العوامل البيئية

كان التفاعل بين الإنسان وبيئته موضوعًا للدراسة في الطب في جميع الأوقات. ولتقييم تأثيرات الظروف البيئية المختلفة، تم اقتراح مصطلح "العامل البيئي"، والذي يستخدم على نطاق واسع في الطب البيئي.

العامل (من العامل اللاتيني - الفعل والإنتاج) هو السبب أو القوة الدافعة لأي عملية أو ظاهرة أو تحديد طابعها أو سماتها المحددة.

العامل البيئي هو أي تأثير بيئة، والتي يمكن أن يكون لها مباشر أو تأثير غير مباشرعلى الكائنات الحية. العامل البيئي هو حالة بيئية يتفاعل معها الكائن الحي من خلال ردود فعل تكيفية.

العوامل البيئية تحدد الظروف المعيشية للكائنات الحية. يمكن اعتبار ظروف وجود الكائنات الحية والسكان عوامل بيئية منظمة.

ليست كل العوامل البيئية (على سبيل المثال، الضوء، ودرجة الحرارة، والرطوبة، ووجود الأملاح، وإمدادات المواد الغذائية، وما إلى ذلك) لها نفس القدر من الأهمية لنجاح بقاء الكائن الحي. إن علاقة الكائن الحي ببيئته هي عملية معقدة يمكن من خلالها تحديد الروابط الأضعف "الضعيفة". تلك العوامل الحاسمة أو المقيدة لحياة الكائن الحي هي ذات أهمية كبيرة، في المقام الأول من وجهة نظر عملية.

فكرة أن قدرة الجسم على التحمل تتحدد من خلال أضعف حلقاته

تم التعبير عن جميع احتياجاته لأول مرة بواسطة K. Liebig في عام 1840. وقام بصياغة مبدأ يُعرف باسم قانون Liebig للحد الأدنى: "المادة الموجودة في الحد الأدنى تتحكم في الحصاد وتحدد حجم واستقرار الأخير بمرور الوقت. "

الصياغة الحديثة لقانون J. Liebig هي كما يلي: "إن القدرات الحيوية للنظام البيئي محدودة بتلك العوامل البيئية البيئية، التي تقترب كميتها ونوعيتها من الحد الأدنى الذي يتطلبه النظام البيئي؛ ويؤدي تقليلها إلى وفاة الكائنات الحية". الكائن الحي أو تدمير النظام البيئي."

المبدأ، الذي صاغه في الأصل K. Liebig، يمتد حاليًا ليشمل أي عوامل بيئية، لكنه مكمل بقيدين:

ينطبق فقط على الأنظمة في حالة ثابتة؛

لا يشير إلى عامل واحد فحسب، بل يشير أيضًا إلى مجموعة معقدة من العوامل التي تختلف في طبيعتها وتتفاعل في تأثيرها على الكائنات الحية والسكان.

وفقا للأفكار السائدة، يعتبر العامل المحدد هو العامل الذي يتطلب الحد الأدنى من التغيير النسبي في هذا العامل لتحقيق تغيير نسبي معين (صغير بما فيه الكفاية) في الاستجابة.

جنبا إلى جنب مع تأثير النقص، "الحد الأدنى" من العوامل البيئية، يمكن أن يكون تأثير الفائض، أي الحد الأقصى من العوامل مثل الحرارة والضوء والرطوبة، سلبيا أيضا. فكرة التأثير المحدود للحد الأقصى، إلى جانب الحد الأدنى، تم تقديمها من قبل ف. شيلفورد في عام 1913، الذي صاغ هذا المبدأ باسم "قانون التسامح": العامل المحدد في ازدهار الكائن الحي (النوع) يمكن أن يكون الحد الأدنى والحد الأقصى للتأثير البيئي، والنطاق الذي يحدد مقدار التحمل (التسامح) للجسم فيما يتعلق بهذا العامل.

تم استكمال قانون التسامح، الذي صاغه ف. شيلفورد، بعدد من الأحكام:

قد يكون لدى الكائنات مدى واسع من التحمل لعامل واحد ونطاق ضيق لعامل آخر؛

الكائنات الحية ذات نطاق كبير من التحمل هي الأكثر انتشارًا؛

قد يعتمد مدى التسامح مع عامل بيئي واحد على عوامل بيئية أخرى؛

إذا لم تكن ظروف أحد العوامل البيئية مثالية بالنسبة لنوع ما، فإن هذا يؤثر أيضًا على مدى تحمل العوامل البيئية الأخرى؛

وتعتمد حدود التسامح بشكل كبير على حالة الجسم؛ وبالتالي، فإن حدود التحمل للكائنات الحية خلال فترة التكاثر أو في مرحلة مبكرة من النمو عادة ما تكون أضيق من تلك الخاصة بالبالغين؛

عادةً ما يُطلق على النطاق بين الحد الأدنى والحد الأقصى للعوامل البيئية حدود أو نطاق التسامح. لتعيين حدود التسامح مع الظروف البيئية، يتم استخدام المصطلحين "eurybiont" - كائن حي ذو حد واسع من التسامح - و "stenobiont" - ذو حد ضيق.

على مستوى المجتمعات وحتى الأنواع، تُعرف ظاهرة تعويض العوامل، والتي تُفهم على أنها القدرة على التكيف (التكيف) مع الظروف البيئية بطريقة تؤدي إلى إضعاف التأثير المحدود لدرجة الحرارة والضوء والماء وغيرها من العوامل الفيزيائية. عوامل. الأنواع ذات التوزيع الجغرافي الواسع تشكل دائمًا مجموعات سكانية تتكيف مع الظروف المحلية - الأنماط البيئية. فيما يتعلق بالناس، هناك مصطلح الصورة البيئية.

ومن المعروف أنه ليست كل العوامل البيئية الطبيعية لها نفس القدر من الأهمية لحياة الإنسان. وبالتالي، فإن أهمها شدة الإشعاع الشمسي، ودرجة حرارة الهواء والرطوبة، وتركيز الأكسجين وثاني أكسيد الكربون في الطبقة الأرضية من الهواء، والتركيب الكيميائي للتربة والماء. العامل البيئي الأكثر أهمية هو الغذاء. للحفاظ على الحياة، من أجل النمو والتطور والتكاثر والحفاظ على السكان البشريين، هناك حاجة إلى الطاقة، والتي يتم الحصول عليها من البيئة في شكل غذاء.

هناك عدة طرق لتصنيف العوامل البيئية.

فيما يتعلق بالجسم، تنقسم العوامل البيئية إلى: خارجية (خارجية) وداخلية (داخلية). يُعتقد أن العوامل الخارجية التي تؤثر على الجسم لا تخضع في حد ذاتها لتأثيرها أو لا تخضع لها تقريبًا. وتشمل هذه العوامل بيئة خارجية.

العوامل البيئية الخارجية فيما يتعلق بالنظام البيئي والكائنات الحية هي التأثيرات. يُطلق على رد فعل النظام البيئي والتكاثر الحيوي والسكان والكائنات الحية الفردية لهذه التأثيرات اسم الاستجابة. تحدد طبيعة الاستجابة للتأثير قدرة الجسم على التكيف مع الظروف البيئية والتكيف واكتساب مقاومة التأثير عوامل مختلفةالبيئة، بما في ذلك الآثار الضارة.

هناك أيضًا شيء مثل العامل المميت (من اللاتينية - Letalis - القاتل). وهذا عامل بيئي يؤدي عمله إلى موت الكائنات الحية.

عند الوصول إلى تركيزات معينة، يمكن أن تكون العديد من الملوثات الكيميائية والفيزيائية قاتلة.

وترتبط العوامل الداخلية بخصائص الكائن الحي نفسه وتشكله، أي: يتم تضمينها في تكوينها. العوامل الداخلية هي حجم السكان وكتلتهم الحيوية، وكمية المواد الكيميائية المختلفة، وخصائص كتلة الماء أو التربة، وما إلى ذلك.

وفقا لمعيار "الحياة" تنقسم العوامل البيئية إلى حيوية وغير حيوية.

وتشمل الأخيرة المكونات غير الحية للنظام البيئي وبيئته الخارجية.

العوامل البيئية اللاأحيائية هي مكونات وظواهر ذات طبيعة غير حية وغير عضوية تؤثر بشكل مباشر أو غير مباشر على الكائنات الحية: العوامل المناخية والتربة والهيدروغرافية. العوامل البيئية اللاأحيائية الرئيسية هي درجة الحرارة والضوء والماء والملوحة والأكسجين والخصائص الكهرومغناطيسية والتربة.

وتنقسم العوامل اللاأحيائية إلى:

بدني

المواد الكيميائية

العوامل الحيوية (من الكلمة اليونانية biotikos - الحياة) هي عوامل البيئة المعيشية التي تؤثر على حياة الكائنات الحية.

وتنقسم العوامل الحيوية إلى:

نباتي.

ميكروبيوجينيك.

المنشأ الحيواني:

بشرية المنشأ (اجتماعية ثقافية).

يتم التعبير عن عمل العوامل الحيوية في شكل التأثير المتبادل لبعض الكائنات الحية على النشاط الحيوي للكائنات الحية الأخرى وكلها معًا في الموائل. هناك: العلاقات المباشرة وغير المباشرة بين الكائنات الحية.

في العقود الأخيرة، تم استخدام مصطلح العوامل البشرية بشكل متزايد، أي. سببها الإنسان. وتتناقض العوامل البشرية مع العوامل الطبيعية أو الطبيعية.

العامل البشري المنشأ هو مجموعة من العوامل البيئية والآثار الناجمة عن النشاط البشري في النظم البيئية والمحيط الحيوي ككل. العامل البشري المنشأ هو التأثير المباشر للبشر على الكائنات الحية أو التأثير على الكائنات الحية من خلال التغيرات البشرية في بيئتها.

وتنقسم العوامل البيئية أيضًا إلى:

1. المادية

طبيعي

من صنع الإنسان

2. الكيميائية

طبيعي

من صنع الإنسان

3. البيولوجية

طبيعي

من صنع الإنسان

4. الاجتماعية (الاجتماعية والنفسية)

5. إعلامية.

تنقسم العوامل البيئية أيضًا إلى عوامل مناخية وجغرافية وبيولوجية وبيولوجية وكذلك التربة والمياه والغلاف الجوي وما إلى ذلك.

العوامل الفيزيائية.

العوامل الطبيعية الفيزيائية تشمل:

المناخ، بما في ذلك المناخ المحلي؛

النشاط الجيومغناطيسي

إشعاع الخلفية الطبيعية؛

الإشعاع الكوني؛

تضاريس؛

وتنقسم العوامل الفيزيائية إلى:

ميكانيكي؛

اهتزاز؛

صوتي.

الإشعاع الكهرومغناطيسي.

العوامل الفيزيائية البشرية:

المناخ المحلي للمستوطنات والمباني؛

تلوث البيئة بالإشعاعات الكهرومغناطيسية (المؤينة وغير المؤينة)؛

التلوث سمعي؛

التلوث الحراري للبيئة؛

التشوه بيئة مرئية(التغيرات في التضاريس و مجال اللونفي المناطق المأهولة بالسكان).

العوامل الكيميائية.

العوامل الكيميائية الطبيعية تشمل:

التركيب الكيميائي للغلاف الصخري:

التركيب الكيميائي للغلاف المائي.

التركيب الكيميائي للغلاف الجوي،

التركيب الكيميائي للأغذية.

يعتمد التركيب الكيميائي للغلاف الصخري والغلاف الجوي والغلاف المائي على ذلك التركيبة الطبيعية+ إطلاق المواد الكيميائية نتيجة العمليات الجيولوجية (على سبيل المثال، شوائب كبريتيد الهيدروجين نتيجة ثوران البركان) والنشاط الحيوي للكائنات الحية (على سبيل المثال، المبيدات النباتية، التربين في الهواء).

العوامل الكيميائية البشرية:

النفايات المنزلية،

مخلفات صناعية،

المواد الاصطناعية، المستخدمة في الحياة اليومية والزراعة والإنتاج الصناعي،

منتجات صناعة الأدوية،

المضافات الغذائية.

فعل العوامل الكيميائيةعلى جسم الإنسان قد يكون بسبب:

فائض أو نقص الطبيعية العناصر الكيميائيةالخامس

البيئة (العناصر الدقيقة الطبيعية) ؛

المحتوى المفرط للعناصر الكيميائية الطبيعية في البيئة

البيئة المرتبطة بالأنشطة البشرية (التلوث البشري المنشأ) ،

وجود عناصر كيميائية غير عادية في البيئة

(الكائنات الغريبة الحيوية) بسبب التلوث البشري المنشأ.

العوامل البيولوجية

العوامل البيئية البيولوجية أو الحيوية (من الكلمة اليونانية biotikos - الحياة) هي عوامل البيئة المعيشية التي تؤثر على نشاط حياة الكائنات الحية. يتم التعبير عن عمل العوامل الحيوية في شكل التأثير المتبادل لبعض الكائنات الحية على حياة الآخرين، وكذلك تأثيرها المشترك على الموائل.

العوامل البيولوجية:

بكتيريا؛

النباتات.

الكائنات الاوليه؛

الحشرات.

اللافقاريات (بما في ذلك الديدان الطفيلية)؛

الفقاريات.

البيئة الاجتماعية

لا يتم تحديد صحة الإنسان بالكامل من خلال العوامل البيولوجية والبيولوجية الخصائص النفسية. الإنسان كائن اجتماعي. إنه يعيش في مجتمع تحكمه قوانين الدولة، من ناحية، ومن ناحية أخرى، ما يسمى بالقوانين المقبولة عمومًا، والمبادئ التوجيهية الأخلاقية، وقواعد السلوك، بما في ذلك تلك التي تنطوي على قيود مختلفة، وما إلى ذلك.

يصبح المجتمع أكثر وأكثر تعقيدًا كل عام، وله تأثير متزايد على صحة الفرد والسكان والمجتمع. من أجل التمتع بفوائد المجتمع المتحضر، يجب على الشخص أن يعيش في اعتماد صارم على نمط الحياة المقبول في المجتمع. مقابل هذه الفوائد، التي غالبًا ما تكون مشكوك فيها للغاية، يدفع الفرد جزءًا من حريته، أو بالكامل بكل حريته. لكن الشخص الذي ليس حرًا ومعالًا لا يمكن أن يكون سليمًا وسعيدًا تمامًا. إن جزءًا من حرية الإنسان، الممنوح لمجتمع تكنولوجي ناقد مقابل مزايا الحياة المتحضرة، يبقيه دائمًا في حالة من التوتر النفسي العصبي. يؤدي الإجهاد النفسي العصبي المستمر والإرهاق إلى انخفاض الاستقرار العقلي بسبب انخفاض القدرات الاحتياطية الجهاز العصبي. بالإضافة إلى ذلك، هناك العديد من العوامل الاجتماعية التي يمكن أن تؤدي إلى انهيار قدرات الشخص على التكيف وتطور الأمراض المختلفة. وتشمل هذه الاضطرابات الاجتماعية، وعدم اليقين بشأن المستقبل، والقمع الأخلاقي، والتي تعتبر من عوامل الخطر الرئيسية.

