Естественные природные факторы применяются в следующих видах:
а) солнечное облучение в процессе ЛФК и солнечные ванны как метод закаливания; б) аэрация в процессе ЛФК и воздушные ванны как метод закаливания; в) частичные и общие обливания, обтирания и гигиенический душ, купание в пресных водоемах и море.
Наиболее благоприятные условия внешней среды и более широкие возможности для применения средств ЛФК имеются на курортах и в санаториях, где движение, солнце, воздух и вода становятся мощными факторами оздоровления.
Закаливание - комплекс методов целенаправленного повышения функциональных резервов организма и его устойчивости к неблагоприятному действию физических факторов окружающей среды (пониженной или повышенной температуры воздуха, воды, пониженного атмосферного давления и др.) путем систематического тренирующего дозированного воздействия этими факторами.
Закаливание - одно из важнейших направлений профилактики, составная часть мероприятий по укреплению здоровья в санаториях, домах отдыха, пансионатах. Закаливание можно рассматривать как адаптацию, которая достигается путем систематического многократного воздействия того или иного физического фактора на организм, что вызывает перестройку метаболизма и некоторых физиологических функций, направленную на обеспечение гомео-стаза; при этом совершенствуются нейрогуморальные и обменные процессы в различных органах и системах.
Закаливание специфично, то есть определяется постепенным снижением чувствительности организма к действию определенного физического фактора. Организм человека, несмотря на разностороннее воздействие внешних факторов, обладает высокой способностью сохранять постоянство своей внутренней среды (состав крови, температура тела и т.п.), при которой только и возможна его жизнедеятельность. Малейшее нарушение этого постоянства свидетельствует о заболевании. Закаленный человек обладает высоким жизненным тонусом, не подвержен заболеваниям, в любых условиях способен сохранять спокойствие, бодрость, оптимизм. Наиболее эффективны систематические закаливающие тренировки с воздействием разнообразных природно-климатических факторов.
Приступая к закаливанию воздухом, водой и солнцем, необходимо учитывать следующее.
· Закаливание следует начинать с простейших форм (воздушные ванны, обтирание, обливание холодной водой и др.), только после этого постепенно увеличивать закаливающую дозировку и переходить к более сложным формам. Приступать к купанию в холодной и ледяной воде можно только после соответствующей подготовки и консультации у врача.
· Полезно чаще и дольше находиться на свежем воздухе. При этом нужно одеваться так, чтобы не испытывать в течение долгого времени ни холода, ни излишнего тепла (чрезмерное укутывание создает тепличные условия для кожи и сосудов, что способствует перегреву, а понижение температуры приводит к быстрому переохлаждению и простуде).
· Нельзя злоупотреблять закаливанием. Так, при воздействии холода нельзя допускать появления озноба и посинения кожи, при солнечном облучении - покраснения кожи и перегрева тела.
Закаливание солнцем. Солнечные лучи - сильный раздражитель. Под их воздействием происходят изменения почти всех физиологических функций: повышается температура тела, учащается и углубляется дыхание, расширяются кровеносные сосуды, усиливается потоотделение, активизируется обмен веществ.
При правильном дозировании регулярное солнечное облучение положительно влияет на функциональное состояние нервной системы, повышает устойчивость организма к действию солнечной радиации, улучшает обменные процессы. Все это совершенствует деятельность внутренних органов, повышает работоспособность мышц, усиливает сопротивляемость организма заболеваниям.
Злоупотребление солнечными ваннами может вызвать серьезные осложнения, в том числе малокровие, нарушение обмена веществ, а при повышенной радиационной активности солнца -развитие лейкемии. Приступая к солнечным закаливающим процедурам, необходимо строго соблюдать постепенность и последовательность в наращивании дозировок облучения, учитывая состояние здоровья, возраст, климатические и радиационные условия солнцестояния и другие факторы. Летом начинать прием солнечных ванн лучше утром (с 8 до 11 ч), весной и осенью - днем (с 11 до 14 ч) в защищенных от ветра местах. Здоровым людям следует начинать закаливание солнцем с пребывания под прямыми солнечными лучами в течение 10-20 мин, постепенно увеличивая продолжительность процедуры на 5-10 мин и доводя ее до 2-3 ч. Через каждый час закаливания необходимо отдыхать в тени не менее 15 мин.
