Класифікація екологічних факторів

Екологічні фактори можуть бути об'єднані за природою їхнього походження або залежно від їхньої динаміки та дії на організм. За характером походження розрізняють:

- абіотичні фактори, котрі зумовлюються дією неживої природи і поділяються на кліматичні (температура, світло, сонячна радіація, вода, вітер, кислотність, солоність, вогонь, опади тощо), орографічні (рельєф, нахил схилу, експозиція) та геологічні.

- біотичні - дія одних організмів на інші, включаючи всі взаємовідносини між ними.

- антропогенні фактори вплив на живу природу життєдіяльності людини.

Коротко розглянемо групи факторів, об'єднаних характером походження.

Абіотичні. Серед них особливо виділяється група кліматичних факторів. Дія багатьох абіотичних факторів, включаючи рельєф, вітер, тип ґрунту тощо виявляється опосередковано - через температуру і вологість. Внаслідок цього на невеликій ділянці земної поверхні кліматичні умови можуть суттєво відрізнятися від середніх для даного регіону в цілому. Температура і кількість опадів (дощу або снігу) визначають розташування на земній поверхні основних природних зон. Різноманітність природних комплексів часто визначається особливостями ґрунтів, від яких залежить надходження вологи. Один і той же фактор щодо різних організмів може відігравати різноманітну роль і завдяки цьому переміщуватися у класифікації з однією групи в іншу. Яскравим прикладом цього явища може бути світло. Для рослин воно є джерелом енергії при фотосинтезі, для багатьох наземних тварин світло може бути основним фактором. Для ґрунтових організмів або мешканців печер, як і для організмів, що живуть у глибинах морів, цей фактор не має значення, оскільки протягом всього життя ці організми не зустрічаються з його дією.

Екологічні фактори діють на організм різними шляхами. У найпростішому випадку має місце прямий вплив. Так, сонячне проміння освітлює ящірку, яка лежить нерухомо, і тіло її нагрівається. З іншого боку, дуже часто екологічні фактори впливають на організм опосередковано, через безліч проміжних ланок. Наприклад, поєднання високої температури повітря з низькою вологістю і відсутністю дощів призводить до посухи, іноді це набуває катастрофічного характеру (вигоряє рослинність, травоїдні мігрують або гинуть).

Біотичні фактори. Це форми впливу живих організмів один на одного. Основною формою такого впливу в більшості випадків є харчові зв'язки, на базі яких формуються складні ланцюги і ланки харчування. Крім харчових зв'язків, в угрупованнях рослинних і тваринних організмів виникають просторові зв'язки. Все це є підставою для формування біотичних комплексів. Виділяють різні форми біотичних відносин, які можуть бути найрізноманітнішими - від дуже сприятливих до різко негативних.

Між представниками різних видів організмів, що населяють екосистему, крім нейтральних, можуть існувати такі види зв'язків:

конкуренція - боротьба між представниками різних видів за їжу, повітря, воду, світло, життєвий простір; боротьба тим жорстокіша, чим більш споріднені й близькі за вимогами до умов середовища види організмів, що конкурують;

мутуалізм - представники двох видів організмів своєю життєдіяльністю сприяють один одному, наприклад комахи, збираючи нектар, запилюють квіти; мурашки, опікаючи попелиць, живляться їхніми солодкими виділеннями;

коменсалізм - коли від співжиття представників двох видів виграє один вид, не завдаючи шкоди іншому, наприклад, рибка-прилипайко знаходить захист і живиться біля акул (мутуалізм і коменсалізм називають ще симбіозом);

паразитизм - одні істоти живляться за рахунок споживання живої тканини господарів, наприклад, кліщі, блощиці, воші, глисти, омела, деякі гриби тощо;

хижацтво - одні організми вбивають інших і живлять-

алелопатія - одні організми виділяють речовини, шкідливі для інших, наприклад, фітонциди, що виділяються деякими вищими рослинами, пригнічують життєдіяльність мікроорганізмів; токсини, що виділяються під час "цвітіння" води у водоймищах, отруйні для риби та інших тварин.

Антропогенні фактори зумовлені діяльністю людини, вплив її на природу може бути як свідомим, так і стихійним, випадковим. Користуючись знанням законів розвитку природи, людина свідомо виводить нові високопродуктивні сорти рослин, породи тварин, усуває шкідливі види, творить нові природні комплекси. Процес взаємодії людини з природою почався з моменту появи людини на Землі і весь час зростає.

У 1958 р. A.C. Мончадський запропонував класифікацію факторів за характером їхньої дії.

Стабільні фактори - ті, що не змінюються протягом тривалого часу (земне тяжіння, сонячна стала, склад атмосфери та інші). Вони зумовлюють загальні пристосувальні властивості організмів, визначають належність їх до мешканців певного середовища планети Земля.

Змінні фактори, які, у свою чергу, поділяються на закономірно змінні та випадково змінні. До закономірно змінних належить періодичність добових і сезонних змін. Ці фактори зумовлюють певну циклічність у житті організмів (міграції, сплячку, добову активність та інші періодичні явища і життєві ритми). Випадково змінні фактори об'єднують біотичні, абіотичні та антропогенні фактори, дія яких повторюється без певної періодичності (коливання температури, дощ, вітер, град, епідемії, вплив хижаків та інші).

