فاکتورهای محیطی

تعامل بین انسان و محیط او در همه زمان ها موضوع مطالعه پزشکی بوده است. برای ارزیابی اثرات شرایط مختلف محیطی، اصطلاح "عامل اکولوژیکی" پیشنهاد شد که به طور گسترده در پزشکی محیط زیست استفاده می شود.

عامل (از فاکتور لاتین - انجام دادن، تولید کردن) علت، نیروی محرکه هر فرآیند، پدیده، تعیین کننده شخصیت یا ویژگی های خاص آن است.

یک عامل محیطی هر تأثیری است محیط، که می تواند مستقیم یا تاثیر غیر مستقیمروی موجودات زنده یک عامل محیطی شرایط محیطی است که یک موجود زنده با واکنش های تطبیقی ​​به آن واکنش نشان می دهد.

عوامل محیطی شرایط زندگی موجودات را تعیین می کنند. شرایط وجود موجودات و جمعیت ها را می توان از عوامل محیطی تنظیم کننده دانست.

همه عوامل محیطی (به عنوان مثال، نور، دما، رطوبت، وجود نمک، تامین مواد مغذی و غیره) به یک اندازه برای بقای موفق ارگانیسم مهم نیستند. رابطه یک موجود زنده با محیط خود فرآیند پیچیده ای است که در آن ضعیف ترین و "آسیب پذیرترین" پیوندها را می توان شناسایی کرد. آن دسته از عواملی که برای زندگی یک ارگانیسم حیاتی یا محدود کننده هستند، در درجه اول از نقطه نظر عملی بیشترین علاقه را دارند.

این ایده که استقامت بدن را ضعیف ترین حلقه آن تعیین می کند

تمام نیازهای خود را برای اولین بار توسط K. Liebig در سال 1840 بیان کرد. او یک اصل را تدوین کرد که به عنوان قانون حداقل لیبیگ شناخته می شود: «ماده ای که در مینیمم یافت می شود، برداشت را کنترل می کند و اندازه و پایداری دومی را در طول زمان تعیین می کند. ”

فرمول مدرن قانون J. Liebig به شرح زیر است: «قابلیت های حیاتی یک اکوسیستم توسط آن عوامل محیطی محدود می شود که کمیت و کیفیت آنها نزدیک به حداقل مورد نیاز اکوسیستم است که منجر به مرگ آنها می شود ارگانیسم یا تخریب اکوسیستم.

این اصل که در ابتدا توسط K. Liebig فرموله شد، در حال حاضر به هر عامل محیطی تعمیم داده شده است، اما با دو محدودیت تکمیل می شود:

فقط برای سیستم های در حالت ساکن اعمال می شود.

نه تنها به یک عامل، بلکه به مجموعه ای از عوامل نیز اشاره دارد که ماهیت متفاوتی دارند و در تأثیر آنها بر موجودات و جمعیت ها تأثیر متقابل دارند.

با توجه به ایده های رایج، عامل محدود کننده عاملی در نظر گرفته می شود که در آن حداقل تغییر نسبی در این عامل برای دستیابی به یک تغییر نسبی معین (به اندازه کافی کوچک) در پاسخ لازم باشد.

همراه با تأثیر کمبود، «حداقل» عوامل محیطی، تأثیر بیش از حد، یعنی حداکثر عواملی مانند گرما، نور، رطوبت نیز می تواند منفی باشد. ایده تأثیر محدود کننده حداکثر، همراه با حداقل، توسط وی. شلفورد در سال 1913 ارائه شد، که این اصل را به عنوان "قانون تحمل" فرموله کرد: عامل محدود کننده در شکوفایی یک موجود زنده (گونه) می تواند هم حداقل و هم حداکثر تأثیر محیطی باشد که محدوده بین آن میزان استقامت (تحمل) بدن را در رابطه با این عامل تعیین می کند.

قانون مدارا، که توسط وی. شلفورد تدوین شد، با تعدادی از مقررات تکمیل شد:

موجودات ممکن است طیف وسیعی از تحمل برای یک عامل و دامنه باریکی برای عامل دیگر داشته باشند.

موجودات با طیف وسیعی از تحمل بیشترین فراوانی را دارند.

دامنه تحمل برای یک عامل محیطی ممکن است به عوامل محیطی دیگر بستگی داشته باشد.

اگر شرایط برای یک عامل محیطی برای یک گونه بهینه نباشد، این بر دامنه تحمل برای سایر عوامل محیطی نیز تأثیر می گذارد.

محدودیت های تحمل به طور قابل توجهی به وضعیت بدن بستگی دارد. بنابراین، محدودیت های تحمل برای موجودات در طول دوره تولید مثل یا در مراحل اولیه رشد معمولا کمتر از بزرگسالان است.

محدوده بین حداقل و حداکثر عوامل محیطی معمولاً حد یا محدوده تحمل نامیده می شود. برای تعیین حدود تحمل به شرایط محیطی، از اصطلاحات "eurybiont" - ارگانیسمی با حد گسترده تحمل - و "stenobiont" - با یک محدود - استفاده می شود.

در سطح جوامع و حتی گونه ها، پدیده جبران عامل شناخته شده است، که به عنوان توانایی انطباق (انطباق) با شرایط محیطی به گونه ای درک می شود که تأثیر محدود کننده دما، نور، آب و سایر فیزیکی را تضعیف می کند. عوامل. گونه هایی با توزیع جغرافیایی گسترده تقریباً همیشه جمعیت های سازگار با شرایط محلی - اکوتیپ ها را تشکیل می دهند. در رابطه با مردم، اصطلاح پرتره اکولوژیکی وجود دارد.

مشخص است که همه عوامل محیطی طبیعی برای زندگی انسان به یک اندازه مهم نیستند. بنابراین مهمترین آنها شدت تابش خورشید، دما و رطوبت هوا، غلظت اکسیژن و دی اکسید کربن در لایه زمینی هوا و ترکیب شیمیایی خاک و آب است. مهمترین عامل محیطی غذا است. برای حفظ حیات، برای رشد و نمو، تولید مثل و حفظ نفوس انسانی به انرژی نیاز است که به صورت غذا از محیط به دست می آید.

چندین رویکرد برای طبقه بندی عوامل محیطی وجود دارد.

در رابطه با بدن، عوامل محیطی به دو دسته خارجی (برون زا) و داخلی (درون زا) تقسیم می شوند. اعتقاد بر این است که عوامل خارجی که بر روی بدن تأثیر می گذارند خود تحت تأثیر آن نیستند یا تقریباً تحت تأثیر آن نیستند. اینها عواملی هستند محیط خارجی.

عوامل محیطی بیرونی در ارتباط با اکوسیستم و موجودات زنده تاثیرگذار هستند. واکنش یک اکوسیستم، بیوسنوز، جمعیت ها و ارگانیسم های منفرد به این تاثیرات، پاسخ نامیده می شود. ماهیت پاسخ به تأثیر، توانایی بدن برای سازگاری با شرایط محیطی، سازگاری و مقاومت در برابر تأثیر را تعیین می کند. عوامل مختلفمحیط زیست، از جمله اثرات نامطلوب.

همچنین چیزی به عنوان عامل کشنده (از لاتین - letalis - کشنده) وجود دارد. این یک عامل محیطی است که عمل آن منجر به مرگ موجودات زنده می شود.

هنگامی که غلظت های معینی به دست می آید، بسیاری از آلاینده های شیمیایی و فیزیکی می توانند کشنده باشند.

عوامل داخلیبا خواص خود ارگانیسم همبستگی دارد و آن را تشکیل می دهد، یعنی. در ترکیب آن گنجانده شده است. عوامل داخلی تعداد و زیست توده جمعیت، تعداد متفاوت است مواد شیمیاییخصوصیات توده آب یا خاک و غیره

بر اساس معیار «زندگی» عوامل محیطی به دو دسته زنده و غیر زنده تقسیم می شوند.

دومی شامل اجزای غیر زنده اکوسیستم و محیط خارجی آن است.

عوامل محیطی غیرزیست اجزا و پدیده هایی با طبیعت بی جان و غیر آلی هستند که به طور مستقیم یا غیرمستقیم بر موجودات زنده تأثیر می گذارند: عوامل اقلیمی، خاکی و هیدروگرافی. مهمترین عوامل محیطی غیرزیست دما، نور، آب، شوری، اکسیژن، ویژگی های الکترومغناطیسی، خاک.

عوامل غیر زنده به دو دسته تقسیم می شوند:

فیزیکی

شیمیایی

عوامل بیوتیک (از یونانی biotikos - زندگی) عوامل محیط زندگی هستند که بر زندگی موجودات تاثیر می گذارند.

عوامل بیوتیک به دو دسته تقسیم می شوند:

فیتوژنیک؛

میکروبیوژنیک؛

جانوران:

انسان زایی (اجتماعی-فرهنگی).

عمل عوامل زیستی به صورت تأثیر متقابل برخی از موجودات بر فعالیت زندگی سایر موجودات و همه با هم بر روی زیستگاه بیان می شود. روابط مستقیم و غیرمستقیم بین موجودات وجود دارد.

در دهه های اخیر، اصطلاح عوامل انسانی به طور فزاینده ای مورد استفاده قرار گرفته است. ناشی از انسان عوامل انسانی در مقابل عوامل طبیعی یا طبیعی قرار می گیرند.

یک عامل انسانی مجموعه ای از عوامل محیطی و اثرات ناشی از فعالیت های انسانی در اکوسیستم ها و بیوسفر به عنوان یک کل است. یک عامل انسانی، تأثیر مستقیم انسان بر موجودات یا تأثیر بر موجودات از طریق تغییر انسان در زیستگاه آنها است.

عوامل محیطی نیز به دو دسته تقسیم می شوند:

1. فیزیکی

طبیعی

انسان زایی

2. شیمیایی

طبیعی

انسان زایی

3. بیولوژیکی

طبیعی

انسان زایی

4. اجتماعی (اجتماعی-روانی)

5. اطلاعاتی.

عوامل اکولوژیکی نیز به اقلیمی-جغرافیایی، زیست جغرافیایی، بیولوژیکی و همچنین خاک، آب، جو و غیره تقسیم می شوند.

عوامل فیزیکی.

عوامل طبیعی فیزیکی عبارتند از:

آب و هوا، از جمله میکرو اقلیم محلی؛

فعالیت ژئومغناطیسی؛

تابش پس زمینه طبیعی؛

تشعشعات کیهانی؛

زمین؛

عوامل فیزیکی به دو دسته تقسیم می شوند:

مکانیکی؛

لرزش؛

آکوستیک؛

تابش EM

عوامل فیزیکی فیزیکی:

میکرو اقلیم سکونتگاه ها و اماکن؛

آلودگی محیط زیست توسط تشعشعات الکترومغناطیسی (یونیزان و غیریونیزان)؛

آلودگی صوتیمحیط؛

آلودگی حرارتی محیط زیست؛

بدشکلی محیط قابل مشاهده(تغییر در زمین و محدوده رنگدر مناطق پرجمعیت).

عوامل شیمیایی

عوامل شیمیایی طبیعی عبارتند از:

ترکیب شیمیایی لیتوسفر:

ترکیب شیمیایی هیدروسفر؛

شیمیایی ترکیب اتمسفر,

ترکیب شیمیایی مواد غذایی

ترکیب شیمیایی لیتوسفر، اتمسفر و هیدروسفر به این بستگی دارد ترکیب طبیعی+ انتشار مواد شیمیایی در نتیجه فرآیندهای زمین شناسی (به عنوان مثال، ناخالصی های سولفید هیدروژن در نتیجه فوران آتشفشان) و فعالیت حیاتی موجودات زنده (به عنوان مثال، فیتونسیدها، ترپن ها در هوا).

عوامل شیمیایی انسانی:

زباله خانگی،

زباله صنعتی،

مواد مصنوعی، مورد استفاده در زندگی روزمره، کشاورزی و تولید صنعتی,

محصولات صنعت داروسازی،

افزودنی های مواد غذایی.

عمل عوامل شیمیاییروی بدن انسان ممکن است به دلایل زیر باشد:

بیش از حد یا کمبود طبیعی عناصر شیمیایی V

محیط زیست (ریز عناصر طبیعی)؛

محتوای بیش از حد عناصر شیمیایی طبیعی در محیط

محیط مرتبط با فعالیت های انسانی (آلودگی انسانی)،

وجود عناصر شیمیایی در محیط برای آن غیر معمول است

(بیگانه بیگانه) به دلیل آلودگی های انسانی.

عوامل بیولوژیکی

عوامل محیطی زیستی یا زیستی (از یونانی biotikos - حیات) عوامل محیطی هستند که بر فعالیت زندگی موجودات تأثیر می گذارد. عمل عوامل زیستی به صورت تأثیر متقابل برخی از موجودات بر فعالیت زندگی سایرین و همچنین تأثیر مشترک آنها بر روی زیستگاه بیان می شود.

عوامل بیولوژیکی:

باکتری ها

گیاهان؛

تک یاخته ها

حشرات؛

بی مهرگان (از جمله کرم ها)؛

مهره داران

محیط اجتماعی

سلامت انسان به طور کامل توسط بیولوژیکی و خواص روانی. انسان موجودی اجتماعی است. او در جامعه ای زندگی می کند که از یک سو توسط قوانین ایالتی اداره می شود و از سوی دیگر قوانین به اصطلاح پذیرفته شده عمومی، دستورالعمل های اخلاقی، قواعد رفتاری، از جمله مواردی که شامل محدودیت های مختلف و غیره می شود.

جامعه هر سال پیچیده تر می شود و تأثیر فزاینده ای بر سلامت فرد، جمعیت و جامعه می گذارد. برای برخورداری از مزایای یک جامعه متمدن، فرد باید در وابستگی شدید به سبک زندگی پذیرفته شده در جامعه زندگی کند. برای این مزایا، که اغلب بسیار مشکوک هستند، فرد با بخشی از آزادی خود یا به طور کامل با تمام آزادی خود می پردازد. اما فردی که آزاد و وابسته نباشد نمی تواند کاملا سالم و شاد باشد. بخشی از آزادی انسان که در ازای مزایای زندگی متمدن به یک جامعه فنی- انتقادی داده می شود، او را دائماً در وضعیت تنش عصبی روانی نگه می دارد. استرس عصبی و فشار بیش از حد مداوم منجر به کاهش ثبات روانی به دلیل کاهش توانایی‌های ذخیره می‌شود. سیستم عصبی. علاوه بر این، عوامل اجتماعی زیادی وجود دارد که می تواند منجر به از بین رفتن قابلیت های سازگاری فرد و ایجاد بیماری های مختلف شود. اینها شامل بی نظمی اجتماعی، عدم اطمینان در مورد آینده و سرکوب اخلاقی است که به عنوان عوامل خطر اصلی در نظر گرفته می شوند.