Закаливание воздухом - простейшая, наиболее доступная и легко воспринимаемая форма закаливания, которая повышает устойчивость организма к переохлаждению, предохраняет от простудных заболеваний, улучшает функцию дыхания, обмен веществ, работу сердечно-сосудистой системы. Такое закаливание можно проводить независимо от времени года и погодных условий (во время занятий физическими упражнениями, находясь в туристическом походе, на прогулке и т.п.).
Важная форма закаливания - воздушные ванны (табл. 2.2). Начинать их прием лучше в теплые дни в защищенных от ветра местах, можно в движении (например, во время выполнения физических упражнений); продолжительность процедуры дозируется индивидуально (в зависимости от состояния здоровья и степени закаленности, а также в соответствии с температурой и влажностью воздуха).
Таблица 2.2 Продолжительность процедуры закаливания (мин)
Поиск по книге ← + Ctrl + →Естественные факторы природы в системе физического воспитания
Оздоровительное влияние физических упражнений на организм детей и подростков наилучшим образом достигается при сочетании их с использованием естественных природных факторов (воздух, солнце и вода).
Одним из основных средств укрепления здоровья является Закаливание, т. е. система мероприятий, дающих возможность организму быстро и адекватно приспособиться к воздействиям окружающей среды. Правильно используя естественные факторы природы, удается повысить сопротивляемость вредным воздействиям, патогенным микроорганизмам, а также достигнуть благоприятных сдвигов в функциональном состоянии организма: улучшаются основной обмен, работа сердечно-сосудистой и дыхательной систем, совершенствуется процесс терморегуляции, повышается мышечный тонус.
Научные исследования по изучению влияния различных видов и методов закаливания на физиологические функции организма позволили сформулировать принципы организации закаливания:
1) постепенность закаливания, т. е. постепенное увеличение силы воздействия закаливающего фактора:
2) систематичность закаливания. Длительный перерыв в закаливании ведет к постепенному угасанию выработанных условных рефлексов;
3) разнообразие средств закаливаниия. Длительное применение какого-либо раздражителя в целях закаливания повышает сопротивляемость организма только данному раздражителю.
Целесообразно проводить закаливание во время занятий физическими упражнениями и спортом. Утренняя гимнастика с последующими водными процедурами, подвижные и спортивные игры на воздухе, купание в открытом водоеме, туристические походы, лыжные и пешие прогулки, проводимые в различных метеорологических условиях, содействуют увеличению закаливающего эффекта.
Проведение всех закаливающих процедур требует постоянного контроля со стороны медицинских работников. Это контроль за условиями, в которых проводится закаливание, их рациональным использованием и влиянием на организм.
Закаливание воздухом - самое распространенное и всем доступное средство закаливания. Воздух воздействует на организм человека в течение всей его жизни. Необходимо, чтобы это постоянное воздействие всегда оказывало благоприятное влияние, стимулирующее правильные рост и развитие организма. Действие воздуха воспринимается нервными окончаниями кожных покровов и слизистых оболочек дыхательных путей. Характер влияния воздуха на организм определяется соотношением его качественных показателей: температуры, влажности, движения, давления, ионизации.
При проведении воздушных ванн необходимо учитывать состояние здоровья детей и их индивидуальную реакцию. Нельзя допускать резкого охлаждения, а тем более переохлаждения. Поэтому во время приема воздушных ванн рекомендуется проводить подвижные игры, а с целью усиления их положительного влияния на организм целесообразны после них водные процедуры (купание в водоеме, душ, обливание или обтирание).
Физиологическое действие водных процедур и результат их влияния на организм подобны действию воздушных ванн. В порядке нарастания силы раздражения водные процедуры распределяются следующим образом: обтирание, обливание, ванна, душ, купание в открытом или закрытом водоеме. Сила раздражения водой достигается увеличением площади соприкосновения с ней, снижением температуры воды и удлинением времени ее воздействия. Выбор водных процедур определяется врачом с учетом возраста детей и данных об их здоровье. Водные процедуры начинают проводить водой нейтральной температуры (34-36° С) продолжительностью от 2 до 15 мин. Для здоровых детей температуру воды каждые 2 дня снижают на 1-2 ° С, доводя до 18-20° С в зависимости от возраста.
Полезно купание в открытых и закрытых водоемах, особенно в море, так как оно сопровождается физической нагрузкой и вызывает положительные эмоции. Купаться следует 1 раз в сутки. Рекомендуется купаться при температуре воды не ниже 22° С и при температуре воздуха не ниже 24° С, в тихую погоду.
