Voorwaarden voor het bestaan

Definitie 1

Bestaansvoorwaarden (Levensomstandigheden) zijn een reeks elementen die nodig zijn voor organismen, waarmee ze een onlosmakelijke relatie hebben en zonder welke ze niet kunnen bestaan.

De aanpassing van organismen aan hun omgeving wordt aanpassing genoemd. Aanpassingsvermogen is een van de belangrijkste eigenschappen van het leven, die de mogelijkheid biedt tot leven, voortplanting en overleving. Aanpassingen manifesteren zich op verschillende niveaus - van de biochemie van de cel en het gedrag van een individueel organisme tot het functioneren en de structuur van de gemeenschap en het ecosysteem. Aanpassing ontstaat en verandert tijdens de evolutie van soorten.

Sommige omgevingselementen of eigenschappen die het lichaam beïnvloeden, worden omgevingsfactoren genoemd. Er zijn een groot aantal omgevingsfactoren. Ze hebben verschillende aard en specifieke acties. Alle omgevingsfactoren zijn onderverdeeld in drie grote groepen: biotisch, abiotisch en antropogeen

Definitie 2

Een abiotische factor is een complex van omstandigheden in de anorganische omgeving die een levend organisme indirect of direct beïnvloeden: licht, temperatuur, radioactieve straling, luchtvochtigheid, druk, zout samenstelling water, enz.

Definitie 3

Een biotische omgevingsfactor is een reeks invloeden die andere organismen op planten hebben. Elke plant leeft niet geïsoleerd, maar in interactie met andere planten, schimmels, micro-organismen en dieren.

Definitie 4

Een antropogene factor is een reeks omgevingsfactoren die worden bepaald door opzettelijke of accidentele menselijke activiteit en die een aanzienlijke impact hebben op het functioneren en de structuur van ecosystemen.

Antropogene factoren

De belangrijkste groep factoren in onze tijd, die het milieu intensief veranderen, houdt rechtstreeks verband met multilaterale menselijke activiteiten.

De ontwikkeling en vorming van de mens op aarde is altijd in verband gebracht met de gevolgen voor het milieu, maar momenteel is dit proces aanzienlijk versneld.

De antropogene factor omvat elke impact (zowel indirect als direct) van de mensheid op het milieu: biogeocenosen, organismen, biosfeer, landschappen.

Door de natuur aan te passen en aan te passen aan persoonlijke behoeften, veranderen mensen de leefomgeving van planten en dieren en beïnvloeden daarmee hun bestaan. De gevolgen kunnen direct, indirect en toevallig zijn.

Directe effecten zijn rechtstreeks gericht op levende organismen. Door de niet-duurzame jacht en visserij is het aantal van veel soorten bijvoorbeeld sterk verminderd. Het versnelde tempo en de toenemende kracht waarmee de natuur door de mensheid wordt gewijzigd, wekt de behoefte aan bescherming ervan.

Indirecte effecten vinden plaats via veranderingen in het klimaat, het landschap, de chemie en de fysieke toestand van waterlichamen en de atmosfeer, de structuur van bodemoppervlakken, flora en fauna. Een persoon verdringt of roeit onbewust en bewust een soort planten- of dierensoort uit, terwijl hij een andere soort verspreidt of er gunstige omstandigheden voor schept. Voor huisdieren en gecultiveerde planten heeft de mensheid in aanzienlijke mate een nieuwe omgeving gecreëerd, waardoor de productiviteit van het ontwikkelde land honderdvoudig is toegenomen. Maar dit maakte het voor veel wilde soorten onmogelijk om te bestaan.

Notitie 1

Opgemerkt moet worden dat veel soorten planten en dieren van planeet Aarde verdwenen zijn, zelfs zonder antropogene menselijke activiteit. Net als een individueel organisme heeft elke soort zijn eigen adolescentie, bloeitijd, ouderdom en dood - dit is een natuurlijk proces. Maar onder natuurlijke omstandigheden gebeurt dit heel langzaam, en meestal heeft de vertrekkende soort tijd om te worden vervangen door een nieuwe, beter aangepast aan de levensomstandigheden. De mensheid heeft de processen van uitsterven zo snel versneld dat de evolutie plaats heeft gemaakt voor onomkeerbare, revolutionaire reorganisaties van ecosystemen.

Antropogene factoren (definitie en voorbeelden). Hun invloed op biotische en abiotische factoren natuurlijke omgeving

antropogene afbraak bodem natuurlijk

Antropogene factoren zijn veranderingen in de natuurlijke omgeving die hebben plaatsgevonden als gevolg van economische en andere menselijke activiteiten. In een poging de natuur opnieuw te maken om deze aan zijn behoeften aan te passen, transformeert de mens de natuurlijke habitat van levende organismen en beïnvloedt zo hun leven. Antropogene factoren omvatten de volgende typen:

1. Chemisch.

2. Fysiek.

3. Biologisch.

4. Sociaal.

Chemische antropogene factoren omvatten het gebruik minerale meststoffen en giftige chemicaliën voor verwerkingsvelden, evenals vervuiling van alle aardse schelpen met transport- en industrieel afval. Fysieke factoren zijn onder meer het gebruik van kernenergie en verhoogde geluids- en trillingsniveaus als gevolg van menselijke activiteiten, vooral bij het gebruik van een verscheidenheid aan voertuigen. Biologische factoren zijn voedsel. Hiertoe behoren ook organismen die in het menselijk lichaam kunnen leven of waarvoor de mens potentieel voedsel is. Sociale factoren worden bepaald door het naast elkaar bestaan ​​van mensen in de samenleving en hun relaties. De menselijke invloed op het milieu kan direct, indirect en complex zijn. De directe invloed van antropogene factoren treedt op bij sterke kortdurende blootstelling aan een van deze factoren. Bijvoorbeeld bij het aanleggen van een snelweg of het aanleggen van spoorlijnen door een bos, seizoensgebonden commerciële jacht in een bepaald gebied, enz. Indirecte impact manifesteert zich door veranderingen in natuurlijke landschappen wanneer economische activiteit een persoon met een lage intensiteit gedurende een lange periode. Tegelijkertijd worden het klimaat, de fysische en chemische samenstelling van waterlichamen beïnvloed, veranderen de structuur van de bodem, de structuur van het aardoppervlak en de samenstelling van fauna en flora. Dit gebeurt bijvoorbeeld tijdens de bouw van een metallurgische fabriek naast een spoorlijn zonder gebruik te maken van het noodzakelijke behandelfaciliteiten wat tot vervuiling leidt omringende natuur vloeibaar en gasvormig afval. Bomen in de nabije omgeving sterven vervolgens af, dieren lopen het risico vergiftigd te worden door zware metalen, etc. De complexe impact van directe en indirecte factoren brengt de geleidelijke verschijning van uitgesproken veranderingen in het milieu met zich mee, die het gevolg kunnen zijn van een snelle bevolkingsgroei, een toename van het aantal vee en dieren dat in de buurt van menselijke bewoning leeft (ratten, kakkerlakken, kraaien, enz.), het ploegen van nieuw land, het binnendringen van schadelijke onzuiverheden in waterlichamen, enz. In een dergelijke situatie kunnen alleen die levende organismen die zich kunnen aanpassen aan nieuwe bestaansomstandigheden overleven in een veranderd landschap. In de 20e en 10e eeuw werden antropogene factoren van groot belang bij veranderende klimatologische omstandigheden, de structuur van de bodem en de samenstelling van atmosferische lucht, zout- en zoetwaterlichamen, het verkleinen van het bosareaal en het uitsterven van vele vertegenwoordigers van de flora en fauna. Biotische factoren (in tegenstelling tot abiotische factoren, die allerlei soorten acties van de levenloze natuur omvatten) zijn een reeks invloeden van de levensactiviteit van sommige organismen op de levensactiviteit van anderen, evenals op de levenloze omgeving. In het laatste geval hebben we het over het vermogen van de organismen zelf om hun levensomstandigheden tot op zekere hoogte te beïnvloeden. In een bos wordt bijvoorbeeld onder invloed van vegetatiebedekking een speciaal microklimaat of micro-omgeving gecreëerd, waar, in vergelijking met een open habitat, zijn eigen temperatuur- en vochtigheidsregime wordt gecreëerd: in de winter is het enkele graden warmer, in de zomer het is koeler en vochtiger. Er wordt ook een speciale micro-omgeving gecreëerd in bomen, holen, grotten, enz. Er moet rekening worden gehouden met de omstandigheden van de micro-omgeving onder de sneeuwbedekking, die al van puur abiotische aard is. Als gevolg van het verwarmende effect van sneeuw, dat het meest effectief is als de dikte minimaal 50-70 cm is, leven kleine dieren - knaagdieren - in de winter aan de basis, in een laag van ongeveer 5 centimeter. De temperatuuromstandigheden voor hen zijn hier gunstig (van 0° tot - 2°C). Dankzij hetzelfde effect worden zaailingen van wintergranen - rogge en tarwe - onder de sneeuw bewaard. Grote dieren - herten, elanden, wolven, vossen, hazen - verstoppen zich ook in de sneeuw tegen strenge vorst - liggen in de sneeuw om uit te rusten. Abiotische factoren (factoren van de levenloze natuur) zijn onder meer:

Een reeks fysieke en chemische eigenschappen grond en niet organisch materiaal(H20, CO2, O2), die deelnemen aan de cyclus;

Organische verbindingen die de biotische en abiotische delen, lucht- en aquatische omgevingen met elkaar verbinden;

Klimaatfactoren (minimum- en maximumtemperaturen waarbij organismen kunnen bestaan, licht, breedtegraad van continenten, macroklimaat, microklimaat, relatieve vochtigheid, atmosferische druk).

Conclusie: Er is dus vastgesteld dat antropogene, abiotische en biotische factoren van de natuurlijke omgeving met elkaar verbonden zijn. Veranderingen in een van de factoren brengen veranderingen met zich mee in zowel andere factoren van de natuurlijke omgeving als in de ecologische omgeving zelf.

Antropogene factoren - het geheel van verschillende menselijke invloeden op niet-levende en dieren in het wild. Alleen door hun fysieke bestaan ​​hebben mensen een merkbare invloed op hun omgeving: tijdens het ademen laten ze jaarlijks 1,10 12 kg CO 2 vrij in de atmosfeer, en consumeren ze ruim 5-10 15 kcal met voedsel.

Als gevolg van de menselijke invloed veranderen het klimaat, de oppervlaktetopografie, de chemische samenstelling van de atmosfeer, verdwijnen soorten en natuurlijke ecosystemen, enz. De belangrijkste antropogene factor voor de natuur is verstedelijking.

Antropogene activiteit heeft een aanzienlijke invloed op klimatologische factoren, waardoor hun regimes veranderen. De enorme uitstoot van vaste en vloeibare deeltjes in de atmosfeer door industriële ondernemingen kan bijvoorbeeld het verspreidingsregime dramatisch veranderen zonnestraling in de atmosfeer en verminderen de warmtestroom naar het aardoppervlak. De vernietiging van bossen en andere vegetatie, de aanleg van grote kunstmatige reservoirs op voormalige landgebieden vergroten de reflectie van energie, en stofvervuiling, bijvoorbeeld van sneeuw en ijs, verhoogt integendeel de absorptie, wat leidt tot hun intensieve smelten.

In veel grotere mate wordt de biosfeer beïnvloed door menselijke productieactiviteiten. Als gevolg van deze activiteit worden het reliëf, de samenstelling van de aardkorst en de atmosfeer, de klimaatverandering, de herverdeling van zoet water, verdwijnen natuurlijke ecosystemen en worden kunstmatige agro- en techno-ecosystemen gecreëerd, gecultiveerd. gekweekte planten, dieren zijn gedomesticeerd, enz.

De menselijke impact kan direct en indirect zijn. Het kappen en ontwortelen van bossen heeft bijvoorbeeld niet alleen gevolgen directe actie, maar ook indirect: de bestaansomstandigheden van vogels en dieren veranderen. Er wordt geschat dat mensen sinds 1600 162 soorten vogels, meer dan 100 soorten zoogdieren en vele andere soorten planten en dieren hebben vernietigd. Maar aan de andere kant creëert het nieuwe variëteiten van planten en dierenrassen, verhoogt het hun opbrengst en productiviteit. De kunstmatige verplaatsing van planten en dieren beïnvloedt ook het leven van ecosystemen. Zo vermenigvuldigden de konijnen die naar Australië werden gebracht zich zo sterk dat ze enorme schade aan de landbouw toebrachten.

De meest voor de hand liggende manifestatie van antropogene invloed op de biosfeer is milieuvervuiling. Het belang van antropogene factoren neemt voortdurend toe naarmate de mens de natuur steeds meer onderwerpt.

Menselijke activiteit is een combinatie van de transformatie van natuurlijke omgevingsfactoren door de mens voor zijn eigen doeleinden en het creëren van nieuwe factoren die voorheen niet in de natuur bestonden. Het smelten van metalen uit ertsen en de productie van apparatuur zijn onmogelijk zonder het creëren van hoge temperaturen, druk en krachtige elektromagnetische velden. Het verkrijgen en behouden van hoge opbrengsten van landbouwgewassen vereist de productie van meststoffen en chemische gewasbeschermingsmiddelen tegen plagen en ziekteverwekkers. De moderne gezondheidszorg is niet denkbaar zonder chemotherapie en fysiotherapie.

Prestaties van wetenschappelijke en technologische vooruitgang begonnen te worden gebruikt in politieke en economische doeleinden, wat zich in hoge mate manifesteerde in het creëren van speciale omgevingsfactoren die mensen en hun eigendommen beïnvloeden: van vuurwapens tot middelen voor massale fysieke, chemische en biologische invloed. In dit geval spreken we over een combinatie van antropotrope (gericht op het menselijk lichaam) en antropocidale factoren die milieuvervuiling veroorzaken.

Aan de andere kant, naast dergelijke doelgerichte factoren, tijdens bediening en verwerking natuurlijke bronnen chemische verbindingen en zones als bijproduct worden onvermijdelijk gevormd hoge niveaus fysieke factoren. Bij ongevallen en rampen kunnen deze processen abrupt van aard zijn, met ernstige gevolgen voor het milieu en materiële gevolgen. Daarom was het noodzakelijk om manieren en middelen te creëren om mensen te beschermen tegen gevaarlijke en schadelijke factoren, wat nu is geïmplementeerd in het bovengenoemde systeem: levensveiligheid.

