Определение ограничивающего фактора
Ограничивающим фактором является ресурс или состояние окружающей среды, которое ограничивает рост, распространение или численность организм или Население в пределах экосистема, Это могут быть как физические, так и биологические факторы, которые можно идентифицировать по реакции увеличения или уменьшения роста, численности или распределения популяции, когда фактор изменяется, а другие факторы, необходимые для жизни, отсутствуют.
Ограничивающие факторы теоретизируются в соответствии с Законом о минимуме Либиха, который гласит, что «рост не контролируется общим объемом имеющихся ресурсов, а ограниченным ресурсом».
Ограничивающим фактором является ограничение организмов от занятия их фундаментальная ниша и результаты вместо этого в выполнении их фактических или реализованных ниша.
Типы ограничивающего фактора
Факторы, зависящие от плотности
Факторы, зависящие от плотности это те факторы, влияние которых на население определяется общей численностью населения. хищничество и болезнь, а также доступность ресурсов являются примерами факторов, зависящих от плотности. Например, заболевание может распространяться быстрее через более широкую и плотную популяцию, влияя на количество людей в этой популяции больше, чем в более мелкой и более рассеянной популяции.
Плотность Независимые Факторы
Фактор, не зависящий от плотности, – это фактор, ограничивающий размер популяции, но влияние которого не зависит от численности населения (количества особей). Примеры факторы, независимые от плотности включают в себя такие стрессовые события, связанные с окружающей средой, как землетрясения, цунами и извержения вулканов, а также внезапные изменения климата, такие как засуха или наводнение, и разрушительные явления, такие как попадание экстремальных загрязнителей окружающей среды. Независимые от плотности факторы обычно убивают всех членов популяции, независимо от ее численности.
Физические и биологические ограничивающие факторы
Ограничивающие факторы также можно разделить на следующие категории. Физические факторы или абиотические факторы включают температуру, доступность воды, кислород, соленость, свет, пищу и питательные вещества; биологические факторы или биотические факторы вовлекать взаимодействия между организмами, такими как хищничество, соревнование, паразитизм и травоядные.
Примеры ограничивающих факторов
Ресурсы
Такие ресурсы, как еда, вода, свет, пространство, жилье и доступ к партнерам, являются ограничивающими факторами. Если у организма, группы или населения недостаточно ресурсов для его поддержания, люди умрут от голода, высыхания и стресса или не смогут производить потомство.
В случае фотосинтезирующих организмов, таких как растения, свет является жизненно важным ограничивающим фактором, необходимым для их роста. Это наиболее заметно у низкорослых растений леса, где энергия фотонов от света становится менее доступной, поскольку она не может проникать через более высокие уровни полога. Тем не менее, многие растения адаптированы к различным уровням света, что позволяет им выживать с меньшими затратами энергии.
Помимо света, рост растений ограничен наличием в питательных веществах азота (N), фосфора (P), калия (K) и серы (S). каждый растение Для выживания необходимо специально сбалансированное соотношение этих питательных веществ. Если одно из питательных веществ отсутствует в достаточных количествах, это считается ограничивающим фактором для роста.
Ограничивающий ресурс в экосистеме определяет грузоподъемность (указано в экология буквой «К») – максимальное количество особей в популяции, которое среда обитания может поддерживать без ухудшения состояния окружающей среды.
В экосистеме с неограниченными ресурсами, без хищников и болезней, население может испытывать экспоненциальный рост. Следовательно, пропускная способность выступает в качестве модератора численности населения; как только ограниченные ресурсы начинают истощаться из-за увеличения числа людей, возникает внутривидовая конкуренция, и темпы роста населения начинают замедляться по мере того, как люди умирают или не могут размножаться. В конечном счете скорость роста выравнивается на плато – это плато является грузоподъемностью. После того, как пропускная способность среды достигнута, люди могут начать искать ресурсы в других местах, мигрируя от первоначального населения и создавая новое население. Если популяции будут разделены на неопределенное время, это может привести к видообразование.
Условия окружающей среды
Ограничивающие факторы также присутствуют в качестве условий окружающей среды. Двумя наиболее яркими примерами являются температура и осадки; на них широко влияют климат и сезонные изменения климата. Влияние каждого фактора на конкретный организм определяется каждым человеком вид Черты жизненной истории.
Поддержание правильной температуры тела жизненно важно практически для всех организмов, чтобы эффективно выполнять метаболические функции. Что касается многих организмов, это означает, что они могут обитать только на определенных глубинах, как у морских организмов, на определенных высотах, как у горных животных и растений, и на определенных широтах Земли, то есть в тропиках или северном полушарии.
Хотя солнечный свет имеет тенденцию быть фактором, который контролирует температуру среды обитания, и, следовательно, влияет фотосинтез с точки зрения энергии фотонов правильная температура также важна для катализа ферментов в фотосинтетических реакциях. Выше оптимальной температуры ферменты катализируются с повышенной скоростью, что может привести к денатурации ферментов. Это называется легкой независимой реакцией. Повышенная температура также приводит к высыханию листьев, так как это приводит к увеличению суммарного испарения и удаляет слишком много воды из растения. И наоборот, если температура падает слишком низко, на листьях может образоваться иней, который повреждает клетка стены и содержимое клеток.