عوامل اجتماعية

وتنقسم العوامل الاجتماعية إلى:

1. النظام الاجتماعي.

2. قطاع الإنتاج (الصناعة، الزراعة).

3. المجال المنزلي.

4. التعليم والثقافة؛

5. السكان؛

6. حديقة الحيوان والطب.

7. مجالات أخرى.

هناك أيضًا المجموعة التالية من العوامل الاجتماعية:

1. السياسة الاجتماعية, تشكيل النمط الاجتماعي.

2. الضمان الاجتماعي الذي له تأثير مباشر على التكوين الصحي.

3. السياسة البيئية التي تشكل النمط البيئي.

النمط الاجتماعي هو سمة غير مباشرة للحمل الاجتماعي المتكامل القائم على مجمل العوامل في البيئة الاجتماعية.

النمط الاجتماعي يشمل:

2. ظروف العملوالترفيه والحياة.

يمكن لأي عامل بيئي فيما يتعلق بالشخص أن يكون: أ) مواتيا - المساهمة في صحته وتطويره وتنفيذه؛ ب) غير مواتية تؤدي إلى مرضه وتدهوره. ج) التأثير على كلا النوعين. ومن الواضح أيضًا أن معظم التأثيرات في الواقع تنتمي إلى النوع الأخير، ولها جوانب إيجابية وسلبية.

في علم البيئة هناك قانون الأمثل، والذي بموجبه أي بيئية

العامل له حدود معينة من التأثير الإيجابي على الكائنات الحية. العامل الأمثل هو شدة العامل البيئي الأكثر ملاءمة للجسم.

قد تختلف التأثيرات أيضًا من حيث الحجم: بعضها يؤثر على جميع سكان البلد ككل، والبعض الآخر - سكان منطقة معينة، والبعض الآخر - معزولون بسبب الخصائص الديموغرافيةالمجموعات الرابعة - مواطن فردي.

تفاعل العوامل هو التأثير الكلي المتزامن أو المتسلسل على الكائنات الحية لمختلف العوامل الطبيعية والبشرية، مما يؤدي إلى إضعاف أو تقوية أو تعديل عمل العامل الفردي.

التآزر هو التأثير المشترك لعاملين أو أكثر، ويتميز بحقيقة أن تأثيرهم البيولوجي المشترك يتجاوز بشكل كبير تأثير كل مكون ومجموعهم.

يجب أن يكون مفهوما وتذكر أن الضرر الرئيسي للصحة لا ينجم عن العوامل البيئية الفردية، بل عن الحمل البيئي الشامل المتكامل على الجسم. وهو يتألف من حمل بيئي وعبء اجتماعي.

الحمل البيئي هو مجموعة من العوامل والظروف البيئية الطبيعية والاصطناعية غير المواتية لصحة الإنسان. النمط البيئي هو خاصية غير مباشرة للحمل البيئي المتكامل القائم على مزيج من العوامل البيئية الطبيعية والتي من صنع الإنسان.

تتطلب تقييمات النمط البيئي بيانات صحية عن:

جودة السكن،

يشرب الماء،

هواء،

التربة والغذاء،

الأدوية، الخ.

العبء الاجتماعي هو مجموعة من العوامل وظروف الحياة الاجتماعية غير المواتية لصحة الإنسان.

العوامل البيئية التي تشكل الصحة العامة

1. الخصائص المناخية والجغرافية.

2. الخصائص الاجتماعية والاقتصادية لمكان الإقامة (المدينة، القرية).

3. الخصائص الصحية والصحية للبيئة (الهواء والماء والتربة).

4. خصوصيات التغذية للسكان.

5. الخصائص نشاط العمل:

مهنة،

ظروف العمل الصحية والصحية،

وجود المخاطر المهنية،

المناخ المحلي النفسي في الخدمة ،

6. العوامل العائلية والمنزلية:

تكوين الأسرة،

طبيعة السكن

متوسط ​​الدخل لكل فرد من أفراد الأسرة،

تنظيم الحياة الأسرية.

توزيع أوقات عدم العمل،

المناخ النفسي في الأسرة.

المؤشرات التي تميز الموقف تجاه الحالة الصحية وتحديد النشاط للحفاظ عليها:

1. التقييم الذاتي لصحتك (صحية، مريضة).

2. تحديد مكانة الصحة الشخصية وصحة أفراد الأسرة في منظومة القيم الفردية (التسلسل الهرمي للقيم).

3.التوعية بالعوامل المساهمة في الحفاظ على الصحة وتعزيزها.

4. التوفر عادات سيئةوالتبعيات.

تم تقديم مصطلح "علم البيئة" إلى العلم من قبل العالم الألماني إرنست هيجل في عام 1869. ومن السهل جدًا تقديم تعريف رسمي، نظرًا لأن كلمة "علم البيئة" تأتي من الكلمات اليونانية "oikos" - مسكن ومأوى و"شعارات" - علوم. لذلك، يتم تعريف علم البيئة غالبًا على أنه علم العلاقات بين الكائنات الحية أو مجموعات الكائنات الحية (السكان والأنواع) مع بيئتهم. وبعبارة أخرى، فإن موضوع البيئة هو مجموعة من الروابط بين الكائنات الحية وظروف وجودها (البيئة)، والتي يعتمد عليها نجاح بقائها وتطورها وتكاثرها وتوزيعها وقدرتها التنافسية.

في علم النبات، تم استخدام مصطلح "علم البيئة" لأول مرة من قبل عالم النبات الدنماركي إي. وارمنج في عام 1895.

بالمعنى الواسع، يُفهم الوسط (أو البيئة) على أنه مجموعة من الأجسام المادية والظواهر والطاقة والأمواج والمجالات التي تؤثر بطريقة أو بأخرى. ومع ذلك، فإن البيئات المختلفة بعيدة كل البعد عن أن ينظر إليها كائن حي على قدم المساواة، لأن أهميتها للحياة مختلفة. من بينها هناك نباتات غير مبالية عمليا، على سبيل المثال، الغازات الخاملة الموجودة في الغلاف الجوي. على العكس من ذلك، فإن عناصر البيئة الأخرى لها تأثير ملحوظ، وغالبًا ما يكون مهمًا على النبات. وتسمى العوامل البيئية. وهي، على سبيل المثال، الضوء، والماء في الغلاف الجوي وفي التربة، والهواء، وتملح المياه الجوفية، والنشاط الإشعاعي الطبيعي والاصطناعي، وما إلى ذلك). مع تعميق معرفتنا، تتوسع قائمة العوامل البيئية، لأنه في بعض الحالات يتم اكتشاف أن النباتات قادرة على الاستجابة لعناصر البيئة التي كانت تعتبر في السابق غير مبالية (على سبيل المثال، المجال المغناطيسي، التعرض للضوضاء القوية، الكهرباء). الحقول وغيرها).

تصنيف العوامل البيئية

يمكن تصنيف العوامل البيئية في أنظمة إحداثيات مفاهيمية مختلفة.

هناك، على سبيل المثال، العوامل البيئية المواردية وغير المواردية. عوامل الموارد هي مادة و (أو) تشارك في الدورة البيولوجية من قبل المجتمع النباتي (على سبيل المثال، الضوء، الماء، محتوى عناصر التغذية المعدنية في التربة، وما إلى ذلك)؛ وبناء على ذلك، فإن العوامل غير المتعلقة بالموارد لا تشارك في دورات تحويل المادة والطاقة والنظم الإيكولوجية (على سبيل المثال، الإغاثة).

هناك أيضًا عوامل بيئية مباشرة وغير مباشرة. الأول يؤثر بشكل مباشر على عملية التمثيل الغذائي وعمليات التشكل والنمو والتطور (الضوء) ، والأخير يؤثر على الجسم من خلال التغيرات في عوامل أخرى (على سبيل المثال ، أشكال التفاعلات الحيوية والتحولات الحيوية). نظرًا لأنه في المواقف البيئية المختلفة يمكن أن تعمل العديد من العوامل بشكل مباشر وغير مباشر، فمن الأفضل عدم الحديث عن فصل العوامل، بل عن تأثيرها المباشر أو غير المباشر على النبات.

التصنيف الأكثر استخدامًا للعوامل البيئية حسب أصلها وطبيعة عملها هو:

أولا: العوامل اللاأحيائية:

أ) المناخ - الضوء والحرارة (تكوينه وحركته)، والرطوبة (بما في ذلك هطول الأمطار بأشكال مختلفة، ورطوبة الهواء)، وما إلى ذلك؛

ب) التربة (أو تربة التربة) - الفيزيائية (تكوين حجم الجسيمات، نفاذية الماء) والكيميائية (درجة حموضة التربة، محتوى عناصر التغذية المعدنية، العناصر الكبيرة والصغرى، إلخ) خصائص التربة؛

ج) الطبوغرافية (أو الجبلية) - ظروف الإغاثة.

ثانيا. العوامل الحيوية:

أ) نباتي - التأثيرات المباشرة وغير المباشرة للنباتات المتعايشة؛

ب) تكوين الحيوان - التأثير المباشر وغير المباشر للحيوانات (الأكل، الدوس، نشاط الحفر، التلقيح، توزيع الفواكه والبذور)؛

ج) العوامل بدائية النواة - تأثير البكتيريا والطحالب الخضراء المزرقة (التأثيرات السلبية للبكتيريا المسببة للأمراض النباتية، والآثار الإيجابية للبكتيريا المثبتة للنيتروجين حرة الحياة والمرتبطة بالتكافلية، والفطريات الشعوية والسيانيد)؛

يمكنك قراءة المزيد عن العوامل الحيوية في المقالة

إن الأشكال المحددة للتأثير البشري على الغطاء النباتي واتجاهها وحجمها تجعل من الممكن تحديد العوامل البشرية المنشأ.

ثالثا. العوامل البشرية المرتبطة بالأشكال المتعددة الأطراف للنشاط الزراعي البشري (الرعي وصناعة التبن)، والأنشطة الصناعية (انبعاثات الغاز، والبناء، والتعدين، والنقل والاتصالات وخطوط الأنابيب)، واستكشاف الفضاء والأنشطة الترفيهية.

وهذا التصنيف البسيط لا يناسب كل شيء، بل العوامل البيئية الرئيسية فقط. وهناك نباتات أخرى أقل أهمية للحياة (كهرباء الغلاف الجوي، المجال المغناطيسي للأرض، الإشعاعات المؤينة، إلخ).

ومع ذلك، دعونا نلاحظ أن التقسيم أعلاه هو إلى حد ما تعسفي، لأن البيئة (وهذا مهم للتأكيد على حد سواء من الناحية النظرية والعملية) تؤثر على الكائن الحي ككل، وفصل العوامل وتصنيفها ليس أكثر من تقنية منهجية تسهل المعرفة ودراسة أنماط العلاقات بين النباتات والبيئة.

الأنماط العامة لتأثير العوامل البيئية

تأثير العوامل البيئية على الكائن الحي متنوع للغاية. بعض العوامل - الرائدة - لها تأثير أقوى، والبعض الآخر - ثانوي - لها تأثير أضعف؛ تؤثر بعض العوامل على جميع جوانب حياة النبات، والبعض الآخر يؤثر على أي عملية حياة محددة. ومع ذلك، فمن الممكن أن نتصور رسما عاما لاعتماد رد فعل الجسم تحت تأثير العامل البيئي.

إذا تم رسم شدة العامل في تعبيره المادي على طول محور الإحداثي السيني (X) (، وتركيز الأملاح في محلول التربة، ودرجة الحموضة، وإضاءة الموطن، وما إلى ذلك)، وعلى طول المحور الإحداثي (Y) - فإن رد فعل الكائن الحي أو السكان على هذا العامل في تعبيره الكمي (كثافة عملية فسيولوجية معينة - التمثيل الضوئي، وامتصاص الماء عن طريق الجذور، والنمو، وما إلى ذلك؛ الخصائص المورفولوجية - ارتفاع النبات، حجم الورقة، عدد البذور المنتجة، وما إلى ذلك؛ الخصائص السكانية - عدد الأفراد في وحدة المساحة، تكرار حدوثها، وما إلى ذلك)، نحصل على الصورة التالية.

نطاق عمل العامل البيئي (مساحة تحمل النوع) محدود بالنقاط الدنيا والقصوى التي تتوافق مع القيم القصوى لهذا العامل الذي يكون فيه وجود النبات ممكنًا. النقطة الموجودة على المحور السيني المقابلة لأفضل مؤشرات أداء المصنع تعني القيمة المثلى للعامل - وهذه هي النقطة المثلى. بسبب الصعوبات في تعريف دقيقعادة ما يتم التحدث عن هذه النقطة باعتبارها منطقة مثالية معينة، أو منطقة الراحة. تشكل نقاط الحد الأقصى والحد الأدنى والحد الأقصى ثلاث نقاط أساسية تحدد إمكانية رد فعل نوع ما لعامل معين. تسمى الأجزاء المتطرفة من المنحنى، التي تعبر عن حالة الاضطهاد مع نقص حاد أو زيادة في العامل، بالمناطق المتشائمة؛ أنها تتوافق مع القيم المتشائمة للعامل. بالقرب من النقاط الحرجة توجد قيم فرعية للعامل، وخارج منطقة التسامح - قيم قاتلة.

وتختلف الأنواع عن بعضها البعض في الموقع الأمثل ضمن تدرج العامل البيئي. على سبيل المثال، الموقف تجاه الحرارة في الأنواع القطبية الشمالية والاستوائية. قد يكون عرض نطاق عمل العامل (أو المنطقة المثلى) مختلفًا أيضًا. هناك أنواع، على سبيل المثال، هو الأمثل لها مستوى منخفضالإضاءة (النباتات الطحلبية الكهفية) أو مستوى عالٍ نسبيًا من الإضاءة (نباتات جبال الألب العالية). ولكن هناك أيضًا أنواعًا معروفة تنمو بشكل جيد على قدم المساواة سواء في الضوء الكامل أو في ظل كبير (على سبيل المثال، القنفذ - Dactylis glomerata).

وبالمثل، تفضل بعض أعشاب المروج التربة ذات نطاق حموضة معين وضيق إلى حد ما، في حين أن البعض الآخر ينمو جيدًا في نطاق واسع من الأس الهيدروجيني - من الحمضية القوية إلى القلوية. تشير الحالة الأولى إلى السعة البيئية الضيقة للنباتات (وهي stenobiont أو senotopic)، والثانية - السعة البيئية الواسعة (النباتات eurybiont أو eurytopic). بين فئات eurytopic و stentopic هناك عدد من الفئات النوعية المتوسطة (hemieurytopic، hemistenotopic).

