Взаимовлияние экологических факторов.

Общую схему действия экологического фактора на растение можно представить в виде графика. По оси абсцисс отложена интенсивность фактора (например, температура, концентрация солей в почвенном растворе, освещенность местообитания, влажность почвы и т.д.), а по оси ординат – реакция организма на экологический фактор в ее количественном измерении (например, интенсивность какого-либо физиологического процесса - фотосинтеза, роста, поглощения воды корнями и т.д.; морфологическая характеристика – высота растения, размеры листьев, количество семян и т.д., наконец, показатель, характеризующий популяцию – численность особей на единицу площади, частота встречаемости и др).

Каждый экологический фактор характеризуется определенным диапазоном значений. Диапазон действия экологического фактора ограничен точками минимума и максимума, соответствующими крайним значениям данного фактора, при которых возможно существование растения. Наилучшее развитие вида идет при оптимальном значении фактора, что соответствует точке оптимума. Обычно трудно определить оптимальное значение фактора с достаточной точностью, поэтому чаще говорят о зоне оптимума. Точки минимума, оптимума и максимума составляют три кардинальные точки, определяющие возможности реакции организма на данный фактор. Крайние участки кривой, выражающие состояние угнетения при резком недостатке или избытке фактора, называют зонами пессимума, им соответствуют пессимальные значения фактора. Вблизи точек минимума и максимума находятся сублетальные значения фактора, а за их пределами – летальные, (значения фактора за пределами которого растение существовать не может).

Условия среды, в которых какой-либо фактор выходит за пределы зоны оптимума и оказывает угнетающее действие, в экологии часто называют крайними, или экстремальными. Это выражение характеризует не только экологические ситуации (очень высокие или очень низкие температуры, сильная сухость или высокая концентрация вредных солей в почве и пр.), но и такие местообитания, где условия близки к пределам возможности существования для растений, - пустыни, высокогорья, арктические и антарктические области и т.д. (иногда «крайние» и в географическом смысле).

Наилучшее развитие вида идет при оптимальном значении фактора. Способность вида существовать при различных значениях фактора называют его экологической валентностью или экологической амплитудой. Виды с широкой экологической амплитудой могут существовать при широких диапазонах значений фактора. Их называют эврибионтами (греч. эврис – широкий, бионтос - живущий). Например, злаковое растение ежа сборная одинаково хорошо растет и при полном освещении, и при значительном затенении. Наоборот, есть виды с узкой экологической амплитудой, существующие при незначительных колебаниях фактора. Их называют стенобионтами (греч. стенос – узкий, тесный). Например, есть крайне тенелюбивые растения, обитающие в пещерах (некоторые мхи), и очень светолюбивые высокогорные травы и кустарнички.

Экологическая амплитуда одного растения по отношению к разным факторам среды различна. Так, растение может иметь узкую амплитуду по отношению к одному фактору и широкую по отношению к другому. Например, сосна обыкновенная является светолюбивым растением, но обладает широкой экологической амплитудой по отношению к плодородию почвы, так как она прекрасно растет и на черноземах, но уживается и на каменистых, известняковых и меловых породах, бедных сухих песках и на торфяниках.

Взаимодействие экологических факторов

Факторы среды действуют на растение одновременно и совместно, причем действие одного фактора в большой степени зависит от количественного выражения других факторов. Это хорошо иллюстрируется на примере влияния освещенности и содержания CO2 на интенсивность водяного мха Fontinflis. Освещенность по разному действует на интенсивность фотосинтеза этого мха при разном содержании СО2 в воде. Чем выше освещенность тем выше интенсивность фотосинтеза. Однако, на этом же примере можно видеть, что один и тот же биологический эффект можно получить при частичной замене одного фактора другим: так одна и та же интенсивность фотосинтеза может быть достигнута и или увеличением освещенности до 18 тыс. лк. (точка I на кривой 1), или при слабой освещенности – повышением в несколько раз концентрации СО2 (точка II на кривой 3). Здесь проявляется частичная взаимозаменяемость действия одного фактора другим. В то же время ни один из необходимых растению экологических факторов не может быть заменим другим: зеленое растение на может быть выращено в полной темноте даже при очень хорошем почвенном питании или на дистиллированной воде при самом оптимальном тепловом и световом режиме. Таким образом, существует частичная заменяемость основных экологических факторов и вместе с тем их полная незаменимость.

Взаимодействие экологических факторов

Факторы среды действуют на растение одновременно и совместно, причем действие одного фактора в большой степени зависит от количественного выражения других факторов. Это хорошо иллюстрируется на примере влияния освещенности и содержания CO2 на интенсивность водяного мха Fontinflis. Освещенность по разному действует на интенсивность фотосинтеза этого мха при разном содержании СО2 в воде. Чем выше освещенность тем выше интенсивность фотосинтеза. Однако, на этом же примере можно видеть, что один и тот же биологический эффект можно получить при частичной замене одного фактора другим: так одна и та же интенсивность фотосинтеза может быть достигнута и или увеличением освещенности до 18 тыс. лк. (точка I на кривой 1), или при слабой освещенности – повышением в несколько раз концентрации СО2 (точка II на кривой 3). Здесь проявляется частичная взаимозаменяемость действия одного фактора другим. В то же время ни один из необходимых растению экологических факторов не может быть заменим другим: зеленое растение на может быть выращено в полной темноте даже при очень хорошем почвенном питании или на дистиллированной воде при самом оптимальном тепловом и световом режиме. Таким образом, существует частичная заменяемость основных экологических факторов и вместе с тем их полная незаменимость.