Debaixo Fatores Ambientais compreender os impactos, as propriedades dos componentes do ecossistema e as características de seu ambiente externo que têm impacto direto na natureza e intensidade dos processos que ocorrem no ecossistema.
O número de vários fatores ambientais parece ser potencialmente ilimitado, então sua classificação é uma questão complicada. Para uso de classificação vários sinais tendo em conta tanto a variedade destes factores como as suas propriedades.
Em relação ao ecossistema, os fatores ambientais são divididos em externo (exógeno ou entópico) e interno (endógeno). Apesar de uma certa condicionalidade de tal divisão, acredita-se que os fatores externos, atuando no ecossistema, não estão sujeitos ou quase não estão sujeitos à sua influência. Estes incluem a radiação solar, precipitação, pressão atmosférica, vento e velocidade da corrente, etc. Fatores internos se correlacionam com as propriedades do próprio ecossistema e o formam, ou seja, estão incluídos em sua composição. Estes são o número e a biomassa das populações, o número de diferentes substancias químicas, características da água ou da massa do solo, etc.
Tal separação na prática depende da formulação do problema de pesquisa. Assim, por exemplo, se for analisada a dependência do desenvolvimento de qualquer biogeocenose da temperatura do solo, esse fator (temperatura) será considerado externo. Se analisarmos a dinâmica dos poluentes na biogeocenose, então a temperatura do solo será fator interno em relação à biogeocenose, mas externa em relação aos processos que determinam o comportamento do poluente nela.
Os fatores ambientais por origem podem ser naturais e antropogênicos. Os naturais são divididos em duas categorias: fatores de natureza inanimada - abiótico e fatores da vida selvagem biótico. Na maioria das vezes, três grupos equivalentes são distinguidos. Tal classificação de fatores ambientais é mostrada na Figura 2.5.
Figura 2.5. Classificação dos fatores ambientais.
Para abiótico Fatores incluem um conjunto de fatores do ambiente inorgânico que afetam a vida e a distribuição dos organismos. distribuir fisica(cuja fonte é um estado físico ou fenômeno), químico(derivado da composição química do ambiente (salinidade da água, teor de oxigênio)), edáfico(solo - um conjunto de propriedades mecânicas e outras do solo que afetam os organismos da biota do solo e o sistema radicular das plantas (o efeito da umidade, estrutura do solo, teor de húmus)), hidrológico.
Debaixo biótico fatores compreender a totalidade da influência da atividade vital de alguns organismos sobre outros (interações intraespecíficas e interespecíficas). As interações intraespecíficas se desenvolvem como resultado da competição nas condições de crescimento no número e densidade de populações por locais de nidificação e recursos alimentares. As espécies interespécies são muito mais diversas. Eles são a base para a existência de comunidades bióticas. Os fatores bióticos são capazes de influenciar o ambiente abiótico, criando um microclima ou microambiente no qual vivem os organismos vivos.
Alocar separadamente antropogênico fatores decorrentes da atividade humana. Estes incluem, por exemplo, poluição ambiental, erosão do solo, desmatamento, etc. Alguns tipos de impacto humano no meio ambiente serão discutidos com mais detalhes na Seção 2.3.
Existem outras classificações de fatores ambientais. Por exemplo, eles podem ter um efeito sobre o corpo direto e indireto desenvolvimento. Os impactos indiretos se manifestam por meio de outros fatores ambientais.
Fatores que mudam ao longo do tempo são repetidos - periódico (fatores climáticos, fluxos e refluxos); e aqueles que surgem inesperadamente - não periódico .
Na natureza, os fatores ambientais afetam o corpo de forma complexa. Um complexo de fatores sob a influência dos quais todos os principais Processos da vida organismos, incluindo desenvolvimento e reprodução normais, são chamados de " condições de vida ". Todos os organismos vivos são capazes de adaptação (adaptação) às condições ambientais. Desenvolve-se sob a influência de três fatores principais: hereditariedade , variabilidade e natural (e artificial) seleção. Existem três maneiras principais de se adaptar:
- ativo - fortalecimento da resistência, desenvolvimento de processos regulatórios que permitem ao corpo realizar as funções vitais do corpo em condições ambientais variáveis. Um exemplo é manter uma temperatura corporal constante.
- Passiva - a subordinação das funções vitais do corpo a uma mudança nas condições ambientais. Um exemplo é a transição de muitos organismos no estado anabolismo.
- Prevenção de efeitos adversos - desenvolvimento pelo corpo de tais ciclos de vida e comportamentos que permitem evitar efeitos adversos. Exemplo − migrações sazonais animais.
Normalmente, os organismos usam uma combinação de todas as três vias. A adaptação pode ser baseada em três mecanismos principais, com base nos quais os seguintes tipos são distinguidos:
- adaptação morfológica acompanhado por uma mudança na estrutura dos organismos (por exemplo, modificações nas folhas das plantas do deserto). São as adaptações morfológicas que levam plantas e animais à formação de certas formas de vida.
- Adaptações fisiológicas - mudanças na fisiologia dos organismos (por exemplo, a capacidade de um camelo de fornecer umidade ao corpo oxidando os estoques de gordura).
- Adaptações etológicas (comportamentais) característica dos animais . Por exemplo, migrações sazonais de mamíferos e pássaros, entrando em hibernação.
Os fatores ambientais são quantificados (ver figura 2.6). Para cada fator, pode-se zona ótima (atividade de vida normal), zona de pessimismo (opressão) e os limites de resistência do organismo (superior e inferior). O ótimo é a quantidade do fator ambiental na qual a intensidade da atividade vital dos organismos é máxima. Na zona pessimum, a atividade vital dos organismos está deprimida. Além dos limites da resistência, a existência de um organismo é impossível.
