Класифікація екологічних факторів та їх вплив на живі організми

Екологічні фактори можуть бути об'єднані за природою їх походження або залежно від їх динаміки та дії на організм. За характером походження розрізняють:

• • абіотичні фактори, що зумовлюються дією неживої природи і поділяються на кліматичні (температура, світло, сонячна радіація, вода, вітер, кислотність, солоність, вогонь, опади тощо), орографічні (рельєф, нахил схилу, експозиція) та геологічні;
• • біотичні – дія одних організмів на інші, включаючи всі взаємовідносини між ними.
• • антропогенні фактори – вплив на живу природу життєдіяльності людини.

Коротко розглянемо групи факторів, об'єднаних характером походження.

Серед абіотичних особливо виділяється група кліматичних факторів. Дія багатьох абіотичних факторів, включаючи рельєф, вітер, тип ґрунту тощо виявляється опосередковано – через температуру і вологість. Унаслідок цього на невеликій ділянці земної поверхні кліматичні умови можуть істотно відрізнятися від середніх для даного регіону в цілому. Температура і кількість опадів (дощу або снігу) визначають розташування на земній поверхні основних природних зон. Різноманітність природних комплексів часто визначається особливостями ґрунтів, від яких залежить надходження вологи. Один і той самий фактор щодо різних організмів може відігравати різноманітну роль і завдяки цьому переміщуватись у класифікації з однією групи до іншої. Яскравим прикладом цього явища може бути світло. Для рослин воно є джерелом енергії під час фотосинтезу, для багатьох наземних тварин світло може бути основним фактором. Для ґрунтових організмів або мешканців печер, як і для організмів, що живуть у глибинах морів, цей фактор не має значення, оскільки протягом всього життя ці організми не зустрічаються з його дією.

Біотичні фактори. Це форми впливу живих організмів один на одного. Основною формою такого впливу в більшості випадків є харчові зв'язки, на базі яких формуються складні ланцюги та ланки живлення. Крім харчових зв'язків, в угрупованнях рослинних і тваринних організмів виникають просторові зв'язки. Все це є підставою для формування біотичних комплексів. Виділяють різні форми біотичних відносин, які можуть бути найрізноманітнішими – від дуже сприятливих до різко негативних.

Між представниками різних видів організмів, що населяють екосистему, крім нейтральних, можуть існувати такі види зв'язків:

• • конкуренція – боротьба між представниками різних видів за їжу, повітря, воду, світло, життєвий простір; боротьба тим жорстокіша, чим більш споріднені й близькі за вимогами до умов середовища види організмів, що конкурують;
• • мутуалізм – представники двох видів організмів своєю життєдіяльністю сприяють один одному, наприклад комахи, збираючи нектар, запилюють квіти; мурашки, опікаючи попелиць, живляться їхніми солодкими виділеннями;
• • коменсалізм – коли від співжиття представників двох видів виграє один вид, не завдаючи шкоди іншому, наприклад рибка-причепа знаходить захист і живиться біля акул (мутуалізм і коменсалізм називають ще симбіозом);
• • паразитизм – одні істоти живляться за рахунок споживання живої тканини господарів, наприклад кліщі, блощиці, воші, глисти, омела, деякі гриби тощо;
• • хижацтво – одні організми вбивають інших і живляться ними;
• • алелопатія – одні організми виділяють речовини, шкідливі для інших, наприклад фітонциди, що виділяються деякими вищими рослинами, пригнічують життєдіяльність мікроорганізмів; токсини, що виділяються під час "цвітіння" води у водоймищах, отруйні для риби та іншій тварин.

Антропогенні фактори зумовлені діяльністю людини, вплив її на природу може бути як свідомим, так і стихійним, випадковим. Користуючись знанням законів розвитку природи, людина свідомо виводить нові високопродуктивні сорти рослин, породи тварин, усуває шкідливі види, творить нові природні комплекси. Процес взаємодії людини з природою почався з моменту появи людини на Землі і весь час зростає.

У 1958 р. А. С. Мончадський запропонував класифікацію факторів за характером їхньої дії.

Стабільні фактори – ті, що не змінюються протягом тривалого часу (земне тяжіння, сонячна стала, склад атмосфери та інші). Вони зумовлюють загальні пристосувальні властивості організмів, визначають належність їх до мешканців певного середовища планети Земля.

Змінні фактори, які, у свою чергу, поділяються на закономірно змінні та випадково змінні. До закономірно змінних належить періодичність добових і сезонних змін. Ці фактори зумовлюють певну циклічність у житті організмів (міграції, сплячку, добову активність та інші періодичні явища і життєві ритми). Випадково змінні фактори об'єднують біотичні, абіотичні та антропогенні фактори, дія яких повторюється без певної періодичності (коливання температури, дощ, вітер, град, епідемії, вплив хижаків та інші).

До середини XX століття людина, за визначенням В. І. Вернадського, стала найбільш могутньою геологічною силою на нашій планеті. Річко зріс вплив людської діяльності на довкілля, що призвело до порушення природних зв'язків. Так, унаслідок вирубування лісів пустелі різко пришвидшили свій наступ на зелені зони. Діяльність людини змінює умови навколишнього середовища, а середовище, у свою чергу, впливаг на життя, здоров'я та життєдіяльність як окремої людини, так і людської популяції загалом.