Солнечные ванны оказывают на организм наиболее сильное физиологическое действие по сравнению с другими природными факторами закаливания. Многостороннее влияние ультрафиолетовых лучей на организм при условии их правильного использования выражается в улучшении состояния и физического развития, повышении защитных сил организма, его сопротивляемости инфекциям и другим вредным воздействиям окружающей среды. Повышается интенсивность , улучшается состав крови, нормализуются функции и взаимодействие всех органов и тканей.
Закаливание детей солнечными лучами целесообразно сочетать с воздушными ваннами и водными процедурами.
Методы и средства закаливания должны подбираться (при обязательной консультации медицинского работника) индивидуально в зависимости от возраста и состояния здоровья детей и подростков.
При осуществлении текущего санитарного надзора за детскими и подростковыми учреждениями обязательному контролю подлежит организация закаливающих мероприятий в них, особенно в учреждениях интернатного типа и с высокими показателями заболеваемости детей и подростков. При этом обращают внимание на следующее:
комплекс закаливающих (специальных и ежедневных) процедур;
организацию специальных закаливающих процедур (место в режиме дня; время, затраченное на проведение процедуры всеми детьми; методика проведения; реакция детей на воздействующий раздражитель; участие медицинского персонала и воспитателей) ;
осуществление врачебного контроля за организацией и проведением закаливающих мероприятий (предварительный осмотр детей, назначение закаливающих процедур, регистрация рекомендаций и проведенной процедуры);
анализ заболеваемости в зависимости от комплекса воздействующих факторов, определение эффективности проводимых мероприятий и др.
По результатам проверки даются общее заключение об организации и проведении закаливающих мероприятий среди детей и подростков в организованных коллективах, а также конкретные рекомендации по оптимизации этой оздоровительной работы.
← + Ctrl + →
Физическое воспитание в детских и подростковых учреждениях
Медицинский контроль за физическим воспитанием
Естественные силы природы (солнечные лучи, воздух, вода) являются важным средством укрепления здоровья и повышения работоспособности.
В физической культуре естественные силы могут быть использованы в двух направлениях:
- 1. как сопутствующие условия занятий физическими упражнениями, когда естественные факторы среды дополняют, усиливают и оптимизируют воздействие физических упражнений (занятия физическими упражнениями на свежем воздухе, при облучении солнечными лучами, в воде и т.п.).
- 2. для закаливания организма занимающихся. В этом случае естественные силы природы используются в виде специальных процедур (воздушные и солнечные ванны, купание и др).
Пребывание на открытом воздухе ускоряет обменные процессы в организме, укрепляет сосуды, улучшает работу сердца, возбуждает мозговую деятельность, повышает общий тонус организма. В процессе занятий физическими упражнениями на свежем воздухе повышается приспособляемость организма человека к климатическим факторам и устойчивость к заболеваниям и стрессам.
В процессе целенаправленного использования естественных сил природы для закаливания организма выделяют четыре метода :
- - аэропрофилактика - обеспечение организма чистым воздухом с достаточным количеством кислорода; закаливание организма прохладным и холодным воздухом при наличии одежды; закаливание воздухом открытого тела (воздушные ванны);
- - гелиопрофилактика - закаливание организма солнечным облучением (солнечные ванны);
- - гидропрофилактика - купание в открытых водоёмах при воздействии воздушной среды и солнечной радиации;
- - смена климатических условий как способ закаливания организма.
Известно, что в высокогорных районах естественные силы природы оказывают наиболее благоприятное воздействие на организм человека. Так, Зимняя Олимпиада в Солт-Лейк-Сити (2002), который расположен высоко в горах, славится количеством мировых и олимпийских рекордов, установленных спортсменами.
К разряду гигиенических факторов относятся мероприятия по личной и общественной гигиене труда, быта, отдыха, питания, окружающей среды и т.п. В процессе выполнения физических упражнений, оказывающих разностороннее влияние на организм занимающихся, соблюдение гигиенических норм и правил является обязательным, т.к. оно повышает эффект воздействия физических упражнений. Кроме того, при создании необходимых гигиенических условий большое значение имеет состояние материально-технической базы, спортивного оборудования, инвентаря, одежды. Существенную роль в процессе систематических занятий физическими упражнениями играет также научно обоснованный режим.