Figura 2.6. Dependência da ação do fator ambiental em sua quantidade.
A capacidade dos organismos vivos de tolerar flutuações quantitativas na ação de um fator ambiental em um grau ou outro é chamada tolerância ambiental (valência, plasticidade, estabilidade). Os valores do fator ambiental entre os limites superior e inferior de resistência são chamados zona (intervalo) de tolerância. Para indicar os limites de tolerância às condições ambientais, os termos " euribionte" - um organismo com um amplo limite de tolerância - e " estenobionte» - com um estreito (ver Figura 2.7). Prefixos cada- e muro- usado para formar palavras que caracterizam a influência de vários fatores ambientais, por exemplo, temperatura (estenotérmico - euritérmico), salinidade (estenohalina - eurialina), alimentação (estenofago - eurifago), etc.
Figura 2.7. Valência ecológica (plasticidade) das espécies (segundo Y. Odum, 1975)
As zonas de tolerância em indivíduos individuais não coincidem; em uma espécie é obviamente mais ampla do que em qualquer um dos indivíduos. Um conjunto de tais características para todos os fatores ambientais que afetam o corpo é chamado espectro ecológico da espécie
O fator ecológico, cujo valor quantitativo ultrapassa os limites da resistência da espécie, é denominado limitante (limitante). Tal fator limitará a distribuição e a atividade vital da espécie mesmo quando os valores quantitativos de todos os outros fatores forem favoráveis.
Pela primeira vez, o conceito de "fator limitante" foi introduzido em 1840 por J. Liebig, que estabeleceu " lei do mínimo" : As capacidades vitais de um ecossistema são limitadas pelas dos fatores ambientais ambientais, cuja quantidade e qualidade se aproximam do mínimo exigido pelo ecossistema, sua redução leva à morte do organismo ou à destruição do ecossistema.
O conceito de influência limitante do máximo junto com o mínimo foi introduzido por W. Shelford em 1913, que formulou esse princípio como « lei da tolerância" : O fator limitante para a prosperidade de um organismo (espécie) pode ser tanto um mínimo quanto um máximo de impacto ambiental, cujo intervalo determina o grau de resistência (tolerância) do organismo em relação a esse fator.
Agora, a lei da tolerância, formulada por W. Shelford, foi expandida com várias disposições adicionais:
1. os organismos podem ter um amplo intervalo de tolerância para um fator e um estreito para outros;
2. os organismos mais difundidos com uma ampla gama de tolerância;
3. a faixa de tolerância para um fator ambiental pode depender das faixas de tolerância de outros fatores ambientais;
4. se os valores de um dos fatores ambientais não forem ideais para o organismo, isso também afetará a faixa de tolerância para outros fatores ambientais que afetam o organismo;
5. os limites de resistência dependem significativamente do estado do corpo; assim, os limites de tolerância para organismos durante a estação reprodutiva ou na fase larval são geralmente mais estreitos do que para adultos;
Várias regularidades da ação conjunta dos fatores ambientais podem ser distinguidas. O mais importante deles:
1. A lei da relatividade da ação dos fatores ambientais - a direção e a intensidade da ação do fator ambiental dependem da quantidade em que é ingerido e em combinação com quais outros fatores ele atua. Não existem fatores ambientais absolutamente benéficos ou nocivos, tudo depende da quantidade: apenas valores ótimos são favoráveis.
2. A lei da substituibilidade relativa e da insubstituibilidade absoluta dos fatores ambientais - a ausência absoluta de qualquer um dos condições obrigatórias a vida não pode ser substituída por outros fatores ambientais, mas a falta ou excesso de alguns fatores ambientais pode ser compensada pela ação de outros fatores ambientais.
Todos esses padrões são importância e na prática. Assim, a aplicação excessiva de fertilizantes nitrogenados no solo leva ao acúmulo de nitratos nos produtos agrícolas. O uso generalizado de surfactantes contendo fósforo causa o rápido desenvolvimento da biomassa de algas e uma diminuição da qualidade da água. Muitos animais e plantas são muito sensíveis a mudanças nos parâmetros dos fatores ambientais. O conceito de fatores limitantes permite compreender muitas das consequências negativas da atividade humana associada à influência inepta ou analfabeta sobre ambiente natural.
Concorrentes, etc. - são caracterizados por uma variabilidade significativa no tempo e no espaço. O grau de variabilidade de cada um desses fatores depende das características do habitat. Por exemplo, as temperaturas variam muito na superfície da terra, mas são quase constantes no fundo do oceano ou nas profundezas das cavernas.
O mesmo fator ambiental tem significado diferente na vida dos organismos vivos. Por exemplo, o regime salino do solo desempenha um papel primordial na nutrição mineral das plantas, mas é indiferente à maioria dos animais terrestres. A intensidade da iluminação e a composição espectral da luz são extremamente importantes na vida das plantas fototróficas, enquanto na vida dos organismos heterotróficos (fungos e animais aquáticos), a luz não tem um efeito perceptível em sua atividade vital.
Os fatores ambientais atuam sobre os organismos de maneiras diferentes. Eles podem atuar como estímulos causando mudanças adaptativas nas funções fisiológicas; como restrições que tornam impossível a existência de certos organismos em determinadas condições; como modificadores que determinam mudanças morfológicas e anatômicas em organismos.
