КОНЦЕПЦИЯ на ограничаващите фактори
През 1840 г. немският земеделски химик Юстус Либиг публикува малка книга „Химията като приложение към земеделието и физиологията“. В него той описва процесите на хранене на растенията и влиянието на различни фактори и хранителни вещества върху техния растеж. Ученият установява, че добивът на култури често е ограничен (ограничен) не от онези хранителни вещества, които са необходими в големи количества, като например въглероден диоксид и вода (обикновено тези вещества присъстват в изобилие в околната среда), а от тези които са необходими в минимални количества, но които са много малко в почвата (например цинк). Той пише: "Веществото, което е минимум, контролира реколтата и определя размера и стабилността на последната във времето".
Либиг обобщава своите идеи и резултати от изследванията в дисертации, публикувани през 1855 г. В същото време се появява изразът „закон на минимума на Либиг“, въпреки че самият Либиг не говори за никакъв закон. Той пише: "Ако в почвата или в атмосферата един от елементите, участващи в храненето на растенията, е в недостатъчно количество или няма достатъчно смилаемост, растението не се развива или се развива слабо. Елемент, който напълно липсва или не е в необходимото количество пречи на други хранителни вещества. съединения, за да произведат ефекта си или поне да намалят хранителния си ефект. Липсата или дефицитът на един от необходимите елементи в присъствието на всички останали в почвата го прави стерилен за всички растения през целия живот от които е необходим този елемент ".
В най-простата си форма, във връзка със специфичните експерименти на учен, Законът на Либиг на минимумагласи: растежът на растенията зависи от хранителното вещество, което присъства в минималното количество (минимум). В съвременната формулировка законът за минимума звучи така: издръжливостта на организма се определя от най-слабото звено от веригата на неговите екологични нужди. Възможностите за живот са ограничени от фактори на околната среда, чието количество и качество са близки до минимума, необходим за даден организъм или екосистема. От това следва важен извод: по-нататъшното намаляване на действието на необходимия фактор води до смърт на организма или до унищожаване на екосистемата като цяло.
Законът на Либиг на минимума може да бъде обяснен с помощта на такива примери. Нека почвата съдържа всички елементи на минералното хранене, необходими за даден растителен вид, с изключение на един от тях, например бор или цинк. Растежът на растенията на такава почва ще бъде силно потиснат или дори невъзможен. Ако добавим правилното количество бор (цинк) към почвата, това ще доведе до увеличаване на добива. Но ако въведем други химични съединения (например азот, фосфор, калий) и дори постигнем, че всички те се съдържат в оптимални количества и бор (цинк) отсъства, това няма да даде никакъв ефект.
Изучавайки различните ограничаващи ефекти на факторите на околната среда върху насекомите, американският зоолог Виктор Ърнест Шелфорд стигна до заключението, че не само дефицит, но и излишък на такива фактори като светлина, топлина, вода, може да бъде ограничаващ. В екологията тази ситуация се нарича Законът на толерантността на Шелфорд, формулиран от него през 1913 г., той гласи: ограничителният фактор, ограничаващ развитието на организма, може да бъде поне или максимално въздействие върху околната среда.Диапазонът между тези стойности определя размера на издръжливостта на тялото. Всеки организъм може да се характеризира с екологичен минимум и екологичен максимум.
Обхватът на толерантност за всеки фактор е ограничен от неговите минимални и максимални стойности, в рамките на които може да съществува само даден организъм. (фиг. 2).
Нарича се благоприятният обхват на действие на екологичния фактор зона на оптимум (нормална жизнена дейност). Колкото по-значително е отклонението на фактора от оптимума, толкова повече този фактор инхибира жизнената активност на популацията. Този диапазон се нарича зона на потисничество. Максималните и минимални допустими стойности на даден фактор са критични точки, след които съществуването на организъм или популация вече не е възможно.
Фигура: 2. Зависимостта на резултата от действието на фактора на околната среда от него
За да се изрази степента на толерантност в екологията, се използват термини, които използват префиксите wall- (тесен) и eury- (широк). Ниско толерантни организми, тясно ограничени от някакъв екологичен фактор и способни да живеят само при условия на стабилна постоянство на този фактор, се наричат стенобионти. Те обикновено включват много паразити, видове, които живеят в океанските дълбини, в пещери, тропически гори. Напротив, наричат се организми, които могат да съществуват при широки амплитуди на променливост на факторите на околната среда еврибионти. Те са в състояние да издържат на широк спектър от интензивност на различни фактори на околната среда. Те включват много сухоземни животни. Например местообитанието на лисицата се простира от гората-тундра до степите.