatérnek a talajba, és a fű dúsan nő.
Az „égni vagy nem égni” kérdés természetesen zavaró lehet. Az emberek hanyagságból gyakran növelik a pusztító „vad” tüzek gyakoriságát. Küzdj érte tűzbiztonság erdőkben és üdülőterületeken – a probléma második oldala.
Magánszemélynek semmi esetre sincs joga szándékosan vagy véletlenül tüzet okozni a természetben – ez a területhasználati szabályokat ismerő, speciálisan képzett személyek kiváltsága.
Antropogén stressz egyfajta korlátozó tényezőnek is tekinthető. Az ökoszisztémák nagyrészt képesek kompenzálni az antropogén stresszt. Lehetséges, hogy természetesen alkalmazkodtak az akut időszakos stresszhez. És sok szervezetnek időnkénti zavarokra van szüksége hosszú távú stabilitásának elősegítése érdekében. A nagy víztestek gyakran jól képesek öntisztulni és helyreállítani a minőségüket a szennyezés után, akárcsak sok szárazföldi ökoszisztéma. A hosszú távú jogsértések azonban kifejezett és tartós negatív következményekkel járhatnak. Ilyen esetekben az alkalmazkodás evolúciós története nem tud segíteni a szervezeteken – a kompenzációs mechanizmusok nem korlátlanok. Ez különösen igaz akkor, ha nagyon mérgező hulladékokat helyeznek el, amelyeket az iparosodott társadalom folyamatosan termel, és amelyek korábban hiányoztak a környezetből. Ha nem tudjuk elkülöníteni ezeket a mérgező hulladékokat a globális életfenntartó rendszerektől, akkor közvetlenül veszélyeztetik az egészségünket, és jelentős korlátozó tényezővé válnak az emberiség számára.
Az antropogén stresszt hagyományosan két csoportra osztják: akut és krónikus.
Az elsőt a hirtelen fellépés, az intenzitás gyors növekedése és a rövid időtartam jellemzi. A második esetben az alacsony intenzitású zavarok hosszú ideig tartanak, vagy ismétlődnek. A természetes rendszerek gyakran elegendő kapacitással rendelkeznek ahhoz, hogy megbirkózzanak az akut stresszel. Például az alvó vetőmag-stratégia lehetővé teszi az erdő helyreállítását a kiirtás után. A krónikus stressz hatásai súlyosabbak lehetnek, mert a rá adott reakciók nem olyan nyilvánvalóak. Évekbe telhet, amíg észreveszik az organizmusok változásait. Így a rák és a dohányzás közötti összefüggést csak néhány évtizede fedezték fel, jóllehet sokáig létezett.
A küszöbhatás részben megmagyarázza, hogy egyes környezeti problémák miért jelennek meg váratlanul. Valójában hosszú évek óta felhalmozódnak. Például az erdők hatalmas fapusztulást tapasztalnak, miután hosszabb ideig ki vannak téve a légszennyező anyagoknak. Csak azután kezdjük észrevenni a problémát, hogy Európában és Amerikában sok erdő elpusztult. Ekkor már 10-20 évet késtünk, és nem tudtuk megakadályozni a tragédiát.
A krónikus antropogén hatásokhoz való alkalmazkodás időszakában az élőlények más tényezőkkel, például betegségekkel szembeni toleranciája csökken. A krónikus stressz gyakran olyan mérgező anyagokkal jár, amelyek kis koncentrációban ugyan, de folyamatosan kerülnek a környezetbe.
A „The Poisoning of America” című cikk (Times magazin, 1980. szeptember 22.) a következő adatokat tartalmazza: „A dolgok természetes rendjébe történő emberi beavatkozások közül egyik sem növekszik olyan riasztó ütemben, mint az új eszközök létrehozása. kémiai vegyületek. Csak az Egyesült Államokban a ravasz „alkimisták” évente körülbelül 1000 új gyógyszert hoznak létre. Körülbelül 50 000 különböző vegyi anyag van a piacon. Sok közülük kétségtelenül nagy előnyökkel jár az emberek számára, de az Egyesült Államokban használt közel 35 000 vegyület határozottan vagy potenciálisan káros az emberi egészségre.”
Az esetlegesen katasztrofális veszélyt a felszín alatti vizek és a mélységi vízadó rétegek szennyeződése jelenti, amelyek a bolygó vízkészletének jelentős részét teszik ki. A felszíni vizekkel ellentétben a felszín alatti vizek a napfény hiánya, a gyors áramlás és a biotikus komponensek miatt nem esnek természetes öntisztulási folyamatoknak.
Aggodalmakat nemcsak a vízbe, talajba és élelmiszerbe kerülő káros anyagok okoznak. Több millió tonna veszélyes vegyület kerül a légkörbe. Csak Amerika felett a 70-es évek végén. kibocsátott: lebegő részecskék - 25 millió tonna/év, SO 2 - 30 millió tonna/év, NO - 23 millió tonna/év.
Mindannyian hozzájárulunk a légszennyezéshez autók, elektromos áram, ipari termékek stb. használatával. A légszennyezettség egyértelműen negatív visszacsatolási jel, amely megmentheti a társadalmat a pusztulástól, hiszen mindenki könnyen észleli.
Szilárd hulladék kezelése hosszú ideje kisebb dolognak számított. 1980 előtt is előfordult, hogy a volt radioaktív hulladéklerakókon lakóterületeket építettek. Mostanra, bár némi késéssel, világossá vált: a hulladék felhalmozódása korlátozza az ipar fejlődését. Az eltávolításukra, semlegesítésükre és újrahasznosításukra szolgáló technológiák és központok létrehozása nélkül az ipari társadalom további fejlődése lehetetlen. Először is biztonságosan el kell különíteni a legmérgezőbb anyagokat. Az „éjszakai szemétlerakás” illegális gyakorlatát le kell váltani megbízható szigetelés. Helyettesítőket kell keresnünk a mérgező vegyszerek számára. Nál nél megfelelő útmutatást a hulladékártalmatlanítás és az újrahasznosítás olyan speciális iparággá válhat, amely új munkahelyeket teremt és hozzájárul a gazdasághoz.
Az antropogén stressz problémájának megoldásának holisztikus koncepción és követelményen kell alapulnia módszeres megközelítés. Megpróbálja kezelni az egyes szennyező anyagokat, mint független probléma Hatástalanok – csak egyik helyről a másikra helyezik át a problémát.
Ha a környezetromlást a következő évtizedben nem sikerül megfékezni, akkor valószínűleg nem a természeti erőforrások hiánya lesz, hanem a hatás káros anyagok a civilizáció fejlődését korlátozó tényezővé válik.