Таким образом, грамотное использование физических упражнений, естественных сил природы и гигиенических факторов позволяет успешно развивать физические и духовные качества людей, подготавливая их к успешной профессиональной и личной деятельности .
К естественным факторам природы относятся воздух, вода и солнце, они являются основными средствами закаливания.
Под закаливанием понимают систему гигиенических мероприятий, направленных на повышение устойчивости организма к неблагоприятным воздействиям различных метеорологических факторов (холода, тепла, солнечной радиации, пониженного атмосферного давления).
Закаливание в своей основе представляет своеобразную тренировку всего организма и прежде всего терморегуляционного аппарата, к действию различных метеорологических факторов. В процессе закаливания при многократном воздействии специфических раздражителей под влиянием нервной регуляции формируются определённые функциональные системы, обеспечивающие приспособительный эффект организма. Благодаря этому организм получает возможность безболезненно переносить чрезмерное воздействие холода, высокой температуры и т.д.
Закаливание может осуществляться в ходе специально организованных занятий, в процессе приема закаливающих средств- процедур и в повседневной жизни.
VIII.1 Закаливание воздухом- приём воздушных ванн- наиболее "нежная" и безопасная закаливающая процедура. С воздушных ванн рекомендуется начинать систематическое закаливание.
Воздушные ванны по вызывающему теплоощущению подразделяются на тепловые (температура воздуха +30 +20 градусов),прохладные (+20 +14градусов С), и холодные (+14С и ниже).
VIII.2. Водные процедуры- более интенсивная закаливающая процедура, так как вода обладает теплопроводимостью в 28 раз большей, чем воздух. Систематическое применение водных процедур -надёжное профилактическое средство против вредных влияний различных случайных охлаждений тела.
VIII.3. Закаливание солнцем.
Солнечные лучи, прежде всего ультрафиолетовые, благотворно влияют на организм человека. Под их влиянием повышается тонус Ц.Н.С., улучшается барьерная функция кожи, активизирует деятельность желез внутренней секреции, улучшается обмен веществ и состав крови, в коже образуется витамин Д, который регулирует обмен веществ в организме. Всё это положительно сказывается на работоспособности и общем настроении человека. Кроме того, солнечная радиация оказывает губительное действие на болезнетворные микробы.
Закаливаться солнцем можно лёжа и в движении, спустя 30-40 минут после приёма пищи, лучше утром (с 7 до 11 часов).
VIII. Трудотерапия, хозяйственные и бытовые виды работ.
Трудотерапия-это активный лечебный метод восстановления утраченных функций у больных при помощи полноценной, разумной работы, направленной на создание полезного продукта.
Как отмечали М.С.Лебединский и ВЛ.Мяснищев, общее значение трудотерапии находит своё выражение в следующих моментах:
Трудовая деятельность стимулирует процессы жизнедеятельности и повышает сопротивляемость организма, благоприятствует развитию процесса компенсации.
Трудовая деятельность создаёт нервно-психическую динамику, отвлекающую от болезненных представлений или тормозящую их по механизму отрицательной индукции.
Труд укрепляет высшие регуляторные (интеллектуально-волевые) процессы у больного в соответствии с условиями и требованиями реальности.
Труд оказывает психотерапевтическое воздействие, основанное на предыдущих трёх моментах (повышает психический тонус, освобождает от сознания неполноценности).
Труд имеет социально-терапевтическое значение, восстанавливая связи больного с коллективом и осознание себя не как иждивенца, а как работоспособного человека, приносящего пользу обществу.
Труд как средство терапии нашел широкое применение во всех областях медицины: неврологии, нейрохирургии, травматологии, психотерапии и т.д.
В реабилитационных центрах используют три вида трудотерапии:
Общеукрепляющая- является средством повышения общего жизненного тонуса больного. Они оказывают действие на весь организм больного- на деятельность нервно-мышечного аппарата, сердечно-сосудистой системы и внутренних органов.
Восстановительная- трудотерапия применяется для активизации временного снижения у больного функции двигательного аппарата и носит более целенаправленный характер.
Профессиональная трудотерапия обеспечивает восстановление утраченных или ослабленных в результате травм или болезни профессиональных навыков и проводится на заключительном этапе трудовой реабилитации.
Использование трудотерапии как метода реабилитации больных позволяет приспосабливать, тренировать и развивать остаточные возможности нарушенных функций, тем самым способствуя их восстановлению. Трудотерапия имеет огромное психотерапевтическое значение, отвлекая больного от мысли о заболевании, инвалидности. Приучает больных к работе в коллективе, если возможно, на предприятии.
