Экологиялық факторлар және олардың жіктелуі

Экологиялық факторлар әртүрлі болып келеді. Олар қажет болуы мүмкін немесе, керісінше, тірі өмір сүру үшін зиянды, өмір сүру мен көбеюге ықпал ету немесе кедергі. Экологиялық факторлар әртүрлі табиғатқа және әсер ету ерекшелігіне ие. Олардың арасында абиотикалық және биотикалық, антропогендік.

Абиотикалық факторлар жануарлар мен өсімдіктердің өмірі мен таралуына әсер ететін органикалық емес орта факторларының барлық жиынтығын атайды. Бұл-мақаланың бастамасы. Абиотикалық факторлар-бұл температура, жарық, радиоактивтік сәулелену, қысым, ауа ылғалдылығы, судың тұздық құрамы, жел, ағыстар, жер бедері — тірі организмдерге тікелей немесе жанама әсер ететін тірі табиғаттың барлық қасиеттері. Олардың арасында физикалық, химиялық және эдафиялық бар.

Физикалық факторлар-бұл физикалық жағдай немесе құбылыс (механикалық, толқындық және т.б.) көзі болып табылады. Мысалы, температура жоғары болса, күйік тудырады, егер өте төмен болса — үсік. Температураның әсеріне басқа факторлар әсер етуі мүмкін: суда-ағу, құрлықта — жел және ылғалдылық, және т. б.

Бірақ Жердің табиғи геофизикалық өрістері жататын ағзаларға жаһандық әсер етудің физикалық факторлары да бар. Мысалы, біздің ғаламшарымыздың магниттік, электромагниттік, радиоактивті және басқа да өрістерінің экологиялық әсері жақсы белгілі.

Химиялық факторлар-бұл ортаның химиялық құрамынан орын алатындар. Мысалы, судың тұздығы. Егер ол жоғары болса, су айдынындағы өмір мүлдем болмауы мүмкін (Өлі теңіз), бірақ сонымен қатар тұщы суда теңіз организмдерінің көпшілігі өмір сүре алмайды. Оттегі құрамының жеткіліктілігіне жануарлардың құрлықтағы және судағы өмірі және т. б. байланысты.

Эдафиялық факторлар, яғни топырақ-бұл топырақта тұратын организмдерге де, яғни олар мекендейтін ортасы болып табылатын организмдерге де, өсімдіктердің тамыр жүйесіне де әсер ететін топырақ пен тау жыныстарының химиялық, физикалық және механикалық қасиеттерінің жиынтығы. Химиялық компоненттердің (биогенді элементтердің), температураның, ылғалдылықтың, топырақ құрылымының, гумус пен Т.Б. құрамының өсімдіктердің өсуі мен дамуына әсері жақсы белгілі.

Абиотикалық факторлар арасында Климаттық (температура, ауа ылғалдылығы, жел және т.б.) және гидрографиялық — су ортасының факторлары (су, ағым, тұздық және т. б.) жиі бөлінеді.

Алайда, тек абиотикалық факторлар ағзаға әсер етпейді. Ағзалар тағамдық ресурстарға, белгілі бір жайылымдарға немесе аң аулау аумағына ие болу үшін күресетін, яғни өзара бәсекелестік күресетін қауымдастықтарды құрайды. Бұл ретте жыртқыштық, паразитизм және басқа да күрделі қарым-қатынастар, әсіресе түраралық деңгейде байқалады.

Бұл тірі табиғат факторлары немесе биотикалық факторлар [4, С.Бұл-мақаланың бастамасы.

Биотикалық факторлар-бұл тірі өмірдің бір-біріне әсер ету формалары. Әрбір организм басқа заттардың тікелей немесе жанама әсерін үнемі сезінеді, өсімдіктермен, жануарлармен, микроорганизмдермен өз түрінің өкілдерімен байланыста болады, оларға байланысты және оларға өзі әсер етеді [6, c. Ескерту.

Мысалы, орманда өсімдік жамылғысының әсерінен ерекше микроклимат немесе микро орта құрылады, онда ашық мекендеумен салыстырғанда өзінің температуралық-ылғалдық режимі құрылады: қыста мұнда бірнеше градусқа жылы, жазда — салқын және ылғалды. Ерекше микро орта ағаштардың дупласында, нор, үңгірлерде және т. б. пайда болады.

