Абіотичні фактори                     Біотичні фактори         Антропогенні фактори

Кліматичні: - світло,                     Фітогенні: створені        будівництво

 - температура,                               рослинними організмами видобування

- вологість,                                                                                    корисних копалин

 - тиск,                                                                                            розвиток промисловості

 - вітер.                                                                                           та транспорту

Едафогенні (грунтові):                  Зоогенні: створені           рекреаційні

- механічний склад,                  тваринами                        лісокористування

- вологоємність,                                                                       вилов риби на водоймах

- повітряпроникненність,        Мікробіогенні:,

- щільність.                                віруси, бактерії

Орографічні:

- рельєф,

- висота над рівнем моря,            

- експозиція схилів.

Хімічні:

- газовий склад повітря,

- сольовий склад води,

- концентрація,

- кислотність та склад ґрунтових розчинів.

КЛАСИФІКАЦІЯ 2 - виділяють фактори які залежать чи не залежать від інших організмів певного простору. Зрозуміло, що наприклад, мікрокліматичні фактори не залежать від, тварин, людини, в той же час масові захворювання, що викликаються мікроорганізмами серед тварин залежать безумовно від чисельності мікроорганізмів. Але тварини, наприклад гусениці, при масовому знищенні крон дерев, змінюють мікрокліматичні умови ділянки їх розмноження: у лісі можуть змінитися вітровий режим, вологообіг, динаміка температури та ін. Зростання чисельності гусениці та інших комах призводить до зростання чисельності комахоїдних птахів і т.д.

КЛАСИФІКАЦІЯ 3. Існує класифікація екологічних факторів за періодичністю, запропонована А.С. Мончадським. Він виходив з того, що пристосовчі реакції організмів до тих чи інших факторів середовища визначаються ступенем постійності впливу цих факторів, т.т. періодичністю.

Так виділяють стабільні фактори – ті, що не змінюються протягом тривалого часу (земне тяжіння, сонячна стала, склад атмосфери тощо , періодичні - первинні періодичні фактори: явища пов’язані із обертанням Землі – зміна сезонів року, добова зміна освітлення. Ці фактори проявлялись іще до появи живого на Землі, тому утворені організми одразу мали адаптуватися до таких умов.

Вторинні періодичні фактори – наслідок первинних: вологість, температура, опади та ін.

Неперіодичні фактори – це фактори у яких нема правильної періодичності, циклічності: такі наприклад грунтові фактори, стихійні явища, антропогенні впливи, наявність хімічних речовин у повітрі, воді, грунтах в залежності від інтенсивності діяльності промислових підприємств та ін.

Внаслідок діяльності людини змінюються фактори середовища, а організмам для закріплення адаптації необхідний тривалий час еволюції – десятки і сотні поколінь морфологічно та генетично різноякісних індивідуумів. Зрозуміло, що певний фактор має впливати на організми з певною періодичністю. Оскільки динаміка природних періодичних факторів є однією з рушійних сил відбору та еволюції, то живі організми, як правило, не встигають пристосуватися до різких змін, однак мікроорганізмів це не стосується.

Таким чином більшість високоорганізованих живих організмів складно пристосовуються до неперіодичних факторів. Вплив людини на оточуюче середовище і полягає в першу чергу у зміні режиму більшості біотичних та абіотичних факторів за ті межі які зазвичай відповідають екологічним вимогам живих організмів.

Будь-якому живому організму необхідні не загалом температура. Вологість, мінеральні та органічні речовини або інші фактори, але їх певний режим, т.т. існують деякі верхні та нижні межі амплітуди припустимих змін цих факторів. Чим ширші межі фактора, тим вища стійкість, толерантність даного організму, тобто його здатність витримувати відхилення екологічних факторів від оптимальних для нього. Для нормального існування, розвитку, розмноження організм потребує існування всього набору необхідних факторів в оптимальних режимах і достатніх кількостях.

2. АБІОТИЧНІ ФАКТОРИ: НАЗЕМНОГО СЕРЕДОВИЩА, ГРУНТУ, ВОДНОГО СЕРЕДОВИЩА.