غالبًا ما يختلف اتساع السعة البيئية فيما يتعلق بالعوامل البيئية المختلفة. من الممكن أن تكون ضيّقة بالنسبة لعامل واحد ومسطحة بالنسبة لعامل آخر: على سبيل المثال، يمكن أن تكون النباتات محصورة في نطاق ضيق من درجات الحرارة ونطاق واسع من الملوحة.

تفاعل العوامل البيئية

وتؤثر العوامل البيئية على النبات مجتمعة ومتزامنة، ويعتمد تأثير عامل واحد إلى حد كبير على "الخلفية البيئية"، أي على التعبير الكمي للعوامل الأخرى. تتضح ظاهرة تفاعل العوامل هذه بوضوح من خلال تجربة الطحلب المائي Fontinalis. توضح هذه التجربة بوضوح أن الإضاءة لها تأثير مختلف على شدة عملية التمثيل الضوئي عند محتويات مختلفة من ثاني أكسيد الكربون.

تظهر التجربة أيضًا أنه يمكن الحصول على تأثير بيولوجي مماثل عن طريق الاستبدال الجزئي لعمل عامل بآخر. وبالتالي، يمكن تحقيق نفس كثافة عملية التمثيل الضوئي إما عن طريق زيادة الإضاءة إلى 18 ألف لوكس، أو في الإضاءة المنخفضة، عن طريق زيادة تركيز ثاني أكسيد الكربون.

هنا يتجلى التبادل الجزئي لعمل عامل بيئي مع آخر. في الوقت نفسه، لا يمكن استبدال أي من العوامل البيئية الضرورية بأخرى: لا يمكن زراعة نبات أخضر في ظلام دامس، حتى مع تغذية معدنية جيدة جدًا أو بالماء المقطر في ظل الظروف الحرارية المثلى. بمعنى آخر، هناك إمكانية استبدال جزئي للعوامل البيئية الرئيسية وفي نفس الوقت عدم إمكانية استبدالها تمامًا (وبهذا المعنى، يُقال أحيانًا أيضًا إنها ذات أهمية متساوية لحياة النبات). إذا تجاوزت قيمة واحد على الأقل من العوامل الضرورية نطاق التسامح (أقل من الحد الأدنى وأعلى من الحد الأقصى)، فإن وجود الكائن الحي يصبح مستحيلا.

مصانع محدوده

إذا كان لأي من العوامل التي تشكل شروط الوجود قيمة متشائمة، فإنه يحد من عمل العوامل المتبقية (بغض النظر عن مدى مواتيتها) ويحدد النتيجة النهائية لعمل البيئة على النبات. لا يمكن تغيير هذه النتيجة النهائية إلا من خلال التأثير على العامل المحدد. تمت صياغة "قانون العامل المحدد" لأول مرة في الكيمياء الزراعية من قبل الكيميائي الزراعي الألماني، أحد مؤسسي الكيمياء الزراعية، جوستوس ليبج في عام 1840، ولذلك يطلق عليه غالبًا قانون ليبج.

ولاحظ أنه إذا كان هناك نقص في أحد العناصر الكيميائية الضرورية في التربة أو المحلول المغذي، فلا يوجد أي أسمدة تحتوي على عناصر أخرى لها تأثير على النبات، وفقط إضافة “الأيونات الدنيا” هي التي تعطي زيادة في المحصول. تظهر أمثلة عديدة لعمل العوامل المقيدة ليس فقط في التجربة، ولكن أيضًا في الطبيعة أن هذه الظاهرة لها أهمية بيئية عامة. أحد الأمثلة على تطبيق "قانون الحد الأدنى" في الطبيعة هو قمع النباتات العشبية تحت مظلة غابات الزان، حيث، في ظل الظروف الحرارية المثلى، وزيادة محتوى ثاني أكسيد الكربون، والتربة الغنية بما فيه الكفاية وغيرها من الظروف المثالية، فإن الاحتمالات لتطوير الأعشاب محدودة بسبب النقص الحاد في الضوء.

إن تحديد "العوامل عند الحد الأدنى" (وبحد أقصى) والقضاء على تأثيرها المحدود، وبعبارة أخرى، تحسين البيئة للنباتات، يشكل مهمة عملية مهمة في الاستخدام الرشيد للغطاء النباتي.

منطقة Autecological و Synecological والأمثل

يعتمد موقف النباتات من العوامل البيئية بشكل وثيق على تأثير سكان النباتات الآخرين (في المقام الأول على العلاقات التنافسية معهم). في كثير من الأحيان يكون هناك موقف حيث يمكن للأنواع أن تنمو بنجاح في نطاق واسع من عمل بعض العوامل (والتي يتم تحديدها تجريبيا)، ولكن وجود منافس قوي يجبرها على أن تقتصر على منطقة أضيق.

على سبيل المثال، يتمتع الصنوبر الاسكتلندي (Pinus sylvestris) بنطاق بيئي واسع جدًا فيما يتعلق بعوامل التربة، ولكن في منطقة التايغا يشكل غابات بشكل رئيسي في التربة الرملية الجافة والفقيرة أو في أراضي الخث المشبعة بالمياه بشدة، أي حيث لا توجد أشجار منافسة. صِنف. هنا، يختلف الموقع الفعلي لمناطق الأمثل والتسامح بالنسبة للنباتات التي تعاني أو لا تتعرض للتأثير الحيوي. في هذا الصدد، يتم التمييز بين المستوى البيئي الأمثل للأنواع (في غياب المنافسة) والمستوى الأمثل للنمو النباتي، والذي يتوافق مع الموقع الفعلي للأنواع في المناظر الطبيعية أو المنطقة الأحيائية.

بالإضافة إلى الموقع الأمثل، يتم التمييز بين حدود التحمل للأنواع: المنطقة البيئية (الحدود المحتملة لتوزيع الأنواع، والتي يتم تحديدها فقط من خلال علاقتها بعامل معين) ومنطقة التكاثر النباتي الفعلية.

في كثير من الأحيان في هذا السياق يتحدثون عن النطاق الأمثل والمحتمل والفعلي. في الأدب الأجنبي يكتبون أيضًا عن الموائل الفسيولوجية والبيئية المثالية. من الأفضل أن نتحدث عن الأمثل الذاتي والتزامني ونطاق الأنواع.

بالنسبة للأنواع المختلفة، تختلف نسبة المناطق البيئية والمناطق النباتية، ولكن المنطقة البيئية تكون دائمًا أوسع من المنطقة النباتية. نتيجة لتفاعل النبات، يحدث تضييق النطاق وغالبًا ما يحدث تحول في المستوى الأمثل.

العوامل البيئية- خصائص الموطن التي لها أي تأثير على الجسم. على سبيل المثال، وجود المعادن، وصول الأكسجين، رطوبة التربة، درجة حرارة التربة، رخاوة التربة. العناصر المختلفة للبيئة، مثل الغازات الخاملة، ليست عوامل بيئية.

أساليب

حسب طبيعة التأثير

• التمثيل المباشر
• التمثيل بشكل غير مباشر
• صالحة مشروطة- تأثير عناصر النظام البيئي (التكاثر الحيوي) يتم تعزيزه أو إضعافه بفعل العوامل البيئية الأخرى

حسب الأصل

• لا حيوي- العوامل ذات الطبيعة الجامدة :
  • مناخي
  • إيدافوجينيك (إدافوجيني)
  • أوروغرافية
  • المواد الكيميائية
  • بدني: الضوضاء، المجالات المغناطيسية، التوصيل الحراري والسعة الحرارية، النشاط الإشعاعي، شدة الإشعاع الشمسي ***** الهيدروغرافية: كثافة الماء، التيار، الشفافية، الخ.
    • بيروجينيك: عوامل الحريق[ المصدر غير محدد 824 يوما] (أودوم، 1975، 1986)
• الحيوية
  • نباتي- تأثير النباتات
  • فطري- تأثير الفطر
  • حيواني- تأثير الحيوانات
  • الميكروبيوجينية- تأثير الكائنات الحية الدقيقة
• العامل البشري (البشري):
  • في عام 1912، العالم الروسي البروفيسور. حدد جي إف موروزوف في كتابه "دراسة الغابات" التأثير البشري على الطبيعة كعامل بيئي منفصل وقسمه وفقًا لطبيعة التأثير على البيئة الطبيعية إلى تأثير بشري مباشر وغير مباشر ومشروط [موروزوف، 1949].
  • التأثير البشري المباشر– التأثير البشري المباشر على مكونات النظام البيئي (التكاثر الحيوي). ويشمل ذلك قطف التوت والفطر وقطع الأشجار وما إلى ذلك.
  • التأثير البشري غير المباشر– التأثير البشري من خلال المستوى المتوسط. هذا تغيير في مستوى المياه الجوفية، تغيير نظام درجة الحرارةوالتلوث الإشعاعي وما إلى ذلك.
  • التأثير البشري المشروطهو تأثير الحيوية و العوامل غير الحيوية، يتم تقويتها أو إضعافها بالتأثير البشري.
  • في عام 1981، تم تعريف "العامل البشري المنشأ [التأثير البشري] هو أي تأثير على البيئة [الطبيعية] المرتبطة بالنشاط البشري الواعي وغير الواعي، مما يؤدي إلى تغييرات كمية ونوعية في مكوناتها [بوبا، 1981].
  • في عام 2011، تم نشر مقياس الانحراف البشري المنشأ للتكاثر الحيوي (النظم الإيكولوجية)، الذي تم تطويره باستخدام مثال الغابات ذات الأوراق العريضة في منطقة السهوب، بما في ذلك 12 مرحلة من تدمير البيئة الطبيعية من قبل البشر، من حالة النظم الإيكولوجية غير المضطربة بشكل مشروط إلى مرحلة الفقدان الكامل للوظائف الحيوية بسبب التكاثر الحيوي [بوبا، 2011].

بالإنفاق

• موارد
• شروط

حسب الاتجاه

• متجه
• معمرة دورية

• السيطرة الأحادية
• التعاضد
• عداوة
• الاستفزاز

القيم المتطرفة

منحنى الحياة للنباتات المعمرة. النباتات السنوية غير قادرة على الدخول في حالة سبات وتتزامن منطقة حياتها مع منطقة النشاط الحيوي.

بلاستيك

منحنى الحياة نقاطو المناطق:

• النقاط الرئيسية:
  • نقاط الحد الأدنى و أقصى
  • نقطة الأمثل
• المناطق:
  • منطقة الأمثل
  • المناطق متشائم
  • منطقة النشاط الحيوي
  • المناطق سلام
  • منطقة حياة

معيار رد الفعل

وفرةأو عدد مرات الحدوث

فهرس

• ساهني، س.، بنتون، إم جي. وفيري، ب.أ. (2010). “الروابط بين التنوع التصنيفي العالمي والتنوع البيئي وتوسع الفقاريات على الأرض” (PDF). رسائل علم الأحياء 6 (4): 544-547. دوى:10.1098/rsbl.2009.1024. بميد 20106856.
• ديفيد إل هوكسورث.التنوع البيولوجي والمحافظة عليه في أوروبا. - سبرينغر، 2008. - ص 3390. - ردمك 1402068646..
• بامبتون، إم. "التحول البشري" في موسوعة العلوم البيئية، د. إي. ألكساندر و آر. دبليو. فيربريدج، دار نشر كلوير الأكاديمية، دوردريخت، هولندا.
• دودة ، بوريس (2006-11-03). "آثار فقدان التنوع البيولوجي على خدمات النظام البيئي للمحيطات." علوم 314 (5800): 787-790. دوى:10.1126/science.1132294. بميد 17082450.
• موروزوف ج.ف. التدريس عن الغابة. الطبعة السابعة. م: جولسبوميزدات، 1949. 455 ص.
• Popa Yu.N التحول البشري المنشأ للتكاثر الحيوي للغابات في كودر في مولدوفا. ملخص المؤلف. ديس. دكتوراه. بيول. العلوم:03.00.16 - علم البيئة. كراسنويارسك، 1981. ص 6.
• بوبا يو.ن. استعادة التكاثر الحيوي في البيئات البيئية المتحولة من الناحية البشرية في منطقة السهوب: دراسة. حررت بواسطة عضو-تصحيح. ناس من أوكرانيا، دكتوراه في علم الأحياء. العلوم، البروفيسور. أ.ب.ترافليفا؛ الجامعة الوطنية للطيران. - كييف: أكثر الكتب مبيعا في أوكرانيا، 2011. - 437 ص.

العوامل البيئية

تكيف الكائنات الحية مع البيئة

البيئات المعيشية الأساسية

العوامل البيئية

الكائن الحي والبيئة

المحاضرة 6. أساسيات علم النفس. الكائن الحي والبيئة

يدرس علم البيئة العلاقة بين ممثلي نوع واحد وبيئته. بناءً على دراسة عمليات تكيف الأنواع مع البيئة (علم البيئة العاملي). تدرس البيئة البشرية أيضًا تأثير (تطبيع) العوامل البيئية وتأثيراتها الشديدة على الجسم.

يتكون العالم الحي من حولنا من كائنات حية تتكاثر باستمرار. يمكن لحشرة المن أن تترك أكثر من 300 مليون نسل خلال فصل الصيف. القدرة على التكاثر إلى أجل غير مسمى أمر متأصل. ولكن لا يوجد نمو غير محدود في الأعداد؛ والعائق الرئيسي هو نقص الموارد. للنباتات - الأملاح المعدنية وثاني أكسيد الكربون والماء والضوء. للحيوانات - الغذاء والماء. احتياطيات هذه الموارد تمنع التكاثر. المحدد الثاني هو تأثير الظروف غير المواتية المختلفة، التي تبطئ النمو والتكاثر. نمو النبات يعتمد على الطقس. يتم منع تكاثر الكائنات المائية بسبب انخفاض محتوى الأكسجين في الماء. بالإضافة إلى ذلك، يحدث القضاء على الأجنة أو الشباب المنتجين بالفعل وموتهم. على سبيل المثال، ليس كل الجوز ينبت. تتميز الخصوبة العالية بالأنواع التي يكون فيها معدل موت الأفراد في الطبيعة مرتفعًا جدًا.

الجسم، الذي يعاني من الحاجة إلى تدفق الطاقة والمعلومات، يعتمد بشكل كامل على البيئة

القانون - يتم تحديد نتائج تطور الكائن الحي بنسبة الميزات الداخليةوخصائص البيئة التي يقع فيها.

التكيف التطوري للكائنات الحية مع الظروف البيئية، معبرا عنه في التغيرات في خصائصها الخارجية والداخلية - التكيف. مبدأ لو شاتيليه: "إن تطور أي نظام يسير في اتجاه تقليل الخطر المحتمل." ووفقا لهذا المبدأ، فإن تطور الكائن الحي يساهم في تكيفه مع التأثيرات الخارجية المتغيرة.

العوامل البيئية– هذه ظروف وعناصر معينة من البيئة لها تأثير محدد على الجسم.

العوامل البيئية: 1-لا حيوي. 2 – الحيوية . 3- بشرية المنشأ.

