<<
>>

ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ

Еще в прошлом веке Ю. Либих экспериментально доказал, что дефицит химических элементов в почве приводит к нарушению роста и развития растений. Его предположение о том, что химический элемент, находящийся в минимуме, управляет биологической продуктивностью растений, получило название закона минимума.

Многочисленные исследования, проведенные в разных странах, показали, что закон минимума применим не только к растениям, но и к животным. Доказано, что недостаток того или иного биогенного элемента в среде может стать причиной снижения продуктивности, воспроизводительной способности животных, их устойчивости к болезням. Снижение продуктивности, воспроизводительной способности и естественной резистентности (устойчивости к болезням) крупного рогатого скота, лошадей, свиней, овец, кур и уток отмечено при дефиците в кормовом рационе кальция, фосфора, калия, натрия, йода, меди, цинка и других мак- ро- и микроэлементов.

Рост и развитие растений и животных могут лимитировать не только дефицит, но и избыток химических элементов в среде. О вреде недостаточного и избыточного поступления химических элементов в организм свидетельствуют рисунки 2 и 3. Кривые, изображенные на рисунке 2, показывают изменение массы щитовидной железы и ее гормональной деятельности в зависимости от содержания йода в рационе животных. Из рисунка видно, что как при недостаточном, так и при избыточном поступлении йода в организм происходят патологическое увеличение щитовидной железы и подавление в ней процессов, связанных с синтезом необходимых для жизнедеятельности гормонов (тироксина и йод-ти- ронина). На рисунке 3 показано, что недостаток и избыток в рационе фосфора приводят к поражению костной системы животных (уменьшению плотности костей).

Лимитирующие факторы — это элементы (компоненты) среды, которые находятся в дефиците (ниже критического уровня) или, наоборот, в избытке (выше переносимого организмами предела).

Говоря о лимитирующем факторе, подразумевают не столько тот или иной конкретный компонент среды, сколько интенсивность его воздействия на организм (популяцию, вид). Диапазон между

Рис. 2. Изменение массы щитовидной железы кролика и синтеза в ней гормонов в зависимости от различного содержания йода в рационе (по В. В. Ковальскому и др.)

Рис. 2. Изменение массы щитовидной железы кролика и синтеза в ней гормонов в зависимости от различного содержания йода в рационе (по В. В. Ковальскому и др.)

минимумом и максимумом воздействия экологического фактора отражает пределы выносливости (толерантности) вида (рис. 4).

Закономерности, связанные с выносливостью видов в зависимости от степени выраженности экологического воздействия, были установлены В. Шелфордом и получили название закона толерантности. Согласно этому закону фактором, ограничивающим размножение и распространение организмов (популяции, вида),

зо-

Рис. 3. Изменение рентгенофотометрической плотности 5-хвостового позвонка крупного рогатого скота при разном содержании фосфора в рационе (по Р. М. Саври лову, И. Я. Баннову и др.)

Рис. 3. Изменение рентгенофотометрической плотности 5-хвостового позвонка крупного рогатого скота при разном содержании фосфора в рационе (по" Р. М. Саври

лову, И. Я. Баннову и др.)

Интенсивность фактора

Рис. 4. Зависимость между интенсивностью экологического фактора и выносливостью вида:

Рис. 4. Зависимость между интенсивностью экологического фактора и выносливостью

вида:

а — пределы выносливости (зона, где организмы встречаются); б — оптимальная зона, в пределах которой условия для жизнедеятельности организмов благоприятны (вид распространен); 1 — минимум интенсивности (дозы) экологического фактора; 2 — оптимальная, самая благоприятная, интенсивность (доза) экологического фактора; 3 — максимум интенсивности (дозы) экологического фактора; I— зона, где жизнедеятельность организмов невозможна; II— зона, в пределах которой жизнедеятельность организмов затруднена из-за экстремальных условий среды (вид редок). (Стрелка у основания схемы отражает возрастающую интенсивность экологического фактора)

может быть как минимум, так и максимум воздействия компонентов среды.

Пределы толерантности вида могут сужаться или, наоборот, расширяться в зависимости от состояния популяций, циклов их развития, изменений условий среды и т. д. Сужение пределов толерантности отмечается в период размножения организмов, когда к воздействию экологических факторов становятся очень чувствительными размножающиеся особи, семена растений, яйца птиц, эмбрионы животных. Пределы толерантности уменьшаются при ухудшении условий жизнеобеспечения вида. Так, при дефиците азота в почве, т. е. ухудшении условий азотного питания растений, отмечено снижение засухоустойчивости злаков.