Екологічні фактори діють на організм різними шляхами. У найпростішому випадку спостерігається прямий вплив. Так, сонячне проміння освітлює ящірку, яка лежить нерухомо, і тіло її нагрівається. З іншого боку, дуже часто екологічні фактори впливають на організм опосередковано, через безліч проміжних ланок. Наприклад, поєднання високої температури повітря з низькою вологістю і відсутністю дощів призводить до посухи, іноді це набуває катастрофічного характеру (вигоряє рослинність, травоїдні мігрують або гинуть).

Життя організмів будь-якої популяції в екосистемі господарсько освоєних регіонів проходить під дією множини екологічних факторів біотичної, абіотичної та антропогенної природи (табл. 2.3). Хоча кількість екофакторів е потенційно безмежною, за ступенем впливу на організми та їх угруповання вони нерівносильні. Тому в екосистемах різного типу можна виділити найістотніші (імперативні) фактори. Крім природних екзогенних факторів, до них належать різні форми антропогенного впливу, які теж піддаються диференціації за значущістю наслідків. При визначенні антропогенного впливу необхідно підходити системно, враховуючи взаємодію екологічних факторів при їх сумісній дії чи накладанні дії одного фактора на дію іншого, при якому можливі інші ефекти, ніж при окремому впливі цих факторів, а саме – ефект антагонізму, синергізму чи адитивні (сумативні) ефекти. Наприклад, в умовах аеротехногенного забруднення атмосфери можливі такі варіанти синергізму негативних факторів, небезпечних для лісових екосистем: промислового забруднення і несприятливих природних чинників, взаємодія кількох фітотоксикантів між собою і з токсичними компонентами атмосфери:; . Ступінь дії на рослини залежить також від агрегатного стану фітотоксикантів. Наприклад, кислі гази та за високої вологості атмосферного повітря переходять у форму аерозолів відповідних соляної та азотної кислот, які значно небезпечніші для природних екосистем не лише за хімічною активністю, а й за більшою здатністю осідання у вигляді роси на поверхнях структурних компонентів природних екосистем, особливо за локалізації токсичних капель на тканинах асиміляційного апарату, що в цілому значно збільшує вплив забруднення атмосфери на біоту.

Тому для встановлення причинно-наслідкових зв'язків під час вивчення змін екосистем доцільно враховувати:

• – диференціацію екофакторів за їх класифікаційними ознаками (табл. 2.3);
• – характер часової та просторової динаміки екофакторів;
• – ступінь антропогенного впливу на природні імперативні фактори (під час вивчення функцій відгуку в екологічному просторі);
• – лімітуючі фактори та взаємодію факторів: ефекти синергізму, сумації, нейтралізації.

Під час вирішення цих завдань методичними проблемами є:

• – обґрунтований вибір сукупності діагностичних ознак;
• – приведення окремих методик до гдиної методологічної бази (за причин регіональних, методичних чи інших особливостей у діагностуванні антропотехногеиних змін отримують суперечливі результати);
• – розроблення алгоритму визначення узагальнених показників;
• – встановлення причинно-наслідкових зв'язків.

Таблиця 2.3 – Класифікація екологічних факторів за Μ. Ф. Реймерсом

Оцінюючи ступінь загрози чи іншої екологічної ситуації, необхідно визначити, як та наскільки негативні чинники вшивають на природні імперативні фактори. За В. Д. Федоровим та ін., у наземних екосистемах істотними є інтенсивність сонячної радіації, температура та вологість повітря, інтенсивність атмосферних опадів, швидкість вітру, швидкість занесення спор, насіння та інших зародків організмів або надходження дорослих особин різних видів з інших екосистем. Ендогенними імперативними факторами в наземних екосистемах е такі властивості середовища:

• 1) мікрометеорологічні – освітленість, температура та вологість приземного шару повітря, вміст у ньому СОг;
• 2) фунтові – температура, вологість, аерація фунту, фізико-механічні властивості, хімічний склад, вміст гумусу, доступність елементів мінерального живлення, окисно-відновний потенціал;
• 3) біотичні – щільність популяцій різних видів, їх віковий і статевий склади, морфологічні, фізіологічні та поведінкові характеристики.

У водних екосистемах провідними екзогенними факторами е інтенсивність сонячної радіації, швидкість плину, надходження розчиненої і зваженої речовини, приплив організмів. Визначальними ендогенними факторами в них виявляються:

• 1) властивості активного шару повітря над водяною поверхнею (температура, швидкість вітру);
• 2) властивості водяної товщі (освітленість, прозорість (мутність), температура, солоність, вміст O2 та CO2, біогенних елементів, розчинених і зважених органічних речовин, кислотність, окисно-відновний потенціал);
• 3) властивості фунту – склад (механічний, хімічний і т. п.), характер опадів;
• 4) біотичні властивості (щільність популяцій, їх віковий і статевий склад, морфологічні, фізіологічні й поведінкові характеристики).