العوامل غير الحيوية– مجموعة من العوامل الموجودة في البيئة غير العضوية والتي تؤثر على حياة وتوزيع الحيوانات والنباتات

العوامل غير الحيوية

فيزيائية كيميائية edaphic (التربة)

العوامل الحيوية- مجمل تأثيرات النشاط الحياتي لبعض الكائنات الحية على النشاط الحياتي للبعض الآخر، وكذلك على البيئة غير الحية

العوامل الحيوية

تأثير بين الأنواع على

التفاعلات التفاعلات العوامل اللاأحيائية

(برلمان المملكة المتحدة)

معايشة

(واحد يستفيد)

المذهبية

(نوع واحد يمنع نمو نوع آخر)

العوامل البشرية– العوامل التي يولدها الإنسان وتؤثر على البيئة (التلوث، تآكل التربة، تدمير الغابات، الخ)

الطبيعة العامة لعمل العوامل البيئية.

في عملية الحياة، يعتمد تفاعل الكائنات الحية مع موطنها ومكوناتها فيما بينها على الانتقال بين عناصر نظام التدفقات الجماعية للمادة ومركباتها والطاقات بجميع أنواعها والمعلومات. وفقًا لقانون الحفاظ على الحياة الذي وضعه يو إن كوراجكوفسكي: "لا يمكن للحياة أن توجد إلا في عملية حركة تدفقات المادة والطاقة والمعلومات عبر جسم حي".

يخضع تفاعل الكائن الحي مع بيئته للقوانين التالية. القانون الرئيسي الأمثل (التسامح). قانون ليبيغيتم التعبير عنه في حقيقة أن أي عامل بيئي له حدود معينة من التأثير الإيجابي على الجسم. وعند الانحراف عن هذه الحدود تتغير علامة التأثير إلى العكس، فمثلاً الحيوانات لا تتحمل الحرارة والصقيع الشديد بشكل جيد؛ الجفاف والأمطار الغزيرة غير مواتية للمحصول. لن تتطابق المنحنيات المثالية لأي عامل مع الأنواع المختلفة. الإبل والجربوع لا تتحمل ظروف الصحاري الشمالية، والرنة والليمون لا تتحمل الظروف الجنوبية الحارة. يمكن لعدد من الأنواع أن تعيش ضمن نطاق ضيق من المستوى الأمثل، بينما يمكن لأنواع أخرى أن تعيش ضمن نطاق واسع. يموت نبات impatiens إذا لم يكن هناك رطوبة في الهواء، ولا يموت عشب الريش حتى في الجفاف. إن الحدود المثلى وحدود التحمل ليست ثابتة طوال حياة الكائن الحي. يمكن تغيير الوضع الأمثل (تصلب درجة الحرارة).

وفقا لقاعدة الأمثل للكائن الحي، هناك مجموعة من قيمة العامل الأكثر ملاءمة (الأمثل). ما وراء المستوى الأمثل هناك مناطق القمع التي تتحول إلى نقاط حرجة. بالنسبة لبعض الكائنات الحية، المنطقة المثلى لديها نطاق واسع. انهم يسمى - com.eurybionts(باليونانية: واسع، الحياة). الكائنات الحية ذات النطاق الضيق – stenobionts(ضيق).

يسمى نطاق قيم العوامل (بين النقاط الحرجة). التكافؤ البيئي. مرادف للتكافؤ تسامح.(التسامح اللاتيني - الصبر)، أو اللدونة (التقلب) إذا كانت البيئة ثابتة نسبيًا، ومتغيرة قليلاً، فهي تحتوي على المزيد من الستنوبيونات (على سبيل المثال، في بيئة مائية). إذا كانت البيئة ديناميكية، على سبيل المثال، الماء والهواء، فإن فرصة البقاء على قيد الحياة فيها أكبر. المنطقة المثلى والتكافؤ البيئي أوسع في الحيوانات ذوات الدم الحار.

تأثير عامل درجة الحرارة. إذا كان نطاق التسامح يقع ضمن نطاق واسع (-5؛ +25)، فإن هذه الكائنات تسمى متجانسة الحرارة، إذا كانت ضيقة - ضيقة الحرارة. قد يكون يوريهالين (الملوحة)

أرز. 1. اعتماد إمكانات الحياة على شدة عامل التأثير

1. – منطقة الأمثل (الراحة)؛

2. – منطقة النشاط الحياتي المسموح به؛

3.- منطقة القمع؛

4.- منطقة الموت.

تسامح – قدرة الجسم على تحمل الآثار الضارة لعامل بيئي واحد أو آخر.

المنطقة المثلى بنقطة الراحة (نقطة الحد الأقصى – إمكانات الحياة) – منطقة النشاط الحياتي الأمثل.

مناطق النشاط الحياتي المسموح بها - قيم القيم المسموح بها لعامل التأثير هي مجال نشاط الحياة الطبيعي.

مناطق القمع – المناطق ذات الانحرافات الكبيرة للعامل عن المستوى الأمثل، والتي يعاني فيها الجسم من قمع الوظائف الحيوية.

منطقة الموت - تتوافق حدود التسامح مع عامل التأثير مع قيم الحد الأدنى والحد الأقصى للعامل، والتي لا يمكن بعدها وجود الكائن الحي.

ويجب أن يؤخذ في الاعتبار أن بعض العوامل يمكن أن تعزز أو تخفف من تأثير عوامل أخرى. يمكن تخفيف الحرارة الزائدة عن طريق انخفاض رطوبة الهواء. . قانون استقلال العوامل لـ V. R. Williams: "ظروف الحياة متكافئة، لا يمكن استبدال أي من عوامل الحياة بآخر"

القانون الثاني - العامل المحدد. العامل الأكثر أهمية هو العامل الذي ينحرف أكثر عن القيم المثالية. العامل الذي يكون في نقص أو زيادة (بالقرب من النقاط الحرجة) يؤثر سلبا على الجسم. تحدد العوامل المحددة حدود توزيع الأنواع - النطاق. تعتمد إنتاجية الكائنات والمجتمعات عليها.

قاعدة العامل المحدد في الهندسة الزراعية إذا كانت التربة تفتقر إلى الأملاح المعدنية (50٪ فوسفور، 20٪ كالسيوم)، فسيكون المحصول أقل 5 مرات. إذا قمت بإضافة الكالسيوم، فإن العائد هو 59٪.

غالبًا ما ينتهك النشاط البشري جميع قوانين عمل العوامل - تدمير الموائل وتعطيل المياه والتغذية المعدنية.

يمكن التعبير عن قانون العامل الأمثل والمحدد في قانون واحد V. قانون شيلفورد للتسامح:"العامل الذي يحد من ازدهار السكان (الكائن الحي) يمكن أن يكون إما الحد الأدنى أو الأقصى من التأثير البيئي، والمدى بينهما يحدد مقدار التحمل (حد التسامح) للكائن الحي لعامل معين"

العوامل البيئية هي:

العوامل البيئية

العوامل البيئية- خصائص الموطن التي لها أي تأثير على الجسم. العناصر المختلفة للبيئة، مثل الغازات الخاملة، ليست عوامل بيئية.

تظهر العوامل البيئية تباينًا كبيرًا في الزمان والمكان. على سبيل المثال، تختلف درجة الحرارة بشكل كبير على سطح الأرض، ولكنها تكاد تكون ثابتة في قاع المحيط أو في أعماق الكهوف.

نفس العامل البيئي لديه معنى مختلففي حياة الكائنات الحية المشتركة. على سبيل المثال، يلعب النظام الملحي للتربة دورًا رئيسيًا في التغذية المعدنية للنباتات، لكنه لا يبالي بمعظم الحيوانات الأرضية. تعد شدة الإضاءة والتركيب الطيفي للضوء في غاية الأهمية في حياة الكائنات الحية الضوئية (معظم النباتات والبكتيريا الضوئية)، وفي حياة الكائنات غيرية التغذية (الفطريات والحيوانات وجزء كبير من الكائنات الحية الدقيقة) لا يحتوي الضوء على تأثير ملحوظ على نشاط الحياة.

يمكن أن تعمل العوامل البيئية كمهيجات تسبب تغيرات تكيفية في الوظائف الفسيولوجية؛ كمحددات تجعل من المستحيل على كائنات معينة أن توجد في ظل ظروف معينة؛ كمعدلات تحدد التغيرات التشريحية والفسيولوجية في الكائنات الحية.

لا تتأثر الكائنات الحية بعوامل ثابتة وغير متغيرة، بل تتأثر بها أساليب- تسلسل التغييرات خلال فترة زمنية معينة.

تصنيفات العوامل البيئية

حسب طبيعة التأثير

• التمثيل المباشر- يؤثر بشكل مباشر على الجسم، وبشكل رئيسي على عملية التمثيل الغذائي
• التمثيل بشكل غير مباشر- التأثير بشكل غير مباشر، من خلال التغيرات في العوامل المؤثرة بشكل مباشر (التضاريس، والتعرض، والارتفاع، وما إلى ذلك)

حسب الأصل

• لا حيوي- العوامل ذات الطبيعة الجامدة :
  • مناخي: المجموع السنوي لدرجات الحرارة، متوسط ​​درجة الحرارة السنوية، الرطوبة، الضغط الجوي
  • إيدافوجينيك (إدافوجيني): التركيب الميكانيكي للتربة، تنفسية التربة، حموضة التربة، التركيب الكيميائي للتربة
  • أوروغرافية: التضاريس والارتفاع والانحدار وجانب المنحدر
  • المواد الكيميائية: التركيب الغازي للهواء، التركيب الملحي للماء، التركيز، الحموضة
  • بدني: الضوضاء، المجالات المغناطيسية، التوصيل الحراري والسعة الحرارية، النشاط الإشعاعي، شدة الإشعاع الشمسي
• الحيوية- المتعلقة بأنشطة الكائنات الحية:
  • نباتي- تأثير النباتات
  • فطري- تأثير الفطر
  • حيواني- تأثير الحيوانات
  • الميكروبيوجينية- تأثير الكائنات الحية الدقيقة
• :
  • بدني: استخدام الطاقة النووية، السفر في القطارات والطائرات، تأثير الضوضاء والاهتزازات
  • المواد الكيميائية: استخدام الأسمدة المعدنية والمبيدات الحشرية، وتلوث أصداف الأرض بالنفايات الصناعية ونفايات النقل
  • بيولوجي: طعام؛ الكائنات الحية التي يمكن أن يكون الإنسان موطنًا لها أو مصدرًا للغذاء
  • اجتماعي- تتعلق بالعلاقات بين الناس والحياة في المجتمع

بالإنفاق

• موارد- عناصر البيئة التي يستهلكها الجسم مما يقلل تواجدها في البيئة (الماء، ثاني أكسيد الكربون، O2، الضوء)
• شروط- العناصر البيئية التي لا يستهلكها الجسم (درجة الحرارة، حركة الهواء، حموضة التربة)

حسب الاتجاه

• متجه- العوامل المتغيرة اتجاهياً: التشبع بالمياه، تملح التربة
• معمرة دورية- مع فترات متناوبة متعددة السنوات من تقوية وإضعاف العامل، على سبيل المثال تغير المناخ فيما يتعلق بالدورة الشمسية التي تبلغ مدتها 11 عامًا
• التذبذب (النبض والتقلب)- تقلبات في كلا الاتجاهين عن قيمة متوسطة معينة (التقلبات اليومية في درجة حرارة الهواء، التغيرات في متوسط ​​هطول الأمطار الشهري على مدار العام)

تأثير العوامل البيئية على الجسم

لا تؤثر العوامل البيئية على الجسم بشكل فردي، بل مجتمعة، وبالتالي، يتم تحديد أي رد فعل للجسم متعدد العوامل. وفي الوقت نفسه، فإن التأثير التكاملي للعوامل لا يساوي مجموع تأثيرات العوامل الفردية، حيث تحدث أنواع مختلفة من التفاعلات بينها، والتي يمكن تقسيمها إلى أربعة أنواع رئيسية:

• السيطرة الأحادية- أحد العوامل يثبط عمل العوامل الأخرى ولحجمه أهمية حاسمة بالنسبة للجسم. وبالتالي فإن الغياب التام أو وجود عناصر التغذية المعدنية في التربة بنقص حاد أو زائد يمنع الامتصاص الطبيعي للعناصر الأخرى بواسطة النباتات.
• التعاضد- التعزيز المتبادل لعدة عوامل بسبب ردود الفعل الإيجابية. على سبيل المثال، رطوبة التربة ومحتوى النترات والإضاءة، مع تحسين توفير أي منها، تزيد من تأثير الاثنين الآخرين.
• عداوة- القمع المتبادل لعدة عوامل بسبب ردود الفعل السلبية: زيادة أعداد الجراد تساهم في انخفاض الموارد الغذائية وانخفاض أعدادها.
• الاستفزاز- مزيج من التأثيرات الإيجابية والسلبية على الجسم، حيث يعزز تأثير الأخير تأثير الأول. لذلك، كلما حدث الذوبان في وقت مبكر، كلما زادت معاناة النباتات من الصقيع اللاحق.

يعتمد تأثير العوامل أيضًا على طبيعة الكائن الحي وحالته الحالية، وبالتالي يكون له تأثيرات مختلفة على كلا النوعين المختلفين وعلى كائن حي واحد في مراحل مختلفة من تكوين الكائنات الحية: انخفاض الرطوبة يضر بالنباتات المائية، ولكنه غير ضار بالنباتات الجافة؛ تتحمل الصنوبريات البالغة في المنطقة المعتدلة درجات الحرارة المنخفضة دون الإضرار بها، ولكنها تشكل خطورة على النباتات الصغيرة.

يمكن للعوامل أن تحل محل بعضها البعض جزئيا: عندما تنخفض الإضاءة، لن تتغير شدة التمثيل الضوئي إذا زاد تركيز ثاني أكسيد الكربون في الهواء، وهو ما يحدث عادة في البيوت الزجاجية.

تعتمد نتيجة تأثير العوامل على مدة وتكرار عملها القيم المتطرفةطوال حياة الكائن الحي ونسله: قد لا يكون للتعرضات قصيرة المدى أي عواقب، في حين أن التعرضات طويلة المدى من خلال الآلية الانتقاء الطبيعيتؤدي إلى تغييرات نوعية.

استجابة الجسم للتغيرات في العوامل البيئية

منحنى الحياة للنباتات المعمرة. النباتات السنوية غير قادرة على الدخول في حالة سبات وتتزامن منطقة حياتها مع منطقة النشاط الحيوي.
ملحوظة: 1 - النقطة المثلى، 2 - الحد الأدنى والحد الأقصى للنقاط، 3 - النقاط المميتة

تتميز الكائنات الحية، وخاصة تلك التي تعيش حياة مرتبطة، مثل النباتات، أو نمط الحياة المستقر، بـ بلاستيك- القدرة على الوجود في نطاقات واسعة إلى حد ما من العوامل البيئية. ومع ذلك، عند قيم مختلفة للعامل، يتصرف الجسم بشكل مختلف.

