Лимитирующие факторы среды

Федеральное ГОСУДАРСТВЕННОЕ бюджетное ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н. П. ОГАРЁВА»

 

Факультет географический

Кафедра экологии и природопользования

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

Лимитирующие факторы среды

 

 

 

 

 

Автор курсовой работы: студент 102 гр. о/о                        Коноводнова Т.В.

Направление  022000.62 «Экология и природопользование»

Обозначение курсовой работы     КР-02069964-022000-12-13 

Руководитель работы:                                  Мартынова В.В.

 

 

Оценка:_________

 

 

Саранск

2013

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………3

 

1 Классификация экологических факторов

 

1.1. Специализация экологических  факторов…………………………..4

1.2. Абиотические факторы среды…………………………………….....5

1.3. Биотические факторы среды………………………………………....6

1.4. Антропогенные факторы  среды……………………………………...8

 

2 Лимитирующие факторы среды

 

2.1. Ограничивающие факторы  среды…………………………………9

2.2. Закон Минимума  Ю.Либиха………………………………………10

2.3. Закон Толерантности В. Шелфорда……………………………….12

2.4. Реализация закона  лимитирующих факторов в реальной 

жизни……………………………………………………………………..16

 

3 Лимитирующие факторы, обусловленные деятельностью человека

3.1. Целеноправленное воздействие человека……………..…...………21

3.2. Шумовое загрязнение среды…………………………..………...….22

3.3. Защита от шумового  воздействия……………………….………….23

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..26

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………….27

 

 

Введение

 

 

Разные  экологические  факторы  имеют  для живых  организмов неодинаковую значимость.  

Для жизни  организмов необходимо определенное сочетание  условий. Если все условия среды  обитания благоприятны, за исключением  одного, то именно это условие становится решающим для жизни рассматриваемого организма. 

Из всего  многообразия лимитирующих факторов среды внимание исследователей привлекают, в первую очередь те, которые угнетают жизнедеятельность организмов, ограничивают их рост и развитие.  

Среда – это все, что  окружает организм, т.е. это та часть  природы, с которой организм находится в прямых или косвенных взаимодействиях.

Под средой мы понимаем комплекс окружающих условий, влияющих на жизнедеятельность  организмов. Комплекс условий складывается из разнообразных элементов – факторов среды. Не все из них с одинаковой силой влияют на организмы. Так, сильный ветер зимой неблагоприятен для крупных, обитающих открыто животных, но он не действует на более мелких, которые укрываются под снегом или в норах, либо живут в земле. Те факторы, которые оказывают какое-либо действие на организмы и вызывают у них приспособительные реакции, называются экологическими факторами.

Влияние экологических  факторов сказывается на всех процессах  жизнедеятельности организмов и, прежде всего, на их обмене вещества. Приспособления организмов к среде носят название адаптаций. Способность к адаптации – одно из основных свойств жизни вообще, так как обеспечивает самую возможность ее существования, возможность организмов выжить и размножаться.

 

 

1.1. Специализация экологических факторов

 

Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия. По своему характеру они подразделены на две крупные группы: абиотические и биотические. Если мы будем подразделять факторы по причинам их возникновения, то они могут быть подразделены на природные (естественные) и антропогенные. Антропогенные факторы могут также быть абиотическими и биотическими.

Абиотические факторы (или физико-химические факторы) – температура, свет, рН среды, соленость, радиоактивное излучение, давление, влажность воздуха, ветер, течения. Это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.

Биотические факторы – это формы воздействия живых существ друг на друга. Окружающий органический мир – составная часть среды каждого живого существа. Взаимные связи организмов – основа существования популяций и биоценозов.

Антропогенные факторы – это формы действия человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни.

 Действие экологических факторов может приводить:

– к устранению видов  с биотопов (смена биотопа, территории, сдвиг ареала популяции; пример: миграции птиц);

– к изменению плодовитости (плотности популяций, репродукционные  пики) и смертности (смерть при быстрых  и резких изменениях условий окружающей среды);

– к фенотипической изменчивости и адаптации: модификационная изменчивость – адаптивные модификации, зимняя и  летняя спячка, фотопериодические реакции  и т.п.

