Основные законы экологии либиха

Основные законы экологии (экологические законы)

В этой обзорной статье перечислим кратко основные законы экологии. Для того, чтобы прочитать про каждый из законов более подробно – кликайте по соответствующим ссылкам.

Основные законы экологии по Коммонеру

Барри Коммонер взял на себя смелость и сформулировал 4 экологических закона, которые он назвал основными в экологии.

  • 1 закон. Все связано со всем
  • 2 закон. Все должно куда-то деваться.
    • 3 закон. Природа «знает» лучше.
    • 4 закон. Ничто не дается даром.
    • Более подробно о законах Коммонера – читайте здесь.

      Закон минимума Либиха

      Формулируется следующим образом:

      Для выживания организма (или эко-системы) наиболее значимым является тот экологический фактор, который наиболее удаляется (отклоняется) от своего оптимального значения.

      Этот закон называют еще — законом ограничивающего (лимитирующего) фактора или «бочка Либиха». Можно смело утверждать, что это один из основополагающих экологических законов.

      Закон толерантности Шелфорда

      Этот закон является следствием закона Либиха.

      Существование экологического вида или целой эко-системы определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме.

      То есть, в отличие от закона Либиха – критическим является не только минимальное значение фактора, но и максимальное.

      Более полная информация о законе Шелфорда здесь

      Закон оптимума

      Этот закон, по сути, продолжает закон толерантности и утверждает, что:

      У любого фактора в экологии есть определенные границы, только в рамках которых, данный фактор имеет положительное влияние на живой организм. За рамками этих границ – влияние фактора становится отрицательным.

      При этом минимальное и максимальное значение фактора называют пределами выносливости.

      Подробнее о законе оптимума — в этой статье.

      Куда сдать на утилизацию отходы, технику и другие вещи в Вашем городе

      www.kudagradusnik.ru

      Основные законы экологии

      Любой экологический фактор динамичен, изменчив во времени и пространстве. Однако каждому живому организму требуются строго определенные уровни, количества (дозы) экологических факторов, а также определенные пределы их колебаний. Если режимы всех экологических факторов соответствуют наследственно закрепленным требованиям организма (т. е. его генотипу), то он способен выживать и давать жизнеспособное потомство.

      Живой организм в природных условиях одновременно подвергается воздействию со стороны не одного, а многих экологических факторов – как биотических, так и абиотических, причем каждый фактор требуется организму в определенных количествах или дозах. Растения нуждаются в значительных количествах влаги, питательных веществ (азот, фосфор, калий), но требования к другим веществам, например бору или молибдену, определяются ничтожными количествами. Тем не менее, недостаток или отсутствие любого вещества (как макро-, так и микроэлемента) отрицательно сказывается на состоянии организма, даже если все остальные присутствуют в требуемых количествах.

      Один из основоположников агрохимии – немецкий ученый Юстус Либих (1803-1873) сформулировал теорию минерального питания растений. Он установил, что развитие растения или его состояние зависят не от тех химических элементов (или веществ), то есть факторов, которые присутствуют в почве в достаточных количествах, а от тех, которых не хватает. Например, достаточное для растения содержание азота или фосфора в почве не может компенсировать недостаток железа, бора или калия. Если любого (хотя бы одного) из элементов питания в почве меньше, чем требуется данному растению, то оно будет развиваться ненормально, замедленно или иметь патологические отклонения. Результаты своих исследований Ю. Либих сформулировал в виде фундаментального закона минимума.

      Веществом, присутствующим в минимуме, управляется урожай, определяется его величина и стабильность во времени.

      Разумеется, закон минимума справедлив не только для растений, но и для всех живых организмов, включая человека. Известно, что в ряде случаев недостаток каких-либо элементов в организме приходится компенсировать употреблением минеральной воды или витаминов. Некоторые ученые выводят из закона минимума дополнительное следствие, согласно которому организм способен в определенной степени заменить одно дефицитное вещество другим, т. е. компенсировать недостаток одного фактора присутствием другого – функционально или физически близкого. Однако подобные возможности крайне ограничены.

      Известно, например, что материнское молоко для грудных детей можно заменит искусственными смесями, но дети-искусственники, не получившие в первые часы жизни материнского молока, как правило, страдают диатезами, проявляющимися в склонности к кожным высыпаниям, воспалениям дыхательных путей и др.

      Закон Либиха – один из основополагающих законов экологии. Однако в начале прошлого века американский ученый В. Шелфорд показал, что вещество (или любой другой фактор), присутствующий не только в минимуме, но и в избытке по сравнению с требуемым организму уровнем, может приводить.

      Например, даже незначительное отклонение содержания в организме ртути (в принципе безвредного элемента) от некоторой нормы приводит к тяжелым функциональным расстройствам (известная «болезнь Минамата»). Дефицит влаги в почве делает бесполезными для растения присутствующие в ней питательные вещества, но и избыточное увлажнение ведет к аналогичным последствиям вследствие, например, «задыхания» корней, закисания почвы возникновения анаэробных процессов. к нежелательным последствиям для организма.

      Чем шире амплитуда колебаний фактора, при которой организм может сохранять жизнеспособность, тем выше его устойчивость, т. е. толерантность к тому или иному фактору (от лат. «толеранция» – терпение). Отсюда слово «толерантный» переводят как устойчивый, терпимый, а толерантность можно определит, как способность организма выдерживать отклонения экологических факторов от оптимальных для его жизнедеятельности значений.

      Из всего изложенного вытекает и закон В. Шелфорда, или так называемый закон толерантности.

      Любой живой организм имеет определенные, эволюционно унаследованные верхний и нижний пределы устойчивости (толерантности) к любому экологическому фактору.