Әсіресе, таза абиотикалық табиғаты бар Қар астындағы микро орта шарттарын атап өткен жөн. Қардың қалыңдығынан 50-70 см кем емес, оның негізінде, шамамен 5 сантиметр қабатта, қыста өмір сүреді, ұсақ жануарлар-кеміргіштер, өйткені олар үшін температуралық жағдайлар қолайлы (0-ден — 2°С дейін). Осы әсердің арқасында күздік дақылдар — Қара бидай, бидайдың қар астында сақталады. Қатты аяздан қарда ірі жануарлар — бұғылар, бұландар, Қасқыр, түлкілер, қояндар және т. б. жасырады.

Бір түрдің дарақтары арасындағы жеке ішкі өзара іс-қимыл топтық және жаппай әсерлерден және жеке ішкі бәсекелестіктен құралады. Топтық және жаппай әсерлері-Д. Б. Грассе (1944) ұсынған терминдер бір түрдегі жануарлардың екі немесе одан да көп дарақтан топқа бірігуін және ортаның шамадан тыс қоныс аударуынан туындаған әсерді білдіреді. Қазіргі уақытта бұл әсерлер көбінесе демографиялық факторлар деп аталады. Олар негізінен түраралық деңгейден ерекшеленетін түрішілік бәсекелестік жататын популяциялық деңгейде организмдер топтарының саны мен тығыздығын сипаттайды. Ол негізінен малдардың аумақтық мінез-құлқында көрінеді, олар өздерінің ұяларының орындарын және округтегі белгілі алаңды қорғайды. Көптеген құстар мен балық.

Антропогендік факторлар-бұл басқа түрлердің тіршілік ету ортасы ретінде табиғаттың өзгеруіне әкелетін немесе олардың өміріне тікелей әсер ететін адам қоғамы қызметінің нысандары. Адамзат тарихы барысында алдымен аң аулау, содан кейін ауыл шаруашылығы, өнеркәсіп, көлік дамуы біздің ғаламшарымыздың табиғатын қатты өзгертті. Жердің бүкіл тірі әлеміне антропогендік әсерлердің мәні қарқынды өсіп келеді.

Адам тірі табиғатқа абиотикалық факторлар мен түрлердің биотикалық байланыстарының өзгеруі арқылы әсер етсе де, планетадағы адамдардың қызметін осы жіктеме шеңберіне салмайтын ерекше күшке бөлу керек. Қазіргі уақытта жердің тірі жамылғысының, организмдердің барлық түрлерінің тағдыры адам қоғамының қолында, табиғатқа антропогендік әсерге байланысты.21].

Қазіргі экологиялық проблемалар мен экологияға деген қызығушылықтың артуы антропогендік факторлардың әсерімен байланысты.

Көптеген факторлар уақыт бойынша сапалық және сандық өзгереді. Мысалы, Климаттық-тәулік, маусым бойы, жылдар бойынша (температура, жарықтандыру және т.б.).

Уақыт ішінде орта факторларының өзгеруі мүмкін:

1) тәулік уақытына немесе жыл маусымына, немесе мұхитқа құйылу мен құйылу ырғағына байланысты әсер ету күшін өзгертетін тұрақты-мерзімдік;

2) тұрақты емес, нақты кезеңділікпен, мысалы, әр жылдары ауа райының өзгеруі, апатты сипаттағы құбылыстар — боран, нөсер, опырылу және т. б.;

3) белгілі, кейде ұзақ уақыт аралығында бағытталған, мысалы, климаттың салқындауы немесе жылынуы, су қоймаларының өсуі, бір учаскеде және т. б. тұрақты мал жаю.

Факторлардың мұндай бөлімшесі ағзалардың өмір сүру жағдайларына бейімделуін зерттеуде өте маңызды. Экологиялық факторлардың жетіспеушілігі немесе артық болуы ағзаның өміріне теріс әсер етеді. Әрбір организм үшін экологиялық фактор әрекетінің белгілі бір ауқымы бар (сурет.2). Әсер етудің қолайлы күші экологиялық фактордың Оптимум аймағы немесе осы түрдегі ағзалар үшін жай Оптимум деп аталады. Оптимумнан ауытқулар күштірек болған сайын, осы фактордың ағзаға (пессимум аймағы) әсер етуі соғұрлым көп болады. Фактордың максималды және минималды ауыспалы мәндері-бұл сыни нүктелер, олардан тыс болуы мүмкін емес, өлім туындайды. Сыни нүктелер арасындағы төзімділік шектері ортаның нақты факторына қатысты тірі адамдардың экологиялық валенттілігі деп аталады.