عوامل اجتماعی

عوامل اجتماعی به دو دسته تقسیم می شوند:

1. نظام اجتماعی;

2. بخش تولید (صنعت، کشاورزی).

3. حوزه خانوار;

4. آموزش و فرهنگ;

5. جمعیت;

6. باغ وحش و پزشکی;

7. حوزه های دیگر.

همچنین گروه بندی زیر از عوامل اجتماعی وجود دارد:

1. سیاست اجتماعیتشکیل جامعه

2. امنیت اجتماعی، که تأثیر مستقیمی در شکل گیری سلامت دارد.

3. سیاست زیست محیطی که اکوتیپ را شکل می دهد.

نوع جامعه یک ویژگی غیرمستقیم بار اجتماعی یکپارچه بر اساس مجموع عوامل در محیط اجتماعی است.

نوع جامعه شامل:

2. شرایط کاری، تفریح ​​و زندگی روزمره.

هر عامل محیطی در رابطه با یک فرد می تواند: الف) مساعد - به سلامت، توسعه و تحقق او کمک کند. ب) نامطلوب بودن، منجر به بیماری و زوال او، ج) اعمال نفوذ از هر دو نوع. همچنین به همان اندازه بدیهی است که در واقعیت بیشتر تأثیرات متعلق به نوع دوم است که دارای جنبه های مثبت و منفی است.

در اکولوژی قانون بهینه وجود دارد که طبق آن هر محیطی

این عامل دارای محدودیت های خاصی از تأثیر مثبت بر موجودات زنده است. عامل بهینه، شدت عامل محیطی است که برای بدن مطلوب ترین است.

تأثیرات نیز ممکن است در مقیاس متفاوت باشد: برخی بر کل جمعیت کشور به طور کلی تأثیر می‌گذارند، برخی دیگر - ساکنان یک منطقه خاص، برخی دیگر - جدا شده توسط مشخصه هایه جمعیتیگروه ها، چهارم - یک شهروند فردی.

تأثیر متقابل عوامل، تأثیر کلی همزمان یا متوالی عوامل مختلف طبیعی و انسانی بر موجودات است که منجر به تضعیف، تقویت یا اصلاح عملکرد یک عامل فردی می شود.

سینرژیسم اثر ترکیبی دو یا چند عامل است که با این واقعیت مشخص می شود که اثر بیولوژیکی ترکیبی آنها به طور قابل توجهی از تأثیر هر جزء و مجموع آنها بیشتر است.

باید درک کرد و به خاطر داشت که آسیب اصلی به سلامت نه توسط عوامل محیطی فردی، بلکه توسط کل بار محیطی یکپارچه بر روی بدن ایجاد می شود. این شامل یک بار محیطی و یک بار اجتماعی است.

بار محیطی مجموعه ای از عوامل و شرایط محیط طبیعی و انسان ساخته نامطلوب برای سلامت انسان است. اکوتیپ یک مشخصه غیرمستقیم بار محیطی یکپارچه بر اساس ترکیبی از عوامل محیطی طبیعی و مصنوعی است.

ارزیابی اکوتیپ نیازمند داده های بهداشتی در موارد زیر است:

کیفیت مسکن،

آب آشامیدنی،

هوا،

خاک ها، غذا,

داروها و غیره

بار اجتماعی مجموعه ای از عوامل و شرایط زندگی اجتماعی نامطلوب برای سلامت انسان است.

عوامل محیطی شکل دهنده سلامت عمومی

1. مشخصات اقلیمی و جغرافیایی.

2. ویژگی های اقتصادی اجتماعی محل سکونت (شهر، روستا).

3. خصوصیات بهداشتی و بهداشتی محیط (هوا، آب، خاک).

4. ویژگی های تغذیه جمعیت.

5. خصوصیات فعالیت کارگری:

حرفه،

شرایط کار بهداشتی و بهداشتی،

وجود خطرات شغلی،

ریز اقلیم روانی در کار،

6. عوامل خانواده و خانواده:

ترکیب خانواده،

ماهیت مسکن

درآمد متوسط ​​به ازای هر 1 عضو خانواده,

سازماندهی زندگی خانوادگی.

توزیع زمان غیر کاری

جو روانی در خانواده.

شاخص های مشخص کننده نگرش نسبت به وضعیت سلامت و تعیین فعالیت برای حفظ آن:

1. ارزیابی ذهنیسلامتی خود (سالم، بیمار).

2. تعیین جایگاه سلامت فردی و سلامت اعضای خانواده در نظام ارزش های فردی (سلسله مراتب ارزش ها).

3. آگاهی از عوامل مؤثر در حفظ و تقویت سلامت.

4. در دسترس بودن عادت های بدو وابستگی ها

اصطلاح "اکولوژی" توسط دانشمند آلمانی ارنست هکل در سال 1869 وارد علم شد. ارائه یک تعریف رسمی بسیار آسان است، زیرا کلمه "اکولوژی" از کلمات یونانی "oikos" - مسکن، سرپناه و "لوگوس" - می آید. علوم پایه. بنابراین، اکولوژی اغلب به عنوان علم روابط بین موجودات یا گروه های موجودات (جمعیت ها، گونه ها) با محیط آنها تعریف می شود. به عبارت دیگر، موضوع بوم شناسی مجموعه ای از پیوندهای موجود بین موجودات و شرایط وجود آنها (محیط) است که موفقیت بقا، توسعه، تولید مثل، توزیع و رقابت پذیری آنها به آن بستگی دارد.

در گیاه شناسی، اصطلاح "اکولوژی" برای اولین بار توسط گیاه شناس دانمارکی E. Warming در سال 1895 استفاده شد.

در یک مفهوم گسترده، محیط (یا محیط) به عنوان مجموعه ای از اجسام مادی، پدیده ها و انرژی، امواج و میدان هایی که به هر طریقی تحت تأثیر قرار می گیرند، درک می شود. با این حال، محیط های مختلف از درک یکسان توسط یک موجود زنده دور هستند، زیرا اهمیت آنها برای زندگی متفاوت است. در میان آنها عملاً نسبت به گیاهان بی تفاوت هستند، به عنوان مثال، گازهای بی اثر موجود در جو. برعکس سایر عناصر محیطی تأثیر قابل توجه و اغلب قابل توجهی روی گیاه دارند. به آنها عوامل محیطی می گویند. اینها برای مثال نور، آب در جو و خاک، هوا، شور شدن آبهای زیرزمینی، رادیواکتیویته طبیعی و مصنوعی و غیره هستند. با عمیق تر شدن دانش ما، فهرست عوامل محیطی در حال گسترش است، زیرا در برخی موارد کشف می شود که گیاهان قادر به پاسخگویی به عناصر محیطی هستند که قبلاً بی تفاوت در نظر گرفته می شدند (به عنوان مثال، میدان مغناطیسی، قرار گرفتن در معرض نویز قوی، میدان های الکتریکیو غیره.).

طبقه بندی عوامل محیطی

عوامل محیطی را می توان در سیستم های مختصات مفهومی مختلف طبقه بندی کرد.

برای مثال عوامل محیطی منابع و غیرمنبعی وجود دارد. عوامل منبع یک ماده و (یا) درگیر در چرخه بیولوژیکی توسط جامعه گیاهی است (به عنوان مثال، نور، آب، محتوای عناصر غذایی معدنی در خاک و غیره). بر این اساس، عوامل غیرمنبعی در چرخه‌های تبدیل ماده و انرژی و اکوسیستم‌ها (مثلاً امداد) شرکت نمی‌کنند.

عوامل محیطی مستقیم و غیرمستقیم نیز وجود دارد. اولی به طور مستقیم بر متابولیسم، فرآیندهای مورفوژنز، رشد و نمو (نور) تأثیر می گذارد، دومی از طریق تغییرات در سایر عوامل (به عنوان مثال، فرم های ترانس بیوتیک و ترانس بیوتیک برهمکنش ها) بر بدن تأثیر می گذارد. از آنجایی که در موقعیت های مختلف محیطی عوامل زیادی می توانند به طور مستقیم و غیرمستقیم عمل کنند، بهتر است نه در مورد تفکیک عوامل، بلکه در مورد تأثیر مستقیم یا غیرمستقیم آنها بر روی گیاه صحبت کنیم.

پرکاربردترین طبقه بندی عوامل محیطی بر اساس منشاء و ماهیت عمل آنها عبارتند از:

I. عوامل غیر زنده:

الف) آب و هوا - نور، گرما (ترکیب و حرکت آن)، رطوبت (از جمله بارش در اشکال مختلف، رطوبت هوا) و غیره؛

ب) ادافیک (یا خاک-خاک) - خواص فیزیکی (ترکیب اندازه ذرات، نفوذپذیری آب) و شیمیایی (PH خاک، محتوای عناصر غذایی معدنی، عناصر ماکرو و میکرو و غیره) خاک.

ج) توپوگرافی (یا کوه نگاری) - شرایط امدادی.

II. عوامل بیوتیک:

الف) فیتوژنیک - اثرات مستقیم و غیرمستقیم گیاهان هم سکونت؛

ب) zoogenic - تأثیر مستقیم و غیرمستقیم حیوانات (خوردن، لگدمال کردن، فعالیت حفاری، گرده افشانی، توزیع میوه ها و دانه ها).

ج) عوامل پروکاریوتوژنیک - تأثیر باکتری ها و جلبک های سبز آبی (اثرات منفی باکتری های بیماریزای گیاهی، اثرات مثبت باکتری های تثبیت کننده نیتروژن زنده و همزیستی، اکتینومیست ها و سیانیدها).

در این مقاله می توانید اطلاعات بیشتری در مورد عوامل زیستی بخوانید

اشکال خاص تأثیر انسان بر پوشش گیاهی، جهت و مقیاس آنها، شناسایی عوامل انسانی را ممکن می سازد.

III. عوامل انسانی مرتبط با اشکال چند جانبه فعالیت های کشاورزی انسان (چریدن، یونجه سازی)، فعالیت های صنعتی (انتشار گاز، ساخت و ساز، معدن، ارتباطات حمل و نقل و خطوط لوله)، اکتشاف فضا و فعالیت های تفریحی.

این طبقه بندی ساده با همه چیز مناسب نیست، بلکه فقط با عوامل محیطی اصلی مطابقت دارد. گیاهان دیگری وجود دارند که کمتر برای زندگی ضروری هستند (الکتریسیته اتمسفر، میدان مغناطیسی زمین، تابش یونیزه کنندهو غیره.).

با این حال، توجه داشته باشیم که تقسیم بندی فوق تا حدی دلخواه است، زیرا (و این مهم است که هم از نظر نظری و هم از نظر عملی تأکید شود) محیط بر کل ارگانیسم تأثیر می گذارد و جداسازی عوامل و طبقه بندی آنها چیزی بیش نیست. به جای یک تکنیک روش شناختی، دانش و مطالعه الگوهای روابط بین گیاهان و محیط را تسهیل می کند.

الگوهای کلی تأثیر عوامل محیطی

تأثیر عوامل محیطی بر یک موجود زنده بسیار متنوع است. برخی از عوامل - پیشرو - تأثیر قوی‌تری دارند، برخی دیگر - ثانویه - تأثیر ضعیف‌تری دارند. برخی از عوامل بر تمام جنبه های زندگی گیاه تأثیر می گذارد، برخی دیگر بر هر فرآیند زندگی خاص تأثیر می گذارد. با این وجود، می توان یک نمودار کلی از وابستگی واکنش بدن تحت تأثیر یک عامل محیطی را تصور کرد.

اگر شدت عامل در بیان فیزیکی آن در امتداد محور آبسیسا (X) (، غلظت نمک در محلول خاک، pH، روشنایی زیستگاه و غیره) و در امتداد محور اردیتی (Y) ترسیم شود - واکنش ارگانیسم یا جمعیت به این عامل در بیان کمی آن (شدت یک فرآیند فیزیولوژیکی خاص - فتوسنتز، جذب آب توسط ریشه، رشد و غیره؛ ویژگی های مورفولوژیکی - ارتفاع گیاه، اندازه برگ، تعداد دانه های تولید شده و غیره). ویژگی های جمعیت - تعداد افراد در واحد سطح، فراوانی وقوع، و غیره)، تصویر زیر را دریافت می کنیم.

محدوده عمل عامل محیطی (منطقه تحمل گونه) با حداقل و حداکثر نقاط محدود می شود که مربوط به مقادیر شدید این عامل است که وجود گیاه در آن امکان پذیر است. نقطه روی محور x مربوط به بهترین شاخص های عملکرد کارخانه به معنای مقدار بهینه فاکتور است - این نقطه بهینه است. به دلیل مشکلات در تعریف دقیقمعمولاً از این نقطه به عنوان یک منطقه بهینه خاص یا منطقه راحتی صحبت می شود. نقاط بهینه، حداقل و حداکثر سه نقطه اصلی را تشکیل می دهند که امکان واکنش یک گونه به یک عامل معین را تعیین می کنند. بخش های شدید منحنی که حالت ظلم را با کمبود شدید یا بیش از حد یک عامل بیان می کند، مناطق بد نامیده می شود. آنها با مقادیر بد عامل مطابقت دارند. در نزدیکی نقاط بحرانی مقادیر کشنده فاکتور وجود دارد و خارج از منطقه تحمل - مقادیر کشنده.

گونه ها در موقعیت بهینه در شیب عامل محیطی با یکدیگر متفاوت هستند. به عنوان مثال، نگرش نسبت به گرما در گونه های قطبی و گرمسیری. عرض محدوده عمل عامل (یا منطقه بهینه) نیز ممکن است متفاوت باشد. به عنوان مثال گونه هایی وجود دارند که برای آنها بهینه است سطح پایینروشنایی (بریوفیت های غار) یا نسبتاً سطح بالاروشنایی (گیاهان کوهستانی مرتفع). اما گونه های شناخته شده ای نیز وجود دارد که هم در نور کامل و هم در سایه چشمگیر به همان اندازه خوب رشد می کنند (به عنوان مثال، جوجه تیغی - Dactylis glomerata).

به طور مشابه، برخی از علف‌های چمنزار خاک‌هایی با محدوده خاصی از اسیدیته نسبتاً باریک را ترجیح می‌دهند، در حالی که برخی دیگر در محدوده وسیعی از PH - از اسیدی قوی تا قلیایی - به خوبی رشد می‌کنند. مورد اول نشان دهنده دامنه اکولوژیکی باریک گیاهان است (آنها تنگی یا تنگی هستند)، مورد دوم - دامنه وسیع اکولوژیکی (گیاهان eurybiont یا eurytopic هستند). بین دسته‌های یوریتوپیک و تنگی‌توپیک تعدادی دسته‌های کیفی متوسط ​​(همی‌یوریتوپیک، همیستنوتوپیک) وجود دارد.

وسعت دامنه اکولوژیکی در رابطه با عوامل محیطی مختلف اغلب متفاوت است. ممکن است با توجه به یک عامل تنگی و با توجه به عامل دیگر یوریتوپی باشد: برای مثال، گیاهان را می توان در محدوده باریکی از دما و طیف وسیعی از شوری محدود کرد.