      Для организма имеет значение не только собственно амплитуда колебаний экологических факторов, но и скорость, с которой фактор изменяется. Известны эксперименты, когда при резком понижении температуры воздуха от +15 до –20°С гусеницы некоторых бабочек погибали, а при медленном, постепенном охлаждении их удавалось вернуть к жизни после значительно более низких температур.

      Охранять окружающую среду означает обеспечивать состав и режимы экологических факторов в пределах унаследованной толерантности живого (в первую очередь – человеческого) организма, т.е. управлять ею так, чтобы ни один фактор не оказывался лимитирующим по отношению к организму.

      Если вы заметили ошибку, выделите необходимый текст и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить об этом редакции

      www.vashsad.ua

      Основные законы экологии либиха

      Задачей экологии является поиск законов функционирования и развития этой отрасли объективной реальности. Исторически первым для экологии есть закон, устанавливающий зависимость живых систем от факторов, которые ограничивает ують их развитие (так называемых лимитирующих факторов).

      . Закон минимума. В 1840 году. Ю. Либих установил, что урожай зерна часто лимитируется не теми питательными веществами, которые требуются в больших количествах, а теми, которых нужно немного, однако их мало в почве. Он сфо ормулював закон, по которому»веществом является в минимуме, регулируется урожай и определяется величина и устойчивость его во времени»Действие этого закона ограничивают два принципа. Согласно первому закон. Либиха применяется ется только при условии стационарного состояния. Его более точную формулировку:»При стационарном состоянии лимитирующим будет то вещество, доступное количество которой наиболее близка к необходимому минимуму * ‘Второй принцип касается взаимодействия факторов. Высокая концентрация и доступность определенного вещества может изменить потребление минимальной питательного вещества. Организм тогда заменяет одну, дефицитную, вещество другой, что в избытке іншою, що є в надлишку.

      Другое толкование упомянутого закона: устойчивость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей

      Если количество и качество экологических факторов близкие к минимуму, необходимому для организма, он выживает, если меньше этот минимум, организм погибает, экосистема разрушается

      Следующий закон обобщает закон минимума

      . Закон толерантности (закон. Шелфорда): отсутствие или невозможность развития экосистемы определяется не только недостатком, но и избытком любого из факторов (тепло, свет, вода и т.д.). Этот закон может быть выражен другими словами: лимитирующих чем фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, диапазон между которыми определяет степень выносливости (толерантности) организма к данному фактора.

      Согласно этому закону любой избыток вещества или энергии в экосистеме становится ее врагом, загрязнителем. Слишком много хорошего — тоже плохо. Диапазон между двумя величинами составляет пределы толерантности, в к которых организм нормально функционирует и реагирует на воздействие средща.

      . Закон конкурентного исключения формулируется следующим образом: два вида, занимающие одну экологическую нишу, не могут сосуществовать в одном месте бесконечно долго. То, какой из видов побеждает, зависит от внешних условий. В этих условиях перем мочь может каждый. Важным для победы обстоятельством является скорость роста популяции. Неспособность вида к биотической конкуренции приводит к его вытеснения и необходимости приспособления к более сложными х условий и фактореорів.

      Этот закон может работать и в человеческом обществе. Особенностью его действия является то, что в наше время цивилизации не могут разойтись. В биосфере нет места для расселения и нет избытка ресурсов, заострю. Юэ конкурентную борьбу. Можно говорить об экологическом соперничество между странами и даже об экологических войны или войны, обусловлены экологическими причинами свое время. Гитлер оправдывал агрессивную полет ику нацистской. Германии борьбой за жизненное пространство. Ресурсы нефти, угля и т.д. и тогда были очень важными. Еще больший вес они имеют в конце XX столетия, когда добавилась необходимость территории для с ахоронення радиоактивных и других отходов. Войны — горячие и холодные — приобретают экологического характера. Многие события, в том числе распада. СССР, воспринимаются иначе, если на них посмотреть с экологической х позиций. Здесь переплетаются политические, социальные и экологические проблемы проблеми.

      . Закон биогенной миграции атомов (закон. ВИ. Вернадского): миграция химических элементов на земной поверхности и в биосфере в целом осуществляется под превосходящим влиянием живого вещества, организмов

      Живое вещество или принимает участие в биохимических процессах непосредственно, или создает соответствующее, обогащенный кислородом, углекислым газом, водородом, азотом, фосфором и другими веществами, среду. Понимание все их химических процессов, происходящих в геосферах, невозможно без учета действия биогенных факторов, в частности — эволюционных. Люди влияют на состояние биосферы, изменяют ее физический и химический состав, условия сбалансированной веками биогенной миграции атомов. В будущем это повлечет очень негативные изменения, которые уже сейчас приобретают способность к саморазвитию и становятся глобальными, неуправляемыми (опустыниванием, д еградация почв, вымирание тысяч видов организмовів).

      Закон внутреннего динамического равновесия: вещество, энергия, информация и динамические качества отдельных природных систем и их иерархии очень тесно связаны между собой, поэтому изменение одного из показателей немин нуче приводит к функционально-структурных изменений других, но при этом сохраняются общие качества системы-вещественно-энергетические, информационные и динамиче.

      Последствия действия этого закона проявляются в том, что после любых изменений элементов природной среды (вещественного состава, энергии, информации, скорости естественных процессов и т.п.) обязательно розвивают ться цепные реакции, которые пытаются нейтрализовать эти изменения. Даже незначительное изменение одного показателя может повлечь большие отклонения в других и во всей экосистемі.