وبناء على ذلك، يتم تحديد قيمته حيث سيكون الجسم في الحالة الأكثر راحة - ينمو بسرعة، ويتكاثر، ويظهر القدرات التنافسية. مع زيادة أو نقصان قيمة العامل بالنسبة إلى العامل الأكثر ملاءمة، يبدأ الجسم في تجربة الاكتئاب، والذي يتجلى في إضعاف وظائفه الحيوية، وفي القيم القصوى للعامل، يمكن أن يؤدي إلى الوفاة.

بيانيا، يصور النموذج رد فعل مماثل للجسم لتغيير قيم العوامل منحنى الحياة(المنحنى البيئي)، عند تحليله يمكننا تسليط الضوء على بعض نقاطو المناطق:

• النقاط الرئيسية:
  • نقاط الحد الأدنى و أقصى - القيم القصوى للعامل الذي يكون فيه النشاط الحيوي للكائن ممكنًا
  • نقطة الأمثل - قيمة العامل الأكثر ملاءمة
• المناطق:
  • منطقة الأمثل - يحد من نطاق قيم العوامل الأكثر ملاءمة
  • المناطق متشائم (العلوي والسفلي) - نطاقات قيم العوامل التي يعاني فيها الجسم من اكتئاب قوي
  • منطقة النشاط الحيوي - نطاق قيم العوامل التي تظهر فيها وظائفها الحيوية بشكل فعال
  • المناطق سلام (العلوي والسفلي) - قيم غير مواتية للغاية للعامل الذي يظل عنده الكائن الحي على قيد الحياة، ولكنه يدخل في حالة من الراحة
  • منطقة حياة - نطاق قيم العوامل التي يبقى فيها الكائن الحي على قيد الحياة

خارج حدود منطقة الحياة هناك قيم قاتلة للعامل الذي لا يستطيع الكائن الحي أن يوجد عنده.

التغييرات التي تحدث في كائن حي ضمن نطاق اللدونة تكون دائمًا ظاهرية، في حين أن النمط الجيني لا يرمز إلا إلى مقياس للتغيرات المحتملة - معيار رد الفعلالذي يحدد درجة اللدونة للكائن الحي.

واستنادًا إلى منحنى الحياة الفردية، من الممكن أيضًا التنبؤ بمنحنى حياة الأنواع. ومع ذلك، نظرًا لأن النوع عبارة عن نظام فوق عضوي معقد يتكون من العديد من المجموعات السكانية الموزعة في موائل مختلفة بظروف بيئية مختلفة، عند تقييم بيئتها، لا يتم استخدام البيانات المعممة للأفراد الأفراد، ولكن للمجموعات السكانية بأكملها. على تدرج العامل، تترسب فئات معممة من قيمه، تمثل أنواعًا معينة من الموائل، وغالبًا ما يتم أخذ التفاعلات البيئية في الاعتبار وفرةأو عدد مرات الحدوثعطوف. في هذه الحالة، لا ينبغي أن نتحدث بعد الآن عن منحنى النشاط الحيوي، بل عن منحنى توزيع الوفرة أو التكرارات.

القسم 1. الجوانب النظرية للبيئة

الموضوع 1.1. علم البيئة الذاتية (علم البيئة العاملي)

علم البيئة الذاتية هو فرع من علم البيئة يدرس علاقة الكائن الحي بالبيئة. هذا القسم مخصص لدراسة الخصائص الخاصة بالأنواع لاستجابة الحيوانات والكائنات النباتية للعوامل البيئية ونمط حياة الأنواع.

وفي إطار هذا الموضوع، سنتناول اليوم الأسئلة التالية:

البيئات الرئيسية لوجود الكائنات الحية

أنماط تأثير العوامل البيئية على الكائنات الحية

العوامل البيئية وتصنيفها

يختلف مفهوم "الموئل" عن مفهوم "الظروف المعيشية" - مجموعة من العوامل البيئية الحيوية التي بدونها لا يمكن للكائنات الحية أن توجد (الضوء، الحرارة، الرطوبة، الهواء، التربة).العوامل البيئية الأخرى، على الرغم من أن لها تأثير كبير على الكائنات الحية، ليست حيوية بالنسبة لها (على سبيل المثال، الرياح، والإشعاعات المؤينة الطبيعية والاصطناعية، والكهرباء الجوية، وما إلى ذلك).

2 . أي كائن حييمكن أن توجد فقط في نطاق درجة حرارة معينة. عندما تكون درجة الحرارة البيئية منخفضة جدًا أو مرتفعة جدًا، يموت الكائن الحي. عندما تكون درجة الحرارة قريبة من الحدود القصوى، فإن ممثلي هذا النوع نادرون، ولكن مع اقتراب درجة الحرارة من القيمة المتوسطة المثالية لهم، يزداد عددهم. هذا النمط ينطبق على أي شخص آخر العامل أمما يؤثر على سير بعض عمليات الحياة (الرطوبة، قوة الرياح، السرعة الحالية، إلخ).

إذا قمت برسم منحنى على الرسم البياني الذي يميز سرعة عملية معينة (التنفس، الحركة، التغذية، الخ) اعتمادا على أحد العوامل البيئية (طبعا، بشرط أن يؤثر هذا العامل على عمليات الحياة الرئيسية)، فإن هذا سيكون المنحنى دائمًا على شكل جرس (الشكل 1). تسمى هذه المنحنيات منحنيات التسامح (من الكلمة اللاتينية tolerahtia - الصبر). يشير موضع قمتها إلى الظروف المثالية لعملية معينة. تتميز بعض الأنواع بمنحنيات ذات قمم حادة جدًا؛ وهذا يعني أن نطاق الظروف المثالية لهم ضيق جدًا. تتوافق المنحنيات الناعمة مع نطاق واسع من التسامح، أي مقاومة عامل معين.

من المؤكد أن الكائنات الحية ذات المقاومة الواسعة للعديد من العوامل لديها فرصة لتصبح أكثر انتشارًا.

في الأنواع واسعة الانتشار السكان، الذين يعيشون في مناطق مختلفة مناخيًا، غالبًا ما يكونون أكثر تكيفًا على وجه التحديد مع ظروف منطقة معينة. ويرجع ذلك إلى قدرتها على تكوين أشكال محلية، أو أنماط بيئية، تتميز بحدود مختلفة لمقاومتها لدرجة الحرارة أو الضوء أو العوامل الأخرى.

على سبيل المثال، فكر في الأنماط البيئية لأحد أنواع قناديل البحر. كما تعلمون، يتحرك قنديل البحر عبر الماء مثل الصاروخ - باستخدام تقلصات إيقاعية العضلات، دفع الماء خارج التجويف المركزي. سرعة النبض المثالية هي 15-20 تقلصات في الدقيقة. يتحرك الأفراد من نوع واحد من قناديل البحر الذين يعيشون في خطوط العرض الشمالية بنفس سرعة قناديل البحر من نفس النوع في خطوط العرض الجنوبية، على الرغم من أن درجة حرارة الماء في الشمال يمكن أن تكون أقل بمقدار 20 درجة مئوية. وهذا يعني أن كلا الشكلين من قناديل البحر كانا قادرين على التكيف بشكل أفضل مع الظروف المحلية.

قانون الحد الأدنى.

شدة معينة العمليات البيولوجيةغالبًا ما يتبين أنها حساسة لعاملين بيئيين أو أكثر. في هذه الحالة، سيكون العامل الحاسم هو العامل المتوفر بالحد الأدنى من وجهة نظر احتياجات الجسم. هذه القاعدة البسيطة صاغها لأول مرة مؤسس علم الأسمدة المعدنية الكيميائي والكيميائي الزراعي الألماني جوستوس ليبج (1803-1873) وكان يطلق عليها اسم قانون الحد الأدنى . اكتشف يو ليبج أن إنتاجية النبات يمكن أن تكون محدودة بواحد - أي - من العناصر الغذائية الأساسية، إلا إذا كان هذا العنصر غير موجود في التربة.

يمكن أن تتفاعل العوامل البيئية المختلفة، أي أن نقص مادة واحدة يمكن أن يؤدي إلى نقص مواد أخرى. على سبيل المثال، فإن نقص الرطوبة في التربة يحد من توفير جميع المواد الأخرى اللازمة لتغذيتها للنباتات. لذلك، بشكل عام، يمكن أن يكون قانون الحد الأدنى صياغة على النحو التالي : إن النجاح في بقاء الكائنات الحية يعتمد على مجموعة من الشروط؛ العامل المقيد أو المقيد هو أي حالة بيئية تقترب أو تتجاوز حد الاستقرار. الكائنات الحية من هذا النوع.

العوامل البيئية.تسمى عناصر البيئة التي تسبب ردود الفعل التكيفية (التكيفات) في الكائنات الحية ومجتمعاتها العوامل البيئية.

حسب الأصل وطبيعة العمل والعوامل البيئية التصنيف: غير حيوي (عناصر ذات طبيعة غير عضوية أو غير حية)؛ حيوي (أشكال تأثير الكائنات الحية على بعضها البعض)؛ من صنع الإنسان (جميع أشكال النشاط البشري التي تؤثر على الكائنات الحية عائلة).

العوامل غير الحيويةتنقسم الى بدني , أو مناخي (الضوء، درجة حرارة الهواء والماء، رطوبة الهواء والتربة، الرياح)؛ إيدافيك,أو أرض التربة (التركيب الميكانيكي للتربة وخصائصها الكيميائية و الخصائص الفيزيائية); الطبوغرافية,أو أوروغرافية (ملامح التضاريس)؛ المواد الكيميائية

بشري المنشأ (بشري المنشأ)العوامل هي جميع أشكال نشاط المجتمع البشري التي تغير الطبيعة كموطن للكائنات الحية أو تؤثر بشكل مباشر على حياتها. يرجع فصل العوامل البشرية إلى مجموعة منفصلة إلى حقيقة أن مصير الغطاء النباتي للأرض وجميع أنواع الكائنات الحية الموجودة حاليًا يقع عمليًا في أيدي المجتمع البشري.

تؤثر العوامل البيئية على الكائنات الحية بطرق مختلفة. يمكنهم القيام بدور المهيجات,التسبب في تغييرات تكيفية في الوظائف الفسيولوجية. كيف محددات,التسبب في استحالة وجود كائنات معينة في ظروف معينة؛ كيف الصفات التعريفية،

/ علم البيئة 1 محاضرة

محاضرة 1

أساسيات البيئة

موضوع ومهام وأساليب علم البيئة

الموائل والظروف المعيشية للكائنات الحية

العوامل البيئية

أنماط عمل العوامل البيئية على الجسم

تفاعل العوامل البيئية

تأثير العوامل اللاأحيائية الرئيسية على الكائنات الحية

البيئة الحيوية.

السلسلة الغذائية (الغذائية).

أشكال العلاقات الحيوية

دورات الطاقة في النظم البيئية

موضوع ومهام وأساليب علم البيئة .علم البيئة(باليونانية، oikos - مسكن، إقامة، شعارات - علم) - علم بيولوجي يدور حول العلاقات بين الكائنات الحية وموائلها. تم اقتراح هذا المصطلح في عام 1866. عالم الحيوان الألماني إرنست هيكل.

منطقة(المنطقة اللاتينية - المساحة، المساحة) - جزء من سطح الأرض أو المنطقة المائية التي يتم من خلالها توزيع أفراد من نوع معين (جنس أو عائلة أو نوع معين من المجتمع) ويخضعون للدورة الكاملة لتطورهم.

الكائنات البيئيةهي في الغالب أنظمة فوق مستوى الكائنات الحية، أي دراسة تنظيم وعمل الأنظمة فوق العضوية: السكان ، biocenoses(مجتمعات)، التكاثر الحيوي(النظم البيئية) و المحيط الحيويعمومًا. وبعبارة أخرى، فإن الهدف الرئيسي للدراسة في علم البيئة هو النظم البيئية،أي: مجمعات طبيعية موحدة تتكون من الكائنات الحية وموائلها.

سكان- (lat. populus - الناس والسكان). تسمى مجموعة من الأفراد من نفس النوع، الذين يسكنون جزءًا معينًا من النطاق لفترة طويلة، ويتكاثرون بحرية ومعزولون نسبيًا عن مجموعات أخرى من نفس النوع، مجموعة سكانية

منظر- مجموعة من الكائنات الحية التي لها السمات المشتركةفي بنية الجسم وعلم وظائف الأعضاء وطرق العلاقة مع البيئة، قادرة على التزاوج مع بعضها البعض لتكوين ذرية خصبة، ولكنها غير قادرة على القيام بذلك مع الكائنات الحية من الأنواع الأخرى.

التكاثر الحيوي- مجموعة من الكائنات الحية التي تعيش في النظام البيئي، مترابطة عن طريق التمثيل الغذائي والطاقة والمعلومات.

التكاثر الحيوي - النظام البيئي

المحيط الحيوي، وفقًا لتعريف V. I. Vernadsky، هذه هي بيئة حياتنا، هذه هي "الطبيعة" التي تحيط بنا.

مكون المحيط الحيوي للمدينةوتشمل، بالإضافة إلى البشر، جميع أنواع المساحات الخضراء وتجمعات الحيوانات الحضرية. (الحمام، العصافير، الغربان، الغربان، الطيور المائية، فصل الشتاء في المناطق المذابة من المسطحات المائية، والجرذان والفئران، والحشرات "المستأنسة" مثل الذباب والبعوض والبراغيث والصراصير والبق، وأخيرا التجمعات الميكروبية والفيروسية للمباني متعددة الطوابق وشقق المدينة).

بيت المهمة النظرية والعملية لعلم البيئة- للكشف عن الأنماط العامة لتنظيم الحياةوعلى هذا الأساس وضع المبادئ الاستخدام العقلاني الموارد الطبيعية في ظروف زيادة التأثير البشري على المحيط الحيوي.

أهم مشكلة في عصرناالتفاعل بين المجتمع البشري والطبيعة، لأن الوضع الذي يتطور في العلاقة بين الإنسان والطبيعة غالبا ما يصبح حاسما. الإمدادات تنفد مياه عذبةوالمعادن (النفط والغاز والمعادن غير الحديدية وما إلى ذلك)، وتتدهور حالة التربة وأحواض المياه والهواء، ويحدث التصحر في مناطق شاسعة، وتصبح مكافحة أمراض وآفات المحاصيل الزراعية أكثر تعقيدًا.

التغيرات البشريةأثرت تقريبًا على جميع النظم البيئية للكوكب، وتكوين الغاز في الغلاف الجوي، وتوازن الطاقة في الأرض. هذا يعني انه لقد دخل النشاط البشري في صراع مع الطبيعةمما أدى إلى العديد من مناطق العالم انتهكتها توازن ديناميكي.

للحصول على حلولهؤلاء المشاكل العالمية وقبل كل شيء، توحد البيئة مشاكل التكثيف والاستخدام الرشيد، والحفاظ على وإعادة إنتاج موارد المحيط الحيوي في البحث العلمي جهود جميع المتخصصين في علم الأحياء.يشمل نطاق المشكلات البيئية أيضًا قضايا التثقيف والتوعية البيئية, القضايا الأخلاقية والأخلاقية والفلسفية وحتى القانونية. ونتيجة لذلك، تصبح البيئة العلم ليس بيولوجيا فقط، لكن أيضا اجتماعي.