تأثیر متقابل عوامل محیطی

عوامل محیطی به طور مشترک و همزمان روی گیاه تأثیر می گذارند و تأثیر یک عامل تا حد زیادی به «پس زمینه اکولوژیکی» یعنی بیان کمی عوامل دیگر بستگی دارد. این پدیده برهمکنش عوامل به وضوح با مثال آزمایشی با خزه آبی Fontinalis نشان داده شده است. این آزمایش به وضوح نشان می دهد که روشنایی تأثیر متفاوتی بر شدت فتوسنتز در محتویات مختلف CO2 دارد.

این آزمایش همچنین نشان می دهد که اثر بیولوژیکی مشابهی را می توان با جایگزینی جزئی عمل یک عامل با عامل دیگر به دست آورد. بنابراین، شدت یکسانی فتوسنتز را می توان با افزایش روشنایی به 18 هزار لوکس یا در روشنایی کمتر با افزایش غلظت CO 2 به دست آورد.

در اینجا قابلیت تعویض جزئی عمل یک عامل محیطی با دیگری آشکار می شود. در عین حال، هیچ یک از عوامل محیطی لازم را نمی توان با دیگری جایگزین کرد: یک گیاه سبز را نمی توان در تاریکی کامل، حتی با تغذیه معدنی بسیار خوب یا با آب مقطر در شرایط حرارتی مطلوب، پرورش داد. به عبارت دیگر، جایگزینی جزئی عوامل محیطی اصلی و در عین حال غیرقابل جایگزینی کامل آنها وجود دارد (از این نظر، گاهی اوقات گفته می شود که آنها از اهمیت یکسانی برای زندگی گیاه برخوردار هستند). اگر مقدار حداقل یکی از عوامل ضروری از محدوده تحمل (زیر حداقل و بالاتر از حداکثر) فراتر رود، وجود ارگانیسم غیرممکن می شود.

عوامل محدود کننده

اگر هر یک از عواملی که شرایط هستی را تشکیل می‌دهند، ارزش بدی داشته باشد، عمل بقیه عوامل را محدود می‌کند (هرچقدر هم که مساعد باشند) و نتیجه نهایی اثر محیط بر گیاه را مشخص می‌کند. این نتیجه نهایی تنها با تأثیرگذاری بر عامل محدود کننده قابل تغییر است. این "قانون عامل محدود کننده" اولین بار در شیمی کشاورزی توسط شیمیدان کشاورزی آلمانی، یکی از بنیانگذاران شیمی کشاورزی، یوستوس لیبیگ در سال 1840 فرموله شد و به همین دلیل اغلب قانون لیبیگ نامیده می شود.

وی خاطرنشان کرد: در صورت کمبود یکی از عناصر شیمیایی لازم در خاک یا محلول غذایی، هیچ کود حاوی عناصر دیگر بر روی گیاه اثر نمی گذارد و تنها افزودن «حداقل یون» باعث افزایش عملکرد می شود. نمونه های متعددی از عملکرد عوامل محدود کننده نه تنها در آزمایش، بلکه در طبیعت نیز نشان می دهد که این پدیده دارای اهمیت اکولوژیکی عمومی است. یکی از نمونه‌های عملکرد «قانون حداقل» در طبیعت، سرکوب گیاهان علفی در زیر تاج جنگل‌های راش است که در شرایط بهینه حرارتی، افزایش محتوای دی‌اکسید کربن، خاک‌های به اندازه کافی غنی و سایر شرایط بهینه، امکان‌ها وجود دارد. برای توسعه چمن ها با کمبود شدید نور محدود می شود.

شناسایی "عوامل حداقل" (و حداکثر) و حذف اثر محدود کننده آنها، به عبارت دیگر، بهینه سازی محیط برای گیاهان، یک کار عملی مهم در استفاده منطقی از پوشش گیاهی است.

منطقه اتکولوژیک و سینکولوژیک و بهینه

نگرش گیاهان به عوامل محیطی به شدت به تأثیر سایر ساکنان گیاه (عمدتاً در روابط رقابتی با آنها) بستگی دارد. اغلب شرایطی وجود دارد که یک گونه می تواند با موفقیت در طیف گسترده ای از عملکرد برخی از عوامل (که به صورت تجربی تعیین می شود) رشد کند، اما وجود یک رقیب قوی آن را مجبور می کند به یک منطقه باریک تر محدود شود.

به عنوان مثال، کاج اسکاتلندی (Pinus sylvestris) دارای محدوده اکولوژیکی بسیار وسیعی در رابطه با عوامل خاک است، اما در منطقه تایگا، عمدتاً در خاک‌های شنی خشک و فقیر یا در زمین‌های بسیار غرقابی، یعنی جایی که درخت رقیب وجود ندارد، جنگل‌ها را تشکیل می‌دهد. گونه ها. در اینجا، موقعیت واقعی مناطق بهینه و تحمل برای گیاهانی که تأثیر زیستی را تجربه می کنند یا ندارند متفاوت است. در این راستا، بین بهینه اکولوژیکی یک گونه (در غیاب رقابت) و بهینه گیاهی، که با موقعیت واقعی گونه در چشم انداز یا بیوم مطابقت دارد، تمایز قائل می شود.

علاوه بر موقعیت بهینه، محدودیت‌های استقامت یک گونه متمایز می‌شوند: منطقه اکولوژیکی (محدودیت‌های بالقوه توزیع گونه، که فقط با رابطه آن با یک عامل معین تعیین می‌شود) و منطقه گیاهی واقعی.

اغلب در این زمینه آنها در مورد بهینه و محدوده بالقوه و بالفعل صحبت می کنند. که در ادبیات خارجیآنها همچنین در مورد بهینه و زیستگاه فیزیولوژیکی و اکولوژیکی می نویسند. بهتر است در مورد بهینه اتکولوژیک و سینکولوژیک و دامنه گونه ها صحبت شود.

برای گونه های مختلف، نسبت مناطق اکولوژیکی و گیاه سنوزی متفاوت است، اما منطقه اکولوژیکی همیشه گسترده تر از منطقه گیاهی است. در نتیجه فعل و انفعالات گیاهی، باریک شدن دامنه و اغلب تغییر در بهینه رخ می دهد.

فاکتورهای محیطی- خواص زیستگاه که هر گونه تأثیری بر بدن دارد. به عنوان مثال، وجود مواد معدنی، دسترسی به اکسیژن، رطوبت خاک، دمای خاک، سستی خاک. عناصر بی تفاوت محیط، به عنوان مثال، گازهای بی اثر، عوامل محیطی نیستند.

حالت ها

با توجه به ماهیت تاثیر

• بازیگری مستقیم
• غیرمستقیم عمل می کند
• مشروط معتبر است- تأثیر عناصر اکوسیستم (biogeocoenosis) که با عملکرد سایر عوامل محیطی تقویت یا تضعیف می شود.

بر اساس مبدا

• غیر زنده- عوامل طبیعت بی جان:
  • اقلیمی
  • ادافیک (ادافوژنیک)
  • کوه نگاری
  • شیمیایی
  • فیزیکی: نویز، میدان های مغناطیسی، هدایت حرارتی و ظرفیت گرمایی، رادیواکتیویته، شدت تابش خورشیدی ***** هیدروگرافی: چگالی آب، جریان، شفافیت و غیره
    • تب زا: عوامل آتش سوزی[ منبع مشخص نشده 824 روز] (Odum، 1975، 1986)
• بیوتیک
  • گیاه زایی- تأثیر گیاهان
  • قارچ زا- تاثیر قارچ
  • جانور زایی- تأثیر حیوانات
  • میکروبیوژنیک- تأثیر میکروارگانیسم ها
• عامل انسانی (انتروپیک):
  • در سال 1912، دانشمند روسی پروفسور. G.F Morozov در کتاب خود "مطالعه جنگل ها" تأثیر انسان بر طبیعت را به عنوان یک عامل محیطی جداگانه تعریف کرد و آن را با توجه به ماهیت تأثیر بر محیط طبیعی به تأثیرات انسانی مستقیم، غیر مستقیم و مشروط تقسیم کرد.
  • تأثیر مستقیم انسانی- تأثیر مستقیم انسان بر اجزای اکوسیستم (بیوژئوسنوز). این شامل چیدن انواع توت ها، قارچ ها، قطع درختان و غیره است.
  • تاثیر غیرمستقیم انسانی- نفوذ انسان از طریق سطح متوسط. این یک تغییر در سطح آب های زیرزمینی است، یک تغییر رژیم دما، آلودگی تشعشعی و غیره
  • تاثیر انسان زایی مشروطتاثیر زیستی و عوامل غیر زنده، در اثر نفوذ انسان تقویت یا ضعیف شده است.
  • در سال 1981، تعریف «عامل انسانی [تأثیر انسانی] هر گونه تأثیر بر محیط [طبیعی] محیطی است که هم با فعالیت خودآگاه و هم ناخودآگاه انسان همراه باشد و منجر به تغییرات کمی و کیفی در اجزای آن شود [پوپا، 1981].
  • در سال 2011، مقیاسی از انحراف انسانی بیوژئوسنوزها (اکوسیستم ها)، که با استفاده از نمونه جنگل های پهن برگ منطقه استپی توسعه یافته است، منتشر شد، شامل 12 مرحله تخریب محیط طبیعی توسط انسان، از وضعیت اکوسیستم های مشروط دست نخورده. تا مرحله از دست دادن کامل عملکردهای حیاتی توسط بیوژئوسنوز [پوپا، 2011].

با خرج کردن

• منابع
• شرایط

با جهت

• بردار شده
• چند ساله-دوره ای

• تک سلطه
• هم افزایی
• آنتاگونیسم
• تحریک آمیز بودن

ارزش های افراطی

منحنی زندگی یک گیاه چند ساله. گیاهان یکساله قادر به رفتن به حالت خواب نیستند و منطقه زندگی آنها با منطقه فعالیت حیاتی منطبق است.

پلاستیک

منحنی زندگی نکته هاو مناطق:

• نکات اصلی:
  • نکته ها کمترین و بیشترین
  • نقطه حالت مطلوب
• مناطق:
  • منطقه حالت مطلوب
  • مناطق بدبین
  • منطقه فعالیت حیاتی
  • مناطق صلح
  • منطقه زندگی

هنجار واکنش

فراوانییا فراوانی وقوع

کتابشناسی - فهرست کتب

• Sahney، S.، Benton، M.J. و فری، پ.ا. (2010). "ارتباط بین تنوع طبقه بندی جهانی، تنوع زیست محیطی و گسترش مهره داران در خشکی" (PDF). نامه های زیست شناسی 6 (4): 544-547. DOI: 10.1098/rsbl.2009.1024. PMID 20106856.
• دیوید ال. هاکسورث.تنوع زیستی و حفاظت در اروپا - Springer, 2008. - P. 3390. - ISBN 1402068646..
• بامپتون، M. "تحول انسان زایی" در دایره المعارف علوم محیطی، D. E. Alexander و R. W. Fairbridge، ناشران آکادمیک Kluwer، دوردرخت، هلند.
• کرم، بوریس (2006-11-03). "تأثیر از دست دادن تنوع زیستی بر خدمات اکوسیستم اقیانوس." علوم پایه 314 (5800): 787–790. DOI:10.1126/science.1132294. PMID 17082450.
• موروزوف G.F. آموزش در مورد جنگل ویرایش هفتم. م.: گوسلسبومیزدات، 1949. 455 ص.
• Popa Yu.N تبدیل انسانی بیوژئوسنوزهای جنگلی در Kodr مولداوی. چکیده نویسنده. دیس دکتری زیستی علوم:03.00.16 - اکولوژی. کراسنویارسک، 1981. ص6.
• پوپا یو.ن. احیای بیوژئوسنوزها در اکوتوپ‌های تبدیل شده انسانی در منطقه استپی: تک‌نگاری. ویرایش شده توسط عضو-کور. NAS اوکراین، دکترای زیست شناسی. علوم، پروفسور A. P. Travleeva; دانشگاه ملی هوانوردی - کیف: پرفروش اوکراینی، 2011. - 437 ص.

فاکتورهای محیطی

سازگاری موجودات با محیط

محیط های زندگی اولیه

فاکتورهای محیطی

ارگانیسم و ​​محیط

سخنرانی 6. مبانی اوتکولوژی. ارگانیسم و ​​محیط

اوتکولوژی رابطه بین نمایندگان یک گونه و محیط آن را مطالعه می کند. بر اساس مطالعه فرآیندهای سازگاری گونه ها با محیط (اکولوژی فاکتوریال). اکولوژی انسانی همچنین تأثیر (عادی سازی) عوامل محیطی و تأثیرات شدید آن بر بدن را مطالعه می کند.

دنیای زنده اطراف ما متشکل از موجوداتی است که دائماً خود را تولید مثل می کنند. یک شته می تواند بیش از 300 میلیون فرزند در تابستان به جای بگذارد. توانایی تولید مثل به طور نامحدود ذاتی است. اما هیچ رشد بی حد و حصری در تعداد وجود ندارد. برای گیاهان - نمک های معدنی، دی اکسید کربن، آب، نور. برای حیوانات - غذا، آب. ذخایر این منابع مانع از تولید مثل می شود. محدود کننده دوم تأثیر شرایط نامساعد مختلف است که رشد و تولید مثل را کند می کند. رشد گیاه به آب و هوا بستگی دارد. تولید مثل ساکنان آبزی به دلیل محتوای کم اکسیژن در آب مهار می شود. علاوه بر این، از بین بردن و مرگ جنین های قبلا تولید شده یا افراد جوان رخ می دهد. به عنوان مثال، همه بلوط ها جوانه نمی زنند. باروری بالا توسط گونه هایی مشخص می شود که در آنها مرگ و میر افراد در طبیعت بسیار زیاد است.

بدن که نیاز به هجوم انرژی و اطلاعات را تجربه می کند، کاملاً به محیط وابسته است

قانون - نتایج رشد یک ارگانیسم با نسبت آن تعیین می شود ویژگی های داخلیو ویژگی های محیطی که در آن قرار دارد.

سازگاری تکاملی موجودات زنده با شرایط محیطی، که در تغییرات در ویژگی های خارجی و داخلی آنها بیان می شود - سازگاری. اصل لو شاتلیه: "تکامل هر سیستمی در جهت کاهش خطر بالقوه است." طبق این اصل، تکامل یک موجود زنده به سازگاری آن با تأثیرات خارجی در حال تغییر کمک می کند.

فاکتورهای محیطی- اینها شرایط و عناصر خاصی از محیط هستند که تأثیر خاصی بر بدن دارند.

عوامل محیطی: 1-غیر زنده 2 - زیستی 3- انسان زا.