      Изменения в больших экосистемах могут иметь необратимый характер, а любые локальные преобразования природы вызывают в биосфере планеты реакции-ответа, которые предопределяют относительную неизменность эколого-экон номической потенциала. Искусственное рост эколого-экономического потенциала ограниченное термодинамической устойчивостью природных систем. Закон гласит, что в случае незначительных вмешательств в естественную среду его эко системы способны саморегулироваться и восстанавливаться, а когда эти вмешательства превышают определенные границы и уже не могут угаснуть в цепи иерархии экосистем, приводят к значительным нарушениям энерго-и биоба лансу на значительных территориях и в всей биосферрі.

      . Закон генетического разнообразия: все живое генетически различно и имеет тенденцию к увеличению биологической разнородности

      Закон имеет важное значение в природопользовании, особенно в области биотехнологии, когда не всегда можно предвидеть результат нововведений во время выращивания новых микро-культур через возникающие мутации й или распространение действия новых биопрепаратов на те виды организмов, на которые они рассчитывались.

      Закон исторической необратимости: развитие биосферы и человечества как целого не может происходить от позднейших фаз к начальным, общий процесс развития одпонаправлений

      . Закон константности (сформулированный. ВИ. Вернадским): количество живого вещества биосферы, образованной за определенный геологическое время, является величиной постоянной

      Этот закон тесно связан с законом внутреннего динамического равновесия. По закону константности любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы неизбежно приводит к такой же по о объему изменения вещества в другом регионе, только с обратным знаком. Следствием этого закона есть правило обязательного заполнения экологических ниіш.

      . Закон корреляции (сформулированный. Ж. Кювье): в организме как целостной системе все его части соответствуют друг другу как по строению, так и по функциям

      Изменение одной части неизбежно вызывает изменения в других

      . Закон максимизации энергии (сформулированный. Г и. Ю. Одум и дополнен. М. Реймерсом): в конкуренции с другими системами сохраняется та из них, которая больше способствует поступлению энергии и информации и использует максимальную их количество эффективныхіше.

      Система образует накопители высококачественной энергии, часть которой тратит на обеспечение поступления новой энергии, обеспечивает нормальный кругооборот веществ и создает механизмы регулирования, поддержки, устойчивости системы, ее способности приспосабливаться к изменениям, налаживает обмен с другими системами. Максимизация обеспечивает повышение шансов на выживаниея.

      . Закон максимума биогенной энергии (закон. Вернадского -. Бауэра): любая биологическая и бионедосконала система, находящаяся в состоянии устойчивого неравновесия (динамичнорухливои равновесия с окружающей средой), увеличивает, развиваясь, свое влияние на а сред.

      В процессе эволюции видов выживают те, которые увеличивают биогенную геохимическую энергию. Живые системы никогда не находятся в состоянии равновесия и выполняют за счет своей свободной энергии полезную работу о. Оты равновесия, которого требуют законы физики и химии при существующих внешних условий. Этот закон наряду с другими является основой разработки стратегии природопользованияня.

      . Закон ограниченности природных ресурсов: все природные ресурсы в условиях. Земли исчерпывающие

      Планета есть естественно ограниченным телом, и на ней не могут существовать бесконечные составные части

      . Закон однонаправленности потока энергии: энергия, которую получает экосистема и которая усваивается продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой необратимо передается консументов первого, второго, третьего и других порядков, а потом, реду уцентам, что сопровождается потерей определенного количества энергии на каждом трофическом уровне как следствие процессов, сопровождающих дыхание.

      В обратный поток (от редуцентов к продуцентов) попадает очень мало начальной энергии (не более 0,25%), поэтому срок круговорот энергии достаточно условно

      . Закон оптимальпости: никакая система не может сужаться или расширяться до бесконечности

      Никакой целостный организм не может превысить определенных критических размеров, которые обеспечивают поддержку его энергетики. Эти размеры зависят от условий питания и факторов существования. В природопользовании за. АКОН оптимальности помогает найти оптимальные, с точки зрения производительности, размеры для участков полей, выращиваемых животных, растений. Игнорирование закона — создание огромных площадей монокультур, виривнюва ния ландшафта массовыми застройками и т.п. — приводит к неестественному однообразие на больших территориях и вызывает нарушения в функционировании экосистем, приводит экологическую кризисовизу.

      . Закон пирамиды энергий (сформулированный. Р. Линдеман): с одного трофического уровня экологической пирамиды на другой переходит в среднем не более 10% энергии. Обратный поток с более высоких на более низкие уровни гораздо сл лабший — не более 0,5-0,25%, и поэтому говорить о круговороте энергии в биоценозе не приходитсяся.

      По этому закону можно выполнять расчеты земельных площадей, лесных угодий с целью обеспечения населения продовольствием и другими ресурсами

      Закон равнозначности условий жизни: все естественные условия среды, необходимые для жизни, играют равнозначные роли. Отсюда вытекает другой закон — совокупного действия экологических факторов

      Закон развития окружающей среды: любая естественная система развивается лишь за счет использования материальноенергетичних и информационных возможностей окружающей среды

      Абсолютно изолированное саморазвитие невозможно — это вывод из законов термодинамики

      Из этого закона вытекают следующие выводы:

      — абсолютно безотходное производство невозможно;

      — любая более высокоорганизованная биотическая система в своем развитии есть потенциальной угрозой для менее организованных систем. Поэтому в биосфере. Земли невозможно повторное зарождение жизни — оно будет уничтожение не существующими организмами;

      — биосфера. Земли как система развивается за счет внутренних и космических ресурсов

      Закон уменьшения энергоотдачи в природопользовании: процесс получения из естественных систем полезной продукции, со временем (в историческом аспекте) на ее изготовление в среднем расходуется все больше энергии (возрастают энергетические затраты на одного человека.