Организмдердің экологиялық факторлардың әсеріне реакциясының осындай заңдылықтары оны іргелі биологиялық қағидат ретінде қарастыруға мүмкіндік береді: өсімдіктер мен жануарлардың әрбір түрі үшін оптимум, қалыпты тіршілік ету аймағы, пессималды аймақтар және ортаның әрбір факторына қатысты төзімділік шектері бар.

Тірі организмдердің әртүрлі түрлері бір-бірінен Оптимум жағдайы бойынша да, төзімділік шегі бойынша да ерекшеленеді. Мысалы, тундрадағы құмдар 80°С (+30-дан -55°С) диапазонында ауа температурасының ауытқуын көтере алады, кейбір жылу су шаяндары 6°С (23-ден 29°С) артық емес интервалдағы су температурасының өзгеруіне, 64°С температурадағы суда Ява аралында тұратын осциллаторияның нитчаталы цианобактериясына 5-10 минуттан кейін өледі. Сондай — ақ, бір шалғынды шөптер өте тар қышқылдық диапазоны бар топырақты көреді—рН = 3,5 — 4,5 (мысалы, кәдімгі вереск, ақ-ащы, щавель қышқыл топырақ индикаторлары болып табылады), басқалары рН кең диапазонында жақсы өседі-күшті қышқылдан сілтіге дейін (мысалы, кәдімгі қарағай). Осыған байланысты ортаның қатаң белгілі бір, салыстырмалы тұрақты жағдайлары болуы үшін қажетті организмдер стенобионтты деп аталады (грек. stenos-тар, bion-тірі), ал орта жағдайларының өзгергіштігінің кең ауқымында өмір сүретіндер-эврибионтты —грек. eurys-кең). Бұл ретте бір түрдегі организмдердің бір торға қатысты тар амплитудасы және кең — екіншісіне (мысалы, температураның тар диапазонына және судың тұздылығының кең диапазонына бейімделген) болуы мүмкін. Сонымен қатар, фактордың бір дозасы бір түр үшін оңтайлы болуы мүмкін, екінші түр үшін пессималь және үшінші үшін төзімділік шегінен шығуы мүмкін.

Ағзалардың орта факторларының өзгергіштігінің белгілі бір диапазонына бейімделу қабілеті экологиялық икемділік деп аталады. Бұл ерекшелік бүкіл тірі адамның маңызды қасиеттерінің бірі болып табылады: орта жағдайларының өзгеруіне сәйкес өзінің тіршілік әрекетін реттей отырып, ағзалар тірі қалу және ұрпағын қалдыру мүмкіндігін алады. Демек, эврибионтті организмдер экологтардың ең иілгіш болып табылады, бұл олардың кең таралуын қамтамасыз етеді, ал стенобионтты, керісінше, әлсіз экологиялық икемділігімен ерекшеленеді және, соның салдарынан, әдетте шектеулі таралу ареалдары бар.

Экологиялық факторлардың өзара әрекеттесуі. Шектеуші фактор. Экологиялық факторлар тірі ағзаға бірге және бір мезгілде әсер етеді. Бұл ретте бір фактордың әрекеті бір мезгілде басқа факторлардың қандай күшпен және қандай үйлесімділікпен әрекет ететініне байланысты. Бұл заңдылық факторлардың өзара әрекеттесуі деп аталды. Мысалы, ыстық немесе Аяз дымқыл ауада емес, құрғақ кезде оңай. Өсімдіктер жапырақтарымен судың булану жылдамдығы (транспирация), егер ауа температурасы жоғары болса, ауа райы желді болса, айтарлықтай жоғары.