Количество осадков в окружающей среде также важно для растений. Поглощение воды как ресурса жизненно важно для роста растений и других функций, поэтому отсутствие осадков может привести к увяданию, опаливанию и повреждению клеток. Осадки также важны, потому что многие растения развиваются, чтобы противостоять различным количествам атмосферной влажности. Поскольку тонкие, жесткие листья кактусов делают их особенно приспособленными к выживанию в жарких и засушливых условиях, слишком большое количество осадков может повлиять на их способность к размножению, что, в свою очередь, ограничивает рост населения. Слишком большое количество осадков может также затопить почву, уменьшая количество кислорода, доступного для корней, вызывая потерю корней или оставляя растения восприимчивыми к грибковым повреждениям.
Биотические факторы
Помимо ресурсных и климатических факторов, влияющих на рост населения, ограничивающими факторами также являются биотические факторы, такие как хищничество, травоядность, паразитизм и межвидовая и внутривидовая конкуренция; они, как правило, зависят от плотности.
Паразитизм, как и болезнь, как правило, более разрушителен для больших и плотных популяций, потому что паразит способен эффективно паразитировать на большем количестве людей, если они находятся в тесном контакте. В тропических экосистемах гриб кордицепс является видным паразитом и имеет много штаммов, специализирующихся на разных видах. Поскольку это такой успешный паразит, он подавляет многие популяции, работая в качестве ограничивающего фактора, и считается, что это одна из основных причин того, что большинство видов в тропических тропических лесах редки. Наличие видов-хозяев, которых может паразитировать гриб Кордицепс, является ограничивающим фактором для гриба.
Плотность популяции хищников и жертв является ограничивающим фактором для каждой из этих сторон. Если популяция, например олени, достигает высоких чисел, потому что произошло увеличение ресурса, который является их ограничивающим фактором – например, увеличение роста деревьев после теплого лета – их хищники, например, волки, будут испытывать увеличение их численности. источник еды. Популяция волков с избытком оленей в пище может затем размножаться более свободно, увеличивая их собственную популяцию. Поскольку популяция волков увеличивается, им потребуется большое количество оленей, которое было доступно в качестве ограничивающего фактора при росте популяции. Поскольку волки сильно предшествуют популяциям оленей, ресурсы со временем станут недостаточными, и популяция волков больше не будет устойчивой. Когда волки умирают, давление на популяцию оленей уменьшается, и их численность снова возрастет; таким образом цикл продолжается.
Человеческие ограничивающие факторы
Увеличение человеческой популяции ответственно за наложение многих ограничивающих факторов на виды, которые исторически не существовали. Ограничивающие факторы, зависящие от плотности, такие как уменьшенная доступность пространства из-за обезлесения, являются глобальной проблемой, вызывающей сокращение численности и исчезновение многих групп населения. Ресурсы также становятся все более скудными из-за охоты и вымывания питательных веществ из почвы, что вызывает внутривидовую и межвидовую конкуренцию внутри и между популяциями. Удаление хищников также нарушило баланс естественного биотического цикла, хищников и добычи; в некоторых случаях хищные животные могли процветать в отсутствие хищников, превышая пропускную способность экосистем и нанося ущерб окружающей среде. Хищники также были представлены в качестве инвазивных видов в экосистемах, оказывая давление на популяции жертв и, следовательно, на естественных хищников.
Есть также много независимых от плотности факторов, которые были вызваны людьми. Утечка загрязняющих веществ и других мест обитания разрушила целые экосистемы. Наступление климатических изменений в результате сжигания ископаемого топлива приводит к быстрому повышению глобальных температур, а также к изменению погодных условий и увеличению частоты стихийных бедствий, таких как ураганы, наводнения, пожары и многое другое.
- Ресурсы – Вещество в окружающей среде, которое требуется организму для роста, поддержания и размножения.
- Грузоподъемность – Количество популяций или организмов в популяции, которые окружающая среда может поддерживать в течение неопределенного времени без ухудшения состояния окружающей среды.
- Фундаментальная ниша – Общий диапазон условий окружающей среды, который подходит для существования организма, в отсутствие ограничивающих факторов.
- Реализованная ниша – Фактическое количество ресурсов или условий окружающей среды, которые организм может использовать в экосистеме.
викторина
1. Какой из этих ограничивающих факторов не зависит от плотности?A. Источник питанияB. Внутривидовая конкуренцияC. Извержение вулканаD. Светлый
Ответ на вопрос № 1
С верно. Извержение вулкана является примером независимого от плотности ограничивающего фактора. Скорее всего, убьют всех членов в популяции, независимо от численности населения.
2. Температура является примером:A. Плотностно-зависимый факторB. Абиотический лимитирующий факторC. РесурсD. Фактор, ограничивающий окружающую среду
Ответ на вопрос № 2
D верно. Температура экосистемы определяется климатом. Поэтому это фактор, ограничивающий окружающую среду.
3. Грузоподъемность (K) окружающей среды достигается, когда:A. Продовольственные ресурсы в изобилииB. Население наносит вред окружающей средеC. Темпы роста населения достигают платоD. Продовольственные ресурсы скудны
Ответ на вопрос № 3
С верно. Пропускная способность – это количество организмов, которые может выдержать окружающая среда без ущерба для окружающей среды. Когда это достигается, рождаемость замедляется, и численность населения испытывает плато.