      Рост энергетических затрат не может быть бесконечным. Его следует рассчитывать, гармонизируя отношения человека с природой

      . Закон совокупного действия естественных факторов (закон. Митчерлиха -. Тинемана -. Баул): объем урожая зависит не от отдельного, даже лимитирующего фактора, а от всей совокупности экологических факторов одновременно

      Часть каждого фактора в совокупном действии можно определить. Закон имеет силу, когда влияние монотонный и максимально проявляется каждый фактор при неизменности других в той совокупности, которая рассматривается

      . Закон. Грунтостомлення (снижение плодородия): постепенное снижение естественного плодородия почв происходит из-за длительного их использования и нарушения естественных процессов почвообразования, а также вследствие длительного выращивания монокультур, внаслидо ок накопление токсичных веществ, выделяемых растениями, остатков пестицидов и минеральных удобрений.

      . Закон физико-химической единства живого вещества (сформулированный. ВИ. Вернадским): вся живое вещество. Земли имеет единую физико-химическую природу

      Из этого следует, что вредно для одной части живого вещества вредит и другой ее части, только в разной степени

      Из-за наличия в любой популяции устойчивых к физико-химическому воздействию видов скорость отбора по выносливостью популяций к вредному агента прямо пропорциональна скорости размножения организмов и че ергування поколений результате длительное использование пестицидов является экологически недопустимым, потому вредители, которые размножаются гораздо быстрее, приспосабливаются и выживают, а объемы химических загрязнений д оводиться все увеличиватьи.

      Закон экологической корреляции: в экосистеме, как и в любой другой, все виды живого вещества и абиотические экологические компоненты функционально соответствуют друг другу, выпадения одной части системы н неизбежно приводит к вы отключения связанных с ней частей экосистемы и функциональных сми.

      Известны также четыре закона экологии, американского ученого. Б. Коммонера:

      — все связано со всем;

      — все должно куда-то деваться;

      — природа знает лучше;

      — ничто не дается даром

      Первый закон. Б. Коммонера, по мнению. М. Реймерс, близкий по смыслу к закону внутреннего динамического равновесия, второй — к этому же закону и закону развития природной системы за счет окружающей среды, трет той — предостерегает человечество от самоуверенности, четвертый — снова затрагивает проблемы, которые обобщают закон внутреннего динамического равновесия, законы константности и развития естественной системы. Согласно с четвертым законом. Б. Коммонера мы должны возвращать природе то, что берем от нее, иначе катастрофа неминуемануча.

      В 1991-1993 гг известный американский эколог. Д. Чирас пришел к выводу, что природа существует вечно (с точки зрения человека) и сопротивляется деградации благодаря действию четырех экологических законов:

      — рецикличности или повторного многоразового использования важнейших веществ;

      — постоянного восстановления ресурсов;

      — консервативного потребления (когда живые существа потребляют только то и в том количестве, что им необходимо, не больше и не меньше);

      — популяционного контроля (природа не допускает»взрывного»роста популяций, регулируя количественный состав того или иного вида путем создания соответствующих условий для его существования и размножения)

      Важнейшей задачей экологии. Д. Чирас считает изучение структуры и функций экосистем, их уравновешенности или неуравновешенности, то есть причин стабильности и разбалансированию экосистем

      Среди законов природы встречаются привычные в науке законы детерминистского типа, которые жестко регулируют взаимоотношения между компонентами экосистемы, но большинство являются законами тенденциями, которые действуют не в в всех случаях. В некотором смысле они напоминают юридические законы, которые не препятствуют развитию общества, если изредка нарушаются незначительным количеством людей, но мешают нормальному развитию, если нарушения становятся массовыми. Есть и законы-афоризмы, которые можно отнести к типу законов как ограничение разнообразияті.

      Закон эмерджентности: целое всегда имеет особые свойства, отсутствующие у его частей

      Закон необходимого разнообразия: система не может состоять из абсолютно идентичных элементов, но может иметь иерархическую организацию и интегративные уровне *

      Закон необратимости эволюции: организм (популяция, вид) не может вернуться к прежнему состоянию, реализованного его предками

      Закон усложнения организации: историческое развитие живых организмов приводит к усложнению их организации путем дифференциации органов и функций

      . Биогенный закон (Е. Геккель): онтогенез организма является кратким повторением филогенеза данного вида, то есть развитие индивида сокращенно повторяет историческое развитие своего вида

      Закон неравномерности развития частей системы: система одного вида развивается не строго синхронно — в то время, когда один достигает более высокой стадии развития, другие остаются в менее развитом в. Тани. Этот закон напрямую связан с законом необходимого разнообразияі.

      Закон сохранения жизни: жизнь может существовать только в процессе движения через живое тело потока веществ, энергии, информации

      Принцип сохранения упорядоченности (и. Пригожин): в открытых системах энтропия не возрастает, а уменьшается, пока не достигается минимальная постоянная величина

      Принцип. Ле. Шателье-Бpayна: при внешнем воздействии, что выводит систему из состояния устойчивого равновесия, это равновесие смещается в направлении ослабления эффекта внешнего воздействия. Этот принцип в рамках биосферы нарушается уеться современным человеком»Если в конце прошлого века еще происходило увеличение биологической продуктивности и биомассы вследствие роста биологической продуктивности и биомассы как ответы на возрастает ния концентрации углекислого газа в атмосфере, то с начала нашего столетия это явление не наблюдается»(НФ. Реймерс(Н.Ф.. Реймерс).

      Принцип экономии энергии (Л. Онсагер): при вероятности развития процесса в некотором множестве направлений, допускаемых началами термодинамики, реализуется тот, который обеспечивает минимум рассеивания энер гиї.

      Закон максимизации энергии и информации: наилучшие шансы самосохранения имеет система, в наибольшей степени способствует поступлению, выработке и эффективному использованию энергии и информации; максимальное н поступления вещества не гарантирует системе успеха в конкурентной борьбе.

