Благоприятное воздействие экологического фактора называется зоной оптимума. Отклонение от оптимума называется зоной пессимума.

Пределы выносливости организмами между критическими точками называют экологической валентностью живых организмов по отношению к данному экологическому фактору.(Рис.1)

Разные виды организмов сильно отличаются друг от друга, как по отношению оптимума и пессимума, так и по экологической валентности. Например, северные песцы в тундре могут переносить колебания температуры воздуха от +30° до -55°С, тогда как теплоходные рачки выдерживают изменение температуры воды от +23⁰ до 29°С.

Впервые в 1840 г. немецкий ученый Ю. Либих показал, что выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей. Он изучил влияние разнообразных экологических факторов на рост растений и установил, что рост растений зависит от того элемента питания, который присутствует в минимальном количестве.

Либих выявил, что для обеспечения нормального роста организма необходимо известное число химических элементов. Одни из них находятся в среде в больших количествах, другие в малых, а третьи даже в виде следов. При этом одни элементы не могут быть заменены другими.

Выявление ограничивающих факторов экологической среды очень важно в народном хозяйстве, особенно в сельском хозяйстве. Эта концепция известна как “Закон минимума” Либиха.

Химический фактор имеет огромное значение в аутоэкологии. Согласно этому закону рост растений ограничивается химическим элементом, концентрация которого лежит в минимуме. Например, избыточное или недостаточное содержание одного из химических элементов в питательной среде является лимитирующим фактором.

Следовательно, организмы характеризуются экологическим минимумом и максимумом. Диапазон между этими двумя величинами составляет пределы выносливости организма или этот предел, называется пределом толерантности.

Представление о лимитирующем факторе максимума ввел В. Шелфорд (1913 г.) и называется “Закон толерантности Шелфорда”.

Таким образом, для развития и жизни организмов необходимо наличие определенной совокупности условий. Если только одно условие существования будет недостаточным или избыточным, то это условие будет лимитирующим или ограничивающим фактором.