É costume atribuir biótico, antropogênico e abiótico Fatores Ambientais.
Uma classificação comum de fatores ambientais (fatores ambientais)
POR TEMPO: evolutivo, histórico, atual
POR PERIODICIDADE: periódico, não periódico
NA ORDEM DE APARIÇÃO: primário secundário
POR ORIGEM: cósmico, abiótico (também conhecido como abiogênico), biogênico, biológico, biótico, natural-antropogênico, antropogênico (incluindo poluição ambiental provocada pelo homem), antropogênico (incluindo distúrbios)
PELO AMBIENTE DE APARÊNCIA: atmosférico, água (também conhecido como umidade), geomorfológico, edáfico, fisiológico, genético, populacional, biocenótico, ecossistema, biosférico
A NATUREZA: material-energia, físico (geofísico, térmico), biogênico (também conhecido como biótico), informativo, químico (salinidade, acidez), complexo (ambiental, evolutivo, espinha dorsal, geográfico, climático)
POR OBJETO: indivíduo, grupo (social, etológico, sócio-econômico, sócio-psicológico, espécie (incluindo humano, vida social)
DE ACORDO COM AS CONDIÇÕES AMBIENTAIS: dependente da densidade, independente da densidade
POR GRAU DE IMPACTO: letal, extremo, limitante, perturbador, mutagênico, teratogênico; cancerígeno
DE ACORDO COM O ESPECTRO DE IMPACTO: seletiva, ação geral
Fundação Wikimedia. 2010 .
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Um fator antropogênico que tem um efeito prejudicial na vida dos animais selvagens. os fatores de perturbação podem ser vários ruídos, intrusão humana direta em sistemas naturais; especialmente perceptível durante a época de reprodução ... dicionário ecológico
Qualquer fator cuja força de influência seja adequada ao fluxo transportado de matéria e energia. qua Fator de informação. Dicionário enciclopédico ecológico. Chisinau: edição principal do moldavo enciclopédia soviética. eu Vovô. 1989... dicionário ecológico
Fator relacionado à condição física e composição química ohm da atmosfera (temperatura, grau de rarefação, presença de poluentes). Dicionário enciclopédico ecológico. Chisinau: Edição principal da Enciclopédia Soviética da Moldávia. I.I.… … dicionário ecológico
Fatores Ambientaisé um conjunto de condições ambientais que afetam os organismos vivos. Distinguir fatores inanimados- abiótico (climático, edáfico, orográfico, hidrográfico, químico, pirogênico), fatores da vida selvagem— fatores bióticos (fitogênicos e zoogênicos) e antropogênicos (impacto da atividade humana). Fatores limitantes incluem quaisquer fatores que limitam o crescimento e desenvolvimento de organismos. A adaptação de um organismo ao seu ambiente é chamada de adaptação. A aparência de um organismo, refletindo sua adaptabilidade às condições ambientais, é chamada de forma de vida.
Componentes individuais do ambiente que afetam os organismos vivos, aos quais eles reagem com reações adaptativas (adaptações), são chamados de fatores ambientais ou fatores ecológicos. Em outras palavras, o complexo de condições ambientais que afetam a vida dos organismos é chamado fatores ecológicos do ambiente.
Todos os fatores ambientais são divididos em grupos:
1. incluem componentes e fenômenos de natureza inanimada que afetam direta ou indiretamente os organismos vivos. Entre os muitos fatores abióticos papel de liderança estão jogando:
2. - um conjunto de relações entre organismos vivos, bem como suas influências mútuas no meio ambiente. A ação dos fatores bióticos pode ser não apenas direta, mas também indireta, expressa no ajuste dos fatores abióticos (por exemplo, mudanças na composição do solo, microclima sob o dossel da floresta, etc.). Os fatores bióticos incluem:
3. refletem o intenso impacto de uma pessoa (diretamente) ou atividade humana (indiretamente) sobre o meio ambiente e os organismos vivos. Esses fatores incluem todas as formas de atividade humana e sociedade humana que levam a uma mudança na natureza como habitat e outras espécies e afetam diretamente suas vidas. Cada organismo vivo é influenciado pela natureza inanimada, organismos de outras espécies, inclusive humanos, e por sua vez afeta cada um desses componentes.
A influência de fatores antropogênicos na natureza pode ser consciente e acidental, ou inconsciente. O homem, arando terras virgens e incultas, cria terras agrícolas, cria formas altamente produtivas e resistentes a doenças, estabelece algumas espécies e destrói outras. Esses impactos (conscientes) são frequentemente de natureza negativa, por exemplo, o reassentamento precipitado de muitos animais, plantas, microorganismos, a destruição predatória de várias espécies, poluição ambiental, etc.
Os fatores bióticos do meio ambiente se manifestam através do relacionamento de organismos que fazem parte de uma mesma comunidade. Na natureza, muitas espécies estão intimamente inter-relacionadas, suas relações entre si como componentes do ambiente podem ser extremamente complexas. Quanto às conexões entre a comunidade e o meio inorgânico circundante, elas são sempre bilaterais, mútuas. Assim, a natureza da floresta depende do tipo de solo correspondente, mas o próprio solo é formado em grande parte sob a influência da floresta. Da mesma forma, temperatura, umidade e luz na floresta são determinadas pela vegetação, mas formadas condições climáticas por sua vez afetam a comunidade de organismos que vivem na floresta.