      Периодический закон географической зональности AA. Григорьева -. ММ. Будыко: со сменой физико-географических поясов. Земли аналогичные ландшафтные зоны и некоторые общие свойства периодически повторяются, то есть в в каждом поясе — субарктическом, умеренном, субтропическом, тропическом и экваториальном — происходит смена зон по схеме: леса — степи — пустынителі.

      Закон развития системы за счет окружающей среды: любая система может развиваться только за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды; абсолютно изолированное саморазвитие невозможным.

      Правило затухания процессов: с ростом степени зривноважености с окружающей средой или внутреннего гомеостаза (в случае изолированности системы) динамические процессы в системе затухают

      Закон физико-химической единства живого вещества. ВИ. Вернадского: все живое вещество. Земли физико-химически единственная, не исключает биогеохимических различий

      . Термодинамическое правило. Вант-Гоффа -. Аррениуса:

      рост температуры на 10 °. С приводит к 2-3-крат-ного ускорения химических процессов. Отсюда следует опасность повышения температуры вследствие хозяйственной деятельности человека

      Правило. Шредингера»о питании»организма отрицательной энтропией: при упорядоченности организма лучше окружающую среду он отдает в эту среду более неупорядоченности, чем получает. Это прави ыло соглашается с принципом сохранения упорядоченности. Прижогині. Прижогіна.

      Правило ускорения эволюции: с ростом сложности организации биосистем продолжительность существования вида в среднем сокращается, а темпы эволюции возрастают. Средняя продолжительность существования вида птиц — 2 млн лет, вида млекопитающих — 800 тыс * лет. Число вымерших видов птиц и млекопитающих сравнительно со всей их количеством великке.

      Принцип генетической перед адаптации: способность к приспособлению у организмов заложена изначально и обусловлена ??практической неисчерпаемостью генетического кода. В генетическому разнообразию всегда находятся я необходимые для адаптации варианти.

      Правило происхождения новых видов от неспециализированных предков: новые крупные группы организмов берут начало не от специализированных представителей предков, а от их сравнительно неспециализированных групп

      Принцип дивергенции. Ч. Дарвина: филогенез любой группы сопровождает ться разделением ее на ряд филогенетических ветвей, которые расходятся в разных адаптивных направлениях от среднего исходного состояния

      Принцип прогрессирующей специализации группа, ступает на путь специализации, в дальнейшем развитии будет идти по пути все более глубокой специализации

      Правило более высоких шансов вымирания глубоко специализированных форм (О. Марш): скорее вымирают более специализированные формы, генетические резервы которых для последующего той адаптации снижены

      Закон размеров (роста) и веса (массы) организмов в филогенетической ветви (ВИ. Вернадский): в ходе геологического времени формы, выживают, увеличивают свои размеры (а следовательно — вес), а затем в вымирают. Происходит это потому, что чем меньше особи, тем труднее им противостоять процессам энтропии (которые приводят к равномерному распределению энергии), организовывать энергетические потоки для осуществления жизненных функций. Итак, в процессе эволюции размер особей увеличиваетсяться.

      Аксиома адаптированности. Ч. Дарвина: каждый вид адаптирован к определенной, специфической для него, совокупности условий существования

      Экологическое правило. СС. Шварца: каждое изменение условий существования прямо или косвенно вызывает соответствующие изменения способов реализации энергетического баланса организма

      Закон относительной независимости адаптации: высокая адап-ность к одному из экологических факторов не дает такой же степени приспособляемости к другим условиям жизни (наоборот, она может ограничивать эти возможности и через физиолого-морфологические свойства организмов.

      Закон единства»организм — среда: жизнь развивает ться результате постоянного обмена веществом и информацией на базе потока энергии в совокупном единстве среды и организмов, населяющих его

      Правило соответствия условий среды генетической предопределенности организма: вид может существовать только тогда, когда окружающая среда соответствует генетическим возможностям приспособления этого вида к его когда в ний и сми.

      Закон ограниченного роста (Ч. Дарвин): существуют ограничения, которые препятствуют тому, чтобы потомки одной пары особей, размножаясь по геометрической прогрессией, заполонили весь земной шар

      Принцип минимального размера популяций: существует минимальный размер популяции, ниже которого. Те численность не может опускаться

      Правило. А. Уоллеса: по мере продвижения с севера на юг видовое разнообразие увеличивается. Причина заключается в том, что северные биоценозы исторически моложе и находятся в условиях меньшего поступления энер ргии от солнцаця.

      Закон обеднения живого вещества в его сгущения (ГФ XИльми): индивидуальная система, работающая в среде с уровнем организации более низким, чем уровень самой системы, обречена: постоянно теряя или структуру, система через некоторое время растворяется в окружающей среде. Отсюда следует важный вывод для природоохранной деятельности: искусственное сохранение экосистем малого размера (на ог й территории, например, заповедника) приводит к их постепенной деструкции и не обеспечивает сохранение видов и совместнонот.

      Правило биологического усиления: при переходе на более высокий уровень экологической пирамиды накопление ряда веществ, в том числе токсичных и радиоактивных, возрастает примерно в такой же пропорции

      Правило экологического дублирования: исчезнувший или уничтоженный вид в рамках одного уровня экологической пирамиды заменяет другой, аналогичный по схеме: мелкий заменяет большого, ниже организованный — более высоко организованного, более генетически лабильный и мутабельний — менее генетически изменчивого. Лица становятся мельче, но общее количество биомассы увеличиваетсяя.