عوامل غیر زنده- مجموعه ای از عوامل در محیط غیر آلی که بر زندگی و توزیع جانوران و گیاهان تأثیر می گذارد

عوامل غیر زنده

ادافیک شیمیایی فیزیکی (خاک)

عوامل بیوتیک- مجموع تأثیرات فعالیت زندگی برخی از موجودات بر فعالیت زندگی دیگران و همچنین بر محیط بی جان

عوامل بیوتیک

تاثیر بین گونه ای درون گونه ای بر

فعل و انفعالات متقابل عوامل غیر زنده

(مشترک المنافع)

کامنسالیسم

(یک مزیت)

آمنسالیسم

(یک گونه از رشد گونه دیگر جلوگیری می کند)

عوامل انسانی- عوامل ایجاد شده توسط انسان و تأثیرگذار بر محیط زیست (آلودگی، فرسایش خاک، تخریب جنگل ها و غیره)

ماهیت کلی عمل عوامل محیطی.

در فرآیند زندگی، تعامل موجودات با زیستگاه و اجزای آن در بین خود مبتنی بر انتقال جریان های جرمی ماده و ترکیبات آنها، انواع انرژی ها و اطلاعات بین عناصر سیستم است. مطابق با قانون حفظ حیات توسط یو.

تعامل یک موجود زنده با محیط خود تابع قوانین زیر است. قانون اصلی بهینه (تحمل). قانون لیبیگاین در این واقعیت بیان می شود که هر عامل محیطی دارای محدودیت های خاصی از تأثیر مثبت بر بدن است. هنگام انحراف از این حدود، علامت اثر به عکس تغییر می کند، برای مثال، حیوانات گرما و یخبندان شدید را به خوبی تحمل نمی کنند. خشکسالی و بارندگی شدید برای محصول نامطلوب است. منحنی های بهینه برای هر عاملی برای گونه های مختلف منطبق نخواهد بود. شتر و جربوا شرایط بیابان های شمالی را تحمل نمی کنند و گوزن شمالی و لمینگ ها گرمای جنوبی را تحمل نمی کنند. تعدادی از گونه ها می توانند در محدوده باریکی از بهینه زندگی کنند، در حالی که برخی دیگر می توانند در محدوده وسیعی زندگی کنند. گیاه Impatiens می میرد اگر رطوبت در هوا وجود نداشته باشد، علف پر حتی در خشکسالی نمی میرد. بهینه و حدود استقامت در طول زندگی ارگانیسم ثابت نیست. بهینه را می توان تغییر داد (سخت شدن دما).

مطابق با قانون بهینه برای یک موجود زنده، طیفی از مطلوب ترین (بهینه) مقدار عامل وجود دارد. فراتر از حد مطلوب، مناطقی از ظلم وجود دارد که به نقاط بحرانی تبدیل می شوند. برای برخی از موجودات، منطقه بهینه دارای محدوده وسیعی است. آنها نامیده می شوند - یوروبیونتس(یونانی: گسترده، زندگی). موجودات با دامنه باریک - stenobionts(محدود، تنگ).

محدوده مقادیر عامل (بین نقاط بحرانی) نامیده می شود ظرفیت اکولوژیکی. مترادف با ظرفیت تحمل.(تحمل لات - صبر)، یا انعطاف پذیری (تغییرپذیری) اگر محیط نسبتاً ثابت باشد، کمی متغیر باشد، پس استنوبیونت های بیشتری در آن وجود دارد (به عنوان مثال، در یک محیط آبی). اگر محیط پویا باشد، مثلاً آب-هوا، یوریبیونت ها شانس بیشتری برای بقا در آن دارند. منطقه بهینه و ظرفیت اکولوژیکی در حیوانات خونگرم گسترده تر است.

تاثیر فاکتور دما اگر دامنه تحمل در محدوده وسیعی قرار داشته باشد (-5؛ +25)، پس چنین ارگانیسم هایی اوریترمال نامیده می شوند، اگر باریک باشند - تنگ گرما. ممکن است اوری هالین (شوری) باشد

برنج. 1. وابستگی پتانسیل حیات به شدت ضریب تاثیر

1. - منطقه بهینه (راحتی).

2. - منطقه فعالیت مجاز زندگی.

3. - منطقه ظلم.

4. - منطقه مرگ.

تحمل - توانایی بدن برای تحمل اثرات نامطلوب یک یا آن عامل محیطی.

منطقه بهینه با نقطه راحتی (نقطه حداکثر - پتانسیل زندگی) - منطقه فعالیت بهینه زندگی.

مناطق فعالیت زنده مجاز - مقادیر مجاز ضریب تاثیر منطقه فعالیت زندگی عادی است.

مناطق ظلم - مناطقی با انحرافات زیادی از فاکتور از حد مطلوب، که در آن بدن سرکوب عملکردهای حیاتی را تجربه می کند.

منطقه مرگ - حدود تحمل ضریب تاثیر با مقادیر حداقل و حداکثر فاکتور منطبق است که وجود ارگانیسم فراتر از آن ممکن نیست.

باید در نظر داشت که برخی از عوامل می توانند تأثیر برخی دیگر را تقویت یا کاهش دهند. گرمای اضافی را می توان با رطوبت کم هوا کاهش داد. . قانون استقلال عوامل اثر V. R. Williams: "شرایط زندگی مساوی است، هیچ یک از عوامل زندگی را نمی توان با دیگری جایگزین کرد"

قانون دوم - عامل محدود کننده مهمترین عامل عاملی است که بیشترین انحراف را از مقادیر بهینه دارد. عاملی که در کمبود یا بیش از حد است (نزدیک به نقاط بحرانی) بر بدن تأثیر منفی می گذارد. عوامل محدود کننده مرزهای توزیع گونه - محدوده را تعیین می کنند. بهره وری موجودات و جوامع به آنها بستگی دارد.

قانون عامل محدود کننده در زراعت اگر خاک فاقد املاح معدنی (50 درصد فسفر، 20 درصد کلسیم) باشد، برداشت 5 برابر کمتر می شود. اگر کلسیم اضافه کنید، بازده 59 درصد است.

فعالیت های انسانی اغلب تمام قوانین عملکرد عوامل - تخریب زیستگاه، اختلال در آب و تغذیه معدنی را نقض می کند.

قانون عامل بهینه و محدود کننده را می توان در یک قانون بیان کرد V. قانون مدارا شلفورد:عامل محدود کننده شکوفایی یک جمعیت (ارگانیسم) می تواند حداقل یا حداکثر تأثیر محیطی باشد و محدوده بین آنها میزان استقامت (محدودیت تحمل) ارگانیسم را نسبت به یک عامل معین تعیین می کند.

عوامل محیطی عبارتند از:

فاکتورهای محیطی

فاکتورهای محیطی- خواص زیستگاه که هر گونه تأثیری بر بدن دارد. عناصر بی تفاوت محیط، به عنوان مثال، گازهای بی اثر، عوامل محیطی نیستند.

عوامل محیطی تغییرات قابل توجهی را در زمان و مکان نشان می دهند. به عنوان مثال، دما در سطح زمین بسیار متفاوت است، اما در اعماق اقیانوس یا اعماق غارها تقریبا ثابت است.

همین عامل محیطی را دارد معنی متفاوتدر زندگی موجودات زنده به عنوان مثال، رژیم نمک خاک نقش اصلی را در تغذیه معدنی گیاهان بازی می کند، اما نسبت به اکثر حیوانات خشکی بی تفاوت است. شدت روشنایی و ترکیب طیفی نور در زندگی موجودات فوتوتروف (بیشتر گیاهان و باکتری های فتوسنتزی) بسیار مهم است و در زندگی موجودات هتروتروف (قارچ ها، حیوانات، بخش قابل توجهی از میکروارگانیسم ها) نور دارای یک تأثیر قابل توجهی بر فعالیت زندگی

عوامل محیطی می توانند به عنوان محرک هایی عمل کنند که باعث تغییرات تطبیقی ​​در عملکردهای فیزیولوژیکی می شوند. به عنوان محدودیت هایی که وجود موجودات خاص را در شرایط معین غیرممکن می کند. به عنوان اصلاح کننده هایی که تغییرات مورفوکاتومیک و فیزیولوژیکی موجودات را تعیین می کنند.

موجودات زنده تحت تأثیر عوامل ثابت و غیرقابل تغییر نیستند، بلکه تحت تأثیر آنها قرار می گیرند حالت ها- توالی تغییرات در یک زمان معین.

طبقه بندی عوامل محیطی

با توجه به ماهیت تاثیر

• بازیگری مستقیم- تأثیر مستقیم بر بدن، عمدتاً بر متابولیسم
• غیرمستقیم عمل می کند- تأثیر غیرمستقیم، از طریق تغییر در عوامل تأثیرگذار مستقیم (تسکین، قرار گرفتن در معرض، ارتفاع و غیره)

بر اساس مبدا

• غیر زنده- عوامل طبیعت بی جان:
  • اقلیمی: مجموع سالانه دما، میانگین دمای سالانه، رطوبت، فشار هوا
  • ادافیک (ادافوژنیک): ترکیب مکانیکی خاک، قابلیت تنفس خاک، اسیدیته خاک، ترکیب شیمیایی خاک
  • کوه نگاری: برجستگی، ارتفاع، شیب و جنبه شیب
  • شیمیایی: ترکیب گاز هوا، ترکیب نمک آب، غلظت، اسیدیته
  • فیزیکی: نویز، میدان های مغناطیسی، هدایت حرارتی و ظرفیت گرمایی، رادیواکتیویته، شدت تابش خورشیدی
• بیوتیک- مربوط به فعالیت های موجودات زنده:
  • گیاه زایی- تأثیر گیاهان
  • قارچ زا- تاثیر قارچ
  • جانور زایی- تأثیر حیوانات
  • میکروبیوژنیک- تأثیر میکروارگانیسم ها
• :
  • فیزیکی: استفاده از انرژی هسته ای، سفر با قطار و هواپیما، تاثیر صدا و ارتعاش
  • شیمیایی: استفاده از کودهای معدنی و سموم دفع آفات، آلودگی پوسته زمین به زباله های صنعتی و حمل و نقل
  • بیولوژیکی: غذا؛ موجوداتی که انسان می تواند زیستگاه یا منبع غذایی برای آنها باشد
  • اجتماعی- مربوط به روابط بین مردم و زندگی در جامعه

با خرج کردن

• منابع- عناصر محیطی که بدن مصرف می کند و باعث کاهش عرضه آنها در محیط می شود (آب، CO 2، O 2، نور)
• شرایط- عناصر محیطی که بدن مصرف نمی کند (دما، حرکت هوا، اسیدیته خاک)

با جهت

• بردار شده- عوامل تغییر جهت: غرقابی، شوری خاک
• چند ساله-دوره ای- با دوره های متناوب چند ساله تقویت و تضعیف عامل، به عنوان مثال تغییر آب و هوا در ارتباط با چرخه 11 ساله خورشیدی.
• نوسانی (تکانشی، نوسانی)- نوسانات در هر دو جهت از یک مقدار متوسط ​​معین (نوسانات روزانه دمای هوا، تغییرات میانگین بارندگی ماهانه در طول سال)

تاثیر عوامل محیطی بر بدن

عوامل محیطی بر بدن تأثیر می گذارد نه به صورت جداگانه، بلکه در ترکیب، هر گونه واکنش بدن به صورت چند عاملی تعیین می شود. در عین حال، تأثیر یکپارچه عوامل با مجموع تأثیرات عوامل فردی برابر نیست، زیرا بین آنها وجود دارد. انواع مختلففعل و انفعالاتی که می توان آنها را به چهار نوع اصلی تقسیم کرد:

• تک سلطه- یکی از عوامل سرکوب کننده عمل دیگران است و بزرگی آن برای بدن اهمیت تعیین کننده دارد. بنابراین، غیبت کاملو یا وجود عناصر غذایی معدنی در خاک به صورت کمبود یا بیش از حد شدید مانع از جذب طبیعی سایر عناصر توسط گیاهان می شود.
• هم افزایی- تقویت متقابل چندین عامل به دلیل بازخورد مثبت. به عنوان مثال، رطوبت خاک، نیترات و روشنایی، ضمن بهبود تأمین هر یک از آنها، تأثیر دو مورد دیگر را افزایش می دهد.
• آنتاگونیسم- سرکوب متقابل چندین عامل به دلیل بازخورد منفی: افزایش جمعیت ملخ به کاهش منابع غذایی و کاهش جمعیت آن کمک می کند.
• تحریک آمیز بودن- ترکیبی از تأثیرات مثبت و منفی برای بدن که تأثیر دومی با تأثیر اولی افزایش می یابد. بنابراین، هر چه زودتر یخ زدگی رخ دهد، گیاهان بیشتر از یخبندان های بعدی رنج می برند.

تأثیر عوامل نیز به ماهیت و وضعیت فعلی بدن بستگی دارد، بنابراین تأثیرات متفاوتی روی هر دو دارند انواع متفاوتو روی یک ارگانیسم در مراحل مختلف انتوژنز: رطوبت کم برای هیدروفیت ها مخرب است، اما برای خشکی ها بی ضرر است. دمای پایین بدون آسیب توسط مخروطیان بالغ منطقه معتدل تحمل می شود، اما برای گیاهان جوان خطرناک است.

عوامل می توانند تا حدی جایگزین یکدیگر شوند: هنگامی که روشنایی کاهش می یابد، اگر غلظت دی اکسید کربن در هوا افزایش یابد، شدت فتوسنتز تغییر نخواهد کرد، که معمولاً در گلخانه ها اتفاق می افتد.

نتیجه تأثیر عوامل به مدت و تکرار عمل آنها بستگی دارد ارزش های افراطیدر طول زندگی ارگانیسم و ​​فرزندان آن: قرار گرفتن در معرض کوتاه مدت ممکن است هیچ عواقبی نداشته باشد، در حالی که طولانی مدت از طریق مکانیسم انتخاب طبیعیمنجر به تغییرات کیفی شود.

واکنش بدن به تغییرات عوامل محیطی

منحنی زندگی یک گیاه چند ساله. گیاهان یکساله قادر به رفتن به حالت خواب نیستند و منطقه زندگی آنها با منطقه فعالیت حیاتی منطبق است.
نکته: 1 - امتیاز بهینه، 2 - امتیاز حداقل و حداکثر، 3 - امتیاز کشنده

ارگانیسم ها، به ویژه آنهایی که زندگی وابسته ای دارند، مانند گیاهان، یا سبک زندگی بی تحرک، با پلاستیک- توانایی وجود در طیف کم و بیش وسیعی از عوامل محیطی. با این حال، در مقادیر مختلف عامل، بدن متفاوت رفتار می کند.

بر این اساس، ارزش آن مشخص می شود که در آن بدن در راحت ترین حالت قرار می گیرد - به سرعت رشد می کند، تولید مثل می کند و توانایی های رقابتی را نشان می دهد. با افزایش یا کاهش مقدار فاکتور نسبت به مطلوب ترین، بدن شروع به تجربه افسردگی می کند که خود را در تضعیف عملکردهای حیاتی خود نشان می دهد و در مقادیر شدید عامل می تواند منجر به مرگ شود.