Абіотичні фактори наземного середовища являють собою сукупність кліматичних та ґрунтових факторів.

Кліматичні фактори:

Енергія Сонця. Кількість енергії сонця, що потрапляє до земної поверхні постійна 21*10²³кДж – сонячна постійна. Як вам відомо внаслідок шароподібної форми Землі сонячна радіація розподіляється по її поверхні неоднаково, це створює певні специфічні умови для існування живих організмів.

Освітленість земної поверхні, пов’язана із променистою енергією і визначається тривалістю та інтенсивністю світлового потоку, внаслідок обертання Землі існує освітлена і темна частина доби, що відіграє значну роль у добових ритмах існування живих організмів. Майже у всіх організмів існують циркадні (добові) режими активності. По відношенню до світла всі рослини поділяють на світлолюбові та тіньовитривалі.

Вологість атмосферного повітря, пов’язана із насиченням повітря водяною парою. Від чого залежить вологість повітря, пригадайте. Дефіцит вологи – головний екологічний параметр, він характеризує температуру та вологість повітря, чим вищий дефіцит вологи, тим по сухіше і тепліше і навпаки. Так, наприклад зростання дефіцита вологи призводить до значного розмноження комах, зростання плодоношення у рослин та ін., тому цей екологічний показник широко застосовують для прогнозу негативних явищ.

Опади, тісно пов’язані із вологістю повітря. Режим опадів – головний фактор, що визначає міграцію забруднюючих речовин у біосфері. Кількість опадів також є екологічним фактором, оскільки визначає певні умови існування живих організмів.

Газовий склад атмосфери, відносно постійний і є необхідною і визначальною умовою існування живих організмів. Зміни якості повітря значно впливають на функціонування живих організмів.

Температура земної поверхні, внаслідок розподілу сонячної променистої енергії по поверхні Землі, виділяють теплі та холодні широти.

Атмосферний тиск – нормальним вважається тиск = 750,1 мм рт.ст.

Вітер, особливий вплив спричиняє у приземному шарі атмосфери, особливо тісно пов’язаний із режимами температури, вологості, випаровування. Із вітром пов’язані цикли меридіональної циркуляції, які періодично змінюються із сходу на захід та з півночі на південь і навпаки. Із типами атмосферної циркуляції іноді пов’язують періоди одночасної активності багатьох видів тварин, наприклад масове розмноження комах.

Абіотичні фактори ґрунтового покриву

Грунт – трьохфазне середовище, включає рідкі, тверді та газоподібні компоненти. Грунт являє собою продукт фізичного, хімічного, біологічного перетворення гірських порід, т.т. формується у результаті складної взаємодії клімату, рослин, тварин та мікроорганізмів. Грунт постійно розвивається і змінюється, внаслідок чого існує велике різноманіття його типів. Внаслідок руху і перетворення речовин грунт розподіляється на декілька шарів – горизонтів: від поверхні горизонт А гумусовий, під ним Б ілювіальний, вмивний, в ньому накопичуються мінеральні і органічні речовини, нижче горизонт С – материнська порода, на якій формується грунт. Механічний, хімічний склад грунтів, щільність, аерація визначають його родючість, яка в свою чергу є визначальним фактором існування рослин, тому і тварин і людини.

Абіотичні фактори водного середовища

Вода, як середовище існування живих організмів характеризується такими властивостями:

Щільність, в’язкість, рухливість, температурна стратифікація, температурний режим, прозорість, солоність. Всі ці властивості і є визначальними факторами середовища, так наприклад, в залежності від прозорості води виділяють евфотичну зону, де переважають процеси фотосинтезу над процесами дихання. Солоність води визначає існування певних видів тварин (морські та прісноводні) та ін.

3. БІОТИЧНІ ТА АНТРОПОГЕННІ ФАКТОРИ.