      Правило обязательности заполнения экологических ниш: пустая экологическая ниша всегда и обязательно заполняется

      Правило экотопов или краевого эффекта: на грани биоценозов увеличивается число видов и особей в них, поскольку растет число экологических ниш в результате возникновения на грани новых системных свойств

      Правило взаемопристосованости организмов в биоценозе. К. Мебиуса -. ГФ. Морозова: виды в биоценозе приспособлены друг к другу настолько, что их сообщество составляет внутренне противоречивое, но единое и взаимодействием емоповьязане циліле.

      Принцип формирования экосистемы: длительное существование организмов возможно лишь в рамках экологических систем, где их компоненты и элементы дополняют друг друга и взаимно приспособлены

      Закон сукцесийних замедление: процессы, происходящие в зрелых равновесных системах, которые находятся в устойчивом состоянии, имеют тенденцию к снижению темпов

      Правило максиму м энергии поддержания зрелой системы: сукцессия идет в направлении фундаментального смещения потока энергии в сторону увеличения ее количества с целью поддержки системы

      Правило константности числа видов в биосфере: число видов, появляющихся в среднем соответствует числу вымерших, и общая видовое разнообразие в биосфере является постоянной. Это правило касается сформированные. Ован биосфери.

      Правило множественности экосистем: множественность конкурентно взаимодействующих экосистем обязательна для поддержания надежности биосферы

      Вопрос о том, насколько законы экологии можно переносить на взаимоотношения человека с окружающей средой, остается открытым, поскольку человек отличается от всех других видов. Например, у б большинства видов скорость роста популяции уменьшается с ростом ее плотности; у человека, наоборот, рост численности населения в этом случае ускоряется. Таким образом, некоторые регулирующие меха низмы природы отсутствуют у человека. И это может быть дополнительным основанием для технологического оптимизма, а для экологических пессимистов — свидетельством опасности такой катастрофы, невозможно для одного иного го видиду.

      Предыдущая СОДЕРЖАНИЕ Следующая

      uchebnikirus.com

      Экологические законы, правила, принципы

      В экологии и биогеоценологии сформулированы экологические законы, правила и принципы. Авторство многих экологических закономерностей определить очень сложно, так как некоторые законы, правила и принципы экологии открывались повторно и многократно. Экологические закономерности закреплялись в ряде случаев не за их творцами, а за тем или иным пропагандистом или за ученым, много сделавшим в этой области (Н. Ф. Реймерс).

      Содержание

      Закон сформулирован Ч. Дарвином в работе «Происхождение видов» (1859). Закон, согласно которому «Нет ни одного исключения из правила, по которому любое органическое существо численно возрастает естественным путем с такой большой скоростью, что не подвергайся оно истреблению, потомство одной пары очень скоро заняло бы всю землю». [1]

      Закон ограничивающего (лимитирующего) фактора, или Закон минимума Либиха — один из фундаментальных законов в экологии, гласящий, что наиболее значим для организма тот фактор, который более всего отклоняется от оптимального его значения. Поэтому во время прогнозирования экологических условий или выполнения экспертиз очень важно определить слабое звено в жизни организма [2] . Сформулирован Юстусом фон Либихом в 1840 году. Позже, в 1913 году, закон обобщен и дополнен Шелфордом (Закон толерантности).

      Именно от этого, минимально (или максимально) представленного в данный конкретный момент экологического фактора зависит выживание организма. В другие отрезки времени ограничивающими могут быть другие факторы. В течение жизни особи видов встречаются с самыми разными ограничениями своей жизнедеятельности. Так, фактором, ограничивающим распространение оленей, является глубина снежного покрова [2] ; бабочки озимой совки (вредителя овощных и зерновых культур) — зимняя температура [2] и т. д.

      Этот закон учитывается в практике сельского хозяйства. Немецкий химик Юстус фон Либих (1803—1873) установил, что продуктивность культурных растений, в первую очередь, зависит от того питательного вещества (минерального элемента), который представлен в почве наиболее слабо. Например, если фосфора в почве лишь 20 % от необходимой нормы, а кальция — 50 % от нормы, то ограничивающим фактором будет недостаток фосфора; необходимо в первую очередь внести в почву именно фосфорсодержащие удобрения.

      По имени учёного названо образное представление этого закона — так называемая «бочка Либиха». Суть модели состоит в том, что вода при наполнении бочки начинает переливаться через наименьшую доску в бочке, и длина остальных досок уже не имеет значения.

      Суть его в том, что урожай зависит от возврата среде жизненно необходимых факторов, использованных организмом. Открытие этого закона способствовало прогрессивному повышению плодородия почвы. К. А. Тимирязев и Д. Н. Прянишников назвали этот закон величайшим приобретением науки.

      Питательные вещества, взятые растениями из почвы, должны быть возвращены в неё путём удобрений или посева бобовых культур. Как образно выразился Ю. Либих, нарушение закона возврата приводит к обогащению отцов, но разорению потомков. [3]

      Урожай создается за счет веществ, получаемых растениями из почвы и энергии солнечного света. Кроме того, почва — посредник растений в обеспечении их факторами жизни, среда их произрастания. При систематическом отчуждении урожая без компенсации использованных им составных частей почвы и энергии почва разрушается, теряет плодородие. При компенсации выноса веществ и энергии из почвы последняя сохраняет свое плодородие; при компенсации веществ и энергии с определенной степенью превышения происходит улучшение почвы, расширенное воспроизводство ее плодородия. Закон возврата — научная основа воспроизводства почвенного плодородия, частный случай проявления всеобщего закона сохранения веществ и энергии. [4]

      Сейчас закон возврата понимается более широко и не только в отношении питательных веществ, но и других негативных воздействий на почву. Всякое негативное воздействие на почву должно быть компенсировано (переуплотнение, распыление, разрушение структуры, засоление и т. п.).

      Условия жизни равнозначны, ни один из факторов жизни не может быть заменен другим.

