Лимитирующие факторы среды

Федеральное ГОСУДАРСТВЕННОЕ бюджетное ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОРДОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ  УНИВЕРСИТЕТ

ИМ. Н. П. ОГАРЁВА»

 

Факультет географический

Кафедра экологии и природопользования

 

 

КУРСОВАЯ РАБОТА

 

Лимитирующие факторы среды

 

 

 

 

 

Автор курсовой работы: студент 102 гр. о/о                        Коноводнова Т.В.

Направление  022000.62 «Экология и природопользование»

Обозначение курсовой работы     КР-02069964-022000-12-13 

Руководитель работы:                                  Мартынова В.В.

 

 

Оценка:_________

 

 

Саранск

2013

Содержание

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………………3

 

1 Классификация экологических факторов

 

1.1. Специализация экологических  факторов…………………………..4

1.2. Абиотические факторы среды…………………………………….....5

1.3. Биотические факторы среды………………………………………....6

1.4. Антропогенные факторы  среды……………………………………...8

 

2 Лимитирующие факторы среды

 

2.1. Ограничивающие факторы  среды…………………………………9

2.2. Закон Минимума  Ю.Либиха………………………………………10

2.3. Закон Толерантности В. Шелфорда……………………………….12

2.4. Реализация закона  лимитирующих факторов в реальной 

жизни……………………………………………………………………..16

 

3 Лимитирующие факторы, обусловленные деятельностью человека

3.1. Целеноправленное воздействие человека……………..…...………21

3.2. Шумовое загрязнение среды…………………………..………...….22

3.3. Защита от шумового  воздействия……………………….………….23

 

ЗАКЛЮЧЕНИЕ……………………………………………………………………..26

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ………………………………………………………….27

 

 

Введение

 

 

Разные  экологические  факторы  имеют  для живых  организмов неодинаковую значимость.  

Для жизни  организмов необходимо определенное сочетание  условий. Если все условия среды  обитания благоприятны, за исключением  одного, то именно это условие становится решающим для жизни рассматриваемого организма. 

Из всего  многообразия лимитирующих факторов среды внимание исследователей привлекают, в первую очередь те, которые угнетают жизнедеятельность организмов, ограничивают их рост и развитие.  

Среда – это все, что  окружает организм, т.е. это та часть  природы, с которой организм находится в прямых или косвенных взаимодействиях.

Под средой мы понимаем комплекс окружающих условий, влияющих на жизнедеятельность  организмов. Комплекс условий складывается из разнообразных элементов – факторов среды. Не все из них с одинаковой силой влияют на организмы. Так, сильный ветер зимой неблагоприятен для крупных, обитающих открыто животных, но он не действует на более мелких, которые укрываются под снегом или в норах, либо живут в земле. Те факторы, которые оказывают какое-либо действие на организмы и вызывают у них приспособительные реакции, называются экологическими факторами.

Влияние экологических  факторов сказывается на всех процессах  жизнедеятельности организмов и, прежде всего, на их обмене вещества. Приспособления организмов к среде носят название адаптаций. Способность к адаптации – одно из основных свойств жизни вообще, так как обеспечивает самую возможность ее существования, возможность организмов выжить и размножаться.

 

 

1.1. Специализация экологических факторов

 

Экологические факторы имеют разную природу и специфику действия. По своему характеру они подразделены на две крупные группы: абиотические и биотические. Если мы будем подразделять факторы по причинам их возникновения, то они могут быть подразделены на природные (естественные) и антропогенные. Антропогенные факторы могут также быть абиотическими и биотическими.

Абиотические факторы (или физико-химические факторы) – температура, свет, рН среды, соленость, радиоактивное излучение, давление, влажность воздуха, ветер, течения. Это все свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы.

Биотические факторы – это формы воздействия живых существ друг на друга. Окружающий органический мир – составная часть среды каждого живого существа. Взаимные связи организмов – основа существования популяций и биоценозов.