Ecologische plasticiteit. Ondanks de grote verscheidenheid aan omgevingsfactoren kunnen er een aantal algemene patronen worden geïdentificeerd in de aard van hun impact en in de reacties van levende organismen.

Het effect van factoren hangt niet alleen af ​​van de aard van hun actie (kwaliteit), maar ook van de kwantitatieve waarde die door organismen wordt waargenomen: hoge of lage temperatuur, mate van verlichting, vochtigheid, hoeveelheid voedsel, enz. In het evolutieproces heeft zich het vermogen van organismen ontwikkeld om zich binnen bepaalde kwantitatieve grenzen aan te passen aan omgevingsfactoren. Een afname of toename van de waarde van een factor boven deze grenzen remt de levensactiviteit, en wanneer een bepaald minimum- of maximumniveau wordt bereikt, vindt de dood van organismen plaats.

De werkingszones van een omgevingsfactor en de theoretische afhankelijkheid van de levensactiviteit van een organisme, populatie of gemeenschap hangen af ​​van de kwantitatieve waarde van de factor. Het kwantitatieve bereik van elke omgevingsfactor die het meest gunstig is voor het leven, wordt het ecologische optimale genoemd (lat. ortimus - het beste). Factorwaarden die in de depressiezone liggen, worden milieupessimum (slechtste) genoemd.

De minimum- en maximumwaarden van de factor waarbij de dood optreedt, worden respectievelijk genoemd ecologisch minimum En ecologisch maximum

Alle soorten organismen, populaties of gemeenschappen zijn bijvoorbeeld aangepast om in een bepaald temperatuurbereik te bestaan.

Het vermogen van organismen om zich aan te passen aan het bestaan ​​in een bepaalde reeks omgevingsfactoren wordt ecologische plasticiteit genoemd.

Hoe breder het scala aan omgevingsfactoren waarbinnen een bepaald organisme kan leven, hoe groter de ecologische plasticiteit ervan.

Afhankelijk van de mate van plasticiteit worden twee soorten organismen onderscheiden: stenobiont (stenoeki) en eurybiont (euryek).

Stenobiont- en eurybiont-organismen verschillen in de reeks omgevingsfactoren waarin ze kunnen leven.

Stenobionten(gr. stenos- smal, krap), of nauw aangepast, soorten kunnen alleen met kleine afwijkingen bestaan

factor van de optimale waarde.

Eurybiont(gr. eyrys - breed) zijn wijd aangepaste organismen die grote amplitudes van fluctuaties in omgevingsfactoren kunnen weerstaan.

Historisch gezien zijn dieren, planten en micro-organismen, door zich aan te passen aan omgevingsfactoren, verspreid over verschillende omgevingen en vormen ze de gehele diversiteit aan ecosystemen die de biosfeer van de aarde vormen.

Beperkende factoren. Het idee van beperkende factoren is gebaseerd op twee ecologische wetten: de wet van het minimum en de wet van tolerantie.

Wet van het minimum. Halverwege de vorige eeuw ontdekte de Duitse chemicus J. Liebig (1840), terwijl hij het effect van voedingsstoffen op de plantengroei bestudeerde, dat de opbrengst niet afhankelijk is van die voedingsstoffen die in grote hoeveelheden nodig zijn en in overvloed aanwezig zijn ( bijvoorbeeld CO 2 en H 2 0 ), en van die stoffen die, hoewel de plant ze in kleinere hoeveelheden nodig heeft, vrijwel afwezig zijn in de bodem of ontoegankelijk zijn (bijvoorbeeld fosfor, zink, boor).

Liebig formuleerde dit patroon als volgt: “De groei van een plant is afhankelijk van het voedingselement dat in minimale hoeveelheden aanwezig is.” Deze conclusie werd later bekend als De minimumwet van Liebig en is uitgebreid naar vele andere omgevingsfactoren. Warmte, licht, water, zuurstof en andere factoren kunnen de ontwikkeling van organismen beperken of beperken als hun waarde overeenkomt met het ecologische minimum. De tropische vissenzeeëngel sterft bijvoorbeeld als de watertemperatuur onder de 16 °C daalt. En de ontwikkeling van algen in diepzee-ecosystemen wordt beperkt door de penetratiediepte van zonlicht: er bevinden zich geen algen in de onderste lagen.

De minimumwet van Liebig algemeen beeld kan als volgt worden geformuleerd: de groei en ontwikkeling van organismen zijn in de eerste plaats afhankelijk van die omgevingsfactoren waarvan de waarden het ecologische minimum benaderen.

Uit onderzoek is gebleken dat de wet van het minimum twee beperkingen heeft waarmee bij de praktische toepassing rekening moet worden gehouden.

De eerste beperking is dat de wet van Liebig alleen strikt van toepassing is onder omstandigheden van een stationaire toestand van het systeem. In een bepaald waterlichaam wordt bijvoorbeeld de groei van algen onder natuurlijke omstandigheden beperkt door een gebrek aan fosfaten. Stikstofverbindingen worden in overmaat in water aangetroffen. Als afvalwater met een hoog gehalte aan minerale fosfor in dit reservoir wordt geloosd, kan het reservoir ‘bloeien’. Dit proces zal doorgaan totdat een van de elementen tot het beperkende minimum is opgebruikt. Nu kan het stikstof zijn als er fosfor blijft aangevoerd. Op het overgangsmoment (wanneer er nog voldoende stikstof en voldoende fosfor is) wordt het minimale effect niet waargenomen, dat wil zeggen dat geen van deze elementen de groei van algen beïnvloedt.

De tweede beperking heeft betrekking op de interactie van verschillende factoren. Soms is het lichaam in staat het gebrekkige element te vervangen door een ander, chemisch vergelijkbaar element. Zo kan het op plaatsen waar veel strontium aanwezig is, in de schelpen van weekdieren calcium vervangen als daar een tekort aan is. Of de behoefte aan zink bij sommige planten wordt bijvoorbeeld verminderd als ze in de schaduw groeien. Daarom zal een lage zinkconcentratie de plantengroei in de schaduw minder beperken dan bij fel licht. In deze gevallen manifesteert het beperkende effect van zelfs een onvoldoende hoeveelheid van een of ander element zich mogelijk niet.

Wet van tolerantie(lat . tolerantie- geduld) werd ontdekt door de Engelse bioloog W. Shelford (1913), die de aandacht vestigde op het feit dat niet alleen die omgevingsfactoren waarvan de waarden minimaal zijn, maar ook die welke worden gekenmerkt door een ecologisch maximum de ontwikkeling van levende organismen. Overtollige hitte, licht, water en zelfs voedingsstoffen kunnen net zo destructief zijn als het gebrek eraan. V. Shelford noemde het bereik van de omgevingsfactor tussen het minimum en het maximum grens van tolerantie.

De tolerantielimiet beschrijft de amplitude van factorfluctuaties, die het meest vervullende bestaan ​​van de populatie garandeert. Individuen kunnen enigszins verschillende tolerantiebereiken hebben.

Later werden voor veel planten en dieren tolerantiegrenzen voor verschillende omgevingsfactoren vastgesteld. De wetten van J. Liebig en W. Shelford hielpen veel verschijnselen en de verspreiding van organismen in de natuur te begrijpen. Organismen kunnen niet overal worden verspreid omdat populaties een bepaalde tolerantiegrens hebben met betrekking tot schommelingen in omgevingsfactoren.

V. Shelfords tolerantiewet is als volgt geformuleerd: de groei en ontwikkeling van organismen zijn in de eerste plaats afhankelijk van die omgevingsfactoren waarvan de waarden het ecologische minimum of ecologische maximum benaderen.

Het volgende werd gevonden:

Organismen met een breed tolerantiebereik voor alle factoren zijn wijdverspreid van aard en zijn vaak kosmopolitisch, bijvoorbeeld veel pathogene bacteriën;

Organismen kunnen voor de ene factor een breed tolerantiebereik hebben en voor een andere factor een smal bereik. Mensen zijn bijvoorbeeld toleranter ten aanzien van de afwezigheid van voedsel dan ten aanzien van het gebrek aan water, d.w.z. de tolerantiegrens voor water is smaller dan voor voedsel;

Als de omstandigheden voor een van de omgevingsfactoren niet optimaal worden, kan de tolerantiegrens voor andere factoren ook veranderen. Als er bijvoorbeeld een tekort aan stikstof in de bodem is, hebben granen veel nodig meer water;

De werkelijke tolerantiegrenzen die in de natuur worden waargenomen, zijn kleiner dan de potentiële mogelijkheden van het lichaam om zich aan deze factor aan te passen. Dit wordt verklaard door het feit dat in de natuur de grenzen van tolerantie met betrekking tot de fysieke omstandigheden van het milieu kunnen worden verkleind door biotische relaties: concurrentie, gebrek aan bestuivers, roofdieren, enz. Iedereen kan beter zijn potentieel realiseren in gunstige omstandigheden(bijeenkomsten van atleten voor speciale training vóór belangrijke wedstrijden, bijvoorbeeld). De potentiële ecologische plasticiteit van het organisme, bepaald in laboratoriumomstandigheden, is groter dan de gerealiseerde mogelijkheden in natuurlijke omstandigheden. Dienovereenkomstig worden potentiële en gerealiseerde ecologische niches onderscheiden;

De tolerantiegrenzen bij fokdieren en nakomelingen zijn kleiner dan bij volwassen individuen, dat wil zeggen dat vrouwtjes tijdens het broedseizoen en hun nakomelingen minder winterhard zijn dan volwassen organismen. De geografische verspreiding van jachtvogels wordt dus vaker bepaald door de invloed van het klimaat op eieren en kuikens, dan op volwassen vogels. Zorg voor nakomelingen en zorgvuldige houding moederschap worden gedicteerd door de natuurwetten. Helaas zijn sociale ‘prestaties’ soms in tegenspraak met deze wetten;

Extreme (stressvolle) waarden van een van de factoren leiden tot een verlaging van de tolerantiegrens voor andere factoren. Als verwarmd water in een rivier terechtkomt, besteden vissen en andere organismen bijna al hun energie aan het omgaan met stress. Ze hebben geen energie om voedsel te verkrijgen, zichzelf te beschermen tegen roofdieren en zich voort te planten, wat leidt tot geleidelijke uitsterving. Psychologische stress kan ook veel somatische (gr. soma- lichaamsziekten, niet alleen bij mensen, maar ook bij sommige dieren (bijvoorbeeld honden). Met stressvolle waarden van de factor wordt aanpassing eraan steeds “duurder”.

Veel organismen zijn in staat de tolerantie voor individuele factoren te veranderen als de omstandigheden geleidelijk veranderen. Je kunt bijvoorbeeld wennen aan de hoge temperatuur van het water in het bad als je in warm water stapt en dan geleidelijk heet water toevoegt. Deze aanpassing aan een langzame factorverandering is een nuttige beschermende eigenschap. Maar het kan ook gevaarlijk zijn. Onverwachts en zonder waarschuwingssignalen kan zelfs een kleine verandering van cruciaal belang zijn. Er treedt een drempeleffect op: de “laatste druppel” kan fataal zijn. Een dun takje kan er bijvoorbeeld voor zorgen dat de rug van een kameel die al overbelast is, breekt.

Als de waarde van ten minste één van de omgevingsfactoren een minimum of maximum nadert, wordt het bestaan ​​en de welvaart van een organisme, populatie of gemeenschap afhankelijk van deze factor die de levensactiviteit beperkt.

Een beperkende factor is elke omgevingsfactor die de extreme waarden van tolerantiegrenzen benadert of overschrijdt. Dergelijke factoren die sterk afwijken van het optimale worden allergrootste belang in het leven van organismen en biologische systemen. Zij zijn degenen die de bestaansvoorwaarden controleren.

De waarde van het concept van beperkende factoren is dat het ons in staat stelt de complexe relaties in ecosystemen te begrijpen.

Gelukkig reguleren niet alle mogelijke omgevingsfactoren de relatie tussen milieu, organismen en mensen. Verschillende beperkende factoren blijken in een bepaalde periode prioriteit te hebben. Het zijn deze factoren waar de ecoloog zich op moet concentreren bij het bestuderen en beheren van ecosystemen. Het zuurstofgehalte in terrestrische habitats is bijvoorbeeld hoog en het is zo toegankelijk dat het vrijwel nooit als beperkende factor dient (met uitzondering van grote hoogten en antropogene systemen). Zuurstof is van weinig belang voor ecologen die geïnteresseerd zijn in terrestrische ecosystemen. En in water is het vaak een factor die de ontwikkeling van levende organismen beperkt (bijvoorbeeld het doden van vissen). Daarom meet een hydrobioloog altijd het zuurstofgehalte in water, in tegenstelling tot een dierenarts of ornitholoog, hoewel zuurstof niet minder belangrijk is voor landorganismen dan voor waterorganismen.

Beperkende factoren bepalen ook het geografische bereik van de soort. De beweging van organismen naar het zuiden wordt dus in de regel beperkt door een gebrek aan warmte. Biotische factoren beperken ook vaak de verspreiding van bepaalde organismen. Vijgen die vanuit de Middellandse Zee naar Californië werden gebracht, droegen daar bijvoorbeeld geen vruchten totdat ze besloten een bepaald type wesp daarheen te brengen - de enige bestuiver van deze plant. Het identificeren van beperkende factoren is voor veel activiteiten, vooral in de landbouw, van groot belang. Met gerichte invloed op de randvoorwaarden is het mogelijk om de plantopbrengsten en de dierproductiviteit snel en effectief te verhogen. Bij het verbouwen van tarwe op zure bodems zullen dus geen agronomische maatregelen effectief zijn, tenzij er gebruik wordt gemaakt van kalkaanleg, wat het beperkende effect van zuren zal verminderen. Of als je maïs verbouwt op bodems met een zeer laag fosforgehalte, zelfs met voldoende water, stikstof, kalium en andere voedingsstoffen, stopt het met groeien. Fosfor is in dit geval de beperkende factor. En alleen fosformeststoffen kunnen de oogst redden. Planten kunnen ook doodgaan door te veel water of een teveel aan kunstmest, wat in dit geval ook beperkende factoren zijn.

Kennis van beperkende factoren vormt de sleutel tot ecosysteembeheer. In verschillende perioden van het leven van een organisme en in verschillende situaties fungeren verschillende factoren echter als beperkende factoren. Daarom kan alleen een vakkundige regulering van de levensomstandigheden effectieve managementresultaten opleveren.