الأساليب البيئيةتنقسم إلى:

مجال(دراسة حياة الكائنات الحية ومجتمعاتها في الظروف الطبيعية، أي المراقبة طويلة المدى في الطبيعة باستخدام معدات مختلفة) و

تجريبي(تجارب في المختبرات الثابتة، حيث من الممكن ليس فقط التغيير، ولكن أيضًا التحكم الصارم في تأثير أي عوامل على الكائنات الحية وفقًا لبرنامج معين).

في الوقت نفسه، يعمل علماء البيئة ليس فقط البيولوجية، ولكن أيضا الطرق الفيزيائية والكيميائية الحديثة، يستخدم نمذجة الظواهر البيولوجية، أي التكاثر في النظم البيئية الاصطناعية لمختلف العمليات التي تحدث في الطبيعة الحية. من خلال المحاكاة يمكنك دراسة سلوك أي نظام من أجل تقييمه العواقب المحتملةتطبيق استراتيجيات وأساليب مختلفة لإدارة الموارد، أي للتنبؤ البيئي.

كما أنها تستخدم على نطاق واسع لدراسة العمليات الطبيعية والتنبؤ بها. طريقة النمذجة الرياضية. يتم بناء نماذج النظام البيئي هذه على أساس العديد من المعلومات المتراكمة في الظروف الميدانية والمختبرية.

وفي الوقت نفسه، تم بناؤه بشكل صحيح النماذج الرياضية يساعدانظر ماذا وهو ما يصعب أو يستحيل اختباره تجريبيا.إن الجمع بين أساليب البحث الميدانية والتجريبية يسمح لعالم البيئة بتوضيح جميع جوانب العلاقة بين الكائنات الحية والعوامل البيئية العديدة، والتي لن تستعيد التوازن الديناميكي للطبيعة فحسب، بل ستدير أيضًا النظم البيئية.

الموائل والظروف المعيشية للكائنات الحية . جزء من الطبيعة (مجموعة من الظروف اللاأحيائية والحيوية المحددة) يحيط مباشرة بالكائنات الحية وله تأثير مباشر أو غير مباشر على حالتها ونموها وتطورها وتكاثرها وبقائها يسمى الموطن.

من المفهوم " موطن"من الضروري التمييز بين المفهوم" ظروف الوجود" - هذا مجموعة من العوامل البيئية الحيوية التي بدونها لا يمكن للكائنات الحية أن توجد(الضوء، الحرارة، الرطوبة، الهواء، التربة). وفي المقابل، فإن العوامل البيئية الأخرى، رغم أن لها تأثير كبير على الكائنات الحية، ليست حيوية بالنسبة لها (على سبيل المثال، الرياح، والإشعاعات المؤينة الطبيعية والاصطناعية، وكهرباء الغلاف الجوي، وما إلى ذلك).

العوامل البيئية - هذا عناصر البيئة التي تسبب ردود فعل تكيفية (تكيفات) في الكائنات الحية ومجتمعاتها.

بناءً على أصلها وطبيعة عملها، تنقسم العوامل البيئية إلى: لا حيوي(عناصر ذات طبيعة غير عضوية أو غير حية)، حيوي(أشكال تأثير الكائنات الحية على بعضها البعض) و من صنع الإنسان(جميع أشكال النشاط البشري التي تؤثر على الطبيعة الحية).

العوامل غير الحيويةمقسمة على بدني، أو مناخي(الضوء، درجة حرارة الهواء والماء، رطوبة الهواء والتربة، الرياح)، edaphic، أو أرض التربة(التركيب الميكانيكي للتربة، خواصها الكيميائية والفيزيائية)، الطبوغرافية,أو أوروغرافية(ملامح التضاريس)، المواد الكيميائية(ملوحة الماء، التركيب الغازي للماء والهواء، الرقم الهيدروجيني للتربة والماء، إلخ).

العوامل البشرية (البشرية).- هذا جميع أشكال نشاط المجتمع البشري التي تغير الطبيعة كموطن للكائنات الحية أو تؤثر بشكل مباشر على حياتها. يرجع فصل العوامل البشرية إلى مجموعة منفصلة إلى حقيقة أن مصير الغطاء النباتي للأرض وجميع أنواع الكائنات الحية الموجودة حاليًا يقع عمليًا في أيدي المجتمع البشري.

واحدونفس الشيء عاملالبيئة لديها معنى مختلففي حياة الكائنات الحية المشتركة. على سبيل المثال، يلعب النظام الملحي للتربة دورًا رئيسيًا في التغذية المعدنية للنباتات، لكنه لا يبالي بمعظم الحيوانات الأرضية. شدة الضوءوالتركيب الطيفي للضوء حصراً مهم في حياة النباتات الضوئية، وفي حياة الكائنات غيرية التغذية (الفطريات والحيوانات المائية) ليس للضوء تأثير ملحوظ على نشاط حياتها.

العوامل البيئية في العملعلى الكائنات الحية بشكل مختلف. يمكن أن تكون بمثابة المهيجات التي تسبب التغييرات التكيفيةالوظائف الفسيولوجية كيف محدداتمما يسبب استحالة وجود كائنات معينة في ظروف معينة؛ كيف الصفات التعريفية،تحديد التغيرات المورفولوجية والتشريحية في الكائنات الحية.

أنماط عمل العوامل البيئية على الجسم . استجابة الكائنات الحية لتأثير العوامل اللاأحيائية. تأثير العوامل البيئية على الكائن الحي متنوع للغاية. بعض العوامل لها تأثير أقوى، والبعض الآخر لها تأثير أضعف؛ بعضها يؤثر على جميع جوانب الحياة، والبعض الآخر يؤثر على عملية حياة معينة. ومع ذلك، في طبيعة تأثيرها على الجسم وفي استجابات الكائنات الحية، يمكن تحديد عدد من الأنماط العامة التي تتناسب مع مخطط عام معين لعمل عامل بيئي على النشاط الحيوي للكائن الحي. نطاق عمل العامل البيئي محدود بقيم العتبة القصوى المقابلة(الحد الأدنى والحد الأقصى للنقاط) التي لا يزال وجود الكائن فيها ممكنًا. تسمى هذه النقاط الحدود الدنيا والعليا للتحمل (التسامح)الكائنات الحية فيما يتعلق بعامل بيئي معين.

أفضل المؤشرات لوظائف الجسم الحيوية- هذا نقطة الأمثل . بالنسبة لمعظم الكائنات الحية، غالبًا ما يكون من الصعب تحديد القيمة المثلى للعامل بدقة كافية، لذلك من المعتاد الحديث عن المنطقة المثلى.

الحالات القصوى من اضطهاد الكائنات الحية مع نقص حادأو عامل الزائد، مُسَمًّى المناطق متشائم أو ضغط . بالقرب من النقاط الحرجةكذب قاتلة حجم العامل، أ خارج منطقة البقاء - قاتلة.

يتيح لنا هذا النمط من رد فعل الكائنات الحية لتأثير العوامل البيئية اعتباره مبدأ بيولوجيًا أساسيًا: لكل نوع من النباتات والحيوانات هناك منطقة مثالية لنشاط الحياة الطبيعية ومناطق متشائمة وحدود التحمل بالنسبة لكل عامل بيئي(رسم بياني 1)

7 6 2 1 3 5 8

1- النقطة المثلى 2-3 - المنطقة المثلى ; 3-5 - 2-6 - حدود التحمل (التسامح)؛ 5.8 - 6,7 - الحالات القصوى من اضطهاد الكائنات الحية - مجالات التشاؤم أو التوتر.

تختلف الأنواع المختلفة من الكائنات الحية بشكل ملحوظ عن بعضها البعض سواء في الوضع الأمثل أو في حدود القدرة على التحمل. على سبيل المثال، يمكن للثعالب القطبية الشمالية في التندرا أن تتحمل التقلبات في درجة حرارة الهواء في نطاق حوالي 80 درجة مئوية (من +30 إلى -55 درجة مئوية)، ويمكن لبعض قشريات المياه الدافئة أن تتحمل التغيرات في درجة حرارة الماء في حدود لا أكثر. أكثر من 6 درجات مئوية (من 23 إلى 29 درجة مئوية) تموت البكتيريا الزرقاء المذبذبة، التي تعيش في جزيرة جاوة في الماء بدرجة حرارة 64 درجة مئوية، عند 68 درجة مئوية خلال 5-10 دقائق.

الكائنات الحية، لوجودها ضروري ظروف بيئية محددة بدقة وثابتة نسبيا، مُسَمًّى stenobiont(باليونانية ستينوس - ضيق، بيون - العيش)، والذين يعيشون في مجموعة واسعة من التقلبات البيئية, - يوربيونت (يورو يوناني - واسع). في هذه الحالة، يمكن أن يكون للكائنات الحية من نفس النوع سعة ضيقة بالنسبة إلى عامل واحد وسعة واسعة بالنسبة إلى عامل آخر (على سبيل المثال، القدرة على التكيف مع نطاق ضيق من درجات الحرارة ونطاق واسع من ملوحة المياه). بالإضافة إلى ذلك، فإن نفس الجرعة من العامل يمكن أن تكون مثالية لنوع واحد، ومتشائمة لنوع آخر، وتتجاوز حدود التحمل لنوع ثالث.

قدرة الكائنات الحية على التكيف مع نطاق معين من تقلبات العوامل بيئةمُسَمًّى اللدونة البيئية. وتعد هذه الميزة من أهم خصائص جميع الكائنات الحية: فمن خلال تنظيم نشاط حياتها بما يتوافق مع التغيرات في الظروف البيئية، تكتسب الكائنات الحية القدرة على البقاء وترك ذرية. الكائنات الحية يوربيونتصديقة للبيئة الأكثر مرونة، الذي يوفر لهم استخدام واسع، أ ستينوبيونت,على العكس من ذلك، فإنهم يختلفون اللدونة البيئية الضعيفةونتيجة لذلك، عادة ما يكون مناطق توزيع محدودة.

تفاعل العوامل البيئية . تؤثر العوامل البيئية على الكائن الحي معًا وفي وقت واحد. حيث يعتمد عمل عامل واحدلأن بأي قوة وبأي مجموعة تعمل العوامل الأخرى في وقت واحد.وقد تلقى هذا النمط اسم تفاعل العوامل. على سبيل المثال، من الأسهل تحمل الحرارة أو الصقيع في الهواء الجاف بدلاً من الهواء الرطب. ويكون معدل تبخر الماء من أوراق النبات (النتح) أعلى بكثير إذا كانت درجة حرارة الهواء مرتفعة وكان الطقس عاصفاً.

لكن، إذا كانت قيمة واحدة على الأقل من العناصر الحيوية العوامل البيئيةيقترب إلى قيمة حرجةأو يتجاوز ذلك(أقل من الحد الأدنى أو أعلى من الحد الأقصى)، ثم على الرغم من المزيج الأمثل من الشروط الأخرى, الأفراد معرضون لخطر الموت. تسمى هذه العوامل الحد(الحد).

مصانع محدودهبيئة تحديد النطاق الجغرافي للأنواع.وبالتالي، قد تكون حركة الأنواع إلى الشمال محدودة بسبب نقص الحرارة، وإلى مناطق الصحاري والسهوب الجافة - بسبب نقص الرطوبة أو درجات الحرارة المرتفعة جدًا. يمكن أن تكون العلاقات الحيوية أيضًا بمثابة عامل يحد من توزيع الكائنات الحية، على سبيل المثال، احتلال منطقة ما من قبل منافس أقوى أو عدم وجود ملقحات للنباتات المزهرة. يعد تحديد العوامل المقيدة والقضاء على آثارها، أي تحسين موطن الكائنات الحية، هدفًا عمليًا مهمًا في زيادة إنتاجية المحاصيل الزراعية وإنتاجية الحيوانات الأليفة.

تأثير العوامل اللاأحيائية الرئيسية على الكائنات الحية . خصائص الضوء كعامل بيئي. الطبيعة الحيةلا يمكن أن توجد بدون ضوء، لأن الإشعاع الشمسي الذي يصل إلى سطح الأرض هو المصدر الوحيد للطاقة عمليًا للحفاظ على التوازن الحراري للكوكب، مما يخلق المواد العضويةالكائنات الضوئية في المحيط الحيوي، والتي تضمن في نهاية المطاف تكوين بيئة قادرة على تلبية الاحتياجات الحيوية لجميع الكائنات الحية.

التأثيرات البيولوجية لأشعة الشمس يعتمد على تركيبته الطيفية ومدته وكثافته وتكراره اليومي والموسمي.

اشعاع شمسيهو الإشعاع الكهرومغناطيسي في نطاق واسع من الموجات التي تشكل الطيف المستمر من 290 إلى 3000نانومتر.

الأشعة فوق البنفسجية(الأشعة فوق البنفسجية) التي يقل طولها عن 290 نانومتر، وهي ضارة بالكائنات الحية، وتمتصها طبقة الأوزون ولا تصل إلى الأرض.

يتم الوصول إلى الأراضي بشكل رئيسي الأشعة تحت الحمراء(حوالي 50% من إجمالي الإشعاع) ومرئية (45%) أشعة الطيف. تمثل الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي 290-380 نانومتر 5٪ من الطاقة الإشعاعية. تتميز الأشعة فوق البنفسجية طويلة الموجة، والتي تحتوي على طاقة فوتونية عالية، بالنشاط الكيميائي العالي. بجرعات صغيرة، يكون لها تأثير قوي مبيد للجراثيم، وتعزز تخليق بعض الفيتامينات والأصباغ في النباتات، وفيتامين د في الحيوانات والبشر؛ بالإضافة إلى أنها تسبب اسمرارًا عند البشر، وهو رد فعل وقائي للجلد. الأشعة تحت الحمراء ذات الأطوال الموجية الأكبر من 710 نانومتر لها تأثير حراري.

من وجهة نظر بيئية، تعتبر المنطقة المرئية من الطيف ذات أهمية قصوى.(390-710 نانومتر)، أو الإشعاع النشط للتمثيل الضوئي (PAR)، والذي تمتصه أصباغ البلاستيدات الخضراء وبالتالي فهو ضروري لحياة النبات. تحتاج النباتات الخضراء إلى الضوء المرئي لتكوين الكلوروفيل، وتشكيل بنية البلاستيدات الخضراء؛ فهو ينظم عمل جهاز الثغور، ويؤثر على تبادل الغازات والنتح، ويحفز التخليق الحيوي للبروتينات والأحماض النووية، ويزيد من نشاط عدد من الإنزيمات الحساسة للضوء. ويؤثر الضوء أيضًا على انقسام الخلايا واستطالتها، وعلى عمليات النمو وتطور النبات، ويحدد توقيت التزهير والإثمار، وله تأثير تكويني.

