Законът за минимума в екологията: формулировката, същността

Днес, когато децата започват да получават екологично образование в началното училище и в медиите, екологичните въпроси не са последното място, екологията все още е млада, сложна и загадъчна наука. Неговата научна база не е толкова голяма, а сложните модели са объркани. Независимо от това, познаването и разбирането на основните закони в тази област е в основата на светогледа на съвременния човек. Тази статия ще разгледа един от основните закони на екологията - законът на минимума, формулиран много преди създаването на самата наука.

Към историята на откритието

Законът за минимума е формулиран през 1840 г. от изключителен химик, професор от Хесен Университет (Германия) Eustace von Liebig. Този учен и изключителен учител е известен и с изобретението на хладилника Liebig, който се използва и днес в химическите лаборатории за частично разделяне на химичните съединения. Неговата книга "Химия в приложение в земеделието" всъщност поражда науката за агрохимията, а на него - заглавието на барон и два заповеди на Св. Ан. Liebig изследва оцеляването на растенията и ролята на химическите добавки в неговото увеличение. Така че той е формулиран законът за минимален или ограничителен фактор, който се оказа вярно за всички биологични системи. И не само за биологични, както се вижда от примерите.

Малко теория

В околната среда, факторите на околната среда са тези, които оказват някакво въздействие върху организма. Физичните и химичните фактори (абиотик) са температурният режим, влажността, светлината, налягането, рН на околната среда и други индекси на неживата природа. Всички форми на експозиция и взаимоотношения между живите организми са свързани с биотични фактори. Това е конкуренция за ресурси и наличието на паразити, и вътрешна специфична борба за оцеляване. Освен това има и антропогенни фактори - условията, създадени от хората и техните икономически дейности. Те могат също да бъдат биотични и абиотични. Факторите на околната среда са периодично периодични, променяйки силата в съответствие с промяната на времето на деня, сезоните или приливите и отливите. В този случай адаптирането на организма е наследствено, образувано за доста дълъг период от време. Те могат да бъдат неправилни като бури или торнадо. И тогава има преразпределение на видовото разнообразие.

Комфортна зона

Най-често факторите на околната среда се пренасят от организми в рамките на определени граници, които са ограничени от показателите за прагове, последвани от депресия на жизнената активност на организма. Това са критични точки на съществуване. Между тях са зони на толерантност (толерантност) и зона на оптимално (комфорт) - обхватът на полезното влияние на фактора. Точките за минимално и максимално въздействие на фактора на околната среда определят способността на организма да реагира на определен фактор. Излизането извън оптималната зона може да доведе до следното:

• отстраняването на даден вид от определен диапазон (напр. промяна в обхвата на популацията или миграция на видовете);
• промяна в плодовитостта и смъртността (например с внезапни промени в условията на околната среда);
• (адаптация) и появата на нови видове с нови фенотипни и генетични характеристики.

Същността на закона на минимума

Животът на биологичната система, независимо дали е организъм или население, зависи от действието на много фактори от биотичен и абиотичен характер. Формулировката на минималния закон може да варира, но същността остава постоянна: когато всеки фактор се отклонява значително от нормата, той става най-значим за системата и най-критичен за живота. В същото време, различни показатели могат да действат като ограничаващи фактори за организма в различни периоди от време.

Възможни са опции

Всички живи организми живеят и се адаптират към комплекс от фактори на околната среда. И въздействието на факторите на този комплекс винаги е неравно. Факторът може да е водещ (много важен) или вторичен. Различни фактори ще доведат до различни организми, а в различните периоди от живота на един организъм за него могат да бъдат основните фактори на околната среда. В допълнение, едни и същи фактори могат да бъдат ограничени за някои организми и да не се ограничават за други. Например, слънчевата светлина за растенията е необходим елемент за осигуряване на процесите на фотосинтеза. Но за гъби, сапротрофни почва или дълбоководни животни, това не е необходимо. Или наличието на кислород във водата ще бъде ограничаващ фактор, а присъствието му в почвата - не.

Условия за ползване

Правото на минимума е ограничено при прилагането на два допълнителни принципа:

1. Законът е приложим без изясняване само на равновесни системи, а именно само при условия на стационарно състояние на системата, когато обмяната на енергия и вещества на системата с околната среда се регулира от изтичането им.
2. Вторият принцип на прилагане на минималния закон е свързан с компенсаторните възможности на организмите и системите. При определени условия ограничителният фактор може да бъде заменен не от ограничаващ фактор, а в достатъчно или високо съдържание. Това ще доведе до промяна в необходимостта от това вещество, което се предлага в минимална степен.

Илюстративна илюстрация

Ефектът от този закон ясно показва барел, кръстен на учения. В този разбит варел ограничителният фактор е височината на дъските. В съответствие с екологичното законодателство за минималната е необходимо да започне да се фиксира с най-малката дъска. Този фактор е най-отстранен от нормалните стойности, оптимален за оцеляването на организма. Без да се елиминира влиянието на този фактор, няма смисъл да се запълва барел - други фактори не влияят съществено на времето.

Където е тънка - там е разкъсана

Тази поговорка изразява същността на минималния закон в екологията, а не само. Например в селското стопанство се отчитат показателите за минералното съдържание в почвите. Ако само 20% от фосфора е в почвата, 50% калций и 95% калий, тогава е необходимо първо да се въведат торове, съдържащи фосфор. В дивата природа за елени през лятото ограничителният фактор ще бъде количеството храна, а през зимата - височината на снежната покривка. Или за бор, който расте в сенчеста гора, ограничаващият фактор е лек, на суха пясъчна земна вода и в блатисти терени - температурата през лятото.

Друг пример, който не е свързан с околната среда. Ако отборът вдясно е най-слабият, то от неговия фланг най-вероятно ще се провали. Това е вярно в спорта, в изкуството, в бизнеса. Значителна грешка на бизнесмените често е подценяването на вредата, понесена от слаб служител дори на вторични длъжности. Не за нищо, те казват, че качеството на фирмата се определя от качеството на най-лошите й служители. И силата на веригата винаги зависи от нейната най-слаба връзка.