از نظر گرافیکی، واکنش مشابه بدن به تغییر مقادیر فاکتور در شکل نشان داده شده است منحنی زندگی(منحنی اکولوژیکی)، هنگام تجزیه و تحلیل که می توانیم برخی از آنها را برجسته کنیم نکته هاو مناطق:

• نکات اصلی:
  • نکته ها کمترین و بیشترین - مقادیر شدید عاملی که در آن فعالیت حیاتی ارگانیسم امکان پذیر است
  • نقطه حالت مطلوب - مطلوب ترین مقدار عامل
• مناطق:
  • منطقه حالت مطلوب - محدوده مطلوب ترین مقادیر عامل را محدود می کند
  • مناطق بدبین (بالا و پایین) - محدوده ای از مقادیر فاکتور که در آن بدن افسردگی شدید را تجربه می کند
  • منطقه فعالیت حیاتی - محدوده مقادیر عاملی که در آن به طور فعال عملکردهای حیاتی خود را نشان می دهد
  • مناطق صلح (بالا و پایین) - مقادیر بسیار نامطلوب عاملی که در آن ارگانیسم زنده می ماند، اما به حالت استراحت می رود.
  • منطقه زندگی - محدوده مقادیر عاملی که در آن ارگانیسم زنده می ماند

فراتر از مرزهای منطقه حیات، مقادیر کشنده عاملی وجود دارد که ارگانیسم قادر به وجود آن نیست.

تغییراتی که در یک ارگانیسم در محدوده انعطاف پذیری رخ می دهد همیشه فنوتیپی هستند، در حالی که ژنوتیپ تنها معیاری از تغییرات احتمالی را رمزگذاری می کند - هنجار واکنش، که درجه پلاستیسیته ارگانیسم را تعیین می کند.

بر اساس منحنی زندگی فردی، می توان منحنی حیات گونه را نیز پیش بینی کرد. با این حال، از آنجایی که یک گونه یک سیستم فراارگانیسمی پیچیده متشکل از جمعیت های زیادی است که در زیستگاه های مختلف با شرایط محیطی مختلف توزیع شده اند، هنگام ارزیابی بوم شناسی آن، داده های تعمیم یافته نه برای افراد فردی، بلکه برای کل جمعیت استفاده می شود. در شیب یک عامل، طبقات تعمیم یافته ای از مقادیر آن رسوب می کنند که نشان دهنده انواع خاصی از زیستگاه ها هستند و واکنش های محیطی اغلب در نظر گرفته می شوند. فراوانییا فراوانی وقوعنوع. در این مورد دیگر نباید در مورد منحنی فعالیت حیاتی صحبت کنیم، بلکه باید در مورد منحنی توزیع فراوانی یا فرکانس صحبت کنیم.

بخش 1. جنبه های نظری بوم شناسی

مبحث 1.1. اتواکولوژی (اکولوژی فاکتوریال)

اتواکولوژی شاخه ای از اکولوژی است که به بررسی رابطه یک موجود زنده با محیط می پردازد. این بخش به مطالعه اختصاص دارد ویژگی های گونهپاسخ موجودات جانوری و گیاهی به عوامل محیطی و شیوه زندگی گونه ها.

به عنوان بخشی از این موضوع، امروز سؤالات زیر را بررسی خواهیم کرد:

محیط های اصلی وجود موجودات

الگوهای تأثیر عوامل محیطی بر موجودات زنده

عوامل محیطی و طبقه بندی آنها

مفهوم "زیستگاه" با مفهوم "شرایط زندگی" متفاوت است - مجموعه ای از عوامل محیطی حیاتی که بدون آنها موجودات زنده نمی توانند وجود داشته باشند (نور، گرما، رطوبت، هوا، خاک).سایر عوامل محیطی، اگرچه تأثیر قابل توجهی بر موجودات دارند، اما برای آنها حیاتی نیستند (به عنوان مثال، باد، تشعشعات یونیزان طبیعی و مصنوعی، الکتریسیته اتمسفر و غیره).

2 . هر ارگانیسمفقط در یک محدوده دمایی خاص وجود دارد. وقتی دمای محیط خیلی پایین یا خیلی زیاد باشد، ارگانیسم می میرد. در جایی که دما نزدیک به افراط است، نمایندگان این گونه نادر هستند، اما با نزدیک شدن دما به میانگین مقدار مطلوب برای آنها، تعداد آنها افزایش می یابد. این الگو برای هر الگوی دیگری صادق است عامل الف، بر روند برخی از فرآیندهای زندگی (رطوبت، قدرت باد، سرعت جریان و غیره) تأثیر می گذارد.

اگر منحنی روی نموداری رسم کنید که سرعت یک فرآیند خاص (تنفس، حرکت، تغذیه و غیره) را بسته به یکی از عوامل محیطی مشخص می کند (البته به شرطی که این عامل بر فرآیندهای اصلی زندگی تأثیر بگذارد)، این منحنی تقریبا همیشه به شکل زنگ خواهد بود (شکل 1). چنین منحنی هایی را منحنی های تحمل می نامند (از لاتین tolerahtia - صبر). موقعیت بالای آنها شرایطی را نشان می دهد که برای یک فرآیند معین بهینه هستند. برخی از گونه ها با منحنی هایی با قله های بسیار تیز مشخص می شوند. این بدان معنی است که دامنه شرایط بهینه برای آنها بسیار باریک است. منحنی های صاف مربوط به طیف گسترده ای از تحمل، یعنی مقاومت در برابر یک عامل معین است.

ارگانیسم‌هایی با محدودیت‌های وسیع مقاومت در برابر عوامل متعدد، البته شانس گسترش بیشتری دارند.

در گونه های گسترده جمعیت هازندگی در مناطق اقلیمی متفاوت، اغلب مشخص می شود که به طور خاص با شرایط یک منطقه خاص سازگار است. این به دلیل توانایی آنها در تشکیل اشکال محلی یا اکوتیپ ها است که با محدودیت های مختلف مقاومت در برابر دما، نور یا عوامل دیگر مشخص می شود.

به عنوان مثال، اکوتیپ های یکی از گونه های چتر دریایی را در نظر بگیرید. همانطور که می دانید، چتر دریایی مانند یک موشک در آب حرکت می کند - با استفاده از انقباضات ریتمیک ماهیچه ها، آب را از حفره مرکزی خارج می کند. سرعت بهینه ضربان 15-20 انقباض در دقیقه است. افراد یکی از گونه های چتر دریایی که در عرض های جغرافیایی شمالی زندگی می کنند با همان سرعت چتر دریایی همان گونه در عرض های جغرافیایی جنوبی حرکت می کنند، اگرچه دمای آب در شمال می تواند 20 درجه سانتیگراد کمتر باشد. این بدان معنی است که هر دو شکل چتر دریایی توانستند به بهترین وجه با شرایط محلی سازگار شوند.

قانون حداقل.

شدت معین فرآیندهای بیولوژیکیاغلب معلوم می شود که به دو و حساس است بیشترفاکتورهای محیطی. در این حالت عامل تعیین کننده عاملی خواهد بود که از نظر نیازهای بدن در حداقل مقدار موجود باشد. این قانون ساده برای اولین بار توسط بنیانگذار علم تدوین شد کودهای معدنیتوسط شیمیدان آلمانی و شیمیدان کشاورزی یوستوس لیبیگ (1803-1873) و به نام قانون حداقل . یو. لیبیگ کشف کرد که عملکرد گیاه را می توان با یکی از عناصر غذایی اصلی محدود کرد، مگر اینکه این عنصر در خاک وجود نداشته باشد.

عوامل محیطی مختلف می توانند برهم کنش داشته باشند، به عنوان مثال، کمبود یک ماده می تواند منجر به کمبود مواد دیگر شود. به عنوان مثال، کمبود رطوبت در خاک، عرضه سایر مواد لازم برای تغذیه آنها را برای گیاهان محدود می کند. بنابراین به طور کلی قانون حداقل می تواند باشد به صورت زیر فرموله کنید : بقای موفق موجودات زنده به مجموعه ای از شرایط بستگی دارد. عامل محدود کننده یا محدود کننده هر حالتی از محیط است که به حد پایداری نزدیک می شود یا از آن فراتر می رود. موجودات این گونه

فاکتورهای محیطی.عناصری از محیط که باعث ایجاد واکنش های تطبیقی ​​(سازگاری) در موجودات زنده و جوامع آنها می شوند، نامیده می شوند. فاکتورهای محیطی.

بر اساس منشاء و ماهیت عمل، عوامل محیطی طبقه بندی شده: غیر زنده (عناصر طبیعت غیر آلی یا غیر زنده)؛ زیستی (اشکال تأثیر موجودات زنده بر یکدیگر)؛ انسان زا (تمام اشکال فعالیت های انسانی که بر موجودات زنده تأثیر می گذارد خانواده).

عوامل غیر زندهتقسیم می شوند فیزیکی , یا اقلیمی (نور، دمای هوا و آب، رطوبت هوا و خاک، باد)؛ ادافیک،یا خاک-زمین (ترکیب مکانیکی خاکها، شیمیایی آنها و مشخصات فیزیکی); توپوگرافی،یا کوه نگاری (ویژگی های زمین)؛ شیمیایی

انسان زا (انسان زایی)عواملی همه اشکال فعالیت جامعه بشری هستند که طبیعت را به عنوان زیستگاه موجودات زنده تغییر می دهند یا مستقیماً بر زندگی آنها تأثیر می گذارند. تفکیک عوامل انسانی به یک گروه جداگانه به این دلیل است که در حال حاضر سرنوشت پوشش گیاهی زمین و همه گونه های موجود موجود در حال حاضر عملاً در دست جامعه بشری است.

عوامل محیطی به طرق مختلف بر موجودات زنده تأثیر می گذارد. آنها می توانند به عنوان عمل کنند تحریک کننده ها،ایجاد تغییرات تطبیقی ​​در عملکردهای فیزیولوژیکی؛ چگونه محدود کننده ها،باعث عدم امکان وجود موجودات خاص در شرایط معین می شود. چگونه اصلاح کننده ها،

/ اکولوژی 1 سخنرانی

سخنرانی 1

مبانی اکولوژی

موضوع، وظایف و روش های بوم شناسی

زیستگاه و شرایط زندگی موجودات

فاکتورهای محیطی

الگوهای اثر عوامل محیطی بر بدن

تأثیر متقابل عوامل محیطی

تأثیر عوامل غیرزیستی اصلی بر موجودات زنده

محیط زیستی

زنجیره تروفیک (غذایی).

اشکال روابط زیستی

چرخه های انرژی در اکوسیستم ها

موضوع، وظایف و روش های بوم شناسی .بوم شناسی(یونانی، oikos - مسکن، محل سکونت، logos - علم) - علم بیولوژیکی در مورد روابط بین موجودات زنده و زیستگاه آنها. این اصطلاح پیشنهاد شد در سال 1866. جانورشناس آلمانی ارنست هکل.

حوزه(ناحیه لاتین - منطقه، فضا) - بخشی از سطح زمین یا منطقه آبی که در آن افراد یک گونه معین (جنس، خانواده یا نوع خاصی از جامعه) توزیع شده و چرخه کامل توسعه خود را طی می کنند.

اشیاء زیست محیطیعمدتاً سیستم هایی بالاتر از سطح ارگانیسم ها هستند، یعنی مطالعه سازمان و عملکرد سیستم های فوق ارگانیسمی: جمعیت ها، بیوسنوزها(جوامع) بیوژئوسنوزها(اکوسیستم ها) و زیست کرهبطور کلی. به عبارت دیگر، هدف اصلی مطالعه در اکولوژی است اکوسیستم ها،یعنی مجتمع های طبیعی یکپارچه که توسط موجودات زنده و زیستگاه آنها تشکیل شده است.

جمعیت- (لاتین populus - مردم، جمعیت). گروهی از افراد یک گونه، که برای مدت طولانی در قسمت معینی از محدوده زندگی می کنند، آزادانه در هم آمیخته می شوند و نسبتاً از گروه های دیگر همان گونه جدا هستند، جمعیت نامیده می شود.

چشم انداز- گروهی از موجودات که دارند ویژگی های مشترکدر ساختار بدن، فیزیولوژی و روش های ارتباط با محیط، قادر به آمیختگی با یکدیگر برای تشکیل فرزندان بارور هستند، اما قادر به انجام این کار با موجودات دیگر گونه ها نیستند.

بیوسنوز- مجموعه ای از موجودات ساکن در یک اکوسیستم، که توسط متابولیسم، انرژی و اطلاعات به هم مرتبط هستند.

بیوژئوسنوز - زیست بوم

زیست کرهطبق تعریف V.I. Vernadsky، این محیط زندگی ما است، این همان "طبیعت" است که ما را احاطه کرده است.

جزء زیست کره شهرعلاوه بر انسان، انواع فضاهای سبز و جمعیت حیوانات شهری را شامل می شود. (کبوتر، گنجشک، کلاغ، جکدا، پرندگان آبزیزمستان گذرانی در مناطق ذوب شده آب، موش ها و موش ها، حشرات «اهلى» مانند مگس، پشه، کک و سوسک، ساس و در نهایت جمعیت میکروبی و ویروسی ساختمان های چند طبقه و آپارتمان های شهری).

خانه وظیفه نظری و عملی بوم شناسی- برای کشف الگوهای کلی سازمان زندگیو بر این اساس اصولی را توسعه دهند استفاده منطقی منابع طبیعی در شرایط افزایش نفوذ انسان بر بیوسفر.

مهمترین مشکل زمان ماتعامل بین جامعه انسانی و طبیعت، زیرا وضعیتی که در رابطه بین انسان و طبیعت ایجاد می شود اغلب بحرانی می شود. منابع رو به اتمام است آب شیرینو مواد معدنی (نفت، گاز، فلزات غیرآهنی و غیره)، وضعیت خاک، حوضه های آب و هوا رو به وخامت است، بیابان زایی سرزمین های وسیع در حال وقوع است و مبارزه با بیماری ها و آفات محصولات کشاورزی پیچیده تر می شود.

تغییرات انسانیتقریباً بر تمام اکوسیستم های سیاره، ترکیب گاز جو و تعادل انرژی زمین تأثیر گذاشت. این به آن معنا است فعالیت انسان با طبیعت در تضاد است، در بسیاری از مناطق جهان نتیجه گرفت نقض شده استاو تعادل دینامیکی.