Антропогенные факторы – это формы действия человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни.

 Действие экологических факторов может приводить:

– к устранению видов  с биотопов (смена биотопа, территории, сдвиг ареала популяции; пример: миграции птиц);

– к изменению плодовитости (плотности популяций, репродукционные  пики) и смертности (смерть при быстрых  и резких изменениях условий окружающей среды);

– к фенотипической изменчивости и адаптации: модификационная изменчивость – адаптивные модификации, зимняя и  летняя спячка, фотопериодические реакции  и т.п.

 

 

1.2. Абиотические факторы

 

Универсальные группы: климатические, эдафические, факторы водной среды. В природе существует общее взаимодействие факторов. Принцип обратной связи: выброс токсических веществ уничтожил лес – изменение микроклимата – изменение экосистемы.

1) Климатические факторы. Зависят от главных факторов: широты и положения континентов. Климатическая зональность привела к формированию биогеографических зон и поясов (зона тундр, зона степей, зона тайги, зона широколиственных лесов, зона пустынь и саванн, зона субтропических лесов, зона тропических лесов). В океане выделяются арктическо-антарктическая, бореальная, субтропическая и тропическо-экваториальная зоны. Есть множество вторичных факторов. Например, зоны муссонного климата, формирующие уникальный животный и растительный мир. Широта наиболее сильно сказывается на температуре. Положение континентов – причина сухости или влажности климата. Внутренние области суше периферийных, что сильно влияет на дифференциацию животных и растений на материках. Ветровой режим (составная часть климатического фактора) играет чрезвычайно важную роль в формировании жизненных форм растений.

Важнейшие климатические  факторы: температура, влажность, свет.

Температура. Все живое – в температурном диапазоне – от 0˚ до 500˚ С. Это летальные температуры. Исключения. Космический холод. Эвритермные и стенотермные организмы. Холодолюбивые стенотермные и теплолюбивые стенотермные. Абиссальная среда (0˚) – самая постоянная среда. Биогеографическая зональность (арктические, бореальные, субтропические и тропические). Пойкилотермные организмы – холодноводные с непостоянной температурой. Температура тела приближается к температуре среды. Гомойотермные – теплокровные организмы с относительно постоянной внутренней температурой. Эти организмы обладают большими преимуществами в использовании среды.

 Влажность. Вода в почве и вода в воздухе – факторы, имеющие огромное значение в жизни органического мира.

Гидробионты (водные) –  обитают только в воде. Гидрофилы (гидрофиты) – очень влажные среды (лягушки, дождевые черви). Ксерофилы (ксерофиты) – обитатели засушливого климата.

 Свет. Определяет существование автотрофных организмов (синтез хлорофилла), составляющих важнейший уровень в трофических цепях. Но есть растения и без хлорофилла (грибы, бактерии – сапрофиты, некоторые орхидеи).

2) Эдафические факторы. Все физические и химические свойства почв. Главным образом воздействуют на обитателей почв.

3) Факторы водной среды. Температура, давление, химический состав (кислород, соленость). По степени концентрации солей в водной среде организмы бывают: пресноводные, солоноводные, морские эвригалинные и стеногалинные (т.е. живущие в условиях широкого и узкого диапазона солености соответственно). По температурному фактору организмы подразделяются на холодноводных и тепловодных, а также группу космополитов. По образу жизни в водной среде (глубина, давление) организмы подразделены на планктонные, бентосные, глубоководные и мелководные.

 

1.3. Биотические факторы

 

Биотические факторы - это  совокупность влияний жизнедеятельности  одних организмов на жизнедеятельность других, а также на неживую природу.

 
Классификация биотических взаимодействий:

1.  Нейтрализм - ни одна популяция не влияет на другую. 
2.  Конкуренция - это использование ресурсов   (пищи,   воды,   света, пространства)   одним   организмом, который  тем   самым   уменьшает доступность этого ресурса для другого организма.