Interactie en compensatie van factoren. In de natuur werken omgevingsfactoren niet onafhankelijk van elkaar; ze werken op elkaar in. Het analyseren van de invloed van één factor op een organisme of gemeenschap is geen doel op zich, maar een manier om de vergelijkende significantie te beoordelen verschillende omstandigheden, samen optredend in echte ecosystemen.

Gezamenlijke invloed van factoren kan worden overwogen aan de hand van het voorbeeld van de afhankelijkheid van de sterfte van krablarven van temperatuur, zoutgehalte en de aanwezigheid van cadmium. Bij afwezigheid van cadmium wordt het ecologische optimale (minimale sterfte) waargenomen in het temperatuurbereik van 20 tot 28 °C en het zoutgehalte van 24 tot 34%. Als cadmium, dat giftig is voor schaaldieren, aan het water wordt toegevoegd, verschuift het ecologische optimale: de temperatuur ligt in het bereik van 13 tot 26 °C en het zoutgehalte van 25 tot 29%. Ook de grenzen van de tolerantie veranderen. Het verschil tussen het ecologische maximum en minimum voor het zoutgehalte na toevoeging van cadmium neemt af van 11 - 47% naar 14 - 40%. De tolerantiegrens voor de temperatuurfactor loopt daarentegen op van 9 - 38 °C naar 0 - 42 °C.

Temperatuur en vochtigheid zijn de belangrijkste klimaatfactoren in terrestrische habitats. De interactie tussen deze twee factoren creëert in wezen twee hoofdtypen klimaat: maritiem en continentaal.

Reservoirs verzachten het klimaat van het land, omdat het water hoog staat specifieke hitte smelt- en warmtecapaciteit. Daarom wordt het zeeklimaat gekenmerkt door minder scherpe schommelingen in temperatuur en vochtigheid dan het continentale klimaat.

De effecten van temperatuur en vochtigheid op organismen zijn ook afhankelijk van de verhouding tussen hun absolute waarden. De temperatuur heeft dus een meer uitgesproken beperkend effect als de luchtvochtigheid erg hoog of erg laag is. Iedereen weet dat hoge en lage temperaturen bij een hoge luchtvochtigheid minder goed worden verdragen dan bij een matige luchtvochtigheid.

De relatie tussen temperatuur en vochtigheid als de belangrijkste klimaatfactoren wordt vaak weergegeven in de vorm van klimogramgrafieken, die het mogelijk maken om verschillende jaren en regio's visueel te vergelijken en de productie van planten of dieren voor bepaalde klimatologische omstandigheden te voorspellen.

Organismen zijn geen slaven van het milieu. Ze passen zich aan de bestaansvoorwaarden aan en veranderen deze, dat wil zeggen, ze compenseren negatieve impact omgevingsfactoren.

Compensatie van omgevingsfactoren is de wens van organismen om het beperkende effect van fysieke, biotische en antropogene invloeden te verzwakken. Compensatie van factoren is mogelijk op organisme- en soortniveau, maar is het meest effectief op gemeenschapsniveau.

Bij verschillende temperaturen kan dezelfde soort, die een brede geografische spreiding heeft, fysiologische en morfologische (gr. torphe - vorm, omtrek) kenmerken aangepast aan de plaatselijke omstandigheden. Hoe kouder het klimaat bijvoorbeeld, hoe korter de oren, staarten en poten van dieren, en hoe massiever hun lichaam.

Dit patroon wordt de regel van Allen (1877) genoemd, volgens welke de uitstekende delen van het lichaam van warmbloedige dieren groter worden naarmate ze van noord naar zuid bewegen, wat verband houdt met aanpassing aan het handhaven van een constante lichaamstemperatuur in verschillende gebieden. klimaat omstandigheden. Vossen die in de Sahara leven, hebben dus lange ledematen en enorme oren; de Europese vos is gedrongener, zijn oren zijn veel korter; en de poolvos – de poolvos – heeft hele kleine oren en een korte snuit.

Bij dieren met een goed ontwikkelde motoriek is compensatie van factoren mogelijk door adaptief gedrag. Hagedissen zijn dus niet bang voor plotseling koud weer, omdat ze overdag de zon in gaan en zich 's nachts verstoppen onder verwarmde stenen. Veranderingen die optreden tijdens het aanpassingsproces zijn vaak genetisch vastgelegd. Op gemeenschapsniveau kan compensatie van factoren worden uitgevoerd door soorten te veranderen langs een gradiënt van omgevingsomstandigheden; Bij seizoensveranderingen is er bijvoorbeeld sprake van een natuurlijke verandering in plantensoorten.

Organismen maken ook gebruik van de natuurlijke periodiciteit van veranderingen in omgevingsfactoren om functies over de tijd te verdelen. Ze ‘programmeren’ levenscycli zo dat ze maximaal gebruik maken van gunstige omstandigheden.

Het meest opvallende voorbeeld is het gedrag van organismen, afhankelijk van de lengte van de dag - fotoperiode. De amplitude van de daglengte neemt toe met de geografische breedtegraad, waardoor organismen niet alleen rekening kunnen houden met de tijd van het jaar, maar ook met de breedtegraad van het gebied. Fotoperiode is een ‘tijdschakelaar’ of trigger voor een reeks fysiologische processen. Het bepaalt de bloei van planten, de rui, de migratie en voortplanting bij vogels en zoogdieren, enz. Fotoperiode wordt geassocieerd met de biologische klok en dient als een universeel mechanisme voor het reguleren van functies in de loop van de tijd. Biologische klokken verbinden de ritmes van omgevingsfactoren met fysiologische ritmes, waardoor organismen zich kunnen aanpassen aan de dagelijkse, seizoens-, getijden- en andere dynamiek van factoren.

Door de fotoperiode te veranderen, kunt u ook veranderingen in lichaamsfuncties veroorzaken. Zo krijgen bloemenkwekers, door het lichtregime in kassen te veranderen, plantenbloei buiten het seizoen. Als je na december onmiddellijk de daglengte verlengt, kan dit verschijnselen veroorzaken die in de lente optreden: bloei van planten, rui bij dieren, enz. Bij veel hogere organismen zijn aanpassingen aan de fotoperiode genetisch vastgelegd, d.w.z. de biologische klok kan werken zelfs als er geen natuurlijke dagelijkse of seizoensdynamiek is.

Het doel van het analyseren van omgevingscondities is dus niet het samenstellen van een eindeloze lijst van omgevingsfactoren, maar het ontdekken ervan functioneel belangrijke, beperkende factoren en beoordelen in welke mate de samenstelling, structuur en functie van ecosystemen afhankelijk zijn van de interacties van deze factoren.

Alleen in dit geval zal het mogelijk zijn om op betrouwbare wijze de resultaten van veranderingen en verstoringen te voorspellen en ecosystemen te beheren.

Antropogene beperkende factoren. Als voorbeelden van antropogene beperkende factoren die het mogelijk maken om natuurlijke en door de mens gemaakte ecosystemen te beheren, is het handig om branden en antropogene stress te beschouwen.

Branden als antropogene factor worden vaak alleen maar negatief beoordeeld. Onderzoek van de afgelopen vijftig jaar heeft aangetoond dat natuurbranden deel kunnen uitmaken van het klimaat in veel landhabitats. Ze beïnvloeden de evolutie van flora en fauna. Biotische gemeenschappen hebben ‘geleerd’ om deze factor te compenseren en zich eraan aan te passen, zoals temperatuur of vochtigheid. Vuur kan worden beschouwd en bestudeerd als een omgevingsfactor, samen met temperatuur, neerslag en bodem. Bij correct gebruik kan vuur een waardevol hulpmiddel voor het milieu zijn. Sommige stammen verbrandden bossen voor hun eigen behoeften lang voordat mensen systematisch en doelbewust het milieu begonnen te veranderen. Vuur is een zeer belangrijke factor, onder meer omdat iemand er meer controle over heeft dan andere beperkende factoren. Het is moeilijk om een ​​stuk land te vinden, vooral in gebieden met droge perioden, dat niet minstens één keer in de vijftig jaar een brand heeft meegemaakt. De meest voorkomende oorzaak van natuurbranden is blikseminslag.

Branden zijn er in verschillende soorten en hebben verschillende gevolgen.

Kroon- of bosbranden zijn meestal erg hevig en kunnen niet onder controle worden gebracht. Ze vernietigen de kruin van bomen en vernietigen alle organische stoffen in de bodem. Dit soort branden hebben een beperkend effect op bijna alle organismen in de gemeenschap. Het zal nog vele jaren duren voordat de site weer hersteld is.

Grondbranden zijn totaal anders. Ze hebben een selectieve werking: voor sommige organismen zijn ze beperkender dan voor andere. Grondbranden bevorderen dus de ontwikkeling van organismen met een hoge tolerantie voor de gevolgen ervan. Ze kunnen natuurlijk zijn of speciaal door de mens georganiseerd. Er wordt bijvoorbeeld een geplande verbranding in een bos ondernomen om de concurrentie voor de waardevolle soorten moerasdennen uit loofbomen uit te schakelen. Moerasden is, in tegenstelling tot loofbomen, bestand tegen vuur, omdat de apicale knop van de zaailingen wordt beschermd door een stel lange, slecht brandende naalden. Als er geen branden zijn, verstikt de groei van loofbomen dennen, evenals granen en peulvruchten. Dit leidt tot onderdrukking van patrijzen en kleine herbivoren. Daarom zijn maagdelijke dennenbossen met een overvloed aan wild ecosystemen van het ‘vuur’-type, dat wil zeggen dat ze periodieke grondbranden vereisen. In dit geval leidt de brand niet tot verlies van voedingsstoffen in de bodem en is deze niet schadelijk voor mieren, insecten en kleine zoogdieren.

Zelfs een klein vuurtje is gunstig voor stikstofbindende peulvruchten. Het branden gebeurt 's avonds, zodat het vuur 's nachts door dauw wordt gedoofd en het smalle brandfront gemakkelijk kan worden overschreden. Bovendien vormen kleine grondbranden een aanvulling op de werking van bacteriën om dood afval om te zetten in minerale voedingsstoffen die geschikt zijn voor een nieuwe generatie planten. Voor hetzelfde doel worden gevallen bladeren in de lente en de herfst vaak verbrand. Geplande verbranding is een voorbeeld van het beheren van een natuurlijk ecosysteem met behulp van een beperkende omgevingsfactor.

De beslissing of de mogelijkheid van brand volledig moet worden geëlimineerd of dat vuur als beheersfactor moet worden gebruikt, moet volledig afhangen van het soort gemeenschap dat op de locatie gewenst is. De Amerikaanse ecoloog G. Stoddard (1936) was een van de eersten die gecontroleerde geplande verbranding ‘verdedigde’ om de productie van waardevol hout en wild te vergroten, in een tijd dat, vanuit het oogpunt van boswachters, elk vuur als schadelijk werd beschouwd.

De nauwe relatie van Burning met de grassamenstelling speelt een sleutelrol bij het behouden van de verbazingwekkende diversiteit aan antilopen en hun roofdieren in de Oost-Afrikaanse savannes. Branden hebben een positief effect op veel granen, omdat hun groeipunten en energiereserves ondergronds liggen. Nadat de droge bovengrondse delen zijn uitgebrand, keren de voedingsstoffen snel terug naar de bodem en groeit het gras weelderig.

De vraag ‘branden of niet branden’ kan natuurlijk verwarrend zijn. Door nalatigheid veroorzaken mensen vaak een toename van de frequentie van destructieve ‘wilde’ branden. De strijd om de brandveiligheid in bossen en recreatiegebieden is de tweede kant van het probleem.

In geen geval heeft een particulier het recht om opzettelijk of per ongeluk brand in de natuur te veroorzaken - dit is het voorrecht van speciaal opgeleide mensen die bekend zijn met de regels voor landgebruik.

Antropogene stress kan ook als een soort beperkende factor worden beschouwd. Ecosystemen zijn grotendeels in staat om antropogene stress te compenseren. Het is mogelijk dat ze van nature zijn aangepast aan acute periodieke stress. En veel organismen hebben af ​​en toe verstoringen nodig om hun stabiliteit op de lange termijn te bevorderen. Grote watermassa's hebben vaak een goed vermogen om zichzelf te zuiveren en hun kwaliteit te herstellen na vervuiling, net als veel terrestrische ecosystemen. Schendingen op lange termijn kunnen echter tot uitgesproken en blijvende negatieve gevolgen leiden. In dergelijke gevallen kan de evolutionaire geschiedenis van aanpassing organismen niet helpen; compensatiemechanismen zijn niet onbeperkt. Dit geldt vooral wanneer zeer giftig afval wordt gedumpt, dat voortdurend door een geïndustrialiseerde samenleving wordt geproduceerd en voorheen niet in het milieu aanwezig was. Als we er niet in slagen dit giftige afval te isoleren van mondiale levensondersteunende systemen, zullen ze onze gezondheid rechtstreeks bedreigen en een belangrijke beperkende factor voor de mensheid worden.

Antropogene stress wordt conventioneel in twee groepen verdeeld: acuut en chronisch.

De eerste wordt gekenmerkt door een plotseling begin, een snelle toename van de intensiteit en een korte duur. In het tweede geval duren de verstoringen met een lage intensiteit lang of worden herhaald. Natuurlijke systemen hebben vaak voldoende capaciteit om met acute stress om te gaan. De slapende zaadstrategie zorgt er bijvoorbeeld voor dat een bos zich kan herstellen nadat het is gekapt. De effecten van chronische stress kunnen ernstiger zijn omdat de reacties erop niet zo voor de hand liggend zijn. Het kan jaren duren voordat veranderingen in organismen worden opgemerkt. Het verband tussen kanker en roken werd dus pas enkele decennia geleden ontdekt, ook al bestond het al heel lang.

Het drempeleffect verklaart gedeeltelijk waarom sommige milieuproblemen zich onverwacht voordoen. In feite stapelen ze zich al jaren op. Bossen beginnen bijvoorbeeld te lijden onder enorme boomsterfte na langdurige blootstelling aan luchtverontreinigende stoffen. We beginnen het probleem pas op te merken na de dood van veel bossen in Europa en Amerika. Tegen die tijd waren we tien tot twintig jaar te laat en konden we de tragedie niet voorkomen.