Біотичні фактори – сукупність впливів життєдіяльності одних організмів на інші. Взаємовідношення між тваринами, рослинами, мікроорганізмами надзвичайно різноманітні, їх можна поділити на прямі та опосередковані. Перші – прямі – пов’язані із безпосередніми впливами одних організмів на інші; другі – опосередковані – проявляються в тому, що рослини своєю присутністю змінюють режими абіотичних факторів середовища існування тварин та інших рослин (існування певних видів тварин в умовах лугу, лісу, степу). Будь-яка рослинна спільнота впливає на сукупність абіотичних факторів.

Взаємодію живих організмів класифікують за їх реакцією на цю взаємодію, так виділяють гомотипічні реакції – взаємодія між організмами одного виду, та гетеротипічні – між організмами різних видів.

Біотичні фактори взаємодії живих організмів поділяють на: мутуалізм (при дії двох організмів без шкоди – запилення квіток комахами); коменсалізм (нахлібництво) – рибка-прилипайко; паразитизм (постійний, тимчасовий); хижацтво (одні організми вбивають інших і живляться ними); антибіоз (фітонциди, токсини); конкуренція (боротьба між представниками різних видів за їжу, повітря, воду, світло, життєвий простір; боротьба тим жорстокіша, чим більш споріднені і близькі за вимогами до умов середовища конкуруючі види організмів).

Рослини створюють первинну органічну речовину і являють собою їжу для інших організмів. Трофічний фактор може різнитися в залежності від кількості, якості та доступності їжі. Всі види тварин і рослин характеризуються чіткою вибірковістю щодо складу їжі, так, серед тварин виділяють монофаги (живляться лише одним видом рослин чи тварин), поліфаги (живляться декількома видами), а також олігофаги (живляться у більш-менш обмеженому асортименті).

У будь-якому випадку всі живі організми виступають в якості факторів середовища, оскільки в тому чи іншому ступені створюють умови існування один одного.

До антропогенних факторів належать усі види створених технікою і безпосередньо людиною впливів, які пригнічують природу:

- забруднення (внесення в середовище нехарактерних для нього нових фізичних, хімічних чи біологічних агентів або перевищення наявного природного рівня цих агентів);

- технічні перетворення й руйнування природних систем ландшафтів ( у процесі добування природних ресурсів, будівництва тощо);

- вичерпання природних ресурсів (корисні копалини, вода, повітря);

- глобальні кліматичні впливи (зміна клімату в зв’язку із діяльністю людини;

- естетичні впливи (зміна природних форм, несприятливих для візуального та іншого сприймання.

Антропогенні фактори – це впливи людини на екосистему, що зумовлюють у її компонентів (абіотичних, біотичних) суттєві відгуки (реакції). Вони можуть бути фізичними, хімічними, кліматичними, біотичними, а за характером зв’язків – вітальними і сигнальними, за часом дії – постійними і періодичними, ледве помітними і катастрофічними.

До випадкових належать впливи, які є наслідком діяльності людини, але не були наперед передбачені або заплановані: випас худоби, невипадкове завезення насіння бур’янів, розорювання земель.

Негативні антропогенні фактори: урбогенні (теплові, хімічні, радіаційні, електромагнітні, світлові, звукові, вібраційні тощо) та техногенні процеси, які часто діють сумісно.

Позитивні антропогенні фактори: інтродукція, фітомеліорація, біологічні методи боротьби із шкідниками.

Біологічні методи боротьби із шкідниками – це використання живих організмів (хижих комах, мікробіологічних препаратів, генетичних методів, фітофагів проти бур’янів, рослинних пестицидних препаратів, використання загиблих комах-шкідників) для зменшення або повного усунення шкоди, яку наносять шкідники тваринам, людині, сільськогосподарським культурам.

4. ПОНЯТТЯ ЛІМІТУЮЧОГО ФАКТОРУ. ЗАКОН ЛІБІХА-ШЕЛФОРДА.

Існування організмів залежить від комплексу певних умов. Будь-яка умова, що наближується до межі толерантності або перевищує її, називається лімітуючим фактором. При стаціонарному стані лімітуючим фактором буде та життєво важлива речовина, доступна кількість якої найбільше близька до необхідного мінімуму. Ця концепція відома під назвою «закон мінімуму Лібіха», але вона менше застосовується до перехідних станів, коли кількість та ефект багатьох складових швидко змінюються.