Конкуренция бывает внутривидовая  и межвидовая. Если   численность   популяции   невелика,   то внутривидовая конкуренция выражена слабо и ресурсы имеются в изобилии. При высокой плотности популяции интенсивная внутривидовая конкуренция снижает наличие ресурсов до уровня, сдерживающего дальнейший рост, тем самым регулируется численность популяции.

Межвидовая конкуренция - взаимодействие между популяциями, которое неблагоприятно сказывается  на их росте и выживаемости. При завозе в Британию из Северной Америки каролинской белки уменьшилась численность обыкновенной белки, т.к. каролинская белка оказалась более конкурентоспособной.

Конкуренция бывает прямая и косвенная. Прямая -          это внутривидовая конкуренция, связанная с борьбой за место обитания, в частности защита индивидуальных участков у птиц или животных, выражающейся в прямых столкновениях. При недостатке ресурсов возможно поедание животных особей своего вида (волки, рыси, хищные клопы, пауки, крысы, щука, окунь и т.д.) Косвенная -    между кустарниками и травянистыми растениями в Калифорнии. Тот вид, который обосновался первым, исключает другой тип. Быстро растущие травы с глубокими корнями снижали содержание влаги в почве до уровня непригодного для кустарников. А высокой кустарник затенял травы, не давая им произрастать из-за нехватки света.

3. Паразитизм - один организм (паразит) живёт за счёт питания  тканями или соками другого  организма (хозяина), тесно связан  в своём жизненном цикле. Паразитов различают по месту обитания:

• находятся на поверхности  хозяина. Блохи, вши, клещи - животные. Тля, мучнистая роса - растения. У паразита имеются специальные приспособления  

• внутри хозяина. Вирусы, бактерии, примитивные  грибы - растения. Глисты - животные. Высокая плодовитость. Не приводят к гибели хозяина, но угнетают процессы жизнедеятельности

4. Хищничество - поедание одного  организма (жертвы) другим организмом (хищником). Хищники могут поедать травоядных животных, и также слабых хищников. Хищники обладают широким спектром питания, легко переключаются с одной добычи на другую более доступную. 
Хищники часто нападают на слабые жертвы. Норка уничтожает больных и старых ондатр, а на взрослых особей не нападает. Поддерживается экологическое равновесие между популяциями жертва-хищник.

5. Симбиоз - сожительство двух  организмов разных видов, при  котором организмы приносят друг  другу пользу. По степени партнерства  симбиоз бывает: Комменсализм - один организм питается за счет другого, не нанося ему вреда. Рак - актиния. Актиния прикрепляется к раковине, защищая его от врагов, и питается остатками пищи. Мутуализм - оба организма получают пользу, при этом они не могут существовать друг без друга. Лишайник - гриб + водоросль. Гриб защищает водоросль, а водоросль кормит его. В естественных условиях один вид не приведёт к уничтожению другого вида.

 

1.4. Антропогенные факторы

 

Хотя человек влияет на живую  природу через изменение абиотических факторов и биотических связей видов, деятельность людей на планете выделяют в особую силу. Основными способами антропогенного влияния являются: завоз растений и животных, сокращение ареалов и уничтожение видов. Непосредственное воздействие на растительный покров: распашка земель, вырубка и выжигание лесов, выпас домашних животных, выкашивание, осушение, орошение и обводнение. Также загрязнение атмосферы, создание рудеральных мест обитания (мусорные свалки, пустыри) и отвалов, создание культурных фитоценозов. К этому следует добавить многообразные формы растениеводческой и животноводческой деятельности, мероприятия по защите растений, охране редких и экзотических видов, промысел животных, их акклиматизацию и т.п. Влияние антропогенного фактора с момента появления человека на Земле постоянно усиливалось. В настоящее время судьба живого покрова нашей планеты и всех видов организмов находится в руках человеческого общества, зависит от антропогенного влияния на природу.