В каждом реабилитационном центре обязательно должно быть отделение трудотерапии, в котором создаются необходимые условия для эффективного использования лечения трудом. В состав отделения входят лечебные мастерские, профиль которых определяется в соответствии с контингентом больных.
К хозяйственным видам работ можно отнести работу на приусадебном участке такую, как копка и рыхление почвы, подноска воды и поливка растений, посадка, прополка растений, сбор урожая, работа пилой, рубанком, топором и другие слесарные и столярные виды работ.
К бытовым видам- закупка, доставка продуктов питания, приготовление пищи, стирка, глаженье белья, уборка помещения, поездка на работу и с работы, рабочая деятельность и другие виды.
Жизнь современного человека стала чрезмерно напряжённой. Повседневное выполнение чрезмерных нагрузок выше перечисленных видов работ может вызвать у человека нервные стрессы, отрицательные эмоции, физические и умственные перегрузки.
Если внимательно присмотреться к окружающим нас людей, можно увидеть, условно, два противоположных типа отношений к работе (А и Б).
Люди типа "А"- отличаются чувством ответственности, честолюбием, постоянным стремлением к успеху. Они вечно загружены работой, пренебрегают отдыхом, активны в достижении целей. Которые впрочем, не всегда чётко у них определены. Тип "А"- жёсткая, конфликтная, эмоциональная личность.
К типу "Б" -относятся спокойные, неторопливые, уравновешенные люди. Они не берут на себя дополнительных нагрузок, любят и умеют отдыхать. На производстве они думают о работе, в выходные дни и отпуске- об отдыхе, дома- о семье. Эти люди степенны, добродушны, легко переносят трудности и невзгоды жизни, в меру эмоциональны.
У людей типа "А" нервная система не располагает достаточным запасом прочности, поэтому в условиях стрессов у них чаще развиваются срывы. Значительно устойчивее люди типа "Б", что положительно отражается на их здоровье, работоспособности. У них обычно недолго длятся такие отрицательные эмоции, как тревога, печаль, страх, гнев. Рациональная оценка событий быстро ставит всё на свои места.
В эти две модели невозможно уложить всё многообразие человеческой деятельности. Тем не менее и они помогут целенаправленно заняться профилактикой нарушений здоровья и максимально повысить работоспособность. Для этого нужно выявить, к какому типу вы больше тяготеете, а затем оценить сильные и слабые стороны этого типа. Например, люди типа "А" могут использовать рациональную организацию труда, аутогенную тренировку и другие методы для защиты нервной системы от перегрузок. Самоанализ будет полезен и людям типа "Б", ведь они смогут проявлять больше деловой инициативы, активнее участвовать в трудовой жизни, научатся сопереживать ближним, принимать близко к сердцу чужие радости и невзгоды.
Необходимо каждому человеку научиться правильно работать и отдыхать, вот секреты вашей бодрости и долголетия.
О.Н., Кузнецов В.С. Лыжная подготовка: Методика преподавания: Учебное пособие. – М., 1999.
Ашмарин Б.А., Завьялов Л.К., Курамшин Ю.Ф. Педагогика физической культуры: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений. – СПб.; ЛГОУ, 1999.
Бутин И.М. Лыжный спорт: Учебник. – М., 2000.
Волков Л.В. Теория и методика детского и юношеского спорта К.: Олимпийская литература, 2002. – 296 с.
Гогунов Е.Н., Мартьянов Б.И. Психология физического воспитания и спорта: Учебное пособие. – М., 2000.
Дубровский В.И. Валеология. Здоровый образ жизни. – М., 1999. – 560 с.
Железняк Ю.Д., Портнов Ю.М. Спортивные игры: Учебник. – М., 2000.
Жуков М.Н. Подвижные игры: Учебник. – М., 2000.
Лечебная физическая культура (под ред. С.Н.Попова) 4-е изд. М. Издательский центр «Академия». 2007. 406с.
Матвеев Л.П. Общая теория спорта и ее прикладные аспекты. – м.: Известия, 2001. – 333 с.
Организация и проведение физкультурно-оздоровительных мероприятий в школе. 1-11 классы.: метод. пособие/Г.И.Погадаев, Б.И.Мишин. – М.: Дрофа, 2005. – 110 с.
