Основные закономерности взаимодействия экологических факторов на различных уровнях организации экосистем

Вопросы лекции
1. Закон минимума Либиха.
2. Закон толерантности Шелфорда.
3. Закон лимитирующих факторов Одума.
4. Закон 1 % и 10 % энергии Линдемана.
5. Закон об экологической сукцессии.
6. Закон о конкурентном исключении Г.Ф. Гаузе
7. Типы природных и антропогенных экосистем.

1. Закон минимума Либиха
Немецкий учёный Юстус Либих (1803-1873) сформулировал теорию минерального питания растений.
Он звучит так: «Веществом, присутствующим в минимуме, управляется урожай, определяется его величина и стабильность во времени».
Развитие растений зависит не от тех химических элементов, которых достаточно присутствует в почве, а от тех, которых не хватает.

1. Закон минимума Либиха
Выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.
А дальнейшее снижение данных экологических факторов ведет к гибели организма или деструкции экосистемы.
В то же время организм в определенной мере способен заменить одно дефицитное вещество другим, близким функционально или физически.

1. Закон минимума Либиха
Этот закон справедлив как для растительного мира, так и для животного.
Знание этого закона и его грамотное применение играют большую роль в экологическом прогнозировании и экспертизе экологических и аграрных проектов.
Что в свою очередь очень важно для правильной эксплуатации природных ресурсов.

2. Закон толерантности Шелфорда.
Закон Либиха получил развитие в работах американского учёного Виктора Эрнста Шелфорда (1877 – 1968).
Он выяснил, что не только отсутствие, но и избыток вещества или фактора может привести к нежелательным последствиям.
Так даже вода в избытке в засушливых районах может принести больше вреда, чем пользы – может произойти закисление почвы, корни растений могут «задохнуться».

2. Закон толерантности Шелфорда.
Лимитирующим может быть как минимум, так и максимум экологического фактора.
Чем больше амплитуда колебаний фактора выносливости организма, тем более организм жизнеспособен.
«Закон толерантности» - любой живой организм имеет определённые верхний и нижний пределы устойчивости к любому экологическому фактору.

2. Закон толерантности Шелфорда.
Организм может иметь широкие или узкие границы устойчивости.
При выходе за эти пределы у организма возникают стойкие функциональные отклонения
В то же время организм может иметь широкие границы в одном факторе и узкие в другом.

2. Закон толерантности Шелфорда.
Для того, что бы успешно охранять окружающую среду надо обеспечивать состав и режимы экологических факторов в пределах лимитирующих факторов.

3. Закон лимитирующих факторов Одума.
1. Организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного экологического фактора и низкий в отношении другого;
2. Организмы с широким диапазоном толерантности в отношении всех экологических факторов наиболее распространены;
3. Если условия по какому-либо экологическому фактору неоптимальны, то диапазон толерантности может сузиться и в отношении других факторов;
4 Многие факторы среды могут стать лимитирующими в критические периоды жизни организмов.

4. Закон 1 % и 10 % энергии Линдемана.
Закон одного процента - в экологии - закон, в соответствии с которым изменение энергетики природной системы в пределах до 1%, как правило, не выводит природную систему из равновесного состояния.
Закон пирамиды энергий Р.Линдемана - в экологии - закон, согласно которому при переходе с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой потребляется в среднем 10% энергии биомассы или вещества в энергетическом выражении.

4. Закон 1 % и 10 % энергии Линдемана.
Трофический уровень – совокупность организмов, получающих преобразованную в пищу энергию Солнца и химических реакций (от автотрофов) через одинаковое число посредников.
Сюда включаются и паразиты хищников, и переработка остатков жизнедеятельности первичных и вторичных хищников.

4. Закон 1 % и 10 % энергии Линдемана.

5. Закон об экологической сукцессии.
Сукцессия – последовательная смена биоценозов, преемственно возникающих на одной и той же территории под влиянием природных и антропогенных факторов.
Бывают сукцессии:
антропогенные,
зоогенные,
катастрофические,
циклические.

5. Закон об экологической сукцессии.
Климакс (в экологии) – заключительная, относительно устойчивая фаза развития биологической системы, находящаяся в наиболее полном единстве с биотипом, характеристикой и климатом данной местности.
Климаксные экосистемы обычно чувствительны к различным вмешательствам в их жизнь.

5. Закон об экологической сукцессии.
Принцип сукцессионного замещения - в экологии - положение, согласно которому сообщества организмов формируют ряд закономерно сменяющих друг друга экосистем, ведущий к наиболее устойчивой в данных условиях климаксовой природной системе.
Виды-эдификаторы - виды, которые в наибольшей мере создают среду обитания.
Например, для степных экосистем эдификаторами являются плотнокустовые злаки (ковыль и типчак).
Сосна – ель.

5. Закон об экологической сукцессии.

6. Закон о конкурентном исключении Г.Ф. Гаузе.
Принцип исключения Гаузе - в экологии - закон, согласно которому два вида не могут существовать в одной и той же местности, если они занимают одну и ту же экологическую нишу.
В связи с этим принципом при ограниченности возможностей пространственно-временного разобщения один из видов вырабатывает новую экологическую нишу или исчезает

6. Закон о конкурентном исключении Г.Ф. Гаузе.
Под экологической нишей понимают обычно место организма в природе и весь образ его жизне­деятельности, или, как говорят, жизненный статус, вклю­чающий отношение к факторам среды, видам пищи, време­ни и способам питания, местам размножения, укрытий и т. п.
Закон необратимости эволюции (Закон Л. Долло) – организм, популяция или вид не может вернуться к прежнему состоянию, уже осуществлённому в ярду его предков. Организмы и их состояние, эволюционно неповторимы.

7. Типы природных и антропогенных экосистем
Экосистемы подразделяются на сухопутные, водные и антропогенные экосистемы.
Крупные наземные экосистемы называют биомами.
Они включают в себя несколько более мелких экосистем.
Основным лимитирующим фактором для сухопутных экосистем является количество осадков.
Существует несколько классификаций экосистем.

7. Типы природных и антропогенных экосистем
Вечнозеленый тропический дождевой лес
Полувечнозелеиый тропический лес: выраженный влажный и сухой сезоны
Пустыня: травянистая и кустарниковая
Чапараль — районы с дождливой зимой и засушливым летом
Тропические грасленц и саванна
Степь умеренной зоны
Листопадный лес умеренной зоны
Бореальные хвойные леса
Тундра: арктическая и альпийская

7. Типы природных и антропогенных экосистем
Типы морских экосистем
Открытый океан (пелагическая)
Воды континентального шельфа (прибрежные воды)
Районы апвеллинга (плодородные районы с продуктивным рыболовством)
Эстуарии (прибрежные бухты, проливы, устья рек, соленые марши и т.