 

2.1. Ограничивающие факторы среды

 

В совокупном давлении среды  выделяются факторы, которые сильнее всего ограничивают успешность жизни организмов. Такие  факторы называют ограничивающими, или лимитирующими.  

Лимитирующие (ограничивающие) факторы – это  

1)любые факторы, тормозящие рост  популяции в экосистеме; 2)факторы  среды, значение которых сильно  отклоняется от оптимума.  

При наличии оптимальных сочетаний  множества факторов один лимитирующий фактор может привести к угнетению  и гибели организмов. Например, теплолюбивые растения погибают при отрицательной  температуре воздуха, несмотря на оптимальное  содержание элементов питания в почве, оптимальную влажность, освещенность и так далее. Лимитирующие факторы являются незаменимыми в том случае, если они не взаимодействуют с другими факторами. Например, недостаток минерального азота в почве нельзя скомпенсировать избытком калия или фосфора.  

Лимитирующие  факторы для наземных экосистем:   

- температура;  

- вода;  

- свет;  

- питательные  вещества в почве.  

Лимитирующие  факторы для водных экосистем:   

- температура;  

- солнечный  свет;  

- содержание  растворенного кислорода;   

- соленость.  

Обычно  эти факторы взаимодействуют  таким образом, что один процесс  ограничен одновременно несколькими  факторами, и изменение любого из них приводит к новому равновесию. Например, увеличение доступности пищи, и уменьшение давления хищников могут привести к возрастанию численности популяции.  

Примерами ограничивающих факторов являются: выходы неразмываемых пород, базис эрозии, борта долины и др.  

Так, фактором, ограничивающим распространение оленей, является глубина снежного покрова; бабочки озимой совки (вредителя овощных и зерновых культур) — зимняя температура  и т. д.  

Представление о лимитирующих факторах основывается на двух законах экологии: законе минимума и законе толерантности.

 

2.2. Закон минимума Ю.Либиха.  

 

 

 В середине 19 века немецкий ученый химик-органик Либих, изучая влияние различных микроэлементов на рост растений, первый установил следующее: рост растений ограничивается элементом, концентрация и значение которого лежит в минимуме, т. е присутствует в минимальном количестве. Образно закон минимума помогает представить так называемая «бочка Либиха». Это бочка, деревянные рейки у которой разной высоты. Понятно, что какой бы высоты ни были остальные рейки, налить воды в бочку можно ровно столько, какова высота самой короткой рейки. Так и лимитирующий фактор ограничивает жизнедеятельность организмов, несмотря на уровень (дозу) остальных факторов. Например, если дрожжи поместить в холодную воду, низкая температура станет лимитирующим фактором их размножения. Это знает каждая хозяйка, а потому оставляет дрожжи «набухать» (а на самом деле размножаться) в теплой воде с достаточным количеством сахара.   

Ограничивать, или лимитировать развитие организмов могут и тепло, и свет, и вода, и кислород, и другие факторы, если их качение соответствует экологическому минимуму. Например, тропическая рыба морской ангел погибает, если температура воды опустится, ниже 16 °С. А развитие водорослей в глубоководных экосистемах лимитируется глубиной проникновения солнечного света: в придонных слоях водорослей нет.  

Позднее (в 1909г.) закон минимума был истолкован Ф. Блекманом более широко, как действие любого экологического фактора, находящегося в минимуме: факторы среды, имеющие в конкретных условиях наихудшее значение, особенно ограничивают возможность существования вида в данных условиях вопреки и, не смотря на оптимальное сочетание других отельных условий.  

В современной  формулировке закон минимума звучит так: выносливость организма определяется самым слабым звеном в цепи его экологических потребностей.  