Плавание: учебник / под общ. ред. Н.Ж. Булгаковой. – М.: Физкультура и спорт, 2001. – 398 с.
Платонов В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и ее практические приложения. – К.: Олимпийская литература, 2004. – 808 с.
Смирнов Ю.И., Полевщиков М.М. Спортивная метрология: Учебник. – М., 2000.
Специализация «Физкультурно-оздоровительные технологии»: Учебное пособие/ Под ред. Г.Н.Голубевой. – Набережные Челны: КамГИФК, 2007. – 124 с.
Теория и методика физической культуры: Учебник / Под ред. проф. Ю.Ф. Курамшина. – 2-е изд., испр. – М.: Советский спорт, 2004. – 464 с.
Холодов Ж.К. Теория и методика физического воспитания и спорта: Учебное пособие для студентов высших учебных заведений/ Ж.К.Холодов, В.С.Кузнецов. – 5-е изд., стер. – М.: Издательский центр «Академия», 2007. – 480с.
Экологические факторы — это комплекс окружающих условий, воздействующих на живые организмы. Различают факторы неживой природы — абиотические (климатические, эдафические, орографические, гидрографические, химические, пирогенные), факторы живой природы — биотические (фитогенные и зоогенные) и факторы антропогенные (воздействие человеческой деятельности). К лимитирующим относятся любые факторы, ограничивающие рост и развитие организмов. Приспособление организма к среде обитания называется адаптацией. Внешний облик организма, отражающий его приспособленность к условиям среды, называется жизненной формой.
Понятие об экологических факторах среды, их классификация
Отдельные компоненты среды обитания, воздействующие на живые организмы, на которые они реагируют приспособительными реакциями (адаптациями), называются факторами среды, или экологическими факторами. Иначе говоря, комплекс окружающих условий, влияющих на жизнедеятельность организмов, носит название экологические факторы среды.
Все экологические факторы делят на группы:
1. включают компоненты и явления неживой природы, прямо или косвенно воздействующие на живые организмы. Среди множества абиотических факторов главную роль играют:
- климатические (солнечная радиация, свет и световой режим, температура, влажность, атмосферные осадки, ветер, атмосферное давление и др.);
- эдафические (механическая структура и химический состав почвы, влагоемкость, водный, воздушный и тепловой режим почвы, кислотность, влажность, газовый состав, уровень грунтовых вод и др.);
- орографические (рельеф, экспозиция склона, крутизна склона, перепад высот, высота над уровнем моря);
- гидрографические (прозрачность воды, текучесть, проточность, температура, кислотность, газовый состав, содержание минеральных и органических веществ и др.);
- химические (газовый состав атмосферы, солевой состав воды);
- пирогенные (воздействие огня).
2. — совокупность взаимоотношений живых организмов, а также их взаимовлияний на среду обитания. Действие биотических факторов может быть не только непосредственным, но и косвенным, выражаясь в корректировке абиотических факторов (например, изменение состава почвы, микроклимата под пологом леса и т.д.). К биотическим факторам относятся:
- фитогенные (влияние растений друг на друга и на окружающую среду);
- зоогенные (влияние животных друг на друга и на окружающую среду).
3. отражают интенсивное влияние человека (непосредственно) или человеческой деятельности (опосредованно) на окружающую среду и живые организмы. К таким факторам относятся все формы деятельности человека и человеческого общества, которые приводят к изменению природы как среды обитания и других видов и непосредственно сказываются на их жизни. Каждый живой организм испытывает влияние неживой природы, организмов других видов, в том числе человека, и в свою очередь оказывает воздействие на каждую из этих составляющих.
Влияние антропогенных факторов в природе может быть как сознательным, так и случайным, или неосознанным. Человек, распахивая целинные и залежные земли, создает сельскохозяйственные угодья, выводит высокопродуктивные и устойчивые к заболеваниям формы, расселяет одни виды и уничтожает другие. Эти воздействия (сознательные) часто носят отрицательный характер, например необдуманное расселение многих животных, растений, микроорганизмов, хищническое уничтожение целого ряда видов, загрязнение среды и др.
Биотические факторы среды проявляются через взаимоотношения организмов, входящих в одно сообщество. В природе многие виды тесно взаимосвязаны, их отношения друг с другом как компонентами окружающей среды могут носить чрезвычайно сложный характер. Что касается связей между сообществом и окружающей неорганической средой, то они всегда являются двусторонними, обоюдными. Так, характер леса зависит от соответствующего типа почв, но сама почва в значительной мере формируется под влиянием леса. Подобно этому температура, влажность и освещенность в лесу определяются растительностью, но сформировавшиеся климатические условия в свою очередь влияют на сообщество обитающих в лесу организмов.