برای راه حل هااینها مشکلات جهانیو بالاتر از همه، اکولوژی مشکلات تشدید و استفاده منطقی، حفاظت و تولید مثل منابع زیست کره را متحد می کند. در تحقیقات علمی تلاش همه متخصصان زیست شناسی.دامنه مشکلات زیست محیطی نیز شامل مسائلی می شود آموزش محیط زیستو آموزش و پرورش, مسائل اخلاقی، اخلاقی، فلسفی و حتی حقوقی. در نتیجه، اکولوژی تبدیل می شود علم نه تنها بیولوژیکی، اما همچنین اجتماعی.

روش های اکولوژیکیتقسیم می شوند:

رشته(مطالعه زندگی موجودات و جوامع آنها در شرایط طبیعی، یعنی مشاهده طولانی مدت در طبیعت با استفاده از تجهیزات مختلف) و

تجربی(آزمایش‌هایی در آزمایشگاه‌های ثابت، که در آن نه تنها می‌توان تغییر کرد، بلکه می‌توان تأثیر هر عاملی را بر روی موجودات زنده بر اساس یک برنامه مشخص به شدت کنترل کرد).

در همان زمان، بوم شناسان نه تنها بیولوژیکی، بلکه همچنین عمل می کنند فیزیکی مدرن و روش های شیمیایی ، استفاده کنید مدل سازی پدیده های بیولوژیکی، یعنی تولید مثل در اکوسیستم های مصنوعی فرآیندهای مختلفی که در طبیعت زنده رخ می دهد. از طریق شبیه سازی می توانید رفتار هر سیستمی را برای ارزیابی مطالعه کنید عواقب احتمالیاستفاده از استراتژی ها و روش های مختلف مدیریت منابع، یعنی برای پیش بینی محیطی.

همچنین به طور گسترده ای برای مطالعه و پیش بینی فرآیندهای طبیعی استفاده می شود. روش مدل سازی ریاضی . چنین مدل‌های اکوسیستمی بر اساس اطلاعات متعددی که در شرایط مزرعه و آزمایشگاهی انباشته شده‌اند ساخته می‌شوند.

در عین حال، به درستی ساخته شده است مدل های ریاضی کمکچی دیدی که آزمایش تجربی آن دشوار یا غیرممکن است.ترکیب روش‌های تحقیق میدانی و تجربی به اکولوژیست اجازه می‌دهد تا تمام جنبه‌های رابطه بین موجودات زنده و عوامل محیطی متعدد را روشن کند که نه تنها تعادل پویای طبیعت را بازیابی می‌کند، بلکه اکوسیستم‌ها را نیز مدیریت می‌کند.

زیستگاه و شرایط زندگی موجودات . بخشی از طبیعت (مجموعه ای از شرایط خاص غیر زنده و زیستی) که مستقیماً موجودات زنده را احاطه کرده و تأثیر مستقیم یا غیرمستقیم بر وضعیت، رشد، نمو، تولید مثل، بقای آنها دارد. زیستگاه نامیده می شود.

از مفهوم " زیستگاه"لازم است مفهوم را متمایز کنیم" شرایط وجود" - این مجموعه ای از عوامل محیطی حیاتی که بدون آنها موجودات زنده نمی توانند وجود داشته باشند(نور، گرما، رطوبت، هوا، خاک). در مقابل، سایر عوامل محیطی، اگرچه تأثیر بسزایی بر موجودات دارند، اما برای آنها حیاتی نیستند (به عنوان مثال، باد، تشعشعات یونیزان طبیعی و مصنوعی، الکتریسیته جو و غیره).

فاکتورهای محیطی - این عناصری از محیط که باعث ایجاد واکنش های تطبیقی ​​(سازگاری) در موجودات زنده و جوامع آنها می شود.

بر اساس منشأ و ماهیت عمل، عوامل محیطی به دو دسته تقسیم می شوند غیر زنده(عناصر طبیعت غیر آلی یا غیر زنده)، زیستی(اشکال تأثیر موجودات زنده بر یکدیگر) و انسان زا(کلیه اشکال فعالیت های انسانی که بر طبیعت زنده تأثیر می گذارد).

عوامل غیر زندهتقسیم بر فیزیکی، یا اقلیمی(نور، دمای هوا و آب، رطوبت هوا و خاک، باد) ادافیک، یا خاک-زمین(ترکیب مکانیکی خاک، خواص شیمیایی و فیزیکی آنها) توپوگرافی،یا کوه نگاری(ویژگی های زمین)، شیمیایی(شوری آب، ترکیب گاز آب و هوا، PH خاک و آب و ...).

عوامل انسانی (آنتروپیک).- این تمام اشکال فعالیت جامعه بشری که طبیعت را به عنوان زیستگاه موجودات زنده تغییر می دهد یا مستقیماً بر زندگی آنها تأثیر می گذارد. تفکیک عوامل انسانی به یک گروه جداگانه به این دلیل است که در حال حاضر سرنوشت پوشش گیاهی زمین و همه گونه های موجود موجود در حال حاضر عملاً در دست جامعه بشری است.

یکیو همینطور عاملمحیط زیست دارد معنی متفاوتدر زندگی موجودات زنده به عنوان مثال، رژیم نمک خاک نقش اصلی را در تغذیه معدنی گیاهان بازی می کند، اما نسبت به اکثر حیوانات خشکی بی تفاوت است. شدت نورو ترکیب طیفی نور منحصرا است در زندگی گیاهان فوتوتروف مهم استو در زندگی موجودات هتروتروف (قارچ ها و آبزیان) نور تأثیر محسوسی بر فعالیت زندگی آنها ندارد.

عوامل محیطی در کار هستندروی ارگانیسم ها متفاوت. آنها می توانند به عنوان محرک هایی عمل کنند که باعث می شوند تغییرات تطبیقیعملکردهای فیزیولوژیکی؛ چگونه محدود کننده ها، باعث عدم امکان وجود موجودات خاص در شرایط معین می شود. چگونه اصلاح کننده ها،تعیین تغییرات مورفولوژیکی و تشریحی در موجودات.

الگوهای اثر عوامل محیطی بر بدن . پاسخ موجودات زنده به تأثیر عوامل غیر زنده تأثیر عوامل محیطی بر روی یک موجود زنده بسیار متنوع است. برخی از عوامل تأثیر قوی تری دارند، برخی دیگر تأثیر ضعیف تری دارند. برخی بر تمام جنبه های زندگی تأثیر می گذارند، برخی دیگر بر روند زندگی خاصی تأثیر می گذارند. با این وجود، در ماهیت تأثیر آنها بر بدن و در پاسخ های موجودات زنده، تعدادی الگوی کلی را می توان شناسایی کرد که در یک طرح کلی خاص از عملکرد یک عامل محیطی بر فعالیت حیاتی ارگانیسم قرار می گیرند. دامنه عمل عامل محیطی با مقادیر آستانه شدید مربوطه محدود می شود(نقاط حداقل و حداکثر) که وجود یک موجود در آن هنوز امکان پذیر است. این نقاط نامیده می شوند حد پایین و بالایی استقامت (تحمل)موجودات زنده در رابطه با یک عامل محیطی خاص.

بهترین شاخص های عملکرد حیاتی بدن- این نقطه حالت مطلوب . برای اکثر موجودات، تعیین کنید مقدار بهینهفاکتور با دقت کافی اغلب دشوار است، بنابراین صحبت در مورد آن مرسوم است منطقه بهینه.

حالت های شدید سرکوب موجودات با کمبود شدیدیا عامل مازاد، تماس گرفت مناطق بدبین یا فشار . نزدیک به نقاط بحرانیدروغ کشنده قدر عامل، آ خارج از منطقه بقا - مرگبار.

این الگوی واکنش موجودات زنده به تأثیر عوامل محیطی به ما اجازه می دهد تا آن را به عنوان یک اصل بیولوژیکی اساسی در نظر بگیریم: برای هر گونه از گیاهان و جانوران یک منطقه بهینه، یک منطقه از فعالیت طبیعی زندگی، مناطق بد و محدودیت های استقامت در رابطه با هر عامل محیطی وجود دارد.(عکس. 1)

7 6 2 1 3 5 8

1- نقطه بهینه؛ 2-3 - منطقه بهینه ; 3-5 - 2-6 - محدودیت های استقامت (تحمل)؛ 5.8 - 6,7 - حالت های شدید سرکوب موجودات - زمینه های بدبینی یا استرس

انواع مختلف موجودات زنده هم در موقعیت بهینه و هم در حدود استقامت به طور قابل توجهی با یکدیگر تفاوت دارند. به عنوان مثال، روباه های قطبی در تاندرا می توانند نوسانات دمای هوا را در محدوده حدود 80 درجه سانتیگراد (از 30+ تا 55- درجه سانتیگراد) تحمل کنند، برخی سخت پوستان آب گرم می توانند تغییرات دمای آب را در محدوده بیش از حد تحمل کنند. بیش از 6 درجه سانتیگراد (از 23 تا 29 درجه سانتیگراد) سیانوباکتریوم اسیلاتوریوم که در جزیره جاوه در آب با دمای 64 درجه سانتیگراد زندگی می کند، در دمای 68 درجه سانتیگراد در عرض 5-10 دقیقه می میرد.

ارگانیسم ها، برای وجود آن لازم است شرایط محیطی کاملاً تعریف شده و نسبتاً ثابت، تماس گرفت stenobiont(یونانی Stenos - باریک، bion - زنده)، و کسانی که در طیف گسترده ای از تنوع محیطی, - eurybiont (یوریس یونانی - گسترده). در این حالت، موجودات یک گونه می توانند نسبت به یک عامل دارای دامنه باریک و نسبت به عامل دیگر دامنه وسیعی داشته باشند (مثلاً سازگاری با محدوده باریک دما و دامنه وسیعی از شوری آب). علاوه بر این، دوز یکسان یک عامل می تواند برای یک گونه بهینه، برای گونه دیگر بدبینانه و برای گونه سوم فراتر از حد استقامت باشد.

توانایی موجودات زنده برای انطباق با طیف معینی از تنوع عوامل محیطتماس گرفت پلاستیسیته اکولوژیکی. این ویژگی یکی از مهمترین ویژگی های همه موجودات زنده است: موجودات زنده با تنظیم فعالیت زندگی خود مطابق با تغییرات شرایط محیطی، توانایی بقا و بر جای گذاشتن فرزندان را به دست می آورند. ارگانیسم های Eurybiontسازگار با محیط زیست هستند منعطف ترین، که آنها را فراهم می کند استفاده گسترده، آ استنوبیونت،برعکس، آنها متفاوت هستند انعطاف پذیری اکولوژیکی ضعیفو در نتیجه معمولا دارند مناطق توزیع محدود.

تأثیر متقابل عوامل محیطی . عوامل محیطی با هم و به طور همزمان بر یک موجود زنده تأثیر می گذارند. که در آن عمل یک عامل بستگی داردزیرا عوامل دیگر با چه قدرتی و در چه ترکیبی به طور همزمان عمل می کنند.این الگو دریافت کرده است نام تعامل عوامل. به عنوان مثال، تحمل گرما یا یخبندان در هوای خشک به جای مرطوب راحت تر است. میزان تبخیر آب از برگ های گیاه (تعرق) در صورت بالا بودن دمای هوا و وزش باد بسیار بیشتر است.

با این حال، اگر ارزش حداقل یکی از موارد حیاتی باشد فاکتورهای محیطینزدیک شدن به یک مقدار بحرانییا فراتر از آن می رود(زیر حداقل یا بالاتر از حداکثر)، سپس با وجود ترکیب بهینه سایر شرایط, افراد در معرض خطر مرگ هستند. چنین عواملی نامیده می شوند محدود کردن(محدود کردن).

عوامل محدود کنندهمحیط محدوده جغرافیایی گونه را تعیین کنید.بنابراین، حرکت گونه ها به سمت شمال ممکن است به دلیل کمبود گرما، و به مناطق بیابانی و استپ های خشک - به دلیل کمبود رطوبت یا دمای بسیار بالا محدود شود. روابط بیوتیک همچنین می تواند به عنوان یک عامل محدود کننده توزیع موجودات عمل کند، به عنوان مثال، اشغال یک قلمرو توسط یک رقیب قوی تر یا فقدان گرده افشان برای گیاهان گلدار. شناسایی عوامل محدود کننده و حذف اثرات آنها، یعنی بهینه سازی زیستگاه موجودات زنده، یک هدف عملی مهم در افزایش بهره وری محصولات کشاورزی و بهره وری حیوانات اهلی است.

تأثیر عوامل غیرزیستی اصلی بر موجودات زنده . ویژگی های نور به عنوان یک عامل محیطی. طبیعت زندهنمی تواند بدون نور وجود داشته باشد، زیرا تابش خورشیدی که به سطح زمین می رسد عملا تنها منبع انرژی برای حفظ تعادل حرارتی سیاره است و مواد آلیموجودات فوتوتروف بیوسفر، که در نهایت تشکیل محیطی را تضمین می کند که بتواند نیازهای حیاتی همه موجودات زنده را برآورده کند.

اثر بیولوژیکی نور خورشید به ترکیب طیفی، مدت، شدت، فرکانس روزانه و فصلی آن بستگی دارد.

تابش خورشیدیتابش الکترومغناطیسی در طیف گسترده ای از امواج است که طیف پیوسته را تشکیل می دهد از 290 تا 3000نانومتر

پرتو های فرابنفش(UVL) کوتاهتر از 290 نانومتر، مضر برای موجودات زنده، توسط لایه اوزون جذب می شود و به زمین نمی رسد.

عمدتاً به زمین ها رسیده است فرو سرخ(حدود 50 درصد از کل تشعشعات) و قابل مشاهده است (45%) پرتوهای طیف. پرتوهای فرابنفش با طول موج 290 تا 380 نانومتر 5 درصد از انرژی تابشی را تشکیل می دهند. پرتوهای فرابنفش موج بلند که انرژی فوتون بالایی دارند با فعالیت شیمیایی بالا مشخص می شوند. در دوزهای کوچک، آنها یک اثر ضد باکتری قوی دارند، سنتز ویتامین ها و رنگدانه های خاص را در گیاهان و ویتامین D را در حیوانات و انسان ها ترویج می کنند. علاوه بر این باعث برنزه شدن در انسان می شوند که یک واکنش محافظتی از پوست است. پرتوهای مادون قرمز با طول موج بیشتر از 710 نانومتر اثر حرارتی دارند.

از نقطه نظر محیطی، ناحیه مرئی طیف بیشترین اهمیت را دارد.(390-710 نانومتر)، یا تشعشع فعال فتوسنتزی (PAR)، که توسط رنگدانه‌های کلروپلاست جذب می‌شود و بنابراین در زندگی گیاهی حیاتی است. گیاهان سبز برای تشکیل کلروفیل، تشکیل ساختار کلروپلاست، به نور مرئی نیاز دارند. عملکرد دستگاه روزنه را تنظیم می کند، بر تبادل گاز و تعرق تأثیر می گذارد، بیوسنتز پروتئین ها و اسیدهای نوکلئیک را تحریک می کند و فعالیت تعدادی از آنزیم های حساس به نور را افزایش می دهد. نور همچنین بر تقسیم و طویل شدن سلولی، فرآیندهای رشد و نمو گیاه تأثیر می گذارد، زمان گلدهی و میوه دهی را تعیین می کند و اثر تشکیل دهنده دارد.