O impacto do meio ambiente é percebido pelos organismos através de fatores ambientais denominados ecológico. Deve-se notar que o fator ambiental é apenas um elemento mutável do ambiente, causando nos organismos, quando muda novamente, respostas adaptativas ecológicas e reações fisiológicas, que são fixadas hereditariamente no processo de evolução. Eles são divididos em abióticos, bióticos e antropogênicos (Fig. 1).
Eles nomeiam todo o conjunto de fatores do ambiente inorgânico que afetam a vida e a distribuição de animais e plantas. Dentre eles destacam-se: físicos, químicos e edáficos.
Fatores físicos - aqueles cuja fonte é um estado físico ou fenômeno (mecânico, onda, etc.). Por exemplo, temperatura.
Fatores Químicos- as que provêm da composição química do meio ambiente. Por exemplo, salinidade da água, teor de oxigênio, etc.
Fatores edáficos (ou solo) são uma combinação de propriedades químicas, físicas e mecânicas dos solos e rochas que afetam tanto os organismos para os quais são o habitat quanto o sistema radicular das plantas. Por exemplo, a influência de nutrientes, umidade, estrutura do solo, teor de húmus, etc. sobre o crescimento e desenvolvimento das plantas.
Arroz. 1. Esquema do impacto do habitat (ambiente) no corpo
- fatores da atividade humana que afetam o ambiente natural (e hidrosferas, erosão do solo, desmatamento, etc.).
Fatores ambientais limitantes (limitantes) chamados de fatores que limitam o desenvolvimento de organismos devido à falta ou excesso nutrientes em relação à necessidade (conteúdo ideal).
Assim, ao cultivar plantas em temperaturas diferentes, o ponto em que o crescimento máximo é observado será ótimo. Toda a gama de temperaturas, do mínimo ao máximo, em que o crescimento ainda é possível, é chamada gama de estabilidade (resistência), ou tolerância. Seus pontos limitantes, ou seja, temperaturas máximas e mínimas habitáveis, - limites de estabilidade. Entre a zona ótima e os limites de estabilidade, à medida que se aproxima deste último, a planta experimenta um estresse crescente, ou seja, nós estamos falandosobre zonas de estresse, ou zonas de opressão, dentro da faixa de estabilidade (Fig. 2). À medida que a distância do ótimo desce e sobe na escala, não apenas o estresse aumenta, mas quando os limites de resistência do organismo são atingidos, ocorre sua morte.
Arroz. 2. Dependência da ação do fator ambiental em sua intensidade
Assim, para cada espécie de planta ou animal, existem zonas ótimas, de estresse e limites de estabilidade (ou resistência) em relação a cada fator ambiental. Quando o valor do fator está próximo dos limites de resistência, o organismo geralmente pode existir apenas por um curto período de tempo. Em uma faixa mais estreita de condições, a existência e o crescimento de indivíduos a longo prazo são possíveis. Em uma faixa ainda mais estreita, ocorre a reprodução e as espécies podem existir indefinidamente. Normalmente, em algum lugar na parte intermediária da faixa de estabilidade, existem condições mais favoráveis para a vida, crescimento e reprodução. Essas condições são chamadas de ótimas, nas quais os indivíduos de uma dada espécie são os mais adaptados, ou seja, deixando o maior número de descendentes. Na prática, é difícil identificar tais condições, então o ótimo geralmente é determinado por indicadores individuais de atividade vital (taxa de crescimento, taxa de sobrevivência, etc.).
Adaptaçãoé a adaptação do organismo às condições do ambiente.
A capacidade de adaptação é uma das propriedades básicas da vida em geral, proporcionando a possibilidade de sua existência, a capacidade dos organismos de sobreviver e se reproduzir. Adaptações aparecem em Niveis diferentes— da bioquímica das células e do comportamento de organismos individuais à estrutura e funcionamento de comunidades e sistemas ecológicos. Todas as adaptações dos organismos à existência em várias condições desenvolvido historicamente. Como resultado, foram formados agrupamentos de plantas e animais específicos para cada área geográfica.
As adaptações podem ser morfológico, quando a estrutura de um organismo muda até a formação de uma nova espécie, e fisiológico, quando ocorrem alterações no funcionamento do organismo. As adaptações morfológicas estão intimamente relacionadas à coloração adaptativa dos animais, a capacidade de alterá-la dependendo da iluminação (solhada, camaleão, etc.).
Exemplos bem conhecidos adaptação fisiológica — hibernação animais, voos sazonais de pássaros.
Muito importante para os organismos são adaptações comportamentais. Por exemplo, o comportamento instintivo determina a ação de insetos e vertebrados inferiores: peixes, anfíbios, répteis, pássaros, etc. Esse comportamento é geneticamente programado e herdado (comportamento inato). Isso inclui: o método de construir um ninho em pássaros, acasalar, criar filhos, etc.
Há também um comando adquirido recebido pelo indivíduo no curso de sua vida. Educação(ou Aprendendo) - Maneira principal transmissão do comportamento adquirido de uma geração para a outra.
A capacidade de um indivíduo de controlar suas habilidades cognitivas para sobreviver a mudanças ambientais inesperadas é intelecto. O papel da aprendizagem e da inteligência no comportamento aumenta com a melhoria sistema nervoso- Aumento do córtex cerebral. Para o homem, este é o mecanismo determinante da evolução. A capacidade das espécies de se adaptar a uma gama particular de fatores ambientais é denotada pelo conceito misticismo ecológico das espécies.
