Основные законы и принципы экологии

Введение

Слово «экология» стало в настоящее время довольно широко общеупотребительным и известным. В начале двадцатого века его знали только ученые-биологи. Во второй половине двадцатого века, когда разразился глобальный кризис, возникло экологическое движение, которое принимало все более широкий размах.
Задачей экологии, как и любой другой науки, является поиск законов развития и функционирования данной области реальности. Исторически первым для экологии был закон, который устанавливал зависимость живых систем от факторов, которые, в свою очередь, ограничивали их развитие (так называемых лимитирующих факторов).
Актуальность темы реферата заключается в том, что, как и любая отрасль науки, экология имеет свои законы и принципы, характеризующие взаимоотношение, различных элементов экосистемы и, в итоге, все процессы в биосфере.
Цель работы - более полное изучение основных законов и принципов экологии.
Для достижения поставленной цели необходимо решить несколько задач: рассмотреть основные законы экологии, такие как закон минимума, закон толерантности, закон конкурентного исключения, основной закон экологии, а также рассмотреть некоторые другие важные для экологии законы и принципы.
Структура реферата включает в себя несколько частей: введение, основную часть (две главы), заключение и библиографический список, состоящий из пяти источников литературы.


1. Основные законы
1.1 Закон минимума
Понятие о лимитирующих факторах было введено в одна тысяча восемьсот сороковом году немецким физиологом и агрохимиком Юстусом Либихом (годы жизни с 1803 год по 1873 год) (Рисунок 1.1). Изучая влияние на рост растений содержания различных химических элементов в почве, Юстус Либих сформулировал правило: «Урожай (продукция) зависит от фактора, который находится в минимуме». Данное правило известно под названием закона минимума Юстуса Либиха.

Рисунок 1.1 - Юстус Либих

В качестве наглядной иллюстрации закона минимума Юстуса Либиха часто изображают бочку (Рисунок 1.2), у которой образующие боковую поверхность дощечки имеют различную высоту. Длина самой короткой доски определяет уровень, до которого есть возможность наполнить бочку водой. Поэтому, длина этой доски – лимитирующий фактор для количества воды, которую можно налить в бочку. Длина других же досок уже не имеет никакого значения.

Рисунок 1.2 - Бочка

Разберем закон минимума на определенных примерах. В почве имеются все элементы минерального питания, которые необходимы для данного вида растений, кроме одного из них, примером служит цинк. Растения расти на данной почве вообще не будут, либо этот рост будет угнетен очень сильно. Рост растений улучшает добавление определенного количества цинка в почву. Но если мы будем вносить любое другое химическое вещество (фосфор, азот, калий), а цинка все еще будет не хватать, то эффекта не будет.
В одна тысяча девятьсот восьмом году климатолог Воейков употребил закон минимума по отношению к климатическим факторам, а в одна тысяча девятьсот тридцать шестом году зоогеограф Гепнер в зоогеографии. Закон минимума Юстуса Либиха относится ко всем влияющим на организм абиотическим и биотическим факторам.
Закон минимума работает для всех живых организмов, а не только для растений, человек не исключение. Давно известно, что в некоторых случаях недостаток элементов в организме необходимо восстанавливать употреблением либо витаминов, либо минеральной воды.
Примером служит самая маленькая потребность в йоде за сутки для взрослого человека, по данным всемирной организации здравоохранения, – от ста пятидесяти до двухсот миллиграмм. Йод крайне необходим нашему организму для многих физиологических процессов и входит в состав гормонов щитовидной железы:
функционирования мозга и нормального формирования,
развития довольно высокого интеллекта,
нормальной функции щитовидной железы,
развития ребенка и нормального роста,
продолжения рода и полноценной жизни взрослого человека,
нормального течения родов и беременности, нормального новорожденного и плода,
старения организма и замедления развития атеросклероза, для предотвращения преждевременного старения и продления молодости, для сохранения хорошей памяти долгие годы и ясного ума в старости).
1.2 Закон толерантности
Представление о лимитирующем влиянии максимума наравне с минимумом ввел американский ученый Виктор Эрнест Шелфорд в одна тысяча девятьсот тринадцатом году, который сформулировал закон толерантности

. Толерантность – означает терпение и устойчивость.
Закон толерантности – лимитирующим фактором процветания организма может быть как минимум, так и максимум экологического фактора, диапазон между которыми определяет величину выносливости – толерантности организма к данному фактору.
Относительно действия одного фактора можно проиллюстрировать этот закон так: некий организм способен существовать при температуре от минус пяти до плюс двадцати пяти градусов по Цельсию, то есть диапазон его толерантности находится в пределах этих температур.
Следовательно, лимитирующими экологическими факторами необходимо указывать такие факторы, ограничивающие развитие организмов из-за недостатка или их избытка относительно потребности. Оптимум – это такой объем экологического фактора, при котором интенсивность жизнедеятельности организма находится на высоком уровне.
Поэтому, организмы характеризуются как экологическим максимум, так и минимумом. Очень много хорошего тоже плохо. Интервал между 2-мя величинами составляет максимумы толерантности, в которых организм адекватно реагирует на влияние окружающей среды. Чем шире амплитуда колебаний фактора, тем выше его устойчивость, то есть толерантность к тому, либо иному фактору.
Организм имеет пределы толерантности, унаследованные от своих предков и, соответственно, передаваемые потомкам, а если фактор выходит за пределы (нижний, либо верхний), то уровень фактора несовместим с жизнью организма.
Увидеть это можно на несложном графическом рисунке (Рисунок 1.3). Характеристики жизненного состояния – на вертикальной оси откладываются, а значения фактора на горизонтальной.

Рисунок 1.3 - Графическая модель

При определенном уровне фактор не сказывается отрицательно на состоянии здоровья организма, то есть уровень является оптимальным (УФопт), и на вертикальной оси данный уровень будет соответствовать оптимуму жизненного состояния (ЖСопт). Понятно, что если фактор начнет отклоняться в ту, либо иную сторону от УФопт, то и состояние организма будет ухудшаться. Это и показано в виде кривой жизненного состояния, которая постепенно снижается и, в конечном счете, доходит до горизонтальной оси, что означает несовместимость уровня фактора с жизнью (точки УФлет), что означает летальный уровень.
Скорость для организма имеет такое же значение, как и амплитуда колебаний экологических факторов. Причем данные факторы изменяются с изменением скорости. Известны некоторые эксперименты, когда при очень резком понижении температуры окружающего воздуха от плюс пятнадцати до минус двадцати градусов по Цельсию гусеницы определенных бабочек умирали, а при медленном изменении температуры, то есть при постепенном охлаждении их удавалось вернуть к жизни после довольно низких температур.
1.3 Закон конкурентного исключения
Этот закон формулируется вот таким образом: два вида, которые занимают одну экологическую нишу, не могут сосуществовать в одном определенном месте продолжительное время. От внешних условий зависит то, какой вид побеждает. В похожих условиях победу одержать может любой