شرایط نور در سیاره ما بسیار گسترده است: از مناطق بسیار روشن مانند ارتفاعات، بیابان ها، استپ ها، تا روشنایی گرگ و میش در اعماق آب و غارها.

واکنش موجودات زنده به ریتم روزانه نور، که در تغییرات در فرآیندهای اعتماد و توسعه بیان می شود، نامیده می شود. نور پریودیسم. منظم بودن و تکرارپذیری مداوم این پدیده از سال به سال به موجودات در مسیر تکامل اجازه می دهد تا مهمترین فرآیندهای زندگی خود را با ریتم این بازه های زمانی هماهنگ کنند. زیر کنترل نور پریودیکتقریباً تمام فرآیندهای متابولیک مرتبط با رشد، نمو، فعالیت حیاتی و تولید مثل گیاهان و حیوانات قرار دارند.

واکنش دوره نوری مشخصه هر دو گیاه و و حیوانات.

ریتم فصلی در حیوانات به وضوح در تغییر پر در پرندگان و خز در پستانداران، فراوانی تولید مثل و مهاجرت، خواب زمستانی برخی از حیوانات و غیره آشکار می شود.

ریتم های بیولوژیکی نیز از ویژگی های انسان است. ریتم های شبانه روزی در تناوب خواب و بیداری، نوسانات دمای بدن بین 0.7-0.8 درجه سانتیگراد بیان می شود (در سحر کاهش می یابد، تا ظهر افزایش می یابد، در عصر به حداکثر می رسد، و سپس دوباره کاهش می یابد، به ویژه به سرعت پس از یک فرد به خواب می رود)، چرخه های فعالیت قلب و کلیه ها و غیره.

موجودات زنده قادر به حرکت در زمان هستند، یعنی دارای یک ساعت بیولوژیکی هستند. به عبارت دیگر، بسیاری از ارگانیسم ها با توانایی درک چرخه های روزانه، جزر و مد، قمری و سالانه مشخص می شوند که به آنها اجازه می دهد از قبل برای تغییرات محیطی آتی آماده شوند.

محدودیت های دمایی زندگی. نیاز به گرما برای وجود موجودات در درجه اول به این دلیل است که تمام فرآیندهای زندگی فقط در برابر یک پس زمینه حرارتی خاص امکان پذیر است که با مقدار گرما و مدت زمان عمل آن تعیین می شود. دمای موجودات و در نتیجه سرعت و ماهیت همه فرآیندها به دمای محیط بستگی دارد. واکنش های شیمیاییاجزای متابولیسم

مرزهای وجود حیات شرایط دمایی است که تحت آن دناتوره شدن پروتئین ها، تغییرات غیرقابل برگشت در خواص کلوئیدی سیتوپلاسم، اختلال در فعالیت آنزیم و تنفس رخ نمی دهد. برای اکثر موجودات این محدوده دما از 0 تا 500+ است. با این حال، تعدادی از موجودات دارای سیستم های آنزیمی تخصصی هستند و در دماهای فراتر از این محدودیت ها برای وجود فعال سازگار هستند.

گونه هایی که شرایط بهینه زندگی آنها محدود به منطقه با درجه حرارت بالا است به عنوان طبقه بندی می شوند گروه اکولوژیکی ترموفیل ها(باکتری های ساکن چشمه های حرارتی کامچاتکا با دمای آب 85-93 درجه سانتیگراد، چندین نوع جلبک سبز، گلسنگ های کرستوز، بذر گیاهان بیابانی واقع در لایه داغ بالای خاک. محدودیت دمایی نمایندگان دنیای حیوانات معمولاً از +55-58 درجه سانتیگراد تجاوز نمی کند ( آمیب های بیضه ، نماتدها ، کنه ها ، برخی سخت پوستان ، لاروهای بسیاری از دیپتران ها).

گیاهان و جانورانی که در دمای 0 تا -8 درجه سانتیگراد فعال می مانند. رجوع شود گروه اکولوژیکی کرایوفیل ها(یونانی Kryos - سرد، یخ). کرایوفیلیا مشخصه بسیاری از باکتری ها، قارچ ها، گلسنگ ها، بندپایان و سایر موجوداتی است که در تاندرا، بیابان های قطب شمال و قطب جنوب، کوه های مرتفع، آب های سرد قطبی و غیره زندگی می کنند.

نمایندگان اکثر گونه های موجودات زنده توانایی تنظیم فعال حرارت بدن خود را ندارند. فعالیت آنها قبل از هر چیز به گرمای بیرونی بستگی دارد و دمای بدن آنها به دمای محیط بستگی دارد. چنین موجوداتی نامیده می شوند poikilothermic (گرماگیر). Poikilothermy مشخصه همه میکروارگانیسم ها، گیاهان، بی مهرگان و بیشتر آکوردها است.

فقط در پرندگان و پستاندارانگرمای تولید شده در طول متابولیسم شدید به عنوان یک منبع نسبتا قابل اعتماد برای افزایش دمای بدن و حفظ آن در یک سطح ثابت عمل می کند. بدون توجه به دمای محیطاین امر با عایق حرارتی خوب ایجاد شده توسط پوشش، پرهای متراکم و یک لایه ضخیم از بافت چربی زیر جلدی تسهیل می شود. چنین موجوداتی نامیده می شوند همایوترمیک (گرم گیر یا خونگرم). خاصیت گرماگیراجازه می دهد تا بسیاری از گونه های حیوانات (خرس قطبی، نوک پا، پنگوئن و غیره) هدایت شوند سبک زندگی فعال در دمای پایین.

مورد خاص هومیوترمی - هتروترمی- ویژگی حیواناتی که در دوره های نامساعد سال به خواب زمستانی می روند یا به طور موقت وزوز می کنند (گوفر، جوجه تیغی، خفاش ها، سونی و غیره). فعالآنها حمایت می کنند درجه حرارت بالابدن، و در مورد فعالیت کم بدن - کاهشکه با کاهش سرعت فرآیندهای متابولیک و در نتیجه انتقال حرارت کم همراه است.

نقش زیست محیطی گاو.آب هست یک شرط ضروریوجود همه موجودات زنده روی زمین اهمیت آب در فرآیندهای زندگی با این واقعیت مشخص می شود که این محیط اصلی در سلول است که در آن فرآیندهای متابولیکی انجام می شود و به عنوان مهم ترین محصول اولیه، میانی یا نهایی واکنش های بیوشیمیایی عمل می کند.

هنگام مطالعه نقش اکولوژیکی آب در نظر گرفته شده است نه فقط تعداد ته نشینی, ولیو نسبت اندازه و تبخیر آنها. به مناطقی که تبخیر بیش از بارندگی سالانه است گفته می شود خشک(خشک، خشک). که در مناطق مرطوب (مرطوب)گیاهان با آب کافی تامین می شوند.

گیاهان زمینی بالاتر که یک سبک زندگی وابسته را پیش می برند، تا حد زیادی نسبت به حیوانات، به تامین بستر و هوا با رطوبت بستگی دارند. سه گروه اصلی از گیاهان وجود دارد:

هیگروفیت ها- گیاهان زیستگاه های بیش از حد مرطوب با رطوبت زیاد هوا و خاک. معمولی ترین هیگروفیت ها گیاهان علفی و اپی فیت های جنگل های بارانی استوایی و لایه های زیرین جنگل های مرطوب در مناطق مختلف آب و هوایی هستند. که گیاهان زراعی هستند.

زیرافیت ها- گیاهان زیستگاه های خشک که می توانند خشکسالی طولانی مدت را تحمل کنند در حالی که از نظر فیزیولوژیکی فعال هستند. اینها گیاهان بیابانی، استپ های خشک، ساوانا، نیمه گرمسیری خشک، تپه های شنی و شیب های خشک و بسیار گرم هستند.

گروه گزروفیت ها شامل ساکولنت ها- گیاهانی با برگ‌ها یا ساقه‌های آبدار و گوشتی حاوی بافت آبزی بسیار توسعه‌یافته. ساکولنت‌های برگ (آگاو، آلوئه، جوان، سدوم) و ساقه‌ای وجود دارند که در آن‌ها برگ‌ها کاهش می‌یابد و قسمت‌های روی زمین با ساقه‌های گوشتی (کاکتوس‌ها، برخی علف‌های شیری، لغزنده و غیره) نشان داده می‌شوند.

ساکولنت ها عمدتاً به مناطق خشک آمریکای مرکزی، آفریقای جنوبی و مدیترانه محدود می شوند.

مزوفیت هایک موقعیت میانی بین هیگروفیت ها و خشکوفیت ها را اشغال می کند. آنها در مناطق نسبتا مرطوب با شرایط نسبتاً گرم و منبع تغذیه نسبتاً خوبی از مواد معدنی رایج هستند. مزوفیت‌ها شامل گیاهان چمنزار، جنگل‌های علفی، درختان برگ‌ریز و درختچه‌های مناطقی با آب و هوای معتدل مرطوب و همچنین بیشتر گیاهان و علف‌های هرز هستند. مزوفیت ها با انعطاف پذیری اکولوژیکی بالا مشخص می شوند و به آنها اجازه می دهد با شرایط محیطی در حال تغییر سازگار شوند.

سازگاری حیوانات با رژیم آب. روش های تنظیم تعادل آب در حیوانات نسبت به گیاهان متنوع تر است. آنها را می توان به رفتاری، مورفولوژیکی و فیزیولوژیکی تقسیم کرد.

از جمله سازگاری های رفتاریعبارتند از جستجو برای توده های آبی، انتخاب زیستگاه، حفر چاله ها و غیره. در چاله ها، رطوبت هوا به 100% می رسد که باعث کاهش تبخیر از طریق پوشش و صرفه جویی در رطوبت در بدن می شود.

به سمت روش های مورفولوژیکی نگهداری تعادل آب معمولیشامل تشکیلاتی است که باعث حفظ آب در بدن می شود. اینها پوسته نرم تنان زمینی، عدم وجود غدد پوست و کراتینه شدن پوشش خزندگان، کوتیکول کیتین شده حشرات و غیره است.

سازگاری های فیزیولوژیکی برای تنظیم متابولیسم آبرا می توان به سه گروه تقسیم کرد:

1) توانایی تعدادی از گونه ها برای تشکیل آب متابولیک و ارضا شدن با رطوبت تامین شده با غذا (بسیاری از حشرات، جوندگان کوچک بیابانی).

یک فرد در محیط از یک سو موضوع تعامل عوامل محیطی است و از سوی دیگر خود بر محیط تأثیر می گذارد. از این منظر، انسان و انسانیت به عنوان یک کل دارای ویژگی های مهمی هستند. ویژگی مهمانسان به عنوان یک عامل محیطی در آگاهی، هدفمندی و تأثیر انبوه بر طبیعت نهفته است.[...]

هر گونه های بیولوژیکیمنابع انرژی محدودی دارد که تاثیر آن بر محیط زیست را محدود می کند. به عنوان مثال، گیاهان سبز از انرژی خورشید استفاده می کنند، مصرف کنندگان بخشی از انرژی مواد آلی تشکیل شده توسط ارگانیسم های سطح تغذیه ای قبلی را استفاده می کنند. انسانیت در فرآیند کار و فعالیت فکریدامنه منابع انرژی موجود را تا استفاده از واکنش های هسته ای و گرما هسته ای گسترش می دهد. این به مردم اجازه داد تا بر محدودیت های طبیعی رشد تعدادشان غلبه کنند.[...]

افزایش جمعیت، تامین انرژی و تجهیزات فنی مردم، پیش نیازهایی را برای سکونت در هر طاقچه اکولوژیکی ایجاد می کند. بشریت تنها گونه روی زمین با پراکندگی جهانی است. این یک فرد را به یک عامل محیطی با نفوذ جهانی تبدیل می کند.[...]

با توجه به تأثیر آن بر تمام اجزای اصلی بیوسفر، تأثیر بشریت به دورافتاده ترین مناطق زیست محیطی سیاره می رسد، نمونه آن کشف DDT در کبد پنگوئن ها و فوک های صید شده در قطب جنوب است، جایی که حشره کش ها هرگز در آن وجود نداشته است. استفاده شده. [...]

در نتیجه کار، فرد یک زیستگاه مصنوعی در اطراف خود ایجاد می کند. اکوسیستم های طبیعی در حال جایگزینی با اکوسیستم های انسان زا هستند که در آنها انسان عامل مطلقاً غالب است.[...]

در نتیجه فعالیت انسان، تغییراتی در محیط فیزیکی رخ می دهد - ترکیب گازی هوا، کیفیت آب و غذا، آب و هوا، جریان انرژی خورشیدی و سایر عواملی که بر سلامت و عملکرد افراد تأثیر می گذارد. در انحراف شرایط شدیدتلاش و پول زیادی صرف ایجاد و نگهداری مصنوعی می شود شرایط بهینهمحیط.[...]

مقیاس تعامل جامعه مدرنتوسط طبیعت تعیین نمی شوند نیازهای بیولوژیکیانسان، اما با افزایش مداوم سطح توسعه فنی و اجتماعی. قدرت فنی انسان به مقیاسی متناسب با فرآیندهای زیست کره رسیده است. به عنوان مثال، تجهیزات ساخت و ساز و معدن سالانه مواد بیشتری را به سطح زمین منتقل می کنند تا اینکه در نتیجه فرسایش آب توسط تمام رودخانه های جهان به دریا منتقل می شود. فعالیت انسان بر روی کره زمین، آب و هوا را تغییر می دهد و ترکیب جو و اقیانوس جهانی را تحت تأثیر قرار می دهد.[...]

در و. ورنادسکی در نیمه اول قرن بیستم توسعه زیست کره و انتقال آن به نووسفر - حوزه عقل را پیش بینی کرد. با تعریف مرحله کنونی در توسعه زیست کره و جامعه انسانی، می توان گفت که فرآیندهای تکنولوژیکی و انسان زایی به طور فزاینده ای نقش مهمی ایفا می کنند.[...]

سازمان پیچیده سلسله مراتبی طبیعت زنده دارای ذخایر عظیمی از خود تنظیمی است. برای باز کردن این ذخایر، مداخله شایسته در فرآیندهای رخ داده در بیوسفر ضروری است. استراتژی چنین مداخله ای را می توان با بوم شناسی، بر اساس دستاوردهای علوم طبیعی و اجتماعی تعیین کرد.

بدون پر کردن شکم از غذا،

قرن بیستم خودش را می جود

و او درخت زندگی را خرد می کند،

مثل یک هیزم شکن بی رحم...

ذهن برتر! منع کن

حداقل آخرین شاخه را ببرید.

