1.3. Рост и распространение живых организмов зависят от условий внешней среды. Этот термин подразумевает часть природы, воздействующую на экологическую систему.

Элементы среды, прямо влияющие на жизнедеятельность организмов, определяются как факторы среды. Элемент среды, количество которого может быть исчерпано в процессе жизнедеятельности организма, является ресурсом.

Существуют различные подходы к классификации экологических факторов:

1. Наиболее простая и употребительная, но не совсем четкая, разделяет факторы на:

- абиотические – воздействие элементов неживой природы,

- биотические – воздействие организмов друг на друга,

• антропические – воздействие человека на природу.

Рис. 1.1. Классификация абиотических факторов.

2. Внутренние и внешние (эндогенные и экзогенные).

3. В зависимости от среды, в кото­рой они действуют:

а) климатические и атмосферные факторы: свет, температура воздуха, атмосферная влажность, осадки, ветер, газовый состав воздуха;

б) эдафические факторы, характеризующие субстрат: темпе­ратура почвы, влага и воздух в почве, ее физические и химиче­ские свойства;

в) топографические факторы, связанные с орографией зем­ной поверхности: их влияние сказывается лишь при посредстве климатических и эдафических изменений;

г) биотические факторы, к которым относят взаимодействие организмов между собой, и в частности воздействие человека.

4. Классификация, основанная на природе и характере фи­зиологического воздействия факторов независимо от их локали­зации. Здесь различают:

а) энергетические факторы: излучение, в частности, свет и тепло;

б) водные факторы: атмосферная и почвенная вода;

в) химические факторы: газовый состав атмосферы и почвы, газы и другие вещества, растворенные в воде, минеральные и органические вещества почвы;

г) механические факторы: ветер, эрозия, снег, огонь;

д) биотические факторы: взаимодействие организмов.

5. Экологические факторы изменчивы во времени и пространстве. Некоторые факторы среды считаются относительно постоянными на протяжении длительных периодов времени в эволюции видов. Например, сила тяготения, солнечная радиация, солевой состав океана. Большинство экологических факторов: температура воздуха, влажность, скорость движения воздуха – очень изменчивы в пространстве и во времени. В соответствии с этим экологические факторы делят на:

1) регулярно-периодические, меняющие силу воздействия в связи со временем суток, сезоном года или ритмом приливов и отливов в океане;

2) нерегулярно-периодические, явления катастрофического характера; изменение погодных условий в разные сезоны года, бури, ливни, наводнения и т.д.

Все факторы находятся в тесном взаимодей­ствии и часто трудно провести грань между ними.

Действие экологических факторов подчиняется ряду законов. Каждый вид обладает собственными экологическими преферендумами, обусловленными наследственно. К ним относятся, например, определенные требова­ния к температуре, наличию воды, питательных веществ, света и т. д. Причем, на разных стадиях развития – различные. Организм может существовать только в определенном диапазоне значений каждого фактора среды.

Способность вида заселять различные среды, характеризующиеся определенными диапазонами факторов, называют экологической валентностью. Экологическая валентность определяет круг местообитаний, в которых могут существовать особи данного вида. У одних видов экологическая валентность широкая, у других – узкая. Виды с широкой экологической валентностью, живущие в условиях очень различающихся значений интенсивности факторов, называются эврибионтами. Организмы, жизненные возможности которых заключены в узких границах изменения факторов, называются стенобионтами.

Закон оптимума. На рис. 1.2 представлена схема зависимости функций особи от интенсивности фактора. В непосредственной близости к критическим точкам расположены зоны пессимума, в кото­рых активность организма сильно ограничена; далее – субоптимальные зоны, в границах которых по мере удаления от зоны пессимума наблю­дается рост положительных экологических реакций организма. Средняя зона определяется как экологический оптимум. Интенсивность фактора в этих границах наиболее благоприятна для функционирования орга­низма.

y

х

Рис. 1.2. Схема зависимости между жизнедеятельностью

организма (y) и интенсивностью фактора среды (х).

В. Шелфорд (1913) сформулировал «закон толерантности». Организмы характеризуются экологическим минимумом и экологическим максимумом; диапазон между этими двумя величинами составляет то, что принято называть областью толерантности. Фактор, по которому организм обла­дает узким диапазоном толерантности, может быть лимитирующим. Например, содер­жание кислорода в наземных местообитаниях редко служит лимитирующим фактором для наземных организмов, но кислород в воде – ограничитель распространения живых организмов. Антропический стресс и токсичные отходы – лимитирующий фактор индустриальной цивилизации. Если мы не сможем сократить, ограничить или как-то изолировать от глобальных систем жизнеобеспечения токсичные отходы, которые постоянно производит индустриализованное общество, эти ядовитые отходы будут непосредственно угрожать нашему здоровью и станут для человечества основным лимитирующим фактором. Из всех вмешательств человека в естественный порядок вещей ни одно не нарастает такими темпами, как создание новых химических соединений.

Кривая валентности экологических факторов в границах толерантности не всегда симметрична с центральным расположением области оптимума. Во многих случаях оптимум может располагаться вблизи краевых точек, т.е. наиболее благоприятным для организма интервалом для данного фактора будет тот, где интенсивность фактора или минимальна, или максимальна. Например, для пресноводных организмов оптимум появляется при минимальном содержании солей в воде, тогда как у морских организмов оптимум располагается на другой границе зоны толерантности (содержание солей наивысшее).

Чтобы выразить относительную степень толерантности, в экологии существует ряд терминов, в которых используются пристав­ки стено-, что означает узкий, и эври- широкий. Итак, стенотермный – эвритермный (в отношении температуры), стеногидрический – эвригидрический (в отношении воды), стеногалинный – эвригалинный (в отношении солености), стенофагный – эврифагный (в отношении пищи), стеноойкный – эвриойкный (в отношении выбора местообитания).