Tijdens de periode van aanpassing aan chronische antropogene invloeden neemt de tolerantie van organismen voor andere factoren, zoals ziekten, af. Chronische stress wordt vaak in verband gebracht met giftige stoffen die, hoewel in kleine concentraties, voortdurend in het milieu terechtkomen.

Het artikel “The Poisoning of America” (Times magazine, 22 september 1980) verschaft de volgende gegevens: “Van alle menselijke interventies in de natuurlijke orde der dingen neemt er geen zo alarmerend snel toe als de creatie van nieuwe chemische bestanddelen. Alleen al in de VS creëren sluwe ‘alchemisten’ elk jaar ongeveer 1.000 nieuwe medicijnen. Er zijn ongeveer 50.000 verschillende chemicaliën op de markt. Velen van hen zijn ongetwijfeld van groot nut voor de mens, maar bijna 35.000 verbindingen die in de Verenigde Staten worden gebruikt, zijn zeker of potentieel schadelijk voor de menselijke gezondheid.”

Het gevaar, mogelijk catastrofaal, is de vervuiling van het grondwater en de diepe watervoerende lagen, die een aanzienlijk deel van de watervoorraden van de planeet uitmaken. In tegenstelling tot oppervlakkig grondwater zijn niet onderhevig aan natuurlijke zelfreinigende processen vanwege het gebrek aan zonlicht, snelle stroom en biotische componenten.

Zorgen worden niet alleen veroorzaakt door schadelijke stoffen die in water, bodem en voedsel terechtkomen. Miljoenen tonnen gevaarlijke stoffen komen in de atmosfeer terecht. Alleen boven Amerika eind jaren zeventig. uitgestoten: zwevende deeltjes - tot 25 miljoen ton/jaar, SO 2 - tot 30 miljoen ton/jaar, NO - tot 23 miljoen ton/jaar.

We dragen allemaal bij aan de luchtvervuiling door het gebruik van auto's, elektriciteit, industriële producten, enz. Luchtvervuiling is een duidelijk negatief feedbacksignaal dat de samenleving kan behoeden voor vernietiging, omdat het gemakkelijk door iedereen kan worden opgemerkt.

Behandeling van vast afval voor een lange tijd werd als een ondergeschikte kwestie beschouwd. Vóór 1980 waren er gevallen waarin woonwijken werden gebouwd op voormalige stortplaatsen voor radioactief afval. Nu is het, zij het met enige vertraging, duidelijk geworden: de opeenhoping van afval beperkt de ontwikkeling van de industrie. Zonder het creëren van technologieën en centra voor de verwijdering, neutralisatie en recycling ervan is verdere vooruitgang van de industriële samenleving onmogelijk. Allereerst is het noodzakelijk om de meest giftige stoffen veilig te isoleren. De illegale praktijk van ‘nachtlozingen’ moet worden vervangen door betrouwbare isolatie. We moeten op zoek gaan naar alternatieven voor giftige chemicaliën. Met het juiste leiderschap kunnen afvalverwerking en recycling een aparte industrie worden die nieuwe banen zal genereren en zal bijdragen aan de economie.

Het oplossen van het probleem van antropogene stress moet gebaseerd zijn op een holistisch concept en vereist een systematische aanpak. Proberen elke verontreinigende stof als een op zichzelf staand probleem te behandelen is niet effectief; het verplaatst het probleem alleen maar van de ene plaats naar de andere.

Als de aantasting van het milieu de komende tien jaar niet wordt beperkt, zal er waarschijnlijk geen sprake zijn van een tekort aan natuurlijke hulpbronnen, maar van de gevolgen schadelijke stoffen zal een factor worden die de ontwikkeling van de beschaving beperkt.

De invloed van de mens als omgevingsfactor is buitengewoon sterk en veelzijdig. Geen enkel ecosysteem op de planeet ontsnapte aan deze invloed, en veel ecosystemen werden volledig vernietigd. Zelfs hele biomen, zoals de steppen, zijn bijna volledig van de aardbodem verdwenen. Antropogeen betekent ‘door de mens geboren’, en antropogeen zijn de factoren die hun oorsprong te danken hebben aan welke menselijke activiteit dan ook. Op deze manier verschillen ze fundamenteel van natuurlijke factoren die al vóór de komst van de mens ontstonden, maar die tot op de dag van vandaag bestaan ​​en functioneren.

Antropogene factoren (AF) ontstonden pas bij de komst van de mens tijdens het oude stadium van zijn interactie met de natuur, maar waren toen nog steeds van zeer beperkte omvang. De eerste significante AF was de impact op de natuur met behulp van vuur; De reeks AF's breidde zich aanzienlijk uit met de ontwikkeling van de vee- en gewasproductie en de opkomst van grote nederzettingen. Van bijzonder belang voor de organismen in de biosfeer waren dergelijke AF's, waarvan de analogen nog niet eerder in de natuur bestonden, omdat deze organismen in de loop van de evolutie niet in staat waren bepaalde aanpassingen eraan te ontwikkelen.

Tegenwoordig heeft de menselijke invloed op de biosfeer gigantische proporties aangenomen: er vindt totale vervuiling van de natuurlijke omgeving plaats, de geografische grenzen raken verzadigd met technische structuren (steden, fabrieken, pijpleidingen, mijnen, reservoirs, enz.); technische objecten (dat wil zeggen de overblijfselen van ruimtevaartuigen, containers met giftige stoffen, stortplaatsen) nieuwe stoffen worden niet geassimileerd door biota; nieuwe processen - chemisch, fysisch, biologisch en gemengd (thermonucleaire fusie, bio-engineering, enz.).

Antropogene factoren zijn lichamen, stoffen, processen en verschijnselen die ontstaan ​​als resultaat van economische en andere menselijke activiteiten en die samen met natuurlijke factoren op de natuur inwerken. De hele verscheidenheid aan antropogene factoren is onderverdeeld in de volgende hoofdsubgroepen:

o Lichaamsfactoren zijn bijvoorbeeld kunstmatig terrein (heuvels, kakkerlakken), waterlichamen (reservoirs, kanalen, vijvers), constructies en gebouwen, en dergelijke. Factoren van deze subgroep worden gekenmerkt door een duidelijke ruimtelijke definitie en langetermijnactie. Eenmaal geproduceerd, gaan ze vaak eeuwen en zelfs millennia mee. Velen van hen zijn verspreid over grote gebieden.

o Factoren-stoffen zijn gewone en radioactieve chemicaliën, kunstmatige chemische verbindingen en elementen, aërosolen, afvalwater en dergelijke. Ze hebben, in tegenstelling tot de eerste subgroep, geen specifieke ruimtelijke definitie; ze veranderen voortdurend van concentratie en beweging, waardoor de mate van invloed op de elementen van de natuur verandert. Sommige ervan worden in de loop van de tijd vernietigd, andere kunnen tientallen, honderden en zelfs duizenden jaren in het milieu aanwezig zijn (bijvoorbeeld sommige radioactieve stoffen), waardoor ze zich in de natuur kunnen ophopen.

o Factorprocessen zijn een subgroep van AF, waaronder de invloed op de aard van dieren en planten, de vernietiging van schadelijke en voortplantingsorganen nuttige organismen, willekeurige of doelbewuste verplaatsing van organismen in de ruimte, mijnbouw, bodemerosie en dergelijke. Deze factoren beslaan vaak beperkte natuurgebieden, maar soms kunnen ze ook grote gebieden bestrijken. Naast de directe impact op de natuur veroorzaken ze vaak ook een aantal indirecte veranderingen. Alle processen zijn zeer dynamisch en vaak unidirectioneel.

o Factorenverschijnselen zijn bijvoorbeeld hitte, licht, radiogolven, elektrische en elektromagnetische velden, trillingen, druk, geluidseffecten, enz. In tegenstelling tot andere subgroepen van AF hebben verschijnselen over het algemeen precieze parameters. In de regel neemt hun impact op de natuur af naarmate ze zich van de bron verwijderen.

Op basis van het bovenstaande kunnen alleen die door de mens gemaakte lichamen, substanties, processen en verschijnselen die vóór de komst van de mens niet in de natuur bestonden, antropogene factoren worden genoemd. In het geval dat bepaalde AF vóór de verschijning van de mens alleen in een bepaalde (bepaalde) regio niet bestonden, worden ze regionale antropogene factoren genoemd; als ze er niet slechts gedurende een bepaald seizoen zijn, worden ze seizoensgebonden antropogene factoren genoemd.

In gevallen waarin een door een persoon geproduceerd lichaam, substantie, proces of fenomeen qua kwaliteiten en eigenschappen vergelijkbaar is met een natuurlijke factor, kan het alleen als een antropogene factor worden beschouwd als het kwantitatief de overhand heeft op de natuurlijke factor. Warmte, een natuurlijke factor, wordt bijvoorbeeld antropogeen als de hoeveelheid warmte die een onderneming in het milieu vrijgeeft, een stijging van de temperatuur van die omgeving veroorzaakt. Dergelijke factoren worden kwantitatief antropogeen genoemd.

Soms transformeren lichamen, processen, stoffen of verschijnselen onder invloed van een persoon in een nieuwe kwaliteit. In dit geval we praten over o kwalitatieve antropogene factoren, bijvoorbeeld zand dat mobiel wordt als gevolg van de vernietiging door mensen van de vegetatie waarmee het is vastgezet, of water dat wordt gevormd uit een gletsjer wanneer het smelt onder invloed van antropogene opwarming.

Laten we eens kijken naar een simpele antropogene impact als het grazen van vee. Ten eerste leidt dit onmiddellijk tot de onderdrukking van een aantal soorten in de biocenose die door huisdieren worden opgegeten. Ten tweede worden als gevolg hiervan op het grondgebied groepen gevormd met een relatief klein aantal soorten die niet door het vee worden geaccepteerd, dus elk van hen heeft een aanzienlijk aantal. Ten derde wordt de biogeocenose die op deze manier is ontstaan ​​onstabiel en gemakkelijk vatbaar voor fluctuaties in bevolkingsaantallen, en daarom kan, als het effect van de factor (begrazing van vee) toeneemt, dit leiden tot diepgaande veranderingen en zelfs volledige achteruitgang van de biogeocenose.

Bij het identificeren en bestuderen van AF wordt de belangrijkste aandacht niet besteed aan de middelen waarmee ze worden gemaakt, maar aan de elementen die veranderingen in de natuur veroorzaken. Vanuit het standpunt van de factorenleer kan de antropogene impact op de natuur worden gedefinieerd als bewuste en onbewuste invloed via door de mens veroorzaakte AF. Deze invloed wordt niet alleen in het proces uitgeoefend menselijke activiteit, maar ook na de voltooiing ervan. De invloed van een persoon, ingedeeld naar type activiteit, is een complexe factor. Als we bijvoorbeeld het ploegen van een veld met een tractor analyseren als de werking van een complexe antropogene factor, kunnen we de volgende componenten aanhalen: 1) bodemverdichting; 2) het verpletteren van bodemorganismen; 3) het losmaken van de grond; 4) het omdraaien van de grond; 5) organismen snijden met een ploeg; 6) bodemtrillingen; 7) bodemverontreiniging met brandstofresten; 8) luchtvervuiling door uitlaatgassen; 9) geluidseffecten, enz.

Er zijn veel classificaties van AF volgens verschillende criteria. Van nature zijn AF's onderverdeeld in:

Mechanisch - druk van autowielen, ontbossing, obstakels voor de beweging van organismen en dergelijke;

Fysiek - warmte, licht, elektrisch veld, kleur, veranderingen in vochtigheid, enz.;

Chemisch - de werking van verschillende chemische elementen en hun verbindingen;

Biologisch - de invloed van geïntroduceerde organismen, het fokken van planten en dieren, bosaanplanting en dergelijke.

Landschap - kunstmatige rivieren en meren, stranden, bossen, weilanden, etc.

Opgemerkt moet worden dat elk type menselijke activiteit niet simpelweg kan worden gedefinieerd als de som van AF, aangezien deze activiteit elementen omvat die op geen enkele manier als factoren in de natuurlijke zin kunnen worden beschouwd, bijvoorbeeld: technische middelen, producten, mensen zelf, hun productierelaties Technologische processen, enz. Slechts in sommige gevallen kunnen technische middelen (bijvoorbeeld dammen, communicatielijnen, gebouwen) factoren worden genoemd als hun aanwezigheid direct veranderingen in de natuur veroorzaakt, bijvoorbeeld door een obstakel voor de beweging van dieren, een barrière voor de luchtstroom, enz.

Op basis van het tijdstip van oorsprong en de duur van de actie worden antropogene factoren onderverdeeld in de volgende groepen:

Factoren die in het verleden zijn ontstaan: a) factoren die niet langer actief zijn, maar waarvan de gevolgen nu nog steeds voelbaar zijn (vernietiging van bepaalde soorten organismen, overmatige begrazing, enz.); b) degenen die in onze tijd nog steeds actief zijn (kunstmatige hulp, reservoirs, introductie, enz.);

Factoren die in onze tijd worden geproduceerd: a) factoren die alleen optreden op het moment van productie (radiogolven, geluid, licht); b) die gedurende een bepaalde tijd en na het einde van de productie in bedrijf zijn (aanhoudende chemische vervuiling, gekapt bos, enz.).

De meeste AF's komen veel voor in gebieden met intensieve industriële en agrarische ontwikkeling. Sommige producten die in een beperkt gebied worden geproduceerd, zijn echter in elke regio te vinden wereldbol vanwege hun vermogen om te migreren (bijvoorbeeld radioactieve stoffen met een lange vervalperiode, persistente pesticiden). Zelfs de actieve stoffen die zeer wijdverspreid zijn op de planeet of in een bepaalde regio, zijn ongelijkmatig verdeeld in de natuur, waardoor zones met hoge en lage concentraties ontstaan, evenals zones waar ze volledig afwezig zijn. Omdat grondbewerking en begrazing van vee alleen in bepaalde gebieden worden uitgevoerd, is het noodzakelijk om het zeker te weten.

De belangrijkste kwantitatieve indicator van AF is dus de mate van verzadiging van de ruimte ermee, de concentratie van antropogene factoren genoemd. De concentratie van werkzame stoffen in een bepaald gebied wordt in de regel bepaald door de intensiteit en aard van de productie van werkzame stoffen; de mate van migratievermogen van deze factoren; de eigenschap van accumulatie (accumulatie) in de natuur en de algemene omstandigheden van een bepaald natuurlijk complex. Daarom veranderen de kwantitatieve kenmerken van AF aanzienlijk in tijd en ruimte.