 

 

1.2. Абиотические факторы

 

Универсальные группы: климатические, эдафические, факторы водной среды. В природе существует общее взаимодействие факторов. Принцип обратной связи: выброс токсических веществ уничтожил лес – изменение микроклимата – изменение экосистемы.

1) Климатические факторы. Зависят от главных факторов: широты и положения континентов. Климатическая зональность привела к формированию биогеографических зон и поясов (зона тундр, зона степей, зона тайги, зона широколиственных лесов, зона пустынь и саванн, зона субтропических лесов, зона тропических лесов). В океане выделяются арктическо-антарктическая, бореальная, субтропическая и тропическо-экваториальная зоны. Есть множество вторичных факторов. Например, зоны муссонного климата, формирующие уникальный животный и растительный мир. Широта наиболее сильно сказывается на температуре. Положение континентов – причина сухости или влажности климата. Внутренние области суше периферийных, что сильно влияет на дифференциацию животных и растений на материках. Ветровой режим (составная часть климатического фактора) играет чрезвычайно важную роль в формировании жизненных форм растений.

Важнейшие климатические  факторы: температура, влажность, свет.

Температура. Все живое – в температурном диапазоне – от 0˚ до 500˚ С. Это летальные температуры. Исключения. Космический холод. Эвритермные и стенотермные организмы. Холодолюбивые стенотермные и теплолюбивые стенотермные. Абиссальная среда (0˚) – самая постоянная среда. Биогеографическая зональность (арктические, бореальные, субтропические и тропические). Пойкилотермные организмы – холодноводные с непостоянной температурой. Температура тела приближается к температуре среды. Гомойотермные – теплокровные организмы с относительно постоянной внутренней температурой. Эти организмы обладают большими преимуществами в использовании среды.

 Влажность. Вода в почве и вода в воздухе – факторы, имеющие огромное значение в жизни органического мира.

Гидробионты (водные) –  обитают только в воде. Гидрофилы (гидрофиты) – очень влажные среды (лягушки, дождевые черви). Ксерофилы (ксерофиты) – обитатели засушливого климата.

 Свет. Определяет существование автотрофных организмов (синтез хлорофилла), составляющих важнейший уровень в трофических цепях. Но есть растения и без хлорофилла (грибы, бактерии – сапрофиты, некоторые орхидеи).

2) Эдафические факторы. Все физические и химические свойства почв. Главным образом воздействуют на обитателей почв.

3) Факторы водной среды. Температура, давление, химический состав (кислород, соленость). По степени концентрации солей в водной среде организмы бывают: пресноводные, солоноводные, морские эвригалинные и стеногалинные (т.е. живущие в условиях широкого и узкого диапазона солености соответственно). По температурному фактору организмы подразделяются на холодноводных и тепловодных, а также группу космополитов. По образу жизни в водной среде (глубина, давление) организмы подразделены на планктонные, бентосные, глубоководные и мелководные.

 

1.3. Биотические факторы

 

Биотические факторы - это  совокупность влияний жизнедеятельности  одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую природу.

 
Классификация биотических взаимодействий:

1.  Нейтрализм - ни одна популяция не влияет на другую. 
2.  Конкуренция - это использование ресурсов   (пищи,   воды,   света, пространства)   одним   организмом, который  тем   самым   уменьшает доступность этого ресурса для другого организма.

Конкуренция бывает внутривидовая  и межвидовая. Если   численность   популяции   невелика,   то внутривидовая конкуренция выражена слабо и ресурсы имеются в изобилии. При высокой плотности популяции интенсивная внутривидовая конкуренция снижает наличие ресурсов до уровня, сдерживающего дальнейший рост, тем самым регулируется численность популяции.

Межвидовая конкуренция - взаимодействие между популяциями, которое неблагоприятно сказывается  на их росте и выживаемости. При завозе в Британию из Северной Америки каролинской белки уменьшилась численность обыкновенной белки, т.к. каролинская белка оказалась более конкурентоспособной.