До середини XX століття людина, за визначенням В.І. Вернадського, стала найбільш могутньою геологічною силою на нашій планеті. Різко зріс вплив людської діяльності на довкілля, що призвело до порушення природних зв'язків. Так, внаслідок вирубування лісів, пустелі різко пришвидшили свій наступ на зелені зони. Діяльність людини змінює умови навколишнього середовища, а середовище, в свою чергу впливає на життя, здоров'я та життєдіяльність як окремої людини, так і людської популяції загалом.

Правило Шелфорда — закон толерантності, один з основних принципів екології, згідно з яким присутність або процвітання популяції будь-яких організмів у даному місцезнаходженні залежить від комплексу екологічних факторів, до кожного з яких в організмі існує певний діапазон толерантності (витривалості). Діапазон толерантності по кожному фактору обмежений його мінімальним і максимальним значеннями, в межах яких тільки і може існувати організм («екологічний стандарт» виду). Ступінь процвітання популяції (або виду) в залежності від інтенсивності впливаючого на неї фактора зображують у вигляді так званої кривої толерантності, яка звичайно має дзвоноподібну форму з максимумом, який відповідає оптимальному значенню даного чинника.

Правило висунув 1913 року Шелфорд на підставі експериментів з впливу на комах фізичними агентами різної інтенсивності. Разом із законом Лібіха об'єднується в принцип лімітуючих факторів. Лімітуючим може бути будь-який екологічний фактор (наприклад, кількість місць, придатних для будівництва гнізда), але найважливішими найчастіше виявляються температура, вода, їжа (для рослин — наявність біогенних елементів у ґрунті). Запропоновано низку положень, які доповнюють закон: діапазони толерантності до окремих факторів та їх комбінацій різні; організми з широкими діапазонами толерантності (еврибіонти) широко розповсюджені; якщо рівень одного з факторів виходить за межі толерантності, звужується діапазон витривалості до інших факторів, і т. д.

Закон толернатності був доповнений у 1975 р. Ю. Одумом:

Організми можуть мати широкий діапазон толерантності щодо одного фактора і вузький діапазон щодо іншого.

Організми з широким діапазоном толерантності щодо всіх екологічних факторів зазвичай найбільш поширені.

Якщо умови по одному екологічному фактору не оптимальні для виду, то діапазон толерантності може звузитися й щодо інших екологічних факторів (наприклад, якщо вміст азоту в грунті низький, потрібно більше води для злаків).

Діапазони толерантності до окремих факторів та їх комбінацій різні.

Період розмноження є критичним для всіх організмів, тому саме в цей період збільшується число лімітуючих факторів.

Закон мінімуму Лібіха, встановлений Ю. Лібіхом (1840) — закон, згідно з яким відносна дія окремого екологічного фактора тим сильніша, чим більше він наближається у порівнянні з іншими екологічним факторами до мінімуму. За цим законом, від речовини, концентрація якого є мінімальною, залежить ріст рослин, величина і сталість їх урожаю. З.м.Л. (закон щодо ролі екол. факторів в розповсюдженні і кількісному розвитку організмів) не стосується систем з нестійким станом, коли надходження в них різних речовин змінюється незакономірно і лімітуючими поперемінно або одночасно стають декілька факторів. Багато в чому З.м.Л. уточнюється законом толерантності Шелфорда.

Закон дії факторів Тінемана — подальший розвиток О. Тінеманом (1926) і перенесення закону мінімуму Лібіха на увесь біоценоз. За цим законом, склад біоценозу по видах і чисельності особин визначається тим фактором середовища, який в найбільшій мірі наближається до песимуму.

Боротьба́ за існува́ння — явище, яке має місце в природі серед рослин і тварин й відіграє значну роль в процесі розвитку органічного світу. Поняття боротьба за існування, запроваджене в біологічну науку Чарльзом Дарвіном, є складовою частиною його еволюційного вчення і трактується ним досить широко — як боротьба між особинами різних видів чи одного виду, а також як боротьба рослин і тварин з несприятливими для них фізико-хімічними умовами життя (низькі чи дуже високі температури, недостача або надлишок вологи, велика засоленість, сильні вітри тощо).

Внаслідок боротьби за існування, яка в багатьох випадках виникає у зв'язку з невідповідністю між засобами існування (кількість їжі, води, світла, місця та ін.) і швидким збільшенням кількості особин рослинного і тваринного світу, відбувається природний добір. З вчення Дарвіна про природний добір випливає, що в природі виживають найбільш пристосовані [організм]и, але не обов'язково з найскладнішою будовою. Узагальнюючи, можна сказати, що вчення про боротьбу за існування в найширшому розумінні є вченням про взаємовідношення рослин і тварин з органічними і неорганічними факторами навколишнього середовища. Розуміючи боротьбу за існування широко, Дарвін писав:«Я маю застерегти, що я вживаю цей термін у широкому метафоричному розумінні, включаючи залежність однієї істоти від іншої і включаючи також (це важить більше) не тільки життя особини, а й її успіх щодо того, щоб залишити потомство» (Дарвін Ч. Походження видів. X., 1936, с. 88).