Os fatores ambientais geralmente agem não um a um, mas de maneira complexa. O efeito de qualquer fator depende da força da influência de outros. Combinação vários fatores tem um efeito perceptível nas condições ideais para a vida do organismo (ver Fig. 2). A ação de um fator não substitui a ação de outro. Porém, sob a complexa influência do meio ambiente, muitas vezes pode-se observar o “efeito substituição”, que se manifesta na semelhança dos resultados da influência de diferentes fatores. Assim, a luz não pode ser substituída por excesso de calor ou abundância de dióxido de carbono, mas afetando as mudanças de temperatura, é possível suspender, por exemplo, a fotossíntese das plantas.
Na complexa influência do ambiente, o impacto de vários fatores para os organismos é desigual. Eles podem ser divididos em principais, acompanhantes e secundários. Os fatores principais são diferentes para diferentes organismos, mesmo que vivam no mesmo lugar. O papel do fator principal em diferentes estágios da vida do organismo pode ser um ou outros elementos do ambiente. Por exemplo, na vida de muitas plantas cultivadas, como cereais, a temperatura é o principal fator durante a germinação, a umidade do solo durante o florescimento e a quantidade de nutrientes e a umidade do ar durante o amadurecimento. O papel do fator principal pode mudar em diferentes épocas do ano.
O fator principal pode não ser o mesmo em uma mesma espécie vivendo em diferentes condições físicas e geográficas.
O conceito de fatores principais não deve ser confundido com o conceito de. Um fator cujo nível em termos qualitativos ou quantitativos (falta ou excesso) se revela próximo dos limites de resistência de um determinado organismo, é chamado de limitante. A ação do fator limitante também se manifestará no caso em que outros fatores ambientais sejam favoráveis ou mesmo ótimos. Tanto os fatores ambientais principais quanto os secundários podem atuar como limitantes.
O conceito de fatores limitantes foi introduzido em 1840 pelo químico 10. Liebig. Estudando a influência do conteúdo de vários elementos químicos no solo no crescimento das plantas, ele formulou o princípio: “A substância mínima controla a colheita e determina a magnitude e a estabilidade desta no tempo”. Este princípio é conhecido como Lei do Mínimo de Liebig.
O fator limitante pode ser não apenas a falta, como apontou Liebig, mas também o excesso de fatores como, por exemplo, calor, luz e água. Como observado anteriormente, os organismos são caracterizados por mínimos e máximos ecológicos. O intervalo entre esses dois valores geralmente é chamado de limite de estabilidade ou tolerância.
Em geral, toda a complexidade da influência dos fatores ambientais no corpo se reflete na lei da tolerância de W. Shelford: a ausência ou impossibilidade de prosperidade é determinada pela falta ou, inversamente, pelo excesso de qualquer um de vários fatores, cujo nível pode estar próximo dos limites tolerados pelo organismo dado (1913). Esses dois limites são chamados de limites de tolerância.
Numerosos estudos foram realizados sobre a "ecologia da tolerância", graças aos quais se tornaram conhecidos os limites da existência de muitas plantas e animais. Um desses exemplos é o efeito de um poluente do ar no corpo humano (Fig. 3).
Arroz. 3. Efeito do poluente do ar no corpo humano. Max - atividade vital máxima; Dop - atividade vital permitida; Opt - concentração ideal (não afetando a atividade vital) de uma substância nociva; MPC - a concentração máxima permitida de uma substância que não altera significativamente a atividade vital; Anos - concentração letal
A concentração do fator de influência (substância prejudicial) no figo. 5.2 é marcado com o símbolo C. Em valores de concentração C = C anos, uma pessoa morrerá, mas mudanças irreversíveis em seu corpo ocorrerão em valores muito mais baixos C = C pdc. Portanto, a faixa de tolerância é limitada precisamente pelo valor C pdc = C lim. Portanto, C MPC deve ser determinado experimentalmente para cada poluente ou qualquer composto químico prejudicial e não deve exceder seu C plc em um habitat específico (ambiente vivo).
Na proteção ambiental, é importante limites superiores de resistência do organismo a substâncias nocivas.
Assim, a concentração real do poluente C real não deve exceder C MPC (C real ≤ C MPC = C lim).
O valor do conceito de fatores limitantes (Clim) reside no fato de que dá ao ecologista um ponto de partida no estudo situações difíceis. Se um organismo é caracterizado por uma ampla gama de tolerância a um fator que é relativamente constante e está presente no ambiente em quantidades moderadas, é improvável que esse fator seja limitante. Pelo contrário, se se sabe que um ou outro organismo tem uma faixa estreita de tolerância a algum fator variável, esse fator merece um estudo cuidadoso, pois pode ser limitante.
Fatores ambientais são propriedades do ambiente em que vivemos.
Nossa saúde é influenciada por fatores climáticos, pela composição química e biológica do ar que respiramos, pela água que bebemos e por muitos outros fatores ambientais.
Fatores ambientais podem ter o seguinte impacto no corpo humano:
Dentre os fatores ambientais que afetam o corpo humano, encontram-se os fatores de natureza inanimada (abióticos), associados à ação dos organismos vivos (bióticos) e da própria pessoa (antropogênica).
Fatores abióticos - temperatura e umidade do ar, campos magnéticos, composição gasosa do ar, composição química e mecânica do solo, altitude e outros. Fatores bióticos são a influência de microorganismos, plantas e animais. Os fatores ambientais antropogênicos incluem a poluição do solo e do ar por resíduos industriais e de transporte, o uso de energia nuclear, bem como tudo relacionado à vida humana em sociedade.
Os efeitos benéficos do sol, ar e água no corpo humano não precisam ser descritos por muito tempo. O efeito dosado desses fatores melhora as capacidades adaptativas de uma pessoa, fortalece o sistema imunológico, ajudando-nos a permanecer saudáveis.
