Основні екологічні закони

Одним з основних завдань екології є пошук і встановлення закономірностей адекватного функціонування та розвитку живих систем і живих організмів в єдності та взаємозалежності з урахуванням особливостей умов перебування.

Основні екологічні закони.

Закон мінімуму (закон Лібіха): витривалість організму визначається найслабшою ланкою в ланцюзі екологічних потреб;речовиною, що є в мінімальній кількості, регулюється врожай та визначається величина і стійкість його в часі. Закон був сформульованийЮ. Лібіхом, який ще у 1840 році звернув увагу на те, що врожай зернових культур, як правило, лімітується не тими поживними речовинами, котрі необхідні у великих кількостях, а тими, котрих потрібно небагато (наприклад, цинк), але їх у грунті дуже мало. Таким чином, стійкість організму визначається найслабшою ланкою в ланцюзі його екологічних потреб. Дію цього закону обмежують два принципи – згідно з першим: закон мінімуму має застосовуватися лише за умов стаціонарного стану, відповідно до другого: висока концентрація та доступність певної речовини може змінити споживання мінімальної поживної речовини. Організм у таких умовах заміняє одну, дефіцитну, речовину на іншу, яка є в надлишку.

Закон толерантності (закон Шелфорда): відсутність або неможливість розвитку екосистеми визначається не лише недостатністю, але й надлишком будь-якого з факторів (тепло, світло, вода тощо). Отже, лімітувальним фактором процвітання організму може бути і мінімум і максимум екологічного впливу, діапазон між якими, тобто межі толерантності, визначає ступінь витривалості організму до дії конкретного фактора.

Закон конкурентного виключення (Гаузе): два види не можуть співіснувати, якщо вони залежать від одного і того ж лімітувального середовища..

Закон біогенної міграції атомів (закон Вернадського): міграція хімічних елементів на земній поверхні та в біосфері здійснюється під впливом живої речовини, живих організмів. Жива речовина бере участь у біохімічних процесах або безпосередньо, або створює відповідне, збагачене киснем, вуглекислим газом, воднем, азотом і фосфором та іншими речовинами, середовище. Натомість людина, впливаючи на стан біосфери, змінює її фізичний і хімічний склад, умови збалансованої біогенної міграції атомів, яка склалася протягом століть, тощо.

Закон внутрішньої динамічної рівноваги: речовина, енергія, інформація і динамічні якості окремих природних систем та їхні ієрархії надзвичайно тісно пов’язані між собою, тому зміна одного з показників неминуче призводить до функціонально-структурних змін інших, проте при цьому зберігаються загальні речовинно-енергетичні, інформаційні та динамічні якості системи. Отже, унаслідок будь-яких змін елементів природного середовища (склад речовин, енергетичні характеристики, інформаційні потоки, швидкість природних процесів тощо) обов’язково утворюються ланцюгові реакції, які намагаються нейтралізувати ці зміни.

Закон генетичної різноманітності: все живе є генетично різним та має тенденцію до збільшення біологічної різнорідності.

Закон історичної незворотності: загальний процес розвитку біосфери та людства односпрямований.

Закон константності: кількість живої речовини біосфери упродовж певного геологічного часу є цілком постійною величиною.

Закон кореляції (закон Ж. Кюв’є): в організмі, як у цілісній системі, всі його частини відповідають одна одній як за будовою, так і за функціональним призначенням. І, отже, зміна однієї частини неминуче зумовлює виникнення змін в інших частинах.

Закон максимізації енергії: у конкуренції з іншими системами зберігається та система, яка найбільшою мірою сприяє надходженню енергії та інформації і найефективніше використовує максимальну їхню кількість.

Закон максимуму біогенної енергії (закон Вернадського-Бауера): будь-яка біологічна та “біонедосконала” система з біотою, яка знаходиться у стані “стійкої нерівноваги” (динамічно рухливої рівноваги з довкіллям), розвиваючись, збільшує свій вплив на середовище.

Закон обмеженості природних ресурсів: усі природні ресурси в умовах Землі вичерпні, і, отже, планета є природно обмеженим тілом, на якому не можуть існувати нескінченні складові частини.

Закон оптимальності: жодна система не може безмежно звужуватись або розширюватись. Розмір будь-якої системи має відповідати її функціям.

Закон піраміди енергій (закон Ліндемана): з одного трофічного рівня екологічної піраміди на інший переходить у середньому не більше ніж 10 % енергії. Зворотний потік з найвищих на нижчі рівні є набагато слабшим, становить не більше ніж 0,25 - 0,5 %, і, отже, кругообіг енергії в біоценозі не може відбуватися.

Закон рівнозначності умов життя: всі природні умови середовища, необхідні для життя, відіграють рівнозначні ролі.

Закон розвитку довкілля: будь-яка природна система може розвиватися лише за умови використання матеріально-енергетичних та інформаційних можливостей навколишнього середовища, абсолютно ізольований саморозвиток неможливий.

Закон фізико-хімічної єдності живої речовини сформульований В. І. Вернадським: уся жива речовина Землі має єдину фізико-хімічну природу.

Закон екологічної кореляції: в екосистемі всі види живої речовини та абіотичні екологічні компоненти функціонально відповідають одне одному, зникнення однієї частини екосистеми неминуче призводить до зникнення пов’язаних з нею інших частин та зумовлює виникнення функціональних змін, її руйнування як єдиного цілого.

Закон емерджентності:ціле завжди має певні особливі властивості, які відсутні у його частин.

Закон необхідної різноманітності: система не може складатися з абсолютно ідентичних елементів, проте, може мати ієрархічну організацію та цілу низку інтегративних рівнів.

Закон незворотності еволюції: організм (вид, популяція) не може повернутися до попереднього стану, реалізованого у його пращурів.

Закон ускладнення організації: історичний розвиток живих організмів призводить до ускладнення їхньої організації шляхом диференціації органів та функцій.

Біогенний закон (закон Геккеля): онтогенез організму є коротким повторенням філогенезу даного виду, тобто розвиток індивіда скорочено повторює історичний розвиток свого виду.

Закон збереження життя: життя може існувати тільки у процесі руху через живе тіло потоку речовин, енергії та інформації.

Контрольні питання.

1. Дайте визначення поняття “екологія”.

2. Структура сучасної екології.

3. З якими науками пов’язана екологія?

4. Назвіть основні наукові галузі екології.

5. Назвіть основні завдання екології як науки.

6. Надайте тлумачення терміну “екологізація освіти”.

7. Охарактеризуйте екологію людини як дисциплінарну науку.

8. Перерахуйте основні завдання екології людини.

9. Укажіть головні етапи розвитку екологічної науки.

10. Охарактеризуйте сучасний період становлення екології.

11. Назвіть основні методи сучасних екологічних досліджень.

12. Які екологічні закони Ви знаєте?

13. Дайте визначення понять: “екологічний фактор”, “гомеостаз”, “адаптація”.

14. Визначте суть понять – “екосистема”, “угруповання”.

15. Дайте визначення понять: “біотоп”, “біоценоз”, “біогеоценоз”, “агроценоз”, “трофічний ланцюг”.