Для успешного  применения закона лимитирующих факторов на практике необходимо соблюдать два принципа:  

- Первый - ограничительный, то есть  закон строго применим лишь  в условиях стационарного состояния,  когда сбалансированы приток и отток энергии и веществ. Например, в некотором водоеме рост водорослей ограничивается в естественных условиях недостатком фосфатов. Соединения азота при этом содержатся в воде в избытке. Если в этот водоем начнут сбрасывать сточные воды с высоким содержанием минерального фосфора, то водоем может «зацвести». Этот процесс будет прогрессировать до тех пор, пока один из элементов не израсходуется до ограничительного минимума. Теперь это может быть азот, если фосфор продолжает поступать. В переходный же момент (когда азота еще достаточно, а фосфора уже достаточно) эффекта минимума не наблюдается, т. е. ни один из этих элементов не влияет на рост водорослей.  

- Второй - учитывает взаимодействие  факторов и приспособляемость  организмов. Иногда организм способен  заменить дефицитный элемент другим, химически близким. Так, в местах, где много стронция, в раковинах моллюсков он может заменять кальций при недостатке последнего. Или, например, потребность в цинке у некоторых растений снижается, если они растут в тени. Следовательно, низкая концентрация цинка меньше будет лимитировать рост растений в тени, чем на ярком свету. В этих случаях лимитирующее действие даже недостаточного количества того или иного элемента может не проявляться.

 

2.3. Закон толерантности В. Шелфорда   

 

Понятие о том, что наравне с минимумом  лимитирующим фактором может быть и  максимум, ввел спустя 70 лет в 1913 г. после Либиха, американский зоолог В.Шелфорд. Он обратил внимание на то, что ограничивать развитие живых организмов могут не только те экологические факторы, значения которых минимальны, но и те, которые характеризуются экологическим максимумом, и сформулировал закон толерантности: «лимитирующим фактором процветания популяции (организма) может быть как минимум, так и максимум экологического воздействия, а диапазон между ними определяет величину выносливости (предел толерантности) или экологическую валентность организма к данному фактору)».   

Рис. 1. Схема действия экологического фактора на растение: 1 — точка  минимума; 2- точка оптимума; 3- точка максимума

Благоприятный диапазон действия экологического фактора  называется зоной оптимума (нормальной жизнедеятельности). Чем значительнее отклонение действия фактора от оптимума, тем больше данный фактор угнетает жизнедеятельность популяции. Этот диапазон называется зоной угнетения или пессимума. Максимально и минимально переносимые значения фактора - это критические точки, за пределами которых существование организма или популяции уже невозможно. Предел толерантности описывает амплитуду колебаний факторов, которая обеспечивает наиболее полноценное существование популяции. Отдельные особи могут иметь несколько иные диапазоны толерантности.  

Позднее были установлены пределы толерантности  относительно различных экологических факторов для многих растений и животных. Законы Ю. Либиха и В. Шелфорда помогли понять многие явления и распределение организмов в природе. Организмы не могут быть распространены повсюду потому, что популяции имеют определенный предел толерантности по отношению к колебаниям экологических факторов окружающей среды.   

Многие  организмы способны менять толерантность  к отдельным факторам, если условия меняются постепенно. Можно, например, привыкнуть к высокой температуре воды в ванне, если залезть в теплую воду, а потом постепенно добавлять горячую. Такая адаптация к медленному изменению фактора - полезное защитное свойство. Но оно может оказаться и опасным. Неожиданное, без предупреждающих сигналов, даже небольшое изменение может оказаться критическим. Наступает пороговый эффект: последняя капля» может оказаться фатальной. Например, тонкая веточка может привести к перелому уже перегруженной спины верблюда.  

Принцип лимитирующих факторов справедлив для  всех типов живых организмов - растений, животных, микроорганизмов и относится как к абиотическим, так и к биотическим факторам. Например, лимитирующим фактором для развития организмов данного вида может стать конкуренция со стороны другого вида. В земледелии лимитирующим фактором часто становятся вредители, сорняки, а для некоторых растений лимитирующим фактором развития становится недостаток (или отсутствие) представителей другого вида. В соответствии с законом толерантности любой избыток вещества или энергии оказывается загрязняющим среду началом. Так, избыток воды даже в засушливых районах вреден, и вода может рассматриваться как обычный загрязнитель, хотя в оптимальных количествах она просто необходима. В частности, избыток воды препятствует нормальному почвообразованию в черноземной зоне.  