Ідея про те, що витривалість організму визначається самим слабким місцем у ланцюгу екологічних потреб вперше була запропонована Ю. Лібіхом у 1840 р. Він помітив при своїх дослідженнях впливу різноманітних факторів на ріст рослин, що врожай культур часто лімітується не тими елементами живлення, які необхідні у великих кількостях (вода, двуокісь вуглецю, оскільки їх у середовищі достатня кількість), а тими які необхідні у надто малих дозах (цинк), але їх і в грунті надто мало. Таким чином був виведений закон мінімуму.

Пізніше до цього закону додали два принципи:

1. Пр-п обмеження, закон Лібіха можна застосовувати лише за умови стаціонарного стану, збалансованості потоків енергії та речовини. Так, наприклад, уявимо гіпотетичне озеро, головний лімітуючий фактор в ньому це кількість двоокису вуглецю, який потрапляє від розпаду органічних речовин. Всі інші елементи містяться у надлишку. Під час бурі у воді розчиниться додаткова кількість СО2, внаслідок – продуктивність озера зміниться і почне залежати від інших факторів (оскільки СО2 уже не міститься в мін.кількостях). Таким чином, поки змінюється швидкість процесів, стаціонарний стан відсутній закон мінімуму не працює, результат (продуктивність) залежить від концентрації усіх компонентів, а в перехідний період швидкість концентрації відрізняється від тієї з якою потрапляє до озера найменше концентрований елемент. По мірі витрат різних компонентів продуктивність швидко змінюється доти, доки один із компонентів не стає лімітуючим (міститься в невеликих кількостях). Все повертається до початку.

2. Пр-п взаємодії факторів. Так, висока концентрації чи доступність однієї речовини або дія другого (не мінімального) фактору може змінити швидкість поглинання елементу живлення, що міститься у мінімальних кількостях. Іноді організм здатний замінювати дефіцитний елемент іншим, хімічно близьким. Так, наприклад, у місцевостях із великою кількістю стронція, у мушлях молюсків кальцій в деякому ступені замінюється стронцієм. Також, доведено, що деяким рослинам необхідно менше цинку, якщо вони ростуть не на сонці, а в тіні.

Пізніше встановили, що лімітуючим фактором може бути не лише нестача (за Лібіхом), але й надлишок таких факторів як, наприклад, тепло, світло, вода. Таким чином, організми характеризуються екологічним мінімумом та екологічним максимумом; діапазон між цими двома величинами утворює межі толерантності. Уявлення про лімітуючий вплив максимума поряд із мінімумом ввів В. Шелфорд у 1913 р. Відомі ситуації, коли всі фізичні умови не виходять за межі толерантності, а організм не може до них адаптуватися внаслідок дії різного роду біологічних взаємодій.

Отже існує також декілька принципів, що доповнюють закон толерантності.

1. Організми можуть мати широкий діапазон толерантності по відношенню до одних факторів та вузький по відношенню до інших

2. Організми з широким діапазоном толерантності до всіх факторів зазвичай найбільш розповсюдженні.

3. Якщо умови по одному екологічному фактору не оптимальні для виду, то може звузитися і діапазон толерантності до інших факторів (при низькому вмісті азоту необхідна більша кількість води для злакових рослин).

4. Період розмноження зазвичай є критичним, в цей період багато факторів середовища часто стають лімітуючими

Основну увагу слід приділяти тим факторам, які функціонально важливі для організму на певних етапах його життєвого циклу.

Основні закони факторів існування живих організмів

5. ПОНЯТТЯ ЕКОЛОГІЧНОЇ НІШІ.

Будь який живий організм пристосований до певних умов середовища. Зміна параметрів середовища пригнічує життєдіяльність організмів і може викликати їх загибель. Важливим фактором середовища є їжа, її кількість та якість визначають нормальну життєдіяльність організмів. Вимоги різних видів організмів до умов середовища різні і обумовлюють межі його розповсюдження (ареал) та місце виду в екосистемі.