      Для роста и развития растений должен быть обеспечен приток всех факторов жизни растений — космических и земных. Растение может нуждаться как в больших, так и в ничтожно малых количествах факторов, однако отсутствие любого из них ведет к резкому снижению урожая и даже гибели растений. В этом проявляется абсолютный характер закона. Ни один фактор нельзя заменить другим. Например, недостаток фосфора нельзя заменить избытком азота, а ограниченное поступление света восполнить лучшим обеспечением растений водой и т.д.

      На практике получить максимально высокий урожай можно только при бесперебойном снабжении растений всеми факторами в оптимальном количестве. Однако в конкретных условиях производства закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений приобретает относительное значение вследствие неодинаковых затрат на обеспечение растений разными факторами. Это связано как с абсолютной потребностью растений в факторе, так и с его наличием в данной почве, в данном регионе, с материально-техническими возможностями производства и т. д.

      Закон равнозначимости и незаменимости факторов жизни растений подчеркивает материальность земледельческого производства, не позволяет надеяться на «чудодейственные» рецепты получения урожая без материальных затрат или затрат в «гомеопатических дозах».

      Гласит, что наибольший урожай осуществим при среднем оптимальном наличии фактора, при минимальном и максимальном значениях фактора урожай неосуществим. Этот закон подчеркивает особое значение оптимальных доз минеральных удобрений, так как их избыток может оказаться вредным. Это важное положение, так как из закона Либиха это не вытекало.

      Закон сформулирован Виктором Эрнестом Шелфордом в 1913 году, согласно которому существование вида определяется лимитирующими факторами, находящимися не только в минимуме, но и в максимуме. Толерантность — способность организма переносить неблагоприятное влияние того или иного фактора среды. Закон толерантности расширяет закон минимума Либиха.

      Лимитирующим фактором может быть не только недостаток, на что указывал Либих, но и избыток таких факторов, как, например, тепло, свет и вода. Организмы характеризуются экологическим минимумом и экологическим максимумом. Диапазоны между этими двумя величинами принято называть пределами устойчивости, выносливости или толерантности. Представление о лимитирующем влиянии максимума наравне с минимумом и ввел В. Шелфорд (1913) , сформировав закон толерантности. Любой фактор, находящийся в избытке или недостатке, ограничивает рост и развитие организмов и популяций.

      Сформулирован немецким учёным Митчерлихом. Согласно этому закону, факторы роста действуют не изолировано, а взаимосвязано, и поэтому, воздействуя (увеличивая или уменьшая) на один фактор, мы в той или иной степени воздействуем на другой. Например, на удобренном фоне, как установил, К. А. Тимирязев, растения более экономно расходуют влагу и их транспирационный коэффициент снижается. Графически суть этого закона иллюстрируется результатами опыта Э. Вольни (рис. 2.1.1.4). Из закона взаимообусловленного действия факторов роста вытекает важное положение для производства: чтобы получать высокие урожаи, необходимо влиять не на один фактор, а все факторы внешней среды, добиваясь их оптимальных значений.

      Все факторы жизни растений действуют совокупно, т. е. взаимодействуют в процессе роста и развития растений. Либшер и Люндегорд показали, что в связи с законом совокупного действия факторов действие отдельного фактора, находящегося в минимуме, тем интенсивнее, чем больше других факторов находится в оптимуме.

      Люндегорд установил также «интерференцию» факторов, находящихся в минимуме, совмещение их отрицательного действия на рост и развитие растений. Ряд исследователей, руководствуясь законом совокупного действия факторов, пытались в математической форме установить зависимость урожая от факторов жизни растений. Наибольших успехов в этом направлении достиг Э. Митчерлих.

      Закон действия факторов жизни растений, по Э. Митчерлиху, гласит, что прибавка урожая зависит от каждого фактора роста и его интенсивности, она пропорциональна разнице между возможным максимальным и действительно полученным урожаем. Он попытался математически выразить зависимость прибавки урожая от удобрения почвы. Э. Митчерлих экспериментально вывел следующие коэффициенты использования отдельных факторов жизни: N — 0,2, Р2О5 — 0,6, К2О — 0,4, Mg — 2,0 на 1 мм осадков, Последующими исследованиями было установлено, что формула Э. Митчерлиха неуниверсальна, так как сложные биологические процессы создания урожая не описываются математическими формулами. Тренель вскоре показал, что она, кроме того, неверна и математически.

      Несмотря на трудности математического выражения закона совокупного действия факторов, закон этот имеет огромное значение для практики земледелия. В этой связи В. Р. Вильямс указывал, что прогресс возможен лишь когда наше воздействие на условия, в которых протекает это сложное производство, направлено одновременно на весь их комплекс. Этот комплекс условий представляет одно органическое целое, все элементы которого неразрывно связаны. Воздействие на один из этих элементов неминуемо влечет за собой необходимость воздействия и на всё остальное. [4]

      Охрана природы — это совокупность международных, государственных и локальных административных, технологических, плановых, управленческих, экономических, политических и общественных мероприятий, направленных на рациональное использование, воспроизводство и сохранение природных ресурсов Земли и космического пространства.