Было  установлено следующее:

• организмы с широким диапазоном толерантности ко всем факторам широко распространены в природе и часто бывают космополитами, например, многие патогенные бактерии;
• организмы могут иметь широкий диапазон толерантности в отношении одного фактора и узкий диапазон относительно другого. Например, люди более выносливы к отсутствию пищи, чем к отсутствию воды, т. е. предел толерантности относительно воды более узкий, чем относительно пищи;
• если условия по одному из экологических факторов становятся неоптимальными, то может измениться и предел толерантности по другим факторам. Например, при недостатке азота в почве злакам требуется гораздо больше воды;
• пределы толерантности у размножающихся особей и потомства меньше, чем у взрослых особей, т.е. самки в период размножения и их потомство менее выносливы, чем взрослые организмы. Так, географическое распределение промысловых птиц чаще определяется влиянием климата на яйца и птенцов, а не на взрослых птиц. Забота о потомстве и бережное отношение к материнству продиктованы законами природы. К сожалению, иногда социальные «достижения» противоречат этим законам;
• экстремальные (стрессовые) значения одного из факторов ведут к снижению предела толерантности по другим факторам. Если в реку сбрасывается нагретая вода, то рыбы и другие организмы тратят почти всю свою энергию на преодоление стресса. Им не хватает энергии на добывание пищи, защиту от хищников, размножение, что приводит к постепенному вымиранию. Психологический стресс также может вызывать многие соматические (гр. soma - тело) заболевания не только у человека, но и у некоторых животных (например, у собак). При стрессовых значениях фактора адаптация к нему становится все более и более «дорогостоящей».

 

  Возможно  выделение вероятных слабых звеньев  среды, которые могут оказаться  критическими или лимитирующими. При целенаправленном воздействии на лимитирующие условия можно быстро и эффективно повышать урожайность растений и производительность животных. Так, при разведении пшеницы на кислых почвах никакие агрономические мероприятия не дадут эффекта, если не применять известкование, которое снизит ограничивающее действие кислот. Или, если выращивать кукурузу на почвах с очень низким содержанием фосфора, то даже при достаточном количестве воды, азота, калия и других питательных веществ она перестает расти. Фосфор в данном случае - лимитирующий фактор. И только фосфорные удобрения могут спасти урожай. Растения могут погибнуть и от слишком большого количества воды или избытка удобрений, которые в данном случае тоже являются лимитирующими факторами.   

Если изменение  значения лимитирующего фактора  приводит к много большему (в сравниваемых единицах) изменению выходной характеристики системы или других элементов, то лимитирующий фактор называют управляющим элементом по отношению к этим последним управляемым характеристикам, или элементам.  

Часто хорошим  способом выявления лимитирующих факторов служит изучение распределения и  поведения организмов на периферии  их ареала. Если согласиться с утверждением Андреварты и Бирча (1954), что распределение и обилие контролируются одними факторами, то изучение периферии ареала должно быть вдвойне полезным. Однако многие экологи считают, что численность в центре ареала и распределение на его периферии могут управляться совершенно разными факторами, тем более что, как обнаружено генетиками, особи периферических популяций, могут отличаться от особей центральных популяций на уровне генотипа.

 

 

2.4.Реализация закона лимитирующих факторов в реальных экосистемах

 

Рассмотрим на примере  реальных организмов и экосистем воздействие некоторых абиотических и биотических факторов, происходящее согласно закону лимитирующих факторов. Обратимся при этом к первоначальным объектам опытов немецкого химика - растениям. Наблюдение за растениями является более простым по сравнению c наблюдением за животными, особенно при изучении травянистых растений, так как фиксированное место обитания и сравнительно быстрая смена поколений значительно облегчают работу наблюдателем.