Infelizmente, fatores ambientais também podem prejudicar o corpo humano. A maioria deles está associada ao impacto da própria pessoa - resíduos industriais que entram nas fontes de água, solo e ar, liberação de gases de escape na atmosfera, nem sempre tentativas bem-sucedidas de uma pessoa para conter energia Atômica(como exemplo - as consequências do acidente na usina nuclear de Chernobyl). Vamos nos debruçar sobre isso com mais detalhes.
O ar atmosférico das cidades recebe muitos produtos químicos nocivos que têm um efeito tóxico no corpo humano. Algumas dessas substâncias contribuem direta ou indiretamente para o desenvolvimento do câncer em humanos (tem efeito cancerígeno). Essas substâncias incluem benzopireno (entra no ar com emissões de usinas de fundição de alumínio, usinas de energia), benzeno (é lançado na atmosfera por empresas petroquímicas e farmacêuticas e também é liberado durante a fabricação de plásticos, vernizes, tintas, explosivos ), cádmio ( entra no meio ambiente durante a produção de metais não ferrosos). Além disso, o formaldeído tem efeito cancerígeno (é lançado no ar por empresas químicas e metalúrgicas, é liberado de materiais poliméricos, móveis, adesivos), cloreto de vinila (liberado na produção de materiais poliméricos), dioxinas (emitidas no ar por fábricas de produção de papel, celulose, produtos químicos orgânicos).
Não apenas o desenvolvimento de patologias oncológicas está repleto de poluição do ar. Doenças respiratórias (especialmente asma brônquica), sistema cardiovascular, trato gastrointestinal, sanguíneas, alérgicas e algumas doenças endócrinas também podem ocorrer devido à poluição do ar. A abundância de produtos químicos tóxicos no ar pode levar a anomalias congênitas no feto.
Não apenas a composição do ar, mas também o solo e a água mudaram seriamente devido à atividade humana. Resíduos de várias empresas, o uso de fertilizantes, estimulantes de crescimento de plantas, vários agentes de controle de pragas contribuem para isso. A poluição da água e do solo leva ao fato de que muitos vegetais e frutas que comemos contêm vários Substâncias toxicas. Não é segredo para ninguém que as novas tecnologias para o cultivo de animais de abate incluem a adição de várias substâncias à ração, que nem sempre são seguras para o corpo humano.
Pesticidas e hormônios, nitratos e sais de metais pesados, antibióticos e substâncias radioativas - tudo isso temos que consumir com alimentos. Como resultado - várias doenças sistema digestivo, deterioração na absorção de nutrientes, diminuição das defesas do corpo, aceleração do processo de envelhecimento e efeito tóxico geral no corpo. Além disso, alimentos contaminados podem causar infertilidade ou defeitos congênitos em crianças.
As pessoas modernas também precisam lidar com a exposição constante à radiação ionizante. Mineração, produtos de combustão de combustíveis fósseis, viagens aéreas, produção e uso de materiais de construção, explosões nucleares levar a uma mudança no fundo de radiação.
Qual será o efeito após a exposição à radiação ionizante depende da dose de radiação absorvida pelo corpo humano, tempo de exposição, tipo de exposição. A exposição à radiação ionizante pode causar o desenvolvimento de câncer, doença da radiação, danos causados pela radiação nos olhos (catarata) e queimaduras, infertilidade. As células sexuais são as mais sensíveis à exposição à radiação. O resultado da exposição à radiação ionizante nas células germinativas pode ser variado defeitos de nascença em crianças nascidas mesmo décadas após a exposição à radiação ionizante.
As condições climáticas também podem provocar a ocorrência de várias doenças em humanos. O clima frio do Norte pode causar resfriados frequentes, inflamação dos músculos e nervos. O clima quente do deserto pode resultar em insolação, metabolismo prejudicado de água e eletrólitos e infecções intestinais.
Algumas pessoas não lidam bem com a mudança. condições do tempo. Esse fenômeno é chamado de meteossensibilidade. Em pessoas que sofrem desse distúrbio, quando as condições climáticas mudam, podem ocorrer exacerbações de doenças crônicas (especialmente doenças dos sistemas pulmonar, cardiovascular, nervoso e musculoesquelético).
A temperatura, os elementos físico-químicos e biológicos do ambiente que têm um efeito constante ou periódico, direto ou indireto sobre os organismos e as populações são chamados de fatores ambientais.
Os fatores ambientais são divididos da seguinte forma:
Abiótico - temperatura e condições climáticas, umidade, composição química da atmosfera, solo, água, iluminação, relevo;
Biótico - organismos vivos e produtos diretos de sua atividade vital;
Antropogênico - o homem e os produtos diretos de suas atividades econômicas e outras.
Principais fatores abióticos
1. Radiação solar: os raios ultravioletas são prejudiciais ao corpo. A parte visível do espectro fornece a fotossíntese. raios infravermelhos aumentar a temperatura do ambiente e do corpo dos organismos.
2. A temperatura afeta a velocidade das reações metabólicas. Animais com temperatura corporal constante são chamados de homoiotérmicos e com variável - pecilotérmicos.
3. A umidade é caracterizada pela quantidade de água no ambiente e no interior do corpo. As adaptações dos animais estão associadas à aquisição de água, ao armazenamento de gordura como fonte de água durante a oxidação, à transição para a hibernação no cio. As plantas desenvolvem sistemas radiculares, engrossam a cutícula nas folhas, reduzem a área da lâmina foliar e reduzem as folhas.