Afhankelijk van de mate van migratievermogen zijn antropogene factoren onderverdeeld in factoren die:

Ze migreren niet - ze handelen alleen op de plaats van productie en op enige afstand daarvan (reliëf, trillingen, druk, geluid, licht, stationaire organismen geïntroduceerd door mensen, enz.);

Migreren met water- en luchtstromen (stof, hitte, chemicaliën, gassen, aërosolen, enz.);

Ze migreren met de productiemiddelen (schepen, treinen, vliegtuigen, enz.);

Ze migreren onafhankelijk (mobiele organismen geïntroduceerd door mensen, wilde huisdieren).

Niet alle AF's worden continu door mensen geproduceerd; Ze hebben al een andere frequentie. Het hooien vindt dus in een bepaalde periode plaats, maar jaarlijks; Luchtverontreiniging door industriële ondernemingen vindt plaats op bepaalde uren of de klok rond. Het bestuderen van de dynamiek van de factorproductie is van groot belang om de impact ervan op de natuur correct te kunnen beoordelen. Met een toename van het aantal perioden en hun duur neemt de impact op de natuur toe als gevolg van een afname van de mogelijkheden voor zelfherstel van de kwantitatieve en kwalitatieve kenmerken van de natuurelementen.

De dynamiek van het aantal en de reeks verschillende factoren komt het hele jaar door duidelijk tot uiting, wat te wijten is aan de seizoensinvloeden van velen productieprocessen. Identificatie van de AF-dynamiek wordt uitgevoerd voor een bepaald gebied gedurende een geselecteerde tijd (bijvoorbeeld een jaar, een seizoen, een dag). Dit is van groot belang om ze te vergelijken met de dynamiek van natuurlijke factoren en stelt ons in staat de mate van invloed op de aard van AF te bepalen. Winderosie van de bodem is het gevaarlijkst in de zomer, en watererosie in de lente, wanneer de sneeuw smelt en er nog geen vegetatie is; Afvalwater met hetzelfde volume en dezelfde samenstelling verandert de chemie van de rivier in de winter meer dan in de lente, vanwege het kleine volume van de winterafvoer.

Op basis van zo'n belangrijke indicator als het vermogen om zich in de natuur op te hopen, zijn actieve stoffen onderverdeeld in:

Ze bestaan ​​alleen op het moment van productie en zijn daarom door hun aard niet in staat tot accumulatie (licht, trillingen, enz.);

Degenen die na hun productie nog lang in de natuur kunnen blijven bestaan, wat leidt tot hun accumulatie - accumulatie - en een grotere impact op de natuur.

De tweede groep AF omvat kunstmatig terrein, reservoirs, chemische en radioactieve stoffen en dergelijke. Deze factoren zijn zeer gevaarlijk, omdat hun concentraties en gebieden in de loop van de tijd toenemen, en daarmee de intensiteit van hun impact op de elementen van de natuur. Sommige radioactieve stoffen die door de mens uit de ingewanden van de aarde worden verkregen en in de actieve cyclus van stoffen worden geïntroduceerd, kunnen honderden en duizenden jaren lang radioactiviteit vertonen, terwijl ze Negatieve invloed op de natuur. Het vermogen om te accumuleren vergroot de rol van AP in de ontwikkeling van de natuur aanzienlijk, en is in sommige gevallen zelfs doorslaggevend bij het bepalen van de mogelijkheid van het bestaan ​​​​van individuele soorten en organismen.

Tijdens het migratieproces kunnen sommige factoren van de ene omgeving naar de andere verhuizen en in alle omgevingen in een bepaalde regio optreden. Zo verspreiden radioactieve stoffen zich in het geval van een ongeval in een kerncentrale in de atmosfeer en vervuilen ze ook de bodem, dringen ze door in het grondwater en nestelen zich in waterlichamen. En vaste emissies van industriële ondernemingen uit de atmosfeer komen terecht op de bodem en waterlichamen. Dit kenmerk is inherent aan veel AF's uit een subgroep van factorstoffen. Sommige stabiele chemische factoren worden tijdens het proces van de cyclus van stoffen met behulp van organismen uit waterlichamen naar het land gebracht en vervolgens weer weggespoeld in waterlichamen - dit is hoe de langdurige circulatie en werking van de factor komt voor in een aantal natuurlijke omgevingen.

Het effect van een antropogene factor op levende organismen hangt niet alleen af ​​van de kwaliteit ervan, maar ook van de hoeveelheid per ruimte-eenheid, de dosis van de factor genoemd. De dosis van een factor is een kwantitatief kenmerk van een factor in een bepaalde ruimte. De dosis van de beweidingsfactor zal het aantal dieren van een bepaalde soort per hectare weiland per dag of weideseizoen zijn. De bepaling van het optimale ervan hangt nauw samen met de dosis van een factor. Afhankelijk van hun dosis kunnen AP's verschillende effecten op organismen hebben of er onverschillig tegenover staan. Sommige doses van de factor veroorzaken maximale positieve veranderingen in de natuur en veroorzaken praktisch geen negatieve (directe en indirecte) veranderingen. ze worden optimaal of optimaal genoemd.

Sommige actieve stoffen werken continu in op de natuur, terwijl andere periodiek of sporadisch inwerken. Daarom zijn ze, afhankelijk van de frequentie, onderverdeeld in:

Continu in bedrijf - vervuiling van atmosfeer, water en bodem door emissies van industriële bedrijven en winning van mineralen uit de ondergrond;

periodieke factoren - het ploegen van de grond, het verbouwen en oogsten van gewassen, het laten grazen van huisdieren, enz. Deze factoren hebben alleen op bepaalde uren rechtstreeks invloed op de natuur, daarom houden ze verband met de seizoensgebonden en dagelijkse frequentie van de actie van AF;

Sporadische factoren - voertuigongevallen die leiden tot milieuvervuiling, explosies van nucleaire en thermonucleaire apparaten, bosbranden, enz. Ze kunnen op elk moment plaatsvinden, hoewel ze in sommige gevallen aan een specifiek seizoen kunnen worden gekoppeld.

Het is van groot belang om antropogene factoren te onderscheiden aan de hand van de veranderingen waarin zij een impact hebben of kunnen hebben op de natuur en levende organismen. Daarom zijn ze ook verdeeld op basis van de stabiliteit van zoölogische veranderingen in de natuur:

AF veroorzaakt tijdelijke omgekeerde veranderingen - elke tijdelijke impact op de natuur leidt niet tot de volledige vernietiging van soorten; water- of luchtvervuiling door onstabiele chemicaliën, enz.;

AF veroorzaakt relatief onomkeerbare veranderingen - individuele gevallen van introductie van nieuwe soorten, aanleg van kleine reservoirs, vernietiging van sommige reservoirs, enz.;

AF's die absoluut onomkeerbare veranderingen in de natuur veroorzaken - de volledige vernietiging van bepaalde soorten planten en dieren, volledige terugtrekking uit minerale afzettingen, enz.

De werking van sommige AF kan de zogenaamde antropogene stress van ecosystemen veroorzaken, die in twee varianten voorkomt:

Acute stress, die wordt gekenmerkt door een plotseling optreden, een snelle toename van de intensiteit en een korte duur van verstoringen in ecosysteemcomponenten;

Chronische stress, die wordt gekenmerkt door stoornissen van geringe intensiteit, maar die lang aanhouden of vaak worden herhaald.

Natuurlijke ecosystemen hebben het vermogen om acute stress te weerstaan ​​of ervan te herstellen. Potentiële stressfactoren zijn bijvoorbeeld industrieel afval. Bijzonder gevaarlijk zijn de chemicaliën die nieuwe door mensen geproduceerde chemicaliën bevatten, waarvoor de componenten van het ecosysteem nog geen aanpassingen hebben ondergaan. De chronische werking van deze factoren kan leiden tot significante veranderingen in de structuur en functies van gemeenschappen van organismen in het proces van acclimatisatie en genetische aanpassing daaraan.

In het proces van sociaal metabolisme (dat wil zeggen, metabolisme in het proces van milieubeheer), verschijnen stoffen en energie in de omgeving, gecreëerd met behulp van technologische processen(antropogene factoren). Sommigen van hen worden al lang ‘vervuiling’ genoemd. Vervuiling moet dus worden beschouwd als AF's die een negatief effect hebben op organismen en levenloze hulpbronnen die waardevol zijn voor de mens. Met andere woorden, vervuiling is alles wat in het milieu en op de verkeerde plaats, op het verkeerde moment en in de verkeerde hoeveelheden voorkomt, wat doorgaans inherent is aan de natuur en deze uit balans brengt. Over het algemeen zijn er een groot aantal vormen van vervuiling (Fig. 3.5).

De hele verscheidenheid aan vormen van menselijke vervuiling van de natuurlijke omgeving kan worden teruggebracht tot de volgende hoofdtypen (Tabel 3.2):

o Mechanische vervuiling - bestuiving van de atmosfeer, de aanwezigheid van vaste deeltjes in water en bodem, maar ook in de ruimte.

o Fysieke vervuiling - radiogolven, trillingen, hitte en radioactiviteit, enz.

o Chemisch - vervuiling met gasvormige en vloeibare chemische verbindingen en elementen, evenals hun vaste fracties.

o Biologische vervuiling omvat ziekteverwekkers van infectieziekten, plagen, gevaarlijke concurrenten en sommige roofdieren.

o Straling - overmaat aan het natuurlijke niveau van radioactieve stoffen in het milieu.

o Informatievervuiling - veranderingen in de eigenschappen van het milieu, verslechtert de functies ervan als informatiedrager.

Tabel 3.2. Kenmerken van de belangrijkste soorten milieuvervuiling

Soort vervuiling		Kenmerkend
1. Mechanisch		Verontreiniging van het milieu met middelen die alleen een mechanisch effect hebben zonder fysieke en chemische gevolgen (bijvoorbeeld afval)
2. Chemisch		Veranderingen in de chemische eigenschappen van de omgeving, die ecosystemen en technologische apparaten negatief beïnvloeden
3. Fysiek	Veranderingen in de fysieke parameters van de omgeving: temperatuur en energie (thermisch of thermisch), golven (licht, geluid, elektromagnetisch), straling (straling of radioactief), enz.
3.1. Thermisch (thermisch)	Toename van de omgevingstemperatuur, voornamelijk als gevolg van industriële emissies van verwarmde lucht, gassen en water; kan ook ontstaan ​​als secundair gevolg van veranderingen in de chemische samenstelling van het milieu
3.2. Licht	Verstoring van de natuurlijke verlichting van het gebied als gevolg van de werking van kunstmatige lichtbronnen; kan leiden tot afwijkingen in het leven van planten en dieren
3.3. Lawaai	Het verhogen van de geluidsintensiteit naar een natuurlijker niveau; bij mensen veroorzaakt het verhoogde vermoeidheid, verminderde mentale activiteit en, wanneer het 90-130 dB bereikt, geleidelijk gehoorverlies
3.4. Elektromagnetisch	Wijziging elektromagnetische eigenschappen omgeving (veroorzaakt door hoogspanningslijnen, radio en televisie, de werking van sommige industriële en huishoudelijke installaties, enz.); leidt tot mondiale en lokale geografische afwijkingen en veranderingen in fijne biologische structuren
4. Straling	Het overschrijden van het natuurlijke niveau van radioactieve stoffen in het milieu
5. Biologisch	Penetratie in ecosystemen en technologische apparaten verschillende types dieren en planten die het ecologisch evenwicht verstoren of sociaal-economische verliezen veroorzaken
5.1. Biotisch	Verspreiding van bepaalde, meestal ongewenst voor mensen, voedingsstoffen (uitwerpselen, dode lichamen, enz.) of voedingsstoffen die het ecologische evenwicht verstoren
5.2. Microbiologisch	o Het verschijnen van een extreem groot aantal micro-organismen als gevolg van hun massale voortplanting op antropogene substraten of in door mensen veranderde omgevingen tijdens economische activiteiten. o Het verwerven van pathogene eigenschappen of het vermogen van een voorheen onschadelijke vorm van micro-organismen om andere organismen in gemeenschappen te onderdrukken
6. Informatief	Het veranderen van de eigenschappen van de omgeving schaadt de functies van het opslagmedium

Rijst. 3.5.

Een van de indicatoren die een bepaalde mate van milieuvervuiling kenmerken, is het specifieke vermogen tot vervuiling, dat wil zeggen de numerieke verhouding van een ton producten die door een van de sociale metabolische systemen gaat, tot het gewicht van de stoffen die in de natuur worden uitgestoten en per ton. Voor de landbouwproductie omvatten de stoffen die per ton product in de natuur vrijkomen bijvoorbeeld onontwikkelde en weggespoelde meststoffen en pesticiden van velden, organische stoffen uit veehouderijen, enz. Voor industriële bedrijven zijn dit allemaal vaste, gasvormige en vloeibare stoffen die vrijkomen in de landbouwproductie. natuur. Voor verschillende soorten transportberekeningen worden uitgevoerd per ton getransporteerde producten, en de vervuiling zou niet alleen de uitstoot van voertuigen moeten omvatten, maar ook de goederen die tijdens het transport verspreid raakten.

Het concept van “specifiek vermogen tot vervuiling” moet worden onderscheiden van het concept van “specifieke vervuiling”, dat wil zeggen dat de mate van milieuvervuiling al is bereikt. Deze graad wordt afzonderlijk bepaald voor gewone chemicaliën, thermische vervuiling en stralingsvervuiling, wat te wijten is aan hun verschillende eigenschappen. Ook moet specifieke vervuiling afzonderlijk worden berekend voor bodem, water en lucht. Voor bodem is dit het totale gewicht van alle verontreinigende stoffen per 1 m2 per jaar, voor water en lucht - per 1 m3 per jaar. Specifieke thermische vervuiling is bijvoorbeeld het aantal graden waarmee de omgeving op een bepaald moment of gemiddeld per jaar wordt verwarmd door antropogene factoren.

Het effect van antropogene factoren op ecosysteemcomponenten is niet altijd negatief. Een positieve antropogene impact zal een impact zijn die veranderingen in de natuur veroorzaakt die gunstig zijn voor de mens, gegeven de bestaande aard van interactie tussen samenleving en natuur. Maar tegelijkertijd kan het voor bepaalde elementen van de natuur negatief zijn. Zo is de vernietiging van schadelijke organismen positief voor de mens, maar tegelijkertijd schadelijk voor deze organismen; het creëren van reservoirs is gunstig voor de mens, maar schadelijk voor nabijgelegen bodems, enz.