      Основные направления охраны природы:

    • Охрана в процессе её использования. Так как человеческое общество и природа едины, процессы использования природы и ее охраны взаимосвязаны. Установление наиболее полного сбалансированного антропогенного (возникающего в результате деятельности человека) обмена есть задача, которую надо разрешить.
    • Всеобщая взаимосвязь и взаимозависимость в биосфере определяют необходимость комплексного подхода к использованию природных ресурсов. Например, река — место жизни рыб, водоплавающих птиц — это источник орошения земель, питьевой воды, накопитель биогенных веществ. Но река может быть использована и для строительства электростанций и т.д. Использование ее должно быть комплексным, множественным.
    • Необходим рациональный подход к природным ресурсам. Природохозяйственная деятельность должна быть ориентирована на особенности конкретного региона, например, рубка леса возможна в районах, где леса много и он не освоен и недопустима в густонаселенных районах, в верховьях рек.
    • Экологические исследования. Экологический подход — обязательное условие при планировании вмешательства человека в природу, в том числе и путем природоохранительных мероприятий. Взаимозависимые связи в биоценозах определяют положение: полная охрана или эксплуатация одного из членов биоценоза будет сказываться и на других его элементах, например, охрана лося, приводящая к его перенаселению, наносит ощутимый вред лесу. [6]
    • Основные законы экологии, сформулированные Барри Коммонером (1971), кратко можно представить так:

      1. Все связано со всем (всеобщая связь процессов и явлений в природе);
      2. Все должно куда-то деваться (любая природная система может развиваться только за счет использования энергетических и информационных возможностей окружающей ее среды);
      3. Природа «знает» лучше (пока мы не имеем абсолютно достоверной информации о механизмах и функциях природы, мы легко можем навредить природе, пытаясь ее улучшить);
      4. Ничто не дается даром (глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничто не может быть выиграно или потеряно, не может быть объектом всеобщего улучшения; все извлеченное в процессе человеческого труда должно быть возмещено).
      5. Целое больше суммы ее частей, всегда имеет новые свойства, не сводимые к простому суммированию свойств частей системы, не объединенных системообразующими связями. Оптимум плодородия не эквивалентен оптимуму по каждому из свойств почв в отдельности. [7]

        При сложении системного целого образующаяся интеграция подчиняется иным (хотя возможно, и подобным) законам формирования, функционирования и эволюции. Образно говоря, одно дерево еще не лес, как и группа деревьев, а механическое сосредоточение химических элементов, молекул органических веществ, даже тканей и органов, не дает организма. Для леса необходимо сочетание всех его экологических компонентов, составляющих именно его экосистему, образование круговоротов веществ, регуляция потока энергии, в том числе образование собственного биоклимата, и т. д. Для организма требуется «энтелехия» системной целостности, обмена веществ и других свойств биосистемы. [8]

        Принцип эмерджентности — следствие иерархической организации природных систем, сопровождающейся возникновением новых свойств по мере объединения компонентов в более крупные функциональные единицы, отсутствующие на предыдущем уровне. Возникновение новых свойств обязано взаимодействию компонентов, процессу интегрирования, а не изменению природы этих компонентов. Различают эмерджентные свойства, описанные выше, и совокупные свойства, представляющие собой сумму свойств компонентов. Принцип эмерджентности объясняет возможность изучения целого без тщательного рассмотрения всех компонентов. Эмерджентность или интегрированность системы — это свойства целого, не выводимые из свойств частей, т. е. не присущи ни одной отдельно взятой части. Таким свойством, например, является продуктивность. Синонимом эмерджентности является аддитивность и сверхаддитивность

        насыщающиеся системы с увеличением степени равновесности с окружающей их средой или внутреннего гомеостаза характеризуются затуханием в них динамических процессов. Например, темпы размножения акклиматизированных организмов по мере насыщенности сообщества затухают.

        с ростом сложности организации биосистем продолжительность существования вида в среднем сокращается, а темпы эволюции возрастают.

        биосистемы способны достигнуть конечного (финального) состояния (фазы) развития независимо от степени нарушения начальных условий своего развития.

        организмы занимают все новые экологические ниши благодаря генетической преадаптации.

        Наиболее высокая и устойчивая продуктивность агроценозов достигается при их достаточном видовом разнообразии. Этот закон также лежит в основе учения о севооборотах. [3]

        Постоянное длительное применение на поле одной и той же технологии (одних и тех же пестицидов, удобрений, обработки почвы и других приёмов) усиливает одностороннее негативное воздействие на почвенное плодородие и поэтому необходимо иметь севооборот с различными культурами и их агротехнологиями. [3]

        permawiki.ru

    Смотрите так же:

    • Загранпаспорт срок оформления закону Сроки оформления загранпаспорта нового образца Процедура, регламент и сроки оформления загранпаспорта нового образца, а также пакет необходимых документов для его оформления определяются Федеральным законом №114-ФЗ «О порядке выезда из […]
    • Расчет базы по налогу на имущество Налог на имущество организаций Актуально на: 26 января 2018 г. Налог на имущество организаций устанавливается Налоговым кодексом, а также региональными законами (п. 1 ст. 372 НК РФ). Налог на имущество организаций: кто должен платить […]
    • Сколько времени обналичивают материнский капитал Сроки перечисления материнского капитала Для реализации имеющегося семейного сертификата необходимо обратиться в территориальный орган Пенсионного фонда РФ (ПФР) с заявлением о распоряжении и соответствующим пакетом документов, который […]
    • Нахождение ребенка при разводе ○ Что говорит семейный кодекс о разделе детей? Решение по указанному вопросу решается судебной инстанцией. Каковы нравственные качества родителей. С кем и где будет проживать ребёнок. Как образом будет организован досуг ребёнка. […]
    • Аренда имущества закон Договор аренды Свобода договора Договор и порядок его заключения Общие положения об аренде К отношениям, связанным с арендой, применяются общие положения (гл. 34 ГК РФ), если специальные правила не устанавливают иное. Аренда - […]
    • Пословицы к золотому правилу нравственности Пословицы к золотому правилу этики (морали и нравственности) Золотое правило этики полезно знать каждому человеку. В школе его изучают на уроках «Основы православной культуры» в 4 классе. И в качестве одного из заданий в рамках предмета […]