4. Clima - conjunto de fatores caracterizados pela periodicidade sazonal e diária, decorrente da rotação da Terra em torno do Sol e do seu próprio eixo. As adaptações dos animais se expressam na transição para a hibernação na estação fria, no estupor dos organismos pecilotérmicos. Nas plantas, as adaptações estão associadas à transição para um estado dormente (verão ou inverno). Com grandes perdas de água, vários organismos entram em estado de anabiose - a desaceleração máxima dos processos metabólicos.
5. Ritmos biológicos - flutuações periódicas na intensidade da ação dos fatores. Os biorritmos diários determinam as reações externas e internas dos organismos à mudança do dia e da noite
Os organismos se adaptam (adaptam) à influência de certos fatores no processo seleção natural. Suas capacidades adaptativas são determinadas pela norma de reação em relação a cada um dos fatores, ambos atuando constantemente e flutuando em seus valores. Por exemplo, comprimento horário de verão em uma determinada região é constante, enquanto a temperatura e a umidade podem flutuar dentro de limites bastante amplos.
Os fatores ambientais são caracterizados pela intensidade da ação, o valor ótimo (ótimo), os valores máximos e mínimos dentro dos quais a vida de um determinado organismo é possível. Esses parâmetros são diferentes para representantes de diferentes espécies.
O desvio do ótimo de qualquer fator, como a diminuição da quantidade de alimento, pode estreitar os limites de resistência de aves ou mamíferos em relação à diminuição da temperatura do ar.
O fator, cujo valor está atualmente nos limites de resistência ou além deles, é chamado de limitante.
Organismos que podem existir dentro de uma ampla gama de flutuações de fatores são chamados de euribiontes. Por exemplo, organismos que vivem em climas continentais toleram grandes flutuações de temperatura. Esses organismos geralmente têm amplas áreas de distribuição.
Máximo ideal mínimo de intensidade de fator
Arroz. 23. Efeito do fator ambiental nos organismos vivos: A - esquema geral; B - esquema para animais de sangue quente e sangue frio
Fatores bióticos básicos
Organismos de uma espécie estabelecem relações de várias naturezas entre si e com representantes de outras espécies. Essas relações são subdivididas, respectivamente, em intraespecíficas e interespecíficas.
As relações intraespecíficas se manifestam na competição intraespecífica por comida, abrigo, uma fêmea, bem como em características comportamentais, uma hierarquia de relações entre os membros de uma população.
Relações interespécies:
O mutualismo é uma forma de relação simbiótica mutuamente benéfica entre duas populações de espécies diferentes;
O comensalismo é uma forma de simbiose em que a relação é benéfica principalmente para uma das duas espécies que vivem juntas (peixe-piloto e tubarões);
Predação é uma relação na qual indivíduos de uma espécie matam e comem indivíduos de outra espécie.
Os fatores antropogênicos estão associados às atividades humanas, sob a influência das quais o ambiente muda e se forma. A atividade humana se estende a quase toda a biosfera: mineração, desenvolvimento recursos hídricos, o desenvolvimento da aviação e da astronáutica afetam o estado da biosfera. Como resultado, processos destrutivos ocorrem na biosfera, que incluem poluição da água, Efeito estufa"associado ao aumento da concentração de dióxido de carbono na atmosfera, rompimento da camada de ozônio", chuva ácida" etc
Biogeocenose
Biogeocenose - um conjunto de viver juntos e interagir uns com os outros e com natureza inanimada populações de diferentes espécies que formam um sistema auto-regulador complexo em condições ambientais relativamente homogêneas. O termo foi introduzido por V.N. Sukachev.
A composição da biogeocenose inclui: biótopo (parte não viva do ambiente) e biocenose (todos os tipos de organismos que habitam o biótopo).
A totalidade das plantas que vivem em uma determinada biogeocenose é comumente chamada de fitocenose, a totalidade dos animais é uma zoocenose, a totalidade dos microorganismos é uma microbiocenose.
Características da biogeocenose:
A biogeocenose tem limites naturais;
Na biogeocenose, todos os fatores ambientais interagem;
Cada biogeocenose é caracterizada por uma certa circulação de substâncias e energia;
A biogeocenose é relativamente estável no tempo e é capaz de autorregulação e autodesenvolvimento no caso de mudanças unidirecionais no biótopo. A mudança de biocenoses é chamada de sucessão.
Estrutura da biogeocenose:
Produtores - plantas que produzem substâncias orgânicas no processo de fotossíntese;
Consumidores - consumidores de matéria orgânica acabada;
Decompositores - bactérias, fungos, bem como animais que se alimentam de carniça e estrume - destruidores de substâncias orgânicas, convertendo-as em inorgânicas.
Os componentes listados da biogeocenose constituem níveis tróficos associados à troca e transferência de nutrientes e energia.
Organismos de diferentes níveis tróficos formam cadeias alimentares nas quais substâncias e energia são transferidas passo a passo de nível para nível. Em cada nível trófico, 5-10% da energia da biomassa recebida é usada.
As cadeias alimentares geralmente consistem em 3-5 elos, por exemplo: plantas-vaca-homem; plantas-joaninha-titmouse-hawk; plantas-voar-sapo-cobra-águia.
A massa de cada elo subsequente na cadeia alimentar diminui cerca de 10 vezes. Essa regra é chamada de regra da pirâmide ecológica. As taxas de custos de energia podem ser refletidas nas pirâmides de números, biomassa, energia.
biocenoses artificiais criado por pessoas envolvidas em agricultura são chamadas de agrocenoses. Possuem grande produtividade, mas não possuem capacidade de autorregulação e estabilidade, pois dependem da atenção de uma pessoa para com eles.