AF's verschillen in de resultaten in de natuurlijke omgeving waar hun actie toe leidt of kan leiden. Daarom worden, afhankelijk van de aard van het naeffect van de invloed van AF, de volgende mogelijke groepen gevolgen in de natuur onderscheiden:

Vernietiging of volledige vernietiging van individuele elementen van de natuur;

Veranderingen in de eigenschappen van deze elementen (bijvoorbeeld een scherpe afname van de toevoer van zonlicht naar de aarde als gevolg van stof in de atmosfeer, wat leidt tot klimaatveranderingen en verslechtert de omstandigheden voor fotosynthese door planten)

Het vergroten van de bestaande elementen en het creëren van nieuwe elementen van de natuur (bijvoorbeeld het vergroten en creëren van nieuwe bosgebieden, het creëren van reservoirs, enz.);

Beweging in de ruimte (veel soorten planten en dieren, inclusief ziekteverwekkers, bewegen met voertuigen).

Bij het bestuderen van de gevolgen van blootstelling aan AF moet er rekening mee worden gehouden dat deze gevolgen zich niet alleen in onze tijd, maar ook in de toekomst kunnen manifesteren. De gevolgen van de menselijke introductie van nieuwe soorten in ecosystemen verschijnen dus pas na tientallen jaren; gewone chemische vervuiling veroorzaakt vaak alleen ernstige verstoringen van vitale functies als ze zich ophopen in levende organismen, dat wil zeggen enige tijd na directe blootstelling aan de factor. De moderne natuur, waar veel van haar elementen directe of indirecte resultaten zijn van menselijke activiteit, lijkt in weinig op de vorige als resultaat van door de mens aangebrachte veranderingen. Al deze veranderingen zijn tegelijkertijd antropogene factoren die als elementen van de moderne natuur kunnen worden beschouwd. Er zijn echter een aantal AF die geen elementen van de natuur kunnen worden genoemd, omdat ze uitsluitend tot de activiteiten van de samenleving behoren, bijvoorbeeld de invloed van voertuigen, het kappen van bomen, enz. Tegelijkertijd zijn er reservoirs, kunstmatige bossen, reliëf en andere menselijke werken moeten worden beschouwd als antropogene elementen van de natuur, die tegelijkertijd secundaire AF zijn.

Het is belangrijk om in elke regio alle soorten antropogene activiteiten en hun omvang aan te tonen. Voor dit doel worden kwalitatieve en kwantitatieve kenmerken van antropogene factoren uitgevoerd. Kwalitatieve beoordeling van AF wordt uitgevoerd in overeenstemming met de gebruikelijke methoden van de natuurwetenschappen; evalueer de belangrijkste kwalitatieve indicatoren van AF: algemene aard - chemische stof, radiogolven, druk, enz.; basisparameters - golflengte, intensiteit, concentratie, bewegingssnelheid, enz.; tijd en duur van de actie van de factor - continu gedurende de dag, tijdens het zomerseizoen, enz.; evenals de aard van de invloed van de AF op het te bestuderen object - beweging, vernietiging of verandering in eigenschappen, enz.

Kwantitatieve karakterisering van actieve stoffen wordt uitgevoerd om de omvang van hun impact op de componenten van de natuurlijke omgeving te bepalen. In dit geval worden de volgende belangrijkste kwantitatieve indicatoren van AF bestudeerd:

De grootte van de ruimte waarin de factor wordt gedetecteerd en werkt;

De mate van verzadiging van de ruimte met deze factor;

Het totale aantal elementaire en complexe factoren in deze ruimte;

De mate van schade aan objecten;

De mate van dekking van de factor door alle objecten die erdoor worden beïnvloed.

De grootte van de ruimte waarin de antropogene factor wordt gedetecteerd, wordt bepaald op basis van expeditieonderzoek en bepaling van het werkingsgebied van deze factor. De mate van verzadiging van de ruimte door een factor is het percentage van de ruimte die daadwerkelijk door de factor wordt ingenomen ten opzichte van het werkingsgebied van de factor. Het totale aantal factoren (elementair en complex) is een belangrijke allesomvattende indicator van de mate van menselijke impact als antropogene factor op de natuur. Om veel problemen met betrekking tot natuurbehoud op te lossen, is het belangrijk om dit te hebben algemeen idee over de kracht en omvang van het effect van AF op de natuur, dat de intensiteit van de antropogene impact wordt genoemd. Een toename van de intensiteit van de antropogene impact moet gepaard gaan met een overeenkomstige toename van de schaal van milieubeschermingsmaatregelen.

Al het bovenstaande geeft de urgentie aan van productiebeheertaken en de aard van de werking van verschillende antropogene factoren. Met andere woorden, het beheer van AF is de regulering van hun set, distributie in de ruimte, kwalitatieve en kwantitatieve kenmerken om optimale omstandigheden te garanderen voor de ontwikkeling van de samenleving in haar interactie met de natuur. Tegenwoordig zijn er veel manieren om AF te controleren, maar ze behoeven allemaal verbetering. Eén van deze manieren is een volledige stopzetting van de productie van een bepaalde factor, de andere is een afname of, omgekeerd, een toename van de productie van bepaalde factoren. Een andere effectieve manier is om de ene factor door de andere te neutraliseren (ontbossing wordt bijvoorbeeld geneutraliseerd door herbeplanting, de vernietiging van landschappen wordt geneutraliseerd door terugwinning ervan, enz.). Het vermogen van de mens om het effect van AF op de natuur te beheersen zal uiteindelijk leiden tot een rationeel beheer van het hele sociale metabolisme.

Samenvattend moet worden benadrukt dat elke impact van natuurlijke abiotische en biotische factoren in levende organismen die tijdens het evolutieproces bepaalde adaptieve (adaptieve) eigenschappen voortbrengen, terwijl er voor de meerderheid van de antropogene factoren die overwegend plotseling optreden (onvoorspelbare impact) zulke aanpassingen bestaan ​​niet in levende organismen. Het is precies dit kenmerk van de werking van antropogene factoren op de natuur dat mensen voortdurend moeten onthouden en waarmee ze rekening moeten houden bij elke activiteit die verband houdt met de natuurlijke omgeving.

Antropogene factoren - het geheel van verschillende menselijke invloeden op de levenloze en levende natuur. Alleen door hun fysieke bestaan ​​hebben mensen een merkbare invloed op hun omgeving: tijdens het ademen laten ze jaarlijks 1,10 12 kg CO 2 vrij in de atmosfeer, en consumeren ze ruim 5-10 15 kcal met voedsel.

Als gevolg van de menselijke invloed veranderen het klimaat, de oppervlaktetopografie, de chemische samenstelling van de atmosfeer, verdwijnen soorten en natuurlijke ecosystemen, enz. De belangrijkste antropogene factor voor de natuur is verstedelijking.

Antropogene activiteit heeft een aanzienlijke invloed op klimatologische factoren, waardoor hun regimes veranderen. De enorme uitstoot van vaste en vloeibare deeltjes in de atmosfeer door industriële ondernemingen kan bijvoorbeeld de wijze van verspreiding van zonnestraling in de atmosfeer dramatisch veranderen en de warmtestroom naar het aardoppervlak verminderen. De vernietiging van bossen en andere vegetatie, de aanleg van grote kunstmatige reservoirs op voormalige landgebieden vergroten de reflectie van energie, en stofvervuiling, bijvoorbeeld van sneeuw en ijs, verhoogt integendeel de absorptie, wat leidt tot hun intensieve smelten.

In veel grotere mate wordt de biosfeer beïnvloed door menselijke productieactiviteiten. Als gevolg van deze activiteit zullen het reliëf, de samenstelling van de aardkorst en de atmosfeer, de klimaatverandering, de herverdeling van zoet water, de natuurlijke ecosystemen verdwijnen en kunstmatige agro- en techno-ecosystemen ontstaan, gecultiveerde planten worden gecultiveerd, dieren worden gedomesticeerd, enz. .

De menselijke impact kan direct en indirect zijn. Het kappen en ontwortelen van bossen heeft bijvoorbeeld niet alleen een direct effect, maar ook een indirect effect: de levensomstandigheden van vogels en dieren veranderen. Er wordt geschat dat mensen sinds 1600 162 soorten vogels, meer dan 100 soorten zoogdieren en vele andere soorten planten en dieren hebben vernietigd. Maar aan de andere kant creëert het nieuwe variëteiten van planten en dierenrassen, verhoogt het hun opbrengst en productiviteit. De kunstmatige verplaatsing van planten en dieren beïnvloedt ook het leven van ecosystemen. Zo vermenigvuldigden de konijnen die naar Australië werden gebracht zich zo sterk dat ze enorme schade aan de landbouw toebrachten.

De meest voor de hand liggende manifestatie van antropogene invloed op de biosfeer is milieuvervuiling. Het belang van antropogene factoren neemt voortdurend toe naarmate de mens de natuur steeds meer onderwerpt.

Menselijke activiteit is een combinatie van de transformatie van natuurlijke omgevingsfactoren door de mens voor zijn eigen doeleinden en het creëren van nieuwe factoren die voorheen niet in de natuur bestonden. Het smelten van metalen uit ertsen en de productie van apparatuur zijn onmogelijk zonder het creëren van hoge temperaturen, druk en krachtige elektromagnetische velden. Het verkrijgen en behouden van hoge opbrengsten van landbouwgewassen vereist de productie van meststoffen en chemische gewasbeschermingsmiddelen tegen plagen en ziekteverwekkers. De moderne gezondheidszorg is niet denkbaar zonder chemotherapie en fysiotherapie.

Verwezenlijkingen van wetenschappelijke en technologische vooruitgang begonnen te worden gebruikt voor politieke en economische doeleinden, wat zich in hoge mate manifesteerde in het creëren van speciale omgevingsfactoren die mensen en hun eigendommen beïnvloedden: van vuurwapens tot middelen voor massale fysieke, chemische en biologische invloed. In dit geval spreken we over een combinatie van antropotrope (gericht op het menselijk lichaam) en antropocidale factoren die milieuvervuiling veroorzaken.

Aan de andere kant worden, naast dergelijke doelbewuste factoren, tijdens de exploitatie en verwerking van natuurlijke hulpbronnen onvermijdelijk chemische bijproducten gevormd en zones met hoge niveaus van fysieke factoren. Bij ongevallen en rampen kunnen deze processen abrupt van aard zijn, met ernstige gevolgen voor het milieu en materiële gevolgen. Daarom was het noodzakelijk om manieren en middelen te creëren om mensen te beschermen tegen gevaarlijke en schadelijke factoren, wat nu is geïmplementeerd in het bovengenoemde systeem: levensveiligheid.

Ecologische plasticiteit. Ondanks de grote verscheidenheid aan omgevingsfactoren kunnen er een aantal algemene patronen worden geïdentificeerd in de aard van hun impact en in de reacties van levende organismen.

Het effect van factoren hangt niet alleen af ​​van de aard van hun actie (kwaliteit), maar ook van de kwantitatieve waarde die door organismen wordt waargenomen: hoge of lage temperatuur, mate van verlichting, vochtigheid, hoeveelheid voedsel, enz. In het evolutieproces heeft zich het vermogen van organismen ontwikkeld om zich binnen bepaalde kwantitatieve grenzen aan te passen aan omgevingsfactoren. Een afname of toename van de waarde van een factor boven deze grenzen remt de levensactiviteit, en wanneer een bepaald minimum- of maximumniveau wordt bereikt, vindt de dood van organismen plaats.

De werkingszones van een omgevingsfactor en de theoretische afhankelijkheid van de levensactiviteit van een organisme, populatie of gemeenschap hangen af ​​van de kwantitatieve waarde van de factor. Het kwantitatieve bereik van elke omgevingsfactor die het meest gunstig is voor het leven, wordt het ecologische optimale genoemd (lat. ortimus - het beste). Factorwaarden die in de depressiezone liggen, worden milieupessimum (slechtste) genoemd.

De minimum- en maximumwaarden van de factor waarbij de dood optreedt, worden respectievelijk genoemd ecologisch minimum En ecologisch maximum

Alle soorten organismen, populaties of gemeenschappen zijn bijvoorbeeld aangepast om in een bepaald temperatuurbereik te bestaan.

Het vermogen van organismen om zich aan te passen aan het bestaan ​​in een bepaalde reeks omgevingsfactoren wordt ecologische plasticiteit genoemd.

Hoe breder het scala aan omgevingsfactoren waarbinnen een bepaald organisme kan leven, hoe groter de ecologische plasticiteit ervan.

Afhankelijk van de mate van plasticiteit worden twee soorten organismen onderscheiden: stenobiont (stenoeki) en eurybiont (euryek).

Stenobiont- en eurybiont-organismen verschillen in de reeks omgevingsfactoren waarin ze kunnen leven.

Stenobionten(gr. stenos- smal, krap), of nauw aangepast, soorten kunnen alleen met kleine afwijkingen bestaan

factor van de optimale waarde.

Eurybiont(gr. eyrys - breed) zijn wijd aangepaste organismen die grote amplitudes van fluctuaties in omgevingsfactoren kunnen weerstaan.

Historisch gezien zijn dieren, planten en micro-organismen, door zich aan te passen aan omgevingsfactoren, verspreid over verschillende omgevingen en vormen ze de gehele diversiteit aan ecosystemen die de biosfeer van de aarde vormen.

Beperkende factoren. Het idee van beperkende factoren is gebaseerd op twee ecologische wetten: de wet van het minimum en de wet van tolerantie.

Wet van het minimum. Halverwege de vorige eeuw ontdekte de Duitse chemicus J. Liebig (1840), terwijl hij het effect van voedingsstoffen op de plantengroei bestudeerde, dat de opbrengst niet afhankelijk is van die voedingsstoffen die in grote hoeveelheden nodig zijn en in overvloed aanwezig zijn ( bijvoorbeeld CO 2 en H 2 0 ), en van die stoffen die, hoewel de plant ze in kleinere hoeveelheden nodig heeft, vrijwel afwezig zijn in de bodem of ontoegankelijk zijn (bijvoorbeeld fosfor, zink, boor).