ظروف الإضاءة على كوكبنا واسعة للغاية: بدءًا من المناطق شديدة الإضاءة مثل المرتفعات والصحاري والسهول وحتى إضاءة الشفق في أعماق المياه والكهوف.

يسمى رد فعل الكائنات الحية على إيقاع الإضاءة اليومي، المعبر عنه في التغيرات في عمليات الثقة والتنمية الدورة الضوئية. إن الانتظام والتكرار المستمر لهذه الظاهرة من سنة إلى أخرى سمح للكائنات الحية أثناء التطور بتنسيق أهم عمليات حياتها مع إيقاع هذه الفترات الزمنية. تحت التحكم الضوئي الدوريتوجد تقريبًا جميع عمليات التمثيل الغذائي المرتبطة بنمو النباتات والحيوانات وتطورها ونشاطها الحيوي وتكاثرها.

التفاعل الضوئي الدوري هو سمة من سمات كل من النباتات و والحيوانات.

تتجلى الإيقاعات الموسمية عند الحيوانات بشكل واضح في تغير ريش الطيور والفراء عند الثدييات، وتكرار التكاثر والهجرة، والسبات لبعض الحيوانات، وما إلى ذلك.

الإيقاعات البيولوجية هي أيضا سمة من سمات البشر. يتم التعبير عن إيقاعات الساعة البيولوجية في تناوب النوم واليقظة، وتقلبات درجة حرارة الجسم في حدود 0.7-0.8 درجة مئوية (عند الفجر تنخفض، عند الظهر ترتفع، في المساء تصل إلى الحد الأقصى، ثم تنخفض مرة أخرى، خاصة بسرعة بعد ينام الإنسان)، ودورات نشاط القلب والكلى، وما إلى ذلك.

الكائنات الحية قادرة على التنقل عبر الزمن، أي أن لديها ساعة بيولوجية. بمعنى آخر، تتميز العديد من الكائنات الحية بالقدرة على استشعار الدورات اليومية والمد والجزر والقمرية والسنوية، مما يسمح لها بالاستعداد مسبقًا للتغيرات البيئية القادمة.

حدود درجة الحرارة للحياة. ترجع الحاجة إلى الحرارة لوجود الكائنات الحية في المقام الأول إلى حقيقة أن جميع عمليات الحياة ممكنة فقط على خلفية حرارية معينة تحددها كمية الحرارة ومدة عملها. درجة حرارة الكائنات الحية، ونتيجة لذلك، سرعة وطبيعة جميع التفاعلات الكيميائية التي تشكل عملية التمثيل الغذائي تعتمد على درجة الحرارة المحيطة.

حدود وجود الحياة هي ظروف درجة الحرارة التي لا يحدث فيها تمسخ البروتينات، وتغيرات لا رجعة فيها في الخواص الغروية للسيتوبلازم، وتعطيل نشاط الإنزيم، والتنفس. بالنسبة لمعظم الكائنات الحية، تتراوح درجة الحرارة هذه من 0 إلى +500. ومع ذلك، فإن عددًا من الكائنات الحية لديها أنظمة إنزيمية متخصصة وتتكيف مع الوجود النشط في درجات حرارة تتجاوز هذه الحدود.

يتم تصنيف الأنواع التي تقتصر ظروف معيشتها المثالية على المنطقة ذات درجات الحرارة المرتفعة على أنها مجموعة بيئية من محبي الحرارة(البكتيريا التي تعيش في ينابيع كامتشاتكا الحرارية مع درجة حرارة الماء 85-93 درجة مئوية، عدة أنواع من الطحالب الخضراء، الأشنات القشرية، بذور النباتات الصحراوية الموجودة في الطبقة الساخنة العليا من التربة. الحد الأقصى لدرجة الحرارة لممثلي عالم الحيوان عادة لا تتجاوز +55-58 درجة مئوية ( الأميبا الخصية، الديدان الخيطية، العث، بعض القشريات، يرقات العديد من الديبتيرانز).

النباتات والحيوانات التي تبقى نشطة عند درجات حرارة من 0 إلى -8 درجة مئوية. تشير إلى مجموعة بيئية من محبي البرد(اليونانية كريوس - البرد والجليد). تعتبر Cryophilia من سمات العديد من البكتيريا والفطريات والأشنات والمفصليات وغيرها من الكائنات التي تعيش في التندرا والصحاري في القطب الشمالي والقطب الجنوبي والجبال العالية والمياه القطبية الباردة وما إلى ذلك.

لا يمتلك ممثلو معظم أنواع الكائنات الحية القدرة على التنظيم الحراري لأجسامهم بشكل فعال. يعتمد نشاطهم، في المقام الأول، على الحرارة القادمة من الخارج، وتعتمد درجة حرارة الجسم على درجة الحرارة المحيطة. تسمى هذه الكائنات Poikilothermic (خارجية الحرارة).يعتبر Poikilothermy سمة مميزة لجميع الكائنات الحية الدقيقة والنباتات واللافقاريات ومعظم الحبليات.

فقط في الطيور والثديياتتعمل الحرارة المتولدة أثناء عملية التمثيل الغذائي المكثف كمصدر موثوق إلى حد ما لزيادة درجة حرارة الجسم والحفاظ عليها عند مستوى ثابت بغض النظر عن درجة الحرارة المحيطة.يتم تسهيل ذلك من خلال العزل الحراري الجيد الناتج عن المعطف والريش الكثيف والطبقة السميكة من الأنسجة الدهنية تحت الجلد. تسمى هذه الكائنات متجانسة الحرارة (ماص للحرارة، أو ذوات الدم الحار). خاصية ماصة للحرارةيسمح للعديد من أنواع الحيوانات (الدببة القطبية، وطيور البطريق، وما إلى ذلك) بالتصرف نمط حياة نشط في درجات حرارة منخفضة.

حالة خاصة الحرارة المنزلية - الحرارة المتغايرة- سمة من سمات الحيوانات التي تدخل في حالة سبات أو تصبح خاملة مؤقتًا خلال الفترات غير المواتية من السنة (الغوفر، القنافذ، الخفافيش، سوني، الخ). نشيطهم يساندون درجة حرارة عاليةجسم، وفي هذه الحالة انخفاض نشاط الجسم - مخفض، والذي يصاحبه تباطؤ في عمليات التمثيل الغذائي، ونتيجة لذلك، انخفاض نقل الحرارة.

الدور البيئي للثيران.الماء شرط ضروري لوجود جميع الكائنات الحية على الأرض. تتحدد أهمية الماء في العمليات الحيوية من خلال كونه البيئة الرئيسية في الخلية التي تتم فيها العمليات الأيضية، كما أنه بمثابة المنتج الأولي أو الوسيط أو النهائي الأكثر أهمية للتفاعلات الكيميائية الحيوية.

عند دراسة الدور البيئي للمياه مأخوذ فى الإعتبار ليس فقط كمية تساقط, لكنو نسبة حجمها والتبخر. تسمى المناطق التي يتجاوز فيها التبخر هطول الأمطار السنوي قاحلة(الجافة والقاحلة). في المناطق الرطبة (الرطبة).يتم تزويد النباتات بالمياه الكافية.

تعتمد النباتات الأرضية العليا التي تقود أسلوب حياة مرتبطًا، إلى حد أكبر من الحيوانات، على إمداد الركيزة والهواء بالرطوبة. هناك ثلاث مجموعات رئيسية من النباتات:

نباتات رطبة- نباتات الموائل شديدة الرطوبة مع ارتفاع نسبة رطوبة الهواء والتربة. النباتات الرطبة الأكثر شيوعًا هي النباتات العشبية والنباتات الهوائية في الغابات الاستوائية المطيرة والطبقات السفلية من الغابات الرطبة في المناطق المناخية المختلفة. والتي هي النباتات المزروعة.

نباتات جفافية- نباتات الموائل الجافة التي يمكنها تحمل الجفاف لفترة طويلة مع الحفاظ على نشاطها الفسيولوجي. هذه نباتات الصحاري والسهوب الجافة والسافانا والمناطق شبه الاستوائية الجافة والكثبان الرملية والمنحدرات الجافة شديدة الحرارة.

تشمل مجموعة xerophytes العصارة- نباتات ذات أوراق أو سيقان عصارية لحمية تحتوي على أنسجة مائية عالية التطور. هناك العصارة الورقية (الصبار، الصبار، الشباب، السيدوم) والساق، حيث يتم تقليل الأوراق، ويتم تمثيل الأجزاء الموجودة فوق سطح الأرض بسيقان لحمية (الصبار، وبعض الصقلاب، والممرات، وما إلى ذلك).

وتقتصر النباتات العصارية بشكل رئيسي على المناطق القاحلة في أمريكا الوسطى وجنوب أفريقيا والبحر الأبيض المتوسط.

النباتات المتوسطةتحتل موقعًا متوسطًا بين النباتات الرطبة والنباتات الجافة. وهي شائعة في المناطق الرطبة إلى حد ما مع ظروف دافئة إلى حد ما وإمدادات جيدة إلى حد ما من التغذية المعدنية. تشمل النباتات المتوسطة نباتات المروج والغابات العشبية والأشجار المتساقطة والشجيرات من المناطق ذات المناخات الرطبة المعتدلة، بالإضافة إلى معظم النباتات والأعشاب المزروعة. تتميز الخلايا المتوسطة باللدونة البيئية العالية، مما يسمح لها بالتكيف مع الظروف البيئية المتغيرة.

تكيف الحيوانات مع النظام المائي. طرق تنظيم توازن الماء في الحيوانات أكثر تنوعًا منها في النباتات. ويمكن تقسيمها إلى السلوكية والمورفولوجية والفسيولوجية.

من بين التكيفات السلوكيةوتشمل البحث عن المسطحات المائية واختيار الموائل وحفر الثقوب وما إلى ذلك. وفي الحفر تصل نسبة رطوبة الهواء إلى 100% مما يقلل من التبخر عبر الجلد ويحفظ الرطوبة في الجسم.

نحو الأساليب المورفولوجية للصيانة توازن الماء الطبيعيتشمل التكوينات التي تعزز احتباس الماء في الجسم؛ هذه هي قذائف الرخويات الأرضية، وغياب الغدد الجلدية والتقرن في أغطية الزواحف، والبشرة الكيتينية للحشرات، وما إلى ذلك.

التكيفات الفسيولوجية لتنظيم استقلاب الماءيمكن تقسيمها إلى ثلاث مجموعات:

1) قدرة عدد من الأنواع على تكوين الماء الأيضي والرضا بالرطوبة التي يزود بها الطعام (العديد من الحشرات والقوارض الصحراوية الصغيرة) ؛

الشخص الموجود في البيئة، من ناحية، هو كائن تفاعل العوامل البيئية، من ناحية أخرى، هو نفسه له تأثير على البيئة. ومن هذا المنطلق، يتميز الإنسان والإنسانية ككل بخصائص مهمة. من السمات المهمة للإنسان كعامل بيئي الوعي والعزيمة والتأثير الهائل على الطبيعة.[...]

أي الأنواع البيولوجيةتمتلك موارد طاقة محدودة، مما يحد من تأثيرها على البيئة. على سبيل المثال، تستخدم النباتات الخضراء طاقة الشمس، ويستخدم المستهلكون جزءًا من طاقة المواد العضوية التي تشكلها الكائنات الحية من المستوى الغذائي السابق. الإنسانية في عملية العمل و النشاط الفكرييوسع نطاق مصادر الطاقة المتاحة حتى استخدام التفاعلات النووية والحرارية. وقد أتاح ذلك للناس تجاوز الحدود الطبيعية لنمو أعدادهم.[...]

إن الزيادة في عدد السكان وإمدادات الطاقة والمعدات التقنية للناس تخلق المتطلبات الأساسية لسكن أي منافذ بيئية. تمثل الإنسانية النوع الوحيد على وجه الأرض الذي ينتشر في جميع أنحاء العالم. وهذا يحول الإنسان إلى عامل بيئي له تأثير عالمي.[...]

نظرًا لتأثيره على جميع المكونات الرئيسية للمحيط الحيوي، يصل تأثير البشرية إلى أبعد المناطق البيئية على الكوكب؛ ومن الأمثلة على ذلك اكتشاف مادة الـ دي.دي.تي في كبد طيور البطريق والفقمات التي تم صيدها في القارة القطبية الجنوبية، حيث لم يتم استخدام المبيدات الحشرية من قبل مستخدم.[...]

نتيجة للعمل، يقوم الشخص بإنشاء موطن اصطناعي حول نفسه. يتم استبدال النظم البيئية الطبيعية بالنظم البيئية البشرية، حيث يكون البشر هو العامل المهيمن بشكل مطلق.[...]

نتيجة للنشاط البشري، تحدث تغييرات في البيئة المادية - تكوين الغاز في الهواء، ونوعية الماء والغذاء، والمناخ، وتدفق الطاقة الشمسية وغيرها من العوامل التي تؤثر على صحة وأداء الناس. في انحراف الظروف القاسية، يتم إنفاق الكثير من الجهد والمال على خلق الظروف البيئية المثلى والحفاظ عليها بشكل مصطنع.[...]

مقياس التفاعل مجتمع حديثمع الطبيعة لا يتم تحديدها من خلال الاحتياجات البيولوجية للإنسان، ولكن من خلال المستوى المتزايد باستمرار من التطور التقني والاجتماعي. لقد وصلت القوة التقنية البشرية إلى مستوى يتناسب مع عمليات المحيط الحيوي. على سبيل المثال، تنقل معدات البناء والتعدين سنوياً كمية من المواد إلى سطح الأرض أكبر مما تنقله جميع أنهار العالم إلى البحر نتيجة للتآكل المائي. النشاط البشري على كوكب الأرض يغير المناخ ويؤثر على تكوين الغلاف الجوي والمحيطات العالمية.[...]

في و. تنبأ فيرنادسكي في النصف الأول من القرن العشرين بتطور المحيط الحيوي وانتقاله إلى مجال نو - مجال العقل. عند تحديد المرحلة الحالية في تطور المحيط الحيوي والمجتمع البشري، يمكننا القول أن العمليات التكنولوجية والبشرية تلعب دورًا متزايد الأهمية.[...]

يحتوي التنظيم الهرمي المعقد للطبيعة الحية على احتياطيات هائلة من التنظيم الذاتي. ولإطلاق العنان لهذه الاحتياطيات، من الضروري التدخل بكفاءة في العمليات التي تحدث في المحيط الحيوي. يمكن تحديد استراتيجية مثل هذا التدخل من خلال البيئة، بناءً على إنجازات العلوم الطبيعية والاجتماعية.

دون ملء البطن بالطعام،

القرن العشرون يمضغ نفسه

وهو يقطع، يقطع شجرة الحياة،

مثل الحطاب الذي لا يرحم..

عقل رائع! امنعه

قطع على الأقل الفرع الأخير.