Кейбір жағдайларда бір фактордың жетіспеушілігі ішінара екіншісін күшейтумен өтеледі. Экологиялық факторлардың әсер етуінің ішінара өзара алмасу құбылысы өтемақы әсері деп аталады. Мысалы, өсімдіктердің шоғырлануын Топырақтағы ылғал мөлшерінің ұлғаюымен қатар, транспирацияны азайтатын ауа температурасының төмендеуімен де тоқтатуға болады; шөлдерде жауын-шашынның жеткіліксіздігі белгілі бір шамада түнгі уақытта ауаның жоғары салыстырмалы ылғалдылығымен толықтырылады; Арктикада ұзақ жарық күні жазда жылудың жетіспеушілігін өтейді.

Сонымен қатар, ағзаға қажетті экологиялық факторлардың ешқайсысы басқалармен толықтай ауыстырылуы мүмкін емес. Жарық болмауы өсімдіктер өмірін мүмкін емес, қарамастан ең қолайлы үйлесім басқа жағдайлар. Сондықтан, егер өмірлік қажетті экологиялық факторлардың ең болмағанда біреуінің мәні сыни шамаға жақындап немесе оның шегінен шығып кетсе (минимумнан төмен немесе максимумнан жоғары), онда қалған жағдайлардың оңтайлы үйлесімділігіне қарамастан, дарақтардың өлу қаупі төніп тұр. Мұндай факторлар шектеуші (шектеуші) деп аталады.

Шектеуші факторлардың табиғаты әртүрлі болуы мүмкін. Мысалы, оңтайлы жылу режимінде, көмірқышқыл газының жоғары мөлшері, топыраққа бай шөптердің даму мүмкіндіктері жарықтың жетіспеушілігімен шектелетін буковты ормандардың астындағы шөпті өсімдіктердің тежелуі. Мұндай нәтижені тек шектеуші факторға әсер етуі мүмкін.

Ортаның шектеуші факторлары түрдің географиялық таралу аймағын анықтайды. Мәселен, түрдің солтүстікке жылжуы жылудың жетіспеушілігімен, ал шөлдер мен құрғақ дала аудандарында ылғалдың жетіспеушілігімен немесе тым жоғары температурамен шектелуі мүмкін. Организмдердің таралуын шектейтін фактор биотикалық қатынастар, мысалы, аумақты неғұрлым күшті бәсекелес немесе гүл өсімдіктері үшін тозаңдатқыштар жетіспеуі болуы мүмкін.

Шектеуші факторларды анықтау және олардың әрекетін жою, яғни тірі организмдердің өмір сүру ортасын оңтайландыру ауыл шаруашылығы дақылдарының өнімділігін және үй жануарларының өнімділігін арттыруда маңызды практикалық мақсатты құрайды.

Төзімділік шегі (лат. tolerantio-шыдамдылық) — ағзаның өмір сүруі мүмкін ең төменгі және ең жоғарғы мәндердің арасындағы экологиялық фактордың ауқымы.

4. Шектеуші (шектеуші) фактордың заңы немесе Либихтың минимумының Заңы — экологиядағы іргелі заңдардың бірі, ағза үшін ең маңызды фактор, ол оның оңтайлы мәнінен неғұрлым ауытқиды. Сондықтан экологиялық жағдайларды болжау немесе сараптамаларды орындау кезінде ағзалардың өміріндегі әлсіз буынды анықтау өте маңызды.

Дәл осы сәтте ең аз (немесе ең көп) ұсынылған экологиялық факторға ағзаның өмір сүруі байланысты. Басқа уақыт бөліктеріндегі шектеуші факторлар болуы мүмкін. Өмір бойы түрлердің дарақтары өмір сүрудің әртүрлі шектеулерімен кездеседі. Мәселен, бұғылардың таралуын шектейтін фактор қар жамылғысының тереңдігі; күздік көбелектер (көкөніс және дәнді дақылдардың зиянкестері) — қысқы температура және т. б.

Бұл заң ауыл шаруашылығы тәжірибесінде ескеріледі. Неміс химигі Юстус Либих мәдени өсімдіктердің өнімділігі ең алдымен топырақта ұсынылған қоректік заттарға (минералды элементке) байланысты екенін анықтады. Мысалы, егер топырақта фосфор қажетті норманың тек 20% — ы, ал кальций-норманың 50% — ы болса, онда шектеу факторы фосфордың жетіспеушілігі болады; бірінші кезекте топыраққа құрамында фосфор бар тыңайтқыштарды енгізу қажет.