Liebig formuleerde dit patroon als volgt: “De groei van een plant is afhankelijk van het voedingselement dat in minimale hoeveelheden aanwezig is.” Deze conclusie werd later bekend als De minimumwet van Liebig en is uitgebreid naar vele andere omgevingsfactoren. Warmte, licht, water, zuurstof en andere factoren kunnen de ontwikkeling van organismen beperken of beperken als hun waarde overeenkomt met het ecologische minimum. De tropische vissenzeeëngel sterft bijvoorbeeld als de watertemperatuur onder de 16 °C daalt. En de ontwikkeling van algen in diepzee-ecosystemen wordt beperkt door de penetratiediepte van zonlicht: er bevinden zich geen algen in de onderste lagen.

De minimumwet van Liebig kan in het algemeen als volgt worden geformuleerd: de groei en ontwikkeling van organismen zijn in de eerste plaats afhankelijk van die omgevingsfactoren waarvan de waarden het ecologische minimum benaderen.

Uit onderzoek is gebleken dat de wet van het minimum twee beperkingen heeft waarmee bij de praktische toepassing rekening moet worden gehouden.

De eerste beperking is dat de wet van Liebig alleen strikt van toepassing is onder omstandigheden van een stationaire toestand van het systeem. In een bepaald waterlichaam wordt bijvoorbeeld de groei van algen onder natuurlijke omstandigheden beperkt door een gebrek aan fosfaten. Stikstofverbindingen worden in overmaat in water aangetroffen. Als afvalwater met een hoog gehalte aan minerale fosfor in dit reservoir wordt geloosd, kan het reservoir ‘bloeien’. Dit proces zal doorgaan totdat een van de elementen tot het beperkende minimum is opgebruikt. Nu kan het stikstof zijn als er fosfor blijft aangevoerd. Op het overgangsmoment (wanneer er nog voldoende stikstof en voldoende fosfor is) wordt het minimale effect niet waargenomen, dat wil zeggen dat geen van deze elementen de groei van algen beïnvloedt.

De tweede beperking heeft betrekking op de interactie van verschillende factoren. Soms is het lichaam in staat het gebrekkige element te vervangen door een ander, chemisch vergelijkbaar element. Zo kan het op plaatsen waar veel strontium aanwezig is, in de schelpen van weekdieren calcium vervangen als daar een tekort aan is. Of de behoefte aan zink bij sommige planten wordt bijvoorbeeld verminderd als ze in de schaduw groeien. Daarom zal een lage zinkconcentratie de plantengroei in de schaduw minder beperken dan bij fel licht. In deze gevallen manifesteert het beperkende effect van zelfs een onvoldoende hoeveelheid van een of ander element zich mogelijk niet.

Wet van tolerantie(lat . tolerantie- geduld) werd ontdekt door de Engelse bioloog W. Shelford (1913), die de aandacht vestigde op het feit dat niet alleen die omgevingsfactoren waarvan de waarden minimaal zijn, maar ook die welke worden gekenmerkt door een ecologisch maximum de ontwikkeling van levende organismen. Overtollige hitte, licht, water en zelfs voedingsstoffen kunnen net zo destructief zijn als het gebrek eraan. V. Shelford noemde het bereik van de omgevingsfactor tussen het minimum en het maximum grens van tolerantie.

De tolerantielimiet beschrijft de amplitude van factorfluctuaties, die het meest vervullende bestaan ​​van de populatie garandeert. Individuen kunnen enigszins verschillende tolerantiebereiken hebben.

Later werden voor veel planten en dieren tolerantiegrenzen voor verschillende omgevingsfactoren vastgesteld. De wetten van J. Liebig en W. Shelford hielpen veel verschijnselen en de verspreiding van organismen in de natuur te begrijpen. Organismen kunnen niet overal worden verspreid omdat populaties een bepaalde tolerantiegrens hebben met betrekking tot schommelingen in omgevingsfactoren.

V. Shelfords tolerantiewet is als volgt geformuleerd: de groei en ontwikkeling van organismen zijn in de eerste plaats afhankelijk van die omgevingsfactoren waarvan de waarden het ecologische minimum of ecologische maximum benaderen.

Het volgende werd gevonden:

Organismen met een breed tolerantiebereik voor alle factoren zijn wijdverspreid van aard en zijn vaak kosmopolitisch, bijvoorbeeld veel pathogene bacteriën;

Organismen kunnen voor de ene factor een breed tolerantiebereik hebben en voor een andere factor een smal bereik. Mensen zijn bijvoorbeeld toleranter ten aanzien van de afwezigheid van voedsel dan ten aanzien van het gebrek aan water, d.w.z. de tolerantiegrens voor water is smaller dan voor voedsel;

Als de omstandigheden voor een van de omgevingsfactoren niet optimaal worden, kan de tolerantiegrens voor andere factoren ook veranderen. Als er bijvoorbeeld een tekort aan stikstof in de bodem is, hebben granen veel meer water nodig;

De werkelijke tolerantiegrenzen die in de natuur worden waargenomen, zijn kleiner dan de potentiële mogelijkheden van het lichaam om zich aan deze factor aan te passen. Dit wordt verklaard door het feit dat in de natuur de grenzen van tolerantie met betrekking tot de fysieke omstandigheden van het milieu kunnen worden verkleind door biotische relaties: concurrentie, gebrek aan bestuivers, roofdieren, enz. Iedereen kan zijn potentieel beter realiseren in gunstige omstandigheden (atleten verzamelen voor speciale training vóór belangrijke wedstrijden, bijvoorbeeld). De potentiële ecologische plasticiteit van het organisme, bepaald in laboratoriumomstandigheden, is groter dan de gerealiseerde mogelijkheden in natuurlijke omstandigheden. Dienovereenkomstig worden potentiële en gerealiseerde ecologische niches onderscheiden;

De tolerantiegrenzen bij fokdieren en nakomelingen zijn kleiner dan bij volwassen individuen, dat wil zeggen dat vrouwtjes tijdens het broedseizoen en hun nakomelingen minder winterhard zijn dan volwassen organismen. De geografische verspreiding van jachtvogels wordt dus vaker bepaald door de invloed van het klimaat op eieren en kuikens, dan op volwassen vogels. De zorg voor nakomelingen en een zorgvuldige houding ten opzichte van het moederschap worden gedicteerd door de natuurwetten. Helaas zijn sociale ‘prestaties’ soms in tegenspraak met deze wetten;

Extreme (stressvolle) waarden van een van de factoren leiden tot een verlaging van de tolerantiegrens voor andere factoren. Als verwarmd water in een rivier terechtkomt, besteden vissen en andere organismen bijna al hun energie aan het omgaan met stress. Ze hebben geen energie om voedsel te verkrijgen, zichzelf te beschermen tegen roofdieren en zich voort te planten, wat leidt tot geleidelijke uitsterving. Psychologische stress kan ook veel somatische (gr. soma- lichaamsziekten, niet alleen bij mensen, maar ook bij sommige dieren (bijvoorbeeld honden). Met stressvolle waarden van de factor wordt aanpassing eraan steeds “duurder”.

Veel organismen zijn in staat de tolerantie voor individuele factoren te veranderen als de omstandigheden geleidelijk veranderen. Je kunt bijvoorbeeld wennen aan de hoge temperatuur van het water in het bad als je in warm water stapt en dan geleidelijk heet water toevoegt. Deze aanpassing aan een langzame factorverandering is een nuttige beschermende eigenschap. Maar het kan ook gevaarlijk zijn. Onverwachts en zonder waarschuwingssignalen kan zelfs een kleine verandering van cruciaal belang zijn. Er treedt een drempeleffect op: de “laatste druppel” kan fataal zijn. Een dun takje kan er bijvoorbeeld voor zorgen dat de rug van een kameel die al overbelast is, breekt.

Als de waarde van ten minste één van de omgevingsfactoren een minimum of maximum nadert, wordt het bestaan ​​en de welvaart van een organisme, populatie of gemeenschap afhankelijk van deze factor die de levensactiviteit beperkt.

Een beperkende factor is elke omgevingsfactor die de extreme waarden van tolerantiegrenzen benadert of overschrijdt. Dergelijke factoren die sterk afwijken van het optimale worden van het allergrootste belang in het leven van organismen en biologische systemen. Zij zijn degenen die de bestaansvoorwaarden controleren.

De waarde van het concept van beperkende factoren is dat het ons in staat stelt de complexe relaties in ecosystemen te begrijpen.

Gelukkig reguleren niet alle mogelijke omgevingsfactoren de relatie tussen milieu, organismen en mensen. Verschillende beperkende factoren blijken in een bepaalde periode prioriteit te hebben. Het zijn deze factoren waar de ecoloog zich op moet concentreren bij het bestuderen en beheren van ecosystemen. Het zuurstofgehalte in terrestrische habitats is bijvoorbeeld hoog en het is zo toegankelijk dat het vrijwel nooit als beperkende factor dient (met uitzondering van grote hoogten en antropogene systemen). Zuurstof is van weinig belang voor ecologen die geïnteresseerd zijn in terrestrische ecosystemen. En in water is het vaak een factor die de ontwikkeling van levende organismen beperkt (bijvoorbeeld het doden van vissen). Daarom meet een hydrobioloog altijd het zuurstofgehalte in water, in tegenstelling tot een dierenarts of ornitholoog, hoewel zuurstof niet minder belangrijk is voor landorganismen dan voor waterorganismen.

Beperkende factoren bepalen ook het geografische bereik van de soort. De beweging van organismen naar het zuiden wordt dus in de regel beperkt door een gebrek aan warmte. Biotische factoren beperken ook vaak de verspreiding van bepaalde organismen. Vijgen die vanuit de Middellandse Zee naar Californië werden gebracht, droegen daar bijvoorbeeld geen vruchten totdat ze besloten een bepaald type wesp daarheen te brengen - de enige bestuiver van deze plant. Het identificeren van beperkende factoren is voor veel activiteiten, vooral in de landbouw, van groot belang. Met gerichte invloed op de randvoorwaarden is het mogelijk om de plantopbrengsten en de dierproductiviteit snel en effectief te verhogen. Bij het verbouwen van tarwe op zure bodems zullen dus geen agronomische maatregelen effectief zijn, tenzij er gebruik wordt gemaakt van kalkaanleg, wat het beperkende effect van zuren zal verminderen. Of als je maïs verbouwt op bodems met een zeer laag fosforgehalte, zelfs met voldoende water, stikstof, kalium en andere voedingsstoffen, stopt het met groeien. Fosfor is in dit geval de beperkende factor. En alleen fosformeststoffen kunnen de oogst redden. Planten kunnen ook doodgaan door te veel water of een teveel aan kunstmest, wat in dit geval ook beperkende factoren zijn.

Kennis van beperkende factoren vormt de sleutel tot ecosysteembeheer. In verschillende perioden van het leven van een organisme en in verschillende situaties fungeren verschillende factoren echter als beperkende factoren. Daarom kan alleen een vakkundige regulering van de levensomstandigheden effectieve managementresultaten opleveren.

Interactie en compensatie van factoren. In de natuur werken omgevingsfactoren niet onafhankelijk van elkaar; ze werken op elkaar in. Het analyseren van de invloed van één factor op een organisme of gemeenschap is geen doel op zich, maar een manier om het relatieve belang te beoordelen van verschillende omstandigheden die samenwerken in echte ecosystemen.

Gezamenlijke invloed van factoren kan worden overwogen aan de hand van het voorbeeld van de afhankelijkheid van de sterfte van krablarven van temperatuur, zoutgehalte en de aanwezigheid van cadmium. Bij afwezigheid van cadmium wordt het ecologische optimale (minimale sterfte) waargenomen in het temperatuurbereik van 20 tot 28 °C en het zoutgehalte van 24 tot 34%. Als cadmium, dat giftig is voor schaaldieren, aan het water wordt toegevoegd, verschuift het ecologische optimale: de temperatuur ligt in het bereik van 13 tot 26 °C en het zoutgehalte van 25 tot 29%. Ook de grenzen van de tolerantie veranderen. Het verschil tussen het ecologische maximum en minimum voor het zoutgehalte na toevoeging van cadmium neemt af van 11 - 47% naar 14 - 40%. De tolerantiegrens voor de temperatuurfactor loopt daarentegen op van 9 - 38 °C naar 0 - 42 °C.

Temperatuur en vochtigheid zijn de belangrijkste klimaatfactoren in terrestrische habitats. De interactie tussen deze twee factoren creëert in wezen twee hoofdtypen klimaat: maritiem en continentaal.

Reservoirs verzachten het klimaat op het land, omdat water een hoge specifieke smeltwarmte en warmtecapaciteit heeft. Daarom wordt het zeeklimaat gekenmerkt door minder scherpe schommelingen in temperatuur en vochtigheid dan het continentale klimaat.

De effecten van temperatuur en vochtigheid op organismen zijn ook afhankelijk van de verhouding tussen hun absolute waarden. De temperatuur heeft dus een meer uitgesproken beperkend effect als de luchtvochtigheid erg hoog of erg laag is. Iedereen weet dat hoge en lage temperaturen bij een hoge luchtvochtigheid minder goed worden verdragen dan bij een matige luchtvochtigheid.

De relatie tussen temperatuur en vochtigheid als de belangrijkste klimaatfactoren wordt vaak weergegeven in de vorm van klimogramgrafieken, die het mogelijk maken om verschillende jaren en regio's visueel te vergelijken en de productie van planten of dieren voor bepaalde klimatologische omstandigheden te voorspellen.

Organismen zijn geen slaven van het milieu. Ze passen zich aan de levensomstandigheden aan en veranderen deze, dat wil zeggen, ze compenseren de negatieve impact van omgevingsfactoren.

Compensatie van omgevingsfactoren is de wens van organismen om het beperkende effect van fysieke, biotische en antropogene invloeden te verzwakken. Compensatie van factoren is mogelijk op organisme- en soortniveau, maar is het meest effectief op gemeenschapsniveau.

Bij verschillende temperaturen kan dezelfde soort, die een brede geografische spreiding heeft, fysiologische en morfologische (gr. torphe - vorm, omtrek) kenmerken aangepast aan de plaatselijke omstandigheden. Hoe kouder het klimaat bijvoorbeeld, hoe korter de oren, staarten en poten van dieren, en hoe massiever hun lichaam.