Конкуренция бывает прямая и косвенная. Прямая -          это внутривидовая конкуренция, связанная с борьбой за место обитания, в частности защита индивидуальных участков у птиц или животных, выражающейся в прямых столкновениях. При недостатке ресурсов возможно поедание животных особей своего вида (волки, рыси, хищные клопы, пауки, крысы, щука, окунь и т.д.) Косвенная -    между кустарниками и травянистыми растениями в Калифорнии. Тот вид, который обосновался первым, исключает другой тип. Быстро растущие травы с глубокими корнями снижали содержание влаги в почве до уровня непригодного для кустарников. А высокой кустарник затенял травы, не давая им произрастать из-за нехватки света.

3. Паразитизм - один организм (паразит) живёт за счёт питания  тканями или соками другого  организма (хозяина), тесно связан  в своём жизненном цикле. Паразитов различают по месту обитания:

• находятся на поверхности  хозяина. Блохи, вши, клещи - животные. Тля, мучнистая роса - растения. У паразита имеются специальные приспособления  

• внутри хозяина. Вирусы, бактерии, примитивные  грибы - растения. Глисты - животные. Высокая плодовитость. Не приводят к гибели хозяина, но угнетают процессы жизнедеятельности

4. Хищничество - поедание одного  организма (жертвы) другим организмом (хищником). Хищники могут поедать травоядных животных, и также слабых хищников. Хищники обладают широким спектром питания, легко переключаются с одной добычи на другую более доступную. 
Хищники часто нападают на слабые жертвы. Норка уничтожает больных и старых ондатр, а на взрослых особей не нападает. Поддерживается экологическое равновесие между популяциями жертва-хищник.

5. Симбиоз - сожительство двух  организмов разных видов, при  котором организмы приносят друг  другу пользу. По степени партнерства  симбиоз бывает: Комменсализм - один организм питается за счет другого, не нанося ему вреда. Рак - актиния. Актиния прикрепляется к раковине, защищая его от врагов, и питается остатками пищи. Мутуализм - оба организма получают пользу, при этом они не могут существовать друг без друга. Лишайник - гриб + водоросль. Гриб защищает водоросль, а водоросль кормит его. В естественных условиях один вид не приведёт к уничтожению другого вида.

 

1.4. Антропогенные факторы

 

Хотя человек влияет на живую  природу через изменение абиотических факторов и биотических связей видов, деятельность людей на планете выделяют в особую силу. Основными способами антропогенного влияния являются: завоз растений и животных, сокращение ареалов и уничтожение видов. Непосредственное воздействие на растительный покров: распашка земель, вырубка и выжигание лесов, выпас домашних животных, выкашивание, осушение, орошение и обводнение. Также загрязнение атмосферы, создание рудеральных мест обитания (мусорные свалки, пустыри) и отвалов, создание культурных фитоценозов. К этому следует добавить многообразные формы растениеводческой и животноводческой деятельности, мероприятия по защите растений, охране редких и экзотических видов, промысел животных, их акклиматизацию и т.п. Влияние антропогенного фактора с момента появления человека на Земле постоянно усиливалось. В настоящее время судьба живого покрова нашей планеты и всех видов организмов находится в руках человеческого общества, зависит от антропогенного влияния на природу.

 

2.1. Ограничивающие факторы среды

 

В совокупном давлении среды  выделяются факторы, которые сильнее всего ограничивают успешность жизни организмов. Такие  факторы называют ограничивающими, или лимитирующими.  

Лимитирующие (ограничивающие) факторы – это  

1)любые факторы, тормозящие рост  популяции в экосистеме; 2)факторы  среды, значение которых сильно  отклоняется от оптимума.  

При наличии оптимальных сочетаний  множества факторов один лимитирующий фактор может привести к угнетению  и гибели организмов. Например, теплолюбивые растения погибают при отрицательной  температуре воздуха, несмотря на оптимальное  содержание элементов питания в почве, оптимальную влажность, освещенность и так далее. Лимитирующие факторы являются незаменимыми в том случае, если они не взаимодействуют с другими факторами. Например, недостаток минерального азота в почве нельзя скомпенсировать избытком калия или фосфора.