Обратимся к воздействию  на жизнедеятельность растений содержащегося в атмосферном воздухе углекислого газа, являющегося одним из субстратов фотосинтеза. Количество углекислого газа в атмосферном воздухе невелико, и поэтому даже незначительное его колебание весьма важно для зеленых растений. Углекислый газ поступает в атмосферу в результате дыхания животных и растений, процессов горения органического вещества, деятельности вулканов.

Важным источником углекислого  газа является деятельность почвенных  микроорганизмов, или так называемые почвенные дыхания; огромное количество углекислого газа выделяется при сжигании углеродистого топлива, то есть каменного угля, нефти, природного газа и продуктов их переработки; этот источник углекислого газа в условиях современного уровня индустриализации становится все более актуальным. Так, в крупных городах, a особенно в их промышленных районах количество углекислого газа в атмосферном воздухе может достигать 0,8-0,12 %, в то время как в поле или на лугу в результате фотосинтетической активности зеленых растений, потребляющих в светлое время суток очень большое количество углекислого газа, содержится его обычно около 0,02 % .

Количество углекислого  газа в атмосфере зависит не только от размещения источников его поступления  и потребителей, оно меняется и  во времени. Наиболее выражено изменение, носящее сезонный характер: осенью и зимой содержание углекислого газа в атмосфере повышено из-за различной степени снижения фотосинтетической активности растений, тогда как летом из-за активной ассимиляции растений его содержание в воздухе значительно снижается. Изменяется количество углекислого газа и в течение суток: растения потребляют его только днем, поэтому в светлое время суток над сушей концентрация углекислого газа всегда ниже, чего ночью. Например, концентрация углекислого газа в нижних слоях атмосферы над полем, занятым сахарным свеклой, за среднестатистический световой июльский день в условиях средней полосы России снижается на 12-14 %.

Колебания содержания углекислого  газа в атмосферном воздухе существенно  отражается на величине фотосинтеза и, следовательно, на питании зеленых растений. Даже незначительные изменения - уменьшение или увеличение концентрации углекислого газа - влияют на рост и развитие растений, их внешний облик и процессы жизнедеятельности. Обычное среднестатистическое содержание углекислого газа в воздухе, близкое к 0,03 %, не является оптимальным для жизнедеятельности растений. Поэтому достаточно высокая интенсивность фотосинтеза может быть достигнута либо при быстром перемещении различных масс, обеспечивающих приток углекислого газа к ассимилирующим органам растений, либо благодаря деятельности гетеротрофов, осуществляющих в природе процессы размножения, сопровождающиеся выделением углекислого газа.

Увеличение концентрации углекислого газа в атмосферном  воздухе приводит к усилению фотосинтеза, однако результат многочисленных исследований показывает, что увеличение интенсивности фотосинтеза c ростом концентрации углекислого газа в атмосферном воздухе происходит лишь до определенного момента, после которого дальнейшее повышение его содержания уже не увеличивает ассимиляцию. Когда концентрация углекислого газа в воздухе достигает очень высокого уровня (2,5 - 20 % объема углекислого газа в воздухе), наблюдается снижение интенсивности фотосинтеза. Одной из причин такого угнетения является то, что в ответ на высокую концентрацию углекислого газа в атмосферном воздухе закрываются устьица, и поступление воздуха c содержащимся в нем углекислым газом в лист фактически прекращается. Таким образом, воздействие на растения углекислого газа является классическим примером реализации закона минимумов Либиха применительно к абиотическим факторам в реально существующих условиях. В данном случае ясно прослеживается наличие пределов устойчивости, диапазонов устойчивости зоны оптимума и стрессовых зон, обусловленное воздействием на растения углекислого газа.