Dit patroon wordt de regel van Allen (1877) genoemd, volgens welke de uitstekende delen van het lichaam van warmbloedige dieren groter worden naarmate ze van noord naar zuid bewegen, wat verband houdt met aanpassing aan het handhaven van een constante lichaamstemperatuur in verschillende klimatologische omstandigheden. Vossen die in de Sahara leven, hebben dus lange ledematen en enorme oren; de Europese vos is gedrongener, zijn oren zijn veel korter; en de poolvos – de poolvos – heeft hele kleine oren en een korte snuit.

Bij dieren met een goed ontwikkelde motoriek is compensatie van factoren mogelijk door adaptief gedrag. Hagedissen zijn dus niet bang voor plotseling koud weer, omdat ze overdag de zon in gaan en zich 's nachts verstoppen onder verwarmde stenen. Veranderingen die optreden tijdens het aanpassingsproces zijn vaak genetisch vastgelegd. Op gemeenschapsniveau kan compensatie van factoren worden uitgevoerd door soorten te veranderen langs een gradiënt van omgevingsomstandigheden; Bij seizoensveranderingen is er bijvoorbeeld sprake van een natuurlijke verandering in plantensoorten.

Organismen maken ook gebruik van de natuurlijke periodiciteit van veranderingen in omgevingsfactoren om functies over de tijd te verdelen. Ze ‘programmeren’ levenscycli zo dat ze maximaal gebruik maken van gunstige omstandigheden.

Het meest opvallende voorbeeld is het gedrag van organismen, afhankelijk van de lengte van de dag - fotoperiode. De amplitude van de daglengte neemt toe met de geografische breedtegraad, waardoor organismen niet alleen rekening kunnen houden met de tijd van het jaar, maar ook met de breedtegraad van het gebied. Fotoperiode is een ‘tijdschakelaar’ of trigger voor een reeks fysiologische processen. Het bepaalt de bloei van planten, de rui, de migratie en voortplanting bij vogels en zoogdieren, enz. Fotoperiode wordt geassocieerd met de biologische klok en dient als een universeel mechanisme voor het reguleren van functies in de loop van de tijd. Biologische klokken verbinden de ritmes van omgevingsfactoren met fysiologische ritmes, waardoor organismen zich kunnen aanpassen aan de dagelijkse, seizoens-, getijden- en andere dynamiek van factoren.

Door de fotoperiode te veranderen, kunt u ook veranderingen in lichaamsfuncties veroorzaken. Zo krijgen bloemenkwekers, door het lichtregime in kassen te veranderen, plantenbloei buiten het seizoen. Als je na december onmiddellijk de daglengte verlengt, kan dit verschijnselen veroorzaken die in de lente optreden: bloei van planten, rui bij dieren, enz. Bij veel hogere organismen zijn aanpassingen aan de fotoperiode genetisch vastgelegd, d.w.z. de biologische klok kan werken zelfs als er geen natuurlijke dagelijkse of seizoensdynamiek is.

Het doel van het analyseren van omgevingscondities is dus niet het samenstellen van een eindeloze lijst van omgevingsfactoren, maar het ontdekken ervan functioneel belangrijke, beperkende factoren en beoordelen in welke mate de samenstelling, structuur en functie van ecosystemen afhankelijk zijn van de interacties van deze factoren.

Alleen in dit geval zal het mogelijk zijn om op betrouwbare wijze de resultaten van veranderingen en verstoringen te voorspellen en ecosystemen te beheren.

Antropogene beperkende factoren. Als voorbeelden van antropogene beperkende factoren die het mogelijk maken om natuurlijke en door de mens gemaakte ecosystemen te beheren, is het handig om branden en antropogene stress te beschouwen.

Branden als antropogene factor worden vaak alleen maar negatief beoordeeld. Onderzoek van de afgelopen vijftig jaar heeft aangetoond dat natuurbranden deel kunnen uitmaken van het klimaat in veel landhabitats. Ze beïnvloeden de evolutie van flora en fauna. Biotische gemeenschappen hebben ‘geleerd’ om deze factor te compenseren en zich eraan aan te passen, zoals temperatuur of vochtigheid. Vuur kan worden beschouwd en bestudeerd als een omgevingsfactor, samen met temperatuur, neerslag en bodem. Bij correct gebruik kan vuur een waardevol hulpmiddel voor het milieu zijn. Sommige stammen verbrandden bossen voor hun eigen behoeften lang voordat mensen systematisch en doelbewust het milieu begonnen te veranderen. Vuur is een zeer belangrijke factor, onder meer omdat iemand er meer controle over heeft dan andere beperkende factoren. Het is moeilijk om een ​​stuk land te vinden, vooral in gebieden met droge perioden, dat niet minstens één keer in de vijftig jaar een brand heeft meegemaakt. De meest voorkomende oorzaak van natuurbranden is blikseminslag.

Branden zijn er in verschillende soorten en hebben verschillende gevolgen.

Kroon- of bosbranden zijn meestal erg hevig en kunnen niet onder controle worden gebracht. Ze vernietigen de kruin van bomen en vernietigen alle organische stoffen in de bodem. Dit soort branden hebben een beperkend effect op bijna alle organismen in de gemeenschap. Het zal nog vele jaren duren voordat de site weer hersteld is.

Grondbranden zijn totaal anders. Ze hebben een selectieve werking: voor sommige organismen zijn ze beperkender dan voor andere. Grondbranden bevorderen dus de ontwikkeling van organismen met een hoge tolerantie voor de gevolgen ervan. Ze kunnen natuurlijk zijn of speciaal door de mens georganiseerd. Er wordt bijvoorbeeld een geplande verbranding in een bos ondernomen om de concurrentie voor de waardevolle soorten moerasdennen uit loofbomen uit te schakelen. Moerasden is, in tegenstelling tot loofbomen, bestand tegen vuur, omdat de apicale knop van de zaailingen wordt beschermd door een stel lange, slecht brandende naalden. Als er geen branden zijn, verstikt de groei van loofbomen dennen, evenals granen en peulvruchten. Dit leidt tot onderdrukking van patrijzen en kleine herbivoren. Daarom zijn maagdelijke dennenbossen met een overvloed aan wild ecosystemen van het ‘vuur’-type, dat wil zeggen dat ze periodieke grondbranden vereisen. In dit geval leidt de brand niet tot verlies van voedingsstoffen in de bodem en is deze niet schadelijk voor mieren, insecten en kleine zoogdieren.

Zelfs een klein vuurtje is gunstig voor stikstofbindende peulvruchten. Het branden gebeurt 's avonds, zodat het vuur 's nachts door dauw wordt gedoofd en het smalle brandfront gemakkelijk kan worden overschreden. Bovendien vormen kleine grondbranden een aanvulling op de werking van bacteriën om dood afval om te zetten in minerale voedingsstoffen die geschikt zijn voor een nieuwe generatie planten. Voor hetzelfde doel worden gevallen bladeren in de lente en de herfst vaak verbrand. Geplande verbranding is een voorbeeld van het beheren van een natuurlijk ecosysteem met behulp van een beperkende omgevingsfactor.

De beslissing of de mogelijkheid van brand volledig moet worden geëlimineerd of dat vuur als beheersfactor moet worden gebruikt, moet volledig afhangen van het soort gemeenschap dat op de locatie gewenst is. De Amerikaanse ecoloog G. Stoddard (1936) was een van de eersten die gecontroleerde geplande verbranding ‘verdedigde’ om de productie van waardevol hout en wild te vergroten, in een tijd dat, vanuit het oogpunt van boswachters, elk vuur als schadelijk werd beschouwd.

De nauwe relatie van Burning met de grassamenstelling speelt een sleutelrol bij het behouden van de verbazingwekkende diversiteit aan antilopen en hun roofdieren in de Oost-Afrikaanse savannes. Branden hebben een positief effect op veel granen, omdat hun groeipunten en energiereserves ondergronds liggen. Nadat de droge bovengrondse delen zijn uitgebrand, keren de voedingsstoffen snel terug naar de bodem en groeit het gras weelderig.

De vraag ‘branden of niet branden’ kan natuurlijk verwarrend zijn. Door nalatigheid veroorzaken mensen vaak een toename van de frequentie van destructieve ‘wilde’ branden. De strijd om de brandveiligheid in bossen en recreatiegebieden is de tweede kant van het probleem.

In geen geval heeft een particulier het recht om opzettelijk of per ongeluk brand in de natuur te veroorzaken - dit is het voorrecht van speciaal opgeleide mensen die bekend zijn met de regels voor landgebruik.

Antropogene stress kan ook als een soort beperkende factor worden beschouwd. Ecosystemen zijn grotendeels in staat om antropogene stress te compenseren. Het is mogelijk dat ze van nature zijn aangepast aan acute periodieke stress. En veel organismen hebben af ​​en toe verstoringen nodig om hun stabiliteit op de lange termijn te bevorderen. Grote watermassa's hebben vaak een goed vermogen om zichzelf te zuiveren en hun kwaliteit te herstellen na vervuiling, net als veel terrestrische ecosystemen. Schendingen op lange termijn kunnen echter tot uitgesproken en blijvende negatieve gevolgen leiden. In dergelijke gevallen kan de evolutionaire geschiedenis van aanpassing organismen niet helpen; compensatiemechanismen zijn niet onbeperkt. Dit geldt vooral wanneer zeer giftig afval wordt gedumpt, dat voortdurend door een geïndustrialiseerde samenleving wordt geproduceerd en voorheen niet in het milieu aanwezig was. Als we er niet in slagen dit giftige afval te isoleren van mondiale levensondersteunende systemen, zullen ze onze gezondheid rechtstreeks bedreigen en een belangrijke beperkende factor voor de mensheid worden.

Antropogene stress wordt conventioneel in twee groepen verdeeld: acuut en chronisch.

De eerste wordt gekenmerkt door een plotseling begin, een snelle toename van de intensiteit en een korte duur. In het tweede geval duren de verstoringen met een lage intensiteit lang of worden herhaald. Natuurlijke systemen hebben vaak voldoende capaciteit om met acute stress om te gaan. De slapende zaadstrategie zorgt er bijvoorbeeld voor dat een bos zich kan herstellen nadat het is gekapt. De effecten van chronische stress kunnen ernstiger zijn omdat de reacties erop niet zo voor de hand liggend zijn. Het kan jaren duren voordat veranderingen in organismen worden opgemerkt. Het verband tussen kanker en roken werd dus pas enkele decennia geleden ontdekt, ook al bestond het al heel lang.

Het drempeleffect verklaart gedeeltelijk waarom sommige milieuproblemen zich onverwacht voordoen. In feite stapelen ze zich al jaren op. Bossen beginnen bijvoorbeeld te lijden onder enorme boomsterfte na langdurige blootstelling aan luchtverontreinigende stoffen. We beginnen het probleem pas op te merken na de dood van veel bossen in Europa en Amerika. Tegen die tijd waren we tien tot twintig jaar te laat en konden we de tragedie niet voorkomen.

Tijdens de periode van aanpassing aan chronische antropogene invloeden neemt de tolerantie van organismen voor andere factoren, zoals ziekten, af. Chronische stress wordt vaak in verband gebracht met giftige stoffen die, hoewel in kleine concentraties, voortdurend in het milieu terechtkomen.

Het artikel “Poisoning America” (Times Magazine, 22 september 1980) verschaft de volgende gegevens: “Van alle menselijke ingrepen in de natuurlijke orde der dingen neemt er geen zo alarmerend snel toe als de creatie van nieuwe chemische verbindingen. Alleen al in de VS creëren sluwe ‘alchemisten’ elk jaar ongeveer 1.000 nieuwe medicijnen. Er zijn ongeveer 50.000 verschillende chemicaliën op de markt. Velen van hen zijn ongetwijfeld van groot nut voor de mens, maar bijna 35.000 verbindingen die in de Verenigde Staten worden gebruikt, zijn zeker of potentieel schadelijk voor de menselijke gezondheid.”

Het gevaar, mogelijk catastrofaal, is de vervuiling van het grondwater en de diepe watervoerende lagen, die een aanzienlijk deel van de watervoorraden van de planeet uitmaken. In tegenstelling tot oppervlaktegrondwater is grondwater niet onderhevig aan natuurlijke zelfzuiveringsprocessen vanwege het gebrek aan zonlicht, snelle stroming en biotische componenten.

Zorgen worden niet alleen veroorzaakt door schadelijke stoffen die in water, bodem en voedsel terechtkomen. Miljoenen tonnen gevaarlijke stoffen komen in de atmosfeer terecht. Alleen boven Amerika eind jaren zeventig. uitgestoten: zwevende deeltjes - tot 25 miljoen ton/jaar, SO 2 - tot 30 miljoen ton/jaar, NO - tot 23 miljoen ton/jaar.

We dragen allemaal bij aan de luchtvervuiling door het gebruik van auto's, elektriciteit, industriële producten, enz. Luchtvervuiling is een duidelijk negatief feedbacksignaal dat de samenleving kan behoeden voor vernietiging, omdat het gemakkelijk door iedereen kan worden opgemerkt.

De behandeling van vast afval werd lange tijd als een ondergeschikte aangelegenheid beschouwd. Vóór 1980 waren er gevallen waarin woonwijken werden gebouwd op voormalige stortplaatsen voor radioactief afval. Nu is het, zij het met enige vertraging, duidelijk geworden: de opeenhoping van afval beperkt de ontwikkeling van de industrie. Zonder het creëren van technologieën en centra voor de verwijdering, neutralisatie en recycling ervan is verdere vooruitgang van de industriële samenleving onmogelijk. Allereerst is het noodzakelijk om de meest giftige stoffen veilig te isoleren. De illegale praktijk van ‘nachtlozingen’ moet worden vervangen door betrouwbare isolatie. We moeten op zoek gaan naar alternatieven voor giftige chemicaliën. Met het juiste leiderschap kunnen afvalverwerking en recycling een aparte industrie worden die nieuwe banen zal genereren en zal bijdragen aan de economie.

Het oplossen van het probleem van antropogene stress moet gebaseerd zijn op een holistisch concept en vereist een systematische aanpak. Proberen elke verontreinigende stof als een op zichzelf staand probleem te behandelen is niet effectief; het verplaatst het probleem alleen maar van de ene plaats naar de andere.

Als het de komende tien jaar niet mogelijk is om het proces van verslechtering van de kwaliteit van het milieu in te dammen, dan is het waarschijnlijk dat niet een tekort aan natuurlijke hulpbronnen, maar de impact van schadelijke stoffen een factor zal worden die de ontwikkeling van de beschaving beperkt.

Gerelateerde informatie.