Сукупність множини параметрів середовища та його функціональних характеристик для певного виду являє собою – екологічну нішу. Екологічна ніша охоплює не лише просторове положення виду, але й функціональну його роль у спільноті живих організмів (наприклад, трофічний рівень), його положення по відношенню до абіотичних факторів. Таким чином, екологічна ніша – сукупність умов життя всередині екосистеми та вимог виду або його популяції до цих умов.

Так, наприклад умови існування певного виду обумовлені абіотичними факторами (температурою, тиском та вологістю повітря), біотичними факторами (конкуренція, хижацтво), вимогами до розмірів простору існування та до якості їжі (її наявність, хімічний склад, доступність). Екологічна ніша конкретного виду являє собою жорстко обмежений простір із набором певних характеристик.

Людині при втручанні в природні процеси необхідно враховувати системний підхід, оскільки фактори, що обумовлюють екологічні ніші видів живих організмів тісно взаємопов’язані і зміни одного з них можуть призвести до катастрофічних змін екологічної ніші.

6. АДАПТАЦІЯ ОРГАНІЗМІВ.

У одних організмів вимоги до температури, вологості, солоності, освітлення більш широкі, в інших менше, відповідно одні організми виживають у найбільш широких, інші вузьких амплітудах коливань конкретного фактору. Наприклад карп – виживає лише у прісній воді, а колюшка звичайна – і в прісній і до певної міри у засоленій воді.

Значення любого екологічного фактору близькі до межі мінімальних чи максимальних величин характеризуються як пессімальні або песимуми. У пессимальних умовах знижуються життєва активність, біологічна продуктивність, рухливість, плодовитість та ін. якості організмів.

Крім того, для організму має значення не лише амплітуда коливань, але й швидкість коливань факторів. Поступові зміни значень певного фактору (температури, вологості, тиску) легше переносяться організмами аніж різьки.

Здатність організмів адаптуватися до екологічних факторів називається екологічною валентністю або пластичністю, зрозуміло, що чим вище пластичність виду тим вища його адаптація до конкретної екологічної системи, тим більше шансів у його популяції вижити в умовах динамічних факторів середовища. Так, наприклад, горобець більш пластичний вид аніж шпак. Види з широкими зонами оптимуму (високою екологічною валентністю) називають евритопними, тобто пристосованими до змін значень даного фактору у широких межах; види з вузькими зонами оптимуму називають стенотопними.

Так евритопними видами є більшість бур’янів: пирій, суріпок, лутига, багато кліщів; стенотопними є більшість лишайників, усі обхідні. Відповідно вимога та толерантність виду до факторів середовища визначає область географічного розповсюдження особин певного виду поза залежністю від ступеня постійності їх існування, мова йде про ареал виду.

Адаптація – еволюційно напрацьовані та закріпленні спадково особливості живих організмів, які забезпечують нормальну життєдіяльність в умовах динамічних екологічних факторів.

Основні види адаптацій:

Морфологічні адаптації. Прикладом слугує будова організмів, що мешкають у воді: пристосування до швидкого плавання у китів, пристосування до паріння у воді планктонних організмів. Адаптації рослин до існування у жарких умовах (замість листя колючки).

Фізіологічні адаптації. Полягають, наприклад у особливостях ферментативного набору у травленевому тракті тварин, що визначається складом їжі. Так, наприклад, мешканці пустель здатні забезпечувати потреби у вологі шляхом біохімічного окислення жирів.

Адаптації зумовлені поведінкою. Так, наприклад, існує форма поведінки тварин спрямована на забезпечення нормального теплообміну з оточуючим середовищем: створення притулку, пересування з метою вибору оптимальних температурних умов, особливо в екстрімальних умовах.

Стосовно адаптацій діє «принцип мінімальної амплітуди», живий організм при майже однакових умовах обирає такі місця існування, в яких забезпечується мінімальна амплітуда коливань одного або декількох лімітуючих факторів середовища.