يمكن اعتبار العديد من أنواع الأنشطة البشرية عوامل بيئية خاصة، والتي تسمى من صنع الإنسان؛ يصبح حجم عمل العوامل البشرية مشابهًا لعمل القوى الجيولوجية؛ يتفاعل المحيط الحيوي مع تأثير العوامل البشرية عن طريق تقليل عدد الأنواع، واستنزاف الجينات للسكان، وتغيير اتجاه الانتقاء الطبيعي، وانقراض الأنواع.

إن الكوكب ككل والمحيط الحيوي والمجتمع غير قابل للتجزئة بيئيًا، وبالتالي فإن المشكلات البيئية تعمل كمشاكل إنسانية عالمية. ومع ذلك، فإنها تظهر نفسها في كل منطقة ويتم حلها بطريقتها الخاصة، اعتمادًا على نوع النظم البيئية والظروف الفيزيائية والجغرافية والاجتماعية والاقتصادية المحددة.ومن ناحية أخرى، لا يمكن حل المواقف البيئية المحلية، على الرغم من أهميتها، إلا بنجاح مع الأخذ في الاعتبار النهج العالمي.

1. في نهاية عصر سينوزويك، حدثت تغيرات مناخية مهمة في عدد من مناطق الكوكب - بدأ التبريد والتجفيف. وأدى ذلك إلى استبدال الغابات بمساحات مفتوحة. الكائنات الحية التي كانت تعيش سابقًا في غابات الغابات وتحولت إلى العيش في مساحات مفتوحة تحت تأثير العوامل البيئية اكتسبت خصائص وخصائص جديدة: تم تطوير نشاط البناء (الفئران والجربوع) ؛ أسلوب حياة بدوية، نشأت الهجرات، زاد حجم القطيع (في قطيع حيوانات الغابة، الأيائل، لا يوجد سوى 20-30 رأسًا، وسكان المساحات المفتوحة، الغزلان، يتجمعون في قطعان الآلاف). تم استبدال نمط الحياة الليلي بنمط حياة نهاري، وأصبحت الروابط الهرمية في القطيع أكثر تعقيدًا، وبدأ كل عضو في أداء وظائف الحراسة بالتناوب. ويعتقد أن أسلاف الإنسان - حيوانات الغابة - وجدوا أنفسهم في ظروف صعبة في الظروف الجديدة. وكانت أهمها: اختفاء العديد من نباتات الغابات الاستوائية التي كانت بمثابة الغذاء، واستحالة الافتراس بسبب عدم وجود الأنياب والمخالب كوسيلة للهجوم والدفاع؛ سرعة الحركة بطيئة مقارنة بمعظم الحيوانات ذات الأرجل الأربعة من نفس الحجم؛ انخفاض معدل المواليد ومدة تطور الأشبال.

أدى ذلك إلى تطور علامات الجنس البشري لدى أسلاف البشر، حيث أتقنوا طريقة الحياة الأرضية، مثل المشي منتصبًا، وزيادة تعقيد نشاط الأداة، وتحسين بنية اليد، وزيادة تعقيد النشاط العصبي. من وجهة نظر جيولوجية، حدث هذا مؤخرًا.

لا يمكن ضمان النجاح في النضال من أجل الوجود إلا من خلال التفوق الكبير في القدرات العقلية مقارنة بجميع الحيوانات التي هاجمت البشر قبل البشر أو يمكن أن تكون فريستها. الانتقاء الطبيعي فضل تطور الدماغ البشري.

كان لأسلاف الأسلاف المباشرين أو حتى ممثلي أقدم الناس - أسترالوبيثسينات - وجوه مسطحة نسبيًا، وكانت حواف الحاجب بارزة إلى الأمام، وكان الفك السفلي القوي يشغل جزءًا كبيرًا من الوجه. لقد عاشوا في مساحات مفتوحة وكان لديهم تسلسل هرمي معقد. لقد نشأ نشاط الأداة بين الأسترالوبيثسينات كشكل من أشكال التكيف البيولوجي وكمرحلة جديدة من التطور. يعتقد العلماء أن أول أداة حجرية تم صنعها منذ حوالي ثلاثة ملايين سنة. يوضح الشكل 30 أدوات الصوان التي تمت معالجتها باستخدام تقنيات مختلفة.

في هذه المرحلة، بدأ قطيع ما قبل البشر يكتسب سمات المجتمع البشري، وبدأ ما قبل البشر يكتسب سمات الناس. ظهرت طرق مختلفة للاتصالات، وتطور النشاط النهاري، وبدأ الإنسان في استخدام النار.

إن استخدام النار هو العامل البشري الأول، فالنار الأول أدى إلى أول عواقب سلبية على الكائنات الحية.

لقد قام إنسان نياندرتال بالفعل ببناء مسكن - أكواخ تتسع لـ 10-12 شخصًا، وتعلم العيش في أي مناخ.

وقد رافق تطور الزراعة (الشكل 31) وتدجين الحيوانات (الشكل 32) إزالة الغابات والرعي وحصاد الغذاء، مما أدى إلى تغييرات في النظم البيئية.

منذ 8.5 ألف سنة تم إجراء أول صهر للمعادن (كاتال هويوك، جنوب تركيا). بدأ تطور الحرف ومن ثم الصناعة.

كانت المرحلة الجديدة في التفاعل بين المجتمع والطبيعة هي ظهور المدن ونمو المعدات التقنية البشرية وتطوير الحرف والفن وطباعة الكتب.

اكتسب الإنسان القدرة على السيطرة على العالم عالميًا، وتحويل الطبيعة (عرض جدول - لفيفة (الشكل 33)، تتميز بشكل عكسي بمراحل التأثير البشري على الطبيعة).

2. لقد اكتسب النشاط البشري طابعاً عالمياً وأصبح عاملاً بيئياً خاصاً وفوق القوة في وجود الكائنات الحية في المحيط الحيوي.

يقوم البشر بتقليص المساحات التي تشغلها النظم البيئية الطبيعية. 9¸12% من مساحة الأرض محروثة، 22%25% مراعي مزروعة كلياً أو جزئياً. 458 خط استواء - هذا هو طول الطرق على هذا الكوكب؛ 24 كم لكل 100 كم2 - هذه هي كثافة الطرق. ففي البلدان الصناعية وحدها، وفقاً للأمم المتحدة، يختفي أكثر من ثلاثة آلاف كيلومتر مربع من المناظر الطبيعية سنوياً تحت خرسانة الطرق السريعة والمستوطنات والمطارات التي يجري بناؤها.

يستهلك الناس منتجات السوشي، مما يقلل من حصة المستهلكين الطبيعيين.

تبلغ الكتلة الحيوية للإنسان والحيوانات الأليفة 15% إلى 20% من الكتلة الحيوية للحيوانات البرية (اعتبارًا من عام 1980). ومع ذلك، يستهلك البشر والحيوانات الأليفة ربع إنتاج نبات السوشي.

يستنزف الإنسان احتياطيات الطاقة المتراكمة في "الطرق المسدودة" للمحيط الحيوي.

تستهلك البشرية الحديثة الطاقة الكامنة في المحيط الحيوي أسرع بعشر مرات من تراكمها من خلال أنشطة الكائنات الحية التي تربط الطاقة الشمسية بالأرض.

يستخدم الإنسان موارد الأرض ويلوث المحيط الحيوي: فهو يستخرج حوالي 100 مليار طن من الخام والوقود الأحفوري والمواد الخام الأخرى، وهو ما يعادل 25 طنًا لكل ساكن على الكوكب. 96¸98% من المواد الخام المستخرجة تذهب إلى النفايات. ينتج كل ساكن في المدن الكبرى طنًا واحدًا من النفايات (النفايات الغذائية والمنزلية). 6 مليارات طن سنوياً من النفايات الصلبة تُلقى في المحيطات. في كل عام، يدخل 69-90 مليون طن من النفط والمنتجات البترولية إلى المحيط الحيوي، ويدخل 20 مليار طن من ثاني أكسيد الكربون إلى الغلاف الجوي. ونتيجة لاحتراق الوقود يزداد تركيز الرصاص في الهواء والتربة، وتدخل أكاسيد الكبريت والنيتروجين إلى الغلاف الجوي لتشكل الأمطار الحمضية مع الماء.

يتزايد التلوث المادي للمحيط الحيوي - الضوضاء والحرارة والضوء والإشعاع. تتزايد غبار البيئة الجوية.

3. تأثير العوامل البشرية يسبب تفاعلات النظم البيولوجية.

أ) وفاة الأفراد وانخفاض أعداد السكان.

تموت الأيائل والغزلان واليحمور والخنازير البرية والطيور والحشرات على الطرق تحت عجلات المركبات. يؤدي العمل الميداني إلى موت الطيهوج الأسود والأرانب البرية والسمان بدرجة أكبر من موت الصيد.

يتم حرق الملايين من الطيور المهاجرة في مشاعل الغاز التي تحرق غازات النفايات الناتجة عن إنتاج النفط. تموت الحيوانات في انسكابات النفط، على الأسلاك ودعامات خطوط الكهرباء (نسور السهوب، حفار القبور، النسور الذهبية، الثعابين قصيرة الأذنين، وما إلى ذلك)، عند ابتلاع أشياء بلاستيكية تطفو في البحر (السلاحف البحرية)، في شباك الصيد (الدلافين، الفقمات). ).

ب) انتهاكات جينات الكائنات الحية.

تعتبر الملوثات (ثاني أكسيد الكبريت، الفلور وفلوريد الهيدروجين، الكلوريدات وثاني أكسيد النيتروجين) هي الأكثر خطورة على النباتات، حيث تسبب الحروق، وفي التركيزات العالية، موت النباتات والأفراد. ثاني أكسيد الكبريت وحمض الكبريتيك المتكون من ثاني أكسيد الكبريت، مع مواد أخرى، تدخل إلى التربة وتقلل من خصوبتها. تتغير حموضة التربة مما يثبط نشاط البكتيريا ويقلل عدد ديدان الأرض. أخطر الملوثات هو النفط.

تؤثر الملوثات على الأجنة والأجنة النامية، فتسممها، وتسبب تشوهات وتشوهات في نمو الجسم، وخلل في الغدد التناسلية والأعضاء، وخلل في الجهاز العصبي.

هل الملوثات المختلفة التي تعمل في وقت واحد لها تأثير تراكمي؟ ويزداد تأثير النحاس على النباتات بوجود أملاح الرصاص؛ يعزز النحاس من تأثير الإشعاع، وعلى العكس من ذلك فإن أملاح الباريوم والمنجنيز والمغنيسيوم تضعف هذا التأثير.

تحت تأثير الملوثات، يتم تقصير فترات الحياة، خاصة في الأنواع طويلة العمر والتي يمكن أن تتراكم تركيزات خطيرة من الملوثات في الجسم.

ج) اضطراب الظواهر السكانية.

يتغير هيكل السكان - نسبة الذكور والإناث، الأفراد من أجيال مختلفة؛ يتم تقليل العدد إلى هذه الحدود التي تؤدي إلى تعطيل البحث عن شركاء الزواج. بسبب التلوث البيئي، تنتهك الدورات الإنجابية (التطور غير المتزامن للخلايا الجرثومية عند الذكور والإناث)، وينخفض ​​عدد الإناث الحوامل وعدد الأشبال في القمامة، ويزيد معدل وفيات الأطفال حديثي الولادة. يتفكك موطن هذا النوع، وتتقلص مناطق الموائل، ويتم عزل جزر الموائل الصغيرة.

د) التغير في النظام البيئي.

إن تقليل عدد الأنواع يقلل من تعقيد النظام البيئي؛ يمكن أن يؤدي فقدان بعض الأنواع إلى تفشي أنواع أخرى؛ يمكن قمع الأنواع السائدة، وتحل محلها الأنواع المدخلة حديثًا؛ يتم تدمير العلاقات بين الأنواع: المفترس والفريسة، والملقحات - النباتات الملقحة، والعلاقات التكافلية. يمكن أن يؤدي موت نوع نباتي واحد إلى موت ما بين 5¸7 إلى 30¸35 نوعًا من الحيوانات المرتبطة به، وخاصة اللافقاريات. يؤدي التلوث الضوئي والصوتي والكيميائي إلى تعطيل أنظمة الإشارات القائمة في المجتمع الطبيعي بين الأنواع. نتيجة للتغيرات في بنية المجتمع، يضطرب استقراره، ويحدث تفشي أعداد هائلة، عادة من الحيوانات اللافقارية. وهكذا، أمام أعيننا، يحدث استنزاف هائل لمجمع الجينات في المحيط الحيوي بسبب انقراض الأنواع، وانخفاض تنوعها السكاني وعدد الأفراد في جميع المجموعات السكانية الذي يتقلص في جميع أنحاء الإقليم. وفي كل يوم، من هذا العدد، يختفي نوع واحد من الحيوانات بشكل لا رجعة فيه، وفي كل أسبوع يختفي نوع واحد من النباتات. يوجد اليوم 25 طائرًا فقط لكل ساكن على هذا الكوكب، وبحلول عام 2000 ستنخفض هذه النسبة أكثر.

إن الموارد الطبيعية اللازمة لبقاء الإنسان والتنمية المستدامة تتعرض للتدمير أو الاستنفاد بشكل متزايد. وفي الوقت نفسه، تتزايد الحاجة إلى هذه الموارد بسرعة. وإذا استمرت المعدلات الحالية لتدهور التربة، فسوف يتم تدمير ثلث الأراضي الصالحة للزراعة في العالم على مدى السنوات العشرين المقبلة. وعلى نحو مماثل، بحلول نهاية هذا القرن (بمعدلات إزالة الغابات الحالية)، ستنخفض المساحة المتبقية من الغابات الاستوائية غير المسجلة إلى النصف. خلال هذه الفترة، من المتوقع أن يزيد عدد سكان الأرض بمقدار مرة ونصف - من ما يزيد قليلا عن 5 مليارات إلى ما يقرب من 6 مليارات شخص.

لقد أصبح من الواضح أن توازن عمليات المحيط الحيوي، الذي أخل به النشاط الاقتصادي البشري، يتم استعادته بشكل أبطأ من أي وقت مضى. إن آليات التكيف في المحيط الحيوي تعمل "إلى أقصى حد". لقد أصبح المخزون الجيني للمحيط الحيوي مستنزفا، مما يخلق تهديدا بعواقب تطورية لا يمكن التنبؤ بها.

4. يصف العديد من العلماء الوضع البيئي الحالي بأنه "أزمة بيئية"، "أزمة البيئة الطبيعية".

تصنف المشاكل البيئية على أنها عالمية وتؤثر على العالم ككل وعلى مناطقه وبلدانه الفردية.

لقد أصبح حل المشاكل البيئية ـ وخاصة الحفاظ على المخزون الجيني للمحيط الحيوي ـ أمراً ملحاً على نحو متزايد.

الإنسانية وكل شخص، يجب على كل واحد منا أن يدرك حالة الأزمة ويطرح الأفكار التي من شأنها إنقاذ الحياة على هذا الكوكب.