بسیاری از انواع فعالیت های انسانی را می توان عوامل محیطی ویژه ای در نظر گرفت که به آنها انسان زا می گویند. مقیاس عمل عوامل انسانی با عملکرد نیروهای زمین شناسی قابل مقایسه است. بیوسفر با کاهش تعداد گونه‌ها، کاهش مخزن ژنی جمعیت‌ها، تغییر جهت انتخاب طبیعی و انقراض گونه‌ها به تأثیر عوامل انسانی واکنش نشان می‌دهد.

سیاره به عنوان یک کل، زیست کره و جامعه از نظر اکولوژیکی تجزیه ناپذیر هستند، بنابراین مشکلات زیست محیطی به عنوان مشکلات جهانی بشر عمل می کنند. با این حال، در هر منطقه، بسته به نوع اکوسیستم، شرایط فیزیکی-جغرافیایی و اجتماعی-اقتصادی خاص، خود را نشان می دهند و حل می شوند با در نظر گرفتن یک رویکرد جهانی

1. در پایان عصر سنوزوئیک، تغییرات آب و هوایی مهمی در تعدادی از مناطق کره زمین رخ داد - سرد شدن و خشک شدن آغاز شد. این باعث شد تا جنگل ها با فضاهای باز جایگزین شوند. موجودات زنده‌ای که قبلاً در بیشه‌های جنگلی زندگی می‌کردند و تحت تأثیر عوامل محیطی به زندگی در فضاهای باز روی آوردند، ویژگی‌ها و ویژگی‌های جدیدی به دست آوردند: فعالیت‌های ساخت‌وساز توسعه‌یافته (ولها، ژربیل‌ها). شیوه زندگی عشایری ، مهاجرت ها به وجود آمد ، اندازه گله افزایش یافت (در گله حیوانات جنگل ، گوزن فقط 20-30 راس وجود دارد و ساکنان فضاهای باز ، گوزن ها ، در گله های هزاران نفری جمع می شوند). سبک زندگی شبانه با سبک زندگی روزانه جایگزین شد، ارتباطات سلسله مراتبی در گله پیچیده تر شد و وظایف نگهبانی به طور متناوب توسط هر عضو انجام شد. اعتقاد بر این است که اجداد انسان - حیوانات جنگل - در شرایط جدید در شرایط دشواری قرار گرفتند. اصلی ترین آنها عبارت بودند از: ناپدید شدن بسیاری از گیاهان جنگل های استوایی که به عنوان غذا خدمت می کردند، عدم امکان شکار به دلیل فقدان نیش و پنجه به عنوان وسیله حمله و دفاع. سرعت حرکت آهسته در مقایسه با اکثر حیوانات چهار پا هم اندازه. نرخ تولد کم، مدت زمان رشد توله ها.

این منجر به توسعه در اجداد انسان شد، زیرا آنها بر شیوه زندگی زمینی تسلط یافتند، نشانه های نژاد بشر - راه رفتن عمودی، افزایش پیچیدگی فعالیت ابزار، بهبود ساختار دست، و افزایش پیچیدگی فعالیت عصبی. از نقطه نظر زمین شناسی، این اتفاق اخیراً رخ داده است.

موفقیت در مبارزه برای هستی تنها به دلیل برتری قابل توجهی از توانایی های ذهنی در مقایسه با همه حیواناتی که به ماقبل انسان ها حمله می کردند یا می توانستند طعمه آنها باشند تضمین می شد. انتخاب طبیعی به رشد مغز انسان کمک کرد.

اولین پیشینیان فوری یا حتی نمایندگان باستانی ترین مردم - استرالوپیتکین ها - صورت های نسبتاً صاف داشتند، برآمدگی های ابرو به جلو بیرون زده بودند و بخش قابل توجهی از صورت توسط یک فک پایین قدرتمند اشغال شده بود. آنها در فضاهای باز زندگی می کردند و سلسله مراتب پیچیده ای داشتند. در میان استرالوپیتکین ها بود که فعالیت ابزار به عنوان شکلی از سازگاری بیولوژیکی و به عنوان مرحله جدیدی از تکامل به وجود آمد. دانشمندان بر این باورند که اولین ابزار سنگی حدود سه میلیون سال پیش ساخته شده است. شکل 30 ابزارهای سنگ چخماق پردازش شده با استفاده از فناوری های مختلف را نشان می دهد.

در این مرحله، گله پیشانسانها شروع به کسب خصلتهای جامعه انسانی کردند و پیشانسانها شروع به کسب صفات افراد کردند. روش های مختلف ارتباطی بوجود آمد، فعالیت های روزانه توسعه یافت و انسان شروع به استفاده از آتش کرد.

استفاده از آتش اولین عامل انسانی است.

نئاندرتال ها قبلاً یک خانه - کلبه برای 10-12 نفر ساخته بودند و یاد گرفتند که در هر آب و هوایی زندگی کنند.

توسعه کشاورزی (شکل 31) و اهلی کردن حیوانات (شکل 32) با جنگل زدایی، چرای دام و برداشت مواد غذایی همراه بود که منجر به تغییراتی در اکوسیستم ها شد.

8.5 هزار سال پیش اولین ذوب فلز (Catal Huyuk، جنوب ترکیه) انجام شد. توسعه صنایع دستی و سپس صنعت آغاز شد.

مرحله جدیدی از تعامل جامعه و طبیعت، ظهور شهرها، رشد تجهیزات فنی بشری، توسعه صنایع دستی، هنر و چاپ کتاب بود.

انسان توانایی تسلط بر جهان را به طور جهانی به دست آورده است، طبیعت را تغییر می دهد (نمایش جدول - طومار (شکل 33)، که مراحل تأثیر انسان بر طبیعت را به صورت معکوس مشخص می کند).

2. فعاليت انسان خصلت جهاني پيدا كرده و به عامل اكولوژيكي ويژه و فوق قوي در وجود موجودات زنده در بيوسفر تبديل شده است.

انسان ها در حال کاهش مناطق تحت اشغال اکوسیستم های طبیعی هستند. 9¸12 درصد سطح زمین شخم زده و 22¸25 درصد مراتع کاملاً یا جزئی زیر کشت است. 458 استوا - این طول جاده های روی سیاره است. 24 کیلومتر برای هر 100 کیلومتر مربع - تراکم جاده ها چنین است. تنها در کشورهای صنعتی، طبق گزارش سازمان ملل، سالانه بیش از سه هزار کیلومتر مربع از چشم انداز زیر بتن بزرگراه ها، شهرک ها و فرودگاه های در حال ساخت ناپدید می شود.

مردم محصولات سوشی را مصرف می کنند و سهم مصرف کنندگان طبیعی را کاهش می دهند.

زیست توده انسان و حیوانات اهلی 15¸20 درصد زیست توده جانوران زمینی است (تا سال 1980). با این حال، انسان و حیوانات اهلی 1/4 از تولید گیاهی سوشی را مصرف می کنند.

انسان ذخایر انرژی انباشته شده در "بن بست" زیست کره را تخلیه می کند.

بشریت مدرن انرژی بالقوه بیوسفر را 10 برابر سریعتر از انباشته شدن آن توسط فعالیت های موجوداتی که انرژی خورشیدی را روی زمین متصل می کنند، مصرف می کند.

انسان از منابع زمین استفاده می کند و زیست کره را آلوده می کند: او حدود 100 میلیارد تن سنگ معدن، سوخت های فسیلی و سایر مواد خام استخراج می کند، که 25 تن برای هر ساکن این سیاره است. 96¸98 درصد مواد خام استخراج شده به هدر می رود. به ازای هر ساکن کلان شهرها 1 تن زباله (غذا و خانگی) را تشکیل می دهد. 6 میلیارد تن زباله جامد در سال به اقیانوس ها ریخته می شود. سالانه 69 تا 90 میلیون تن نفت و فرآورده های نفتی وارد بیوسفر و 20 میلیارد تن دی اکسید کربن وارد جو می شود. در نتیجه احتراق سوخت، غلظت سرب در هوا و خاک افزایش می یابد، اکسیدهای گوگرد و نیتروژن وارد جو می شوند و با آب باران اسیدی را تشکیل می دهند.

آلودگی فیزیکی بیوسفر در حال افزایش است - صدا، گرما، نور، رادیواکتیو. غبارآلودگی محیط هوا در حال افزایش است.

3. تاثیر عوامل انسانی باعث واکنش سیستم های بیولوژیکی می شود.

الف) مرگ افراد و کاهش جمعیت.

گوزن، آهو، گوزن و گراز وحشی، پرندگان و حشرات در جاده ها زیر چرخ وسایل نقلیه می میرند. کار در مزرعه بیشتر از شکار منجر به مرگ خرگوش سیاه، خرگوش و بلدرچین می شود.

میلیون ها پرنده مهاجر در شراره های گاز سوزانده می شوند که گازهای زائد حاصل از تولید نفت را می سوزانند. حیوانات در نشت نفت، روی سیم‌ها و تکیه‌گاه‌های خطوط برق (عقاب‌های استپی، گورکن‌ها، عقاب‌های طلایی، مارهای گوش کوتاه و غیره)، هنگام بلعیدن اجسام پلاستیکی شناور در دریا (لاک‌پشت‌های دریایی)، در تورهای ماهیگیری (دلفین‌ها، فوک‌ها) می‌میرند. ).

ب) نقض انتوژنز موجودات.

آلاینده ها (دی اکسید گوگرد، فلوئور و هیدروژن فلوراید، کلریدها و دی اکسید نیتروژن) برای گیاهان خطرناک ترین هستند و باعث سوختگی و در غلظت های بالا باعث مرگ گیاهان و افراد می شوند. دی اکسید گوگرد و اسید سولفوریک حاصل از دی اکسید گوگرد به همراه سایر مواد وارد خاک شده و حاصلخیزی آن را کاهش می دهد. اسیدیته خاک تغییر می کند که باعث سرکوب فعالیت باکتری ها و کاهش تعداد کرم های خاکی می شود. خطرناک ترین آلاینده نفت است.

آلاینده ها روی جنین ها و جنین های در حال رشد تأثیر می گذارند، آنها را مسموم می کنند، باعث بدشکلی و ناهنجاری در رشد بدن، اختلال در عملکرد غدد جنسی و اندام ها، اختلال در عملکرد سیستم عصبی می شوند.

آیا آلاینده های مختلف که به طور همزمان عمل می کنند اثر تجمعی دارند؟ اثر مس روی گیاهان در حضور نمک های سرب افزایش می یابد. برعکس، مس اثر تابش را افزایش می دهد، نمک های باریم، منگنز و منیزیم چنین اثری را تضعیف می کنند.

تحت تأثیر آلاینده ها، طول عمر کوتاه می شود، به ویژه در گونه های با عمر طولانی که می توانند غلظت های خطرناک آلاینده ها را در بدن انباشته کنند.

ج) اختلال در پدیده های جمعیتی.

ساختار جمعیت تغییر می کند - نسبت مردان و زنان، افراد از نسل های مختلف؛ این تعداد به حدی کاهش می یابد که جستجو برای شرکای ازدواج مختل می شود. به دلیل آلودگی محیطی، چرخه های تولید مثل مختل می شود (توسعه ناهمزمان سلول های زایا در نر و ماده)، تعداد ماده های باردار و تعداد توله ها در بستر کاهش می یابد و مرگ و میر نوزادان افزایش می یابد. زیستگاه این گونه در حال از هم پاشیدن است، مناطق زیستگاهی در حال کاهش است و جزایر کوچک زیستگاه در حال جدا شدن هستند.

د) تغییر در اکوسیستم.

کاهش تعداد گونه ها پیچیدگی اکوسیستم را کاهش می دهد. از دست دادن برخی از گونه ها می تواند منجر به شیوع گونه های دیگر شود. گونه‌های غالب را می‌توان سرکوب کرد و جای آن‌ها را گونه‌های تازه معرفی‌شده اشغال کرد. روابط بین گونه ای از بین می رود: شکارچی-شکار، گرده افشان - گیاه گرده افشانی، روابط همزیستی. مرگ یک گونه گیاهی می تواند منجر به مرگ 5¸7 تا 30¸35 گونه جانوری مرتبط، عمدتاً بی مهرگان شود. نور، صوت و آلودگی شیمیایی سیستم های سیگنال دهی ایجاد شده را در جامعه طبیعی بین گونه ها مختل می کند. در نتیجه تغییرات در ساختار جامعه، پایداری آن مختل می شود و شیوع گسترده تعداد، معمولاً از حیوانات بی مهره رخ می دهد. بنابراین، در برابر چشمان ما، به دلیل انقراض گونه‌ها، کاهش تنوع جمعیتی و تعداد افراد در همه جمعیت‌هایی که در سراسر قلمرو در حال کاهش هستند، یک تهی عظیم از مخزن ژنی بیوسفر در حال وقوع است. از این تعداد هر روز یک گونه جانوری به طور غیرقابل برگشت و هر هفته یک گونه گیاه ناپدید می شود. امروزه به ازای هر ساکن در کره زمین تنها 25 پرنده وجود دارد و تا سال 2000 این نسبت حتی بیشتر کاهش خواهد یافت.

منابع طبیعی لازم برای بقای انسان و توسعه پایدار به طور فزاینده ای در حال نابودی یا تهی شدن هستند. در عین حال، نیاز به این منابع به سرعت در حال افزایش است. اگر نرخ فعلی تخریب خاک ادامه یابد، یک سوم زمین های قابل کشت جهان طی 20 سال آینده نابود خواهد شد. به همین ترتیب، تا پایان این قرن (با نرخ فعلی جنگل زدایی)، مساحت باقی مانده از جنگل های استوایی حذف نشده به نصف کاهش خواهد یافت. در این دوره، انتظار می رود جمعیت زمین یک و نیم برابر افزایش یابد - از کمی بیش از 5 میلیارد نفر به تقریبا 6 میلیارد نفر.

بدیهی است که تعادل فرآیندهای بیوسفر که توسط فعالیت های اقتصادی انسان مختل شده است، کندتر از همیشه در حال بازسازی است. مکانیسم‌های انطباق بیوسفر «تا حد نهایی» کار می‌کنند. استخر ژنی بیوسفر در حال کاهش است و خطر پیامدهای تکاملی غیرقابل پیش بینی را ایجاد می کند.

4. بسیاری از دانشمندان وضعیت فعلی محیط زیست را به عنوان "بحران اکولوژیکی"، "بحران محیط زیست طبیعی" توصیف می کنند.

مشکلات زیست محیطی به عنوان جهانی طبقه بندی می شوند و هم بر کل جهان و هم بر مناطق و کشورهای منفرد آن تأثیر می گذارند.

حل مشکلات زیست محیطی - به ویژه، حفظ استخر ژنی بیوسفر - به طور فزاینده ای فوری می شود.

بشریت و هر فرد، هر یک از ما باید وضعیت بحران را بشناسیم و ایده هایی را مطرح کنیم که زندگی را در این سیاره نجات دهد.