В диапазоне между минимумом и максимумом экологического фактора находится экологический оптимум, в зоне которого условия существования для организмов благоприятны.

Минимум, оптимум или максимум экологического фактора во многом определяют условия размножения и распространения растений и животных, их процветания или, наоборот, вымирания. Однако ответные реакции организмов зависят не только от интенсивности экологического фактора, но и от состояния самих организмов, их экологической валентности. Экологическая валент- ностъ вида — это показатель, характеризующий способность организмов существовать в разнообразных условиях среды, заселять местообитания с более или менее выраженными колебаниями интенсивности экологических факторов. Одни биологические виды обладают большой экологической валентностью (эвриэк), другие — малой (стеноэк). Виды с низкой валентностью способны жить и размножаться лишь в среде с узким диапазоном колебаний экологических факторов. Они, как правило, приурочены к определенным, более или менее ограниченным местообитаниям (стено- топ). Виды-стеноэки широкого распространения обычно не имеют. Виды с высокой экологической валентностью могут выдерживать большой диапазон колебаний факторов среды. Они заселяют разные местообитания (эвритоп) и относительно широко распространены в природе.

Учет лимитирующих факторов, знание закона толерантности, экологической валентности видов имеют важное значение для решения многих вопросов сельскохозяйственной экологии, например борьбы с вредителями сельского хозяйства.

Так, в США установлено, что ограничивающим фактором для жука-щелкуна Limonius, особенно его личиночной стадии, является влажность почвы. Борьбу с этим насекомым ведут при помощи смещения оптимального экологического фактора к его минимуму или, наоборот, максимуму. Проводят осушение или обводнение земель, и личинки вредителя погибают (Дажо, 1975).

Осушение заболоченных пастбищ — надежный метод борьбы с фасциолезом — заболеванием сельскохозяйственных животных. Болезнь вызывается плоскими червями фасциолами, паразитирующими в желчных ходах печени хозяев. Цикл биологического развития фасциол связан с промежуточными хозяевами — прудовиками (моллюсками), предпочитающими влажные местообитания. Мелиоративные мероприятия по осушению пастбищ разрывают эпизоотическую цепь: лишенные необходимой влажности прудовики погибают, цикл развития фасциол нарушается. Циркуляция фасциол в БГЦ прекращается, что служит эффективным методом профилактики фасциолеза. 2.4.

<< | >>
Источник: Н. А. Уразаев, А. А. Вакулин, А. В. Никитин и др.. Сельскохозяйственная экология— М.: Колос. — 304 с.; ил. — (Учебники и учеб. пособия для студентов высших учебных заведений).. 2000

Еще по теме ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ:

  1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ
  2. 17.9. ПРИМЕР СПЕЦИАЛИЗАЦИИ
  3. КЛАССИФИКАЦИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
  4. ЛИМИТИРУЮЩИЕ ФАКТОРЫ
  5. СВЕТ КАК ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКТОР
  6. КОМПЛЕКСНОСТЬ И ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ
  7. ФЕРМЕННЫЙ БИОГЕОЦЕНОЗ
  8. Принципы ИЭС
  9. Использование энергии океана. 
  10. 1.1. Концепция экосистемы
  11. Гл а в а 1 ПОНЯТИЙНЫЙ СТАТУС, САМОИДЕНТИФИКАЦИЯ
  12. Социоморфность гуманитарной географии как лимитирующий фактор аксиоматизации.
  13. ТРЕБОВАНИЯ К ОБЯЗАТЕЛЬНОМУ МИНИМУМУ СОДЕРЖАНИЯ  ДИСЦИПЛИНЫ, ОПРЕДЕЛЕННЫЕ ГОС ВПО
  14. 4 .Температура 5. Влажность 6.Локальные и второстепенные экологические факторы Снежный покров, ветер, pH воды и почвы и т.д. Адаптации.
  15. РАЗДЕЛ «ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ» ЗНАЧЕНИЕ ФАКТОРОВ СРЕДЫ В ФОРМИРОВАНИИ АДАПТИВНЫХМОРФОЛОГИЧЕСКИХ СТРУКТУР У ЖИВЫХ ОРГАНИЗМОВ