Экологические факторы и их классификация

Совокупность тел и явлений, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях, называется средой обитания. Наряду с этим термином используют несколько близких по значению: экологическая среда, окружающая среда, местообитание — либо более узких по смыслу: природная среда, техногенная среда и др. Важно помнить, что в среду обитания конкретного организма входят и другие живые организмы, в том числе своего вида.

Организмы освоили четыре основные среды обитания: наземно-воздушную, водную, почвенную, тело другого организма, используемое паразитами и полупаразитами. Многие организмы проводят свое существование только в одной среде обитания.

Например, человек, большинство птиц и млекопитающих, голосеменные и покрытосеменные растения являются обитателями наземно-воздушной среды, большинство рыб — одной водной среды, тогда как ряд насекомых (комары, стрекозы, поденки), земноводные проходят одну фазу развития в воде, другую — в наземно-воздушной среде. Такие представители насекомых, как майский жук, бронзовка, щелкун и т. д., нуждаются для жизни в наземно-воздушной и почвенной средах.

Элементы и условия среды, на которые организм реагирует приспособительными реакциями (адаптациями), принято называть экологическими факторами. Важным свойством любого экологического фактора является его нерасчленяемость на более простые элементы среды. Например, в качестве экологического фактора нельзя рассматривать глубину водоема или высоту местообитания над уровнем моря, поскольку глубина влияет на водных обитателей не непосредственно, а через увеличение давления, уменьшение освещенности, понижение температуры, уменьшение содержания кислорода, повышение солености и т. д.; действие высоты осуществляется через понижение температуры, атмосферного давления. Именно температура, освещенность, давление, соленость и т. д. будут выступать в качестве экологических факторов среды, оказывающих непосредственное влияние на живые организмы.

Действие экологического фактора может быть не прямым, а опосредованным, т. е.в этом случае он воздействует через многочисленные причинно-следственные связи.

Примеры опосредованного воздействия экологического фактора легко найти на птичьих базарах. Птичьими базарами принято называть места высокой концентрации морских птиц в местах их размножения. Чем объясняется столь высокая плотность птичьего населения? Основную роль здесь играют биогенные вещества: помет птиц падает в воду, органика в воде минерализуется бактериями, в связи с чем в данном месте

концентрируются водоросли. Это, в свою очередь, ведет к повышению концентрации планктонных организмов, в основном ракообразных. Последними питаются рыбы, а ими — птицы, населяющие базары. Таким образом, птичий помет выступает здесь в роли экологического фактора. Как элемент среды он нерасчленим, но действует не прямо, а через сложную систему взаимодействия различных экологических факторов.

Иногда действие того или иного фактора оказывается столь сильным, что организм не может к нему адаптироваться и погибает. Тогда говорят о летальном действии (значении) фактора. Примером летального действия факторов может быть гибель животных в лесном пожаре, сорняков от гербицидов, животного от хищника.

Однако в приведенных примерах (особенно последнем) гибнут отдельные особи, тогда как популяция в целом зачастую адаптируется к действию фактора, подвергаясь изменениям (в том числе и генофонда) через гибель (элиминацию) отдельных особей и приспосабливаясь к существованию в условиях постоянного либо периодического действия таких факторов. Поэтому вышеприведенное определение экологического фактора будет более полным, если в него после слова «организм» добавить «и популяция».

Поскольку характер действия окружающей среды может быть очень разнообразным и исходить практически от любой из ее составляющих, то и факторы среды очень разнообразны и многочисленны. Это создает необходимость их классификации.

Существуют три основных принципа подразделения (классификации) факторов среды.

1. По происхождению:

- факторы неживой природы (абиотические);

- факторы живой природы (биотические);

- факторы человеческой деятельности (антропогенные, или антропические).

Последняя группа факторов (хотя они так же воздействуют на организм, как абиотические и биотические) выделяется в связи с тем, что с деятельностью человека связано подавляющее большинство современных экологических проблем. Кроме того, это наиболее «молодая» группа факторов, возникшая и увеличивающая свою роль с появлением человеческих цивилизаций. По этой причине у организмов, как правило,

хуже всего сформированы адаптации именно к данной группе.

2. По периодичности и направленности:

- факторы, действующие строго периодически (смена времени суток, смена сезонов года, смена приливов и отливов, фаз луны и др.);

- факторы, повторяющиеся без определенной периодичности (различные погодные явления, наводнения, ураганы, землетрясения, сходы лавин в горах, эпизоотии и др.);

- факторы направленного действия, которые отличаются устойчивой тенденцией изменения в одном направлении (факторы, вызванные потеплением или похолоданием климата, зарастанием озера, опустыниванием саванны, таянием ледника и т. п.);

- факторы спонтанного (неопределенного) действия — большей частью антропогенные по происхождению (связанные с осушением болота, загрязнением территории радионуклидами, случайной или целенаправленной акклиматизацией вида, истреблением вида и т. п.).

Как правило, к первой группе факторов организмы адаптированы лучше всего, причем механизмы этих адаптаций выработаны в ходе длительных эволюционных процессов, закреплены в генотипе организмов и поэтому во многом наследственно обусловлены. Факторы последней группы, как уже отмечалось, представляют наибольшие трудности для адаптаций.

3. По характеру воздействия (реакция или потребление):

- условия — изменяющиеся во времени и пространстве факторы среды обитания, на которые организмы реагируют по разному в зависимости от силы воздействия факторов. Например, температура, относительная влажность воздуха, рН среды и соленость; структура почвы и природа субстратов, скорость течения, концентрация загрязняющих веществ, пресс хищников или паразитов и т. д. В присутствии некоторых организмов условия могут изменяться (растения подчас изменяют рН почвы, под пологом леса меняется температура и влажность), но, в отличие от ресурсов, условия организмом не расходуются и не исчерпываются и ни один организм не в состоянии сделать их недоступными или менее доступными для других организмов;

- ресурсы. По определению Д. Тилмана, в понятие «ресурсы» входит все, что потребляет организм. Например, как нитраты, фосфаты и свет могут быть ресурсами для растения, так и нектар, пыльца, дупло в колоде могут быть ресурсами для пчелы, а желуди, орехи, прочие плоды и семена и дупло побольше — для белки. В приведенном примере видно, что под словом «потребляет» не понимается только возможность съедения перечисленных выше видов пищи пчелой и белкой. Несъедобное дупло является ресурсом в том смысле, что если оно будет кем-то занято, то другой пчеле или белке оно будет недоступно. Точно так же и самка, спаривавшаяся с одним самцом, может стать недоступной для другого. Все это потреблено в том смысле, что наличный запас ресурса сократился. Следовательно, в понятие «ресурсы» включена количественная оценка его запаса, который может уменьшиться в результате жизнедеятельности организма. Таким образом, потребление ресурса одним организмом может изменить его доступность для другого. Именно этим свойством понятие «ресурсы» отличается от понятия «условия».

В результате борьбы за ресурсы между организмами возникают разнообразные

внутривидовые и межвидовые взаимодействия.