Biosfera
Existem duas definições de biosfera.
1. A biosfera é a parte habitada do invólucro geológico da Terra.
2. A biosfera é uma parte do invólucro geológico da Terra, cujas propriedades são determinadas pela atividade dos organismos vivos.
A segunda definição abrange uma área mais ampla: afinal, o oxigênio atmosférico formado como resultado da fotossíntese é distribuído por toda a atmosfera e está presente onde não há organismos vivos.
A biosfera, de acordo com a primeira definição, consiste na litosfera, na hidrosfera e nas camadas inferiores da atmosfera - a troposfera. Os limites da biosfera são limitados pela tela de ozônio, cujo limite superior fica a 20 km de altura e o inferior - a cerca de 4 km de profundidade.
A biosfera, de acordo com a segunda definição, inclui toda a atmosfera.
A doutrina da biosfera e suas funções foi desenvolvida pelo acadêmico V.I. Vernadsky.
A biosfera é a área de distribuição da vida na Terra, incluindo a matéria viva (substância que faz parte dos organismos vivos). Substância bioinerte é uma substância que não faz parte dos organismos vivos, mas é formada devido à sua atividade (solo, águas naturais, ar).
A matéria viva, que representa menos de 0,001% da massa da biosfera, é a parte mais ativa da biosfera.
Na biosfera há uma migração constante de substâncias de origem biogênica e abiogênica, na qual os organismos vivos desempenham um papel importante. A circulação de substâncias determina a estabilidade da biosfera.
A principal fonte de energia para sustentar a vida na biosfera é o Sol. Sua energia é convertida em energia compostos orgânicos como resultado de processos fotossintéticos que ocorrem em organismos fototróficos. A energia é acumulada nas ligações químicas dos compostos orgânicos que servem de alimento para animais herbívoros e carnívoros. matéria orgânica o alimento é decomposto no processo de metabolismo e excretado do corpo. Os restos mortais isolados ou mortos, por sua vez, são decompostos por bactérias, fungos e alguns outros organismos. Os compostos e elementos químicos resultantes estão envolvidos na circulação de substâncias.
A biosfera precisa de um fluxo constante de energia externa, uma vez que toda a energia química é convertida em energia térmica.
Funções da biosfera:
Gás - liberação e absorção de oxigênio e dióxido de carbono, redução de nitrogênio;
Concentração - o acúmulo por organismos de elementos químicos dispersos em ambiente externo;
Redox - oxidação e redução de substâncias durante a fotossíntese e metabolismo energético;
Bioquímico - é realizado no processo de metabolismo.
Energia - associada ao uso e transformação de energia.
Como resultado, a evolução biológica e geológica ocorrem simultaneamente e estão intimamente inter-relacionadas. A evolução geoquímica ocorre sob a influência da evolução biológica.
A massa de toda a matéria viva da biosfera é sua biomassa, que é de aproximadamente 2,4-1012 toneladas.
Os organismos terrestres constituem 99,87% da biomassa total, biomassa oceânica - 0,13%. A quantidade de biomassa aumenta dos pólos para o equador. A biomassa (B) é caracterizada por:
a) produtividade - o aumento da substância por unidade de área (P);
b) taxa de reprodução - a relação entre produção e biomassa por unidade de tempo (P/B).
As mais produtivas são as florestas tropicais e subtropicais.
A parte da biosfera que está sob a influência da atividade humana ativa é chamada de noosfera - a esfera da mente humana. O termo implica uma influência razoável do homem sobre a biosfera na era moderna do progresso científico e tecnológico. No entanto, na maioria das vezes essa influência é prejudicial à biosfera, que por sua vez é prejudicial à humanidade.
A circulação de substâncias e energia na biosfera se deve à atividade vital dos organismos e é Condição necessaria a existência deles. Os ciclos não estão fechados, então elementos químicos se acumulam no meio ambiente e nos organismos.
O carbono é absorvido pelas plantas durante a fotossíntese e liberado pelos organismos durante a respiração. Também se acumula no meio ambiente na forma de combustíveis fósseis e nos organismos na forma de reservas de substâncias orgânicas.
O nitrogênio é convertido em sais de amônio e nitratos como resultado da atividade de bactérias fixadoras de nitrogênio e nitrificantes. Então, após o uso de compostos de nitrogênio por organismos e desnitrificação por decompositores, o nitrogênio é devolvido à atmosfera. O enxofre é encontrado na forma de sulfetos e enxofre livre em rochas sedimentares marinhas e no solo. Transformando-se em sulfatos como resultado da oxidação por bactérias sulfurosas, é incluído nos tecidos vegetais e, juntamente com os restos de seus compostos orgânicos, é exposto a decompositores anaeróbicos. O sulfeto de hidrogênio formado como resultado de sua atividade é novamente oxidado por bactérias sulfurosas.
O fósforo é encontrado na composição de fosfatos de rocha, em água doce e sedimentos oceânicos e em solos. Como resultado da erosão, os fosfatos são eliminados e, em um ambiente ácido, tornam-se solúveis com a formação de ácido fosfórico, que é absorvido pelas plantas. Nos tecidos animais, o fósforo faz parte dos ácidos nucléicos e dos ossos. Como resultado da decomposição pelos decompositores dos restos de compostos orgânicos, ele retorna novamente ao solo e depois às plantas.