Воздействие экологических факторов на организм
Воздействие среды обитания воспринимается организмами через посредство факторов среды, называемых экологическими. Следует отметить, что экологическим фактором является только изменяющийся элемент окружающей среды , вызывающий у организмов при своем повторном изменении ответные приспособительные эколого-физиологические реакции, наследственно закрепляющиеся в процессе эволюции. Они подразделяются на абиотические, биотические и антропогенные (рис. 1).
Называют всю совокупность факторов неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Среди них различают: физические, химические и эдафические.
Физические факторы - те, источником которых служит физическое состояние или явление (механическое, волновое и др.). Например, температура.
Химические факторы — те, которые происходят от химического состава среды. Например, соленость воды, содержание кислорода и т.п.
Эдафические (или почвенные) факторы представляют собой совокупность химических, физических и механических свойств почв и горных пород, оказывающих воздействие как на организмы, для которых они являются средой обитания, так и на корневую систему растений. Например, влияние биогенных элементов, влажности, структуры почвы, содержание гумуса и т.п. на рост и развитие растений.
Рис. 1. Схема воздействия среды обитания (окружающей среды) на организм
— факторы деятельности человека, воздействующие на окружающую природную среду ( и гидросферы, эрозия почв, уничтожение лесов и т.п.).
Лимитирующими (ограничивающими) экологическими факторами называют такие факторы, которые ограничивают развитие организмов из-за недостатка или избытка питательных веществ по сравнению с потребностью (оптимальным содержанием).
Так, при выращивании растений при различных температурах точка, при которой наблюдается максимальный рост, и будет оптимумом. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которых еще возможен рост, называют диапазоном устойчивости (выносливости), или толерантности. Ограничивающие его точки, т.е. максимальная и минимальная пригодные для жизни температуры, — пределы устойчивости. Между зоной оптимума и пределами устойчивости по мере приближения к последним растение испытывает все нарастающий стресс, т.е. речь идет о стрессовых зонах, или зонах угнетения, в рамках диапазона устойчивости (рис. 2). По мере удаления от оптимума вниз и вверх по шкале не только усиливается стресс, но по достижении пределов устойчивости организма происходит его гибель.
Рис. 2. Зависимость действия экологического фактора от его интенсивности
Таким образом, для каждого вида растений или животных существуют оптимум, стрессовые зоны и пределы устойчивости (или выносливости) в отношении каждого фактора среды обитания. При значении фактора, близкого к пределам выносливости, организм обычно может существовать лишь непродолжительное время. В более узком интервале условий возможно длительное существование и рост особей. Еще в более узком диапазоне происходит размножение, и вид может существовать неограниченно долго. Обычно где-то в средней части диапазона устойчивости имеются условия, наиболее благоприятные для жизнедеятельности, роста и размножения. Эти условия называют оптимальными, в которых особи данного вида оказываются наиболее приспособленными, т.е. оставляют наибольшее число потомков. На практике выявить такие условия сложно, поэтому оптимум обычно определяют отдельные показатели жизнедеятельности (скорость роста, выживаемость и т.п.).
Адаптация состоит в приспособлении организма к условиям среды обитания.
Способность к адаптациям — одно из основных свойств жизни вообще, обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях — от биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления организмов к существованию в различных условиях выработались исторически. В результате сформировались специфические для каждой географической зоны группировки растений и животных.
Адаптации могут быть морфологическими, когда меняется строение организма вплоть до образования нового вида, и физиологическими, когда происходят изменения в функционировании организма. К морфологическим адаптациям близко примыкает приспособительная окраска животных, способность менять ее в зависимости от освещенности (камбала, хамелеон и др.).
Широко известны примеры физиологической адаптации — зимняя спячка животных, сезонные перелеты птиц.
Весьма важными для организмов являются поведенческие адаптации. Например, инстинктивное поведение определяет действие насекомых и низших позвоночных: рыб, земноводных, пресмыкающихся, птиц и др. Такое поведение генетически запрограммировано и передается по наследству (врожденное поведение). Сюда относится: способ построения гнезда у птиц, спаривание, выращивание потомства и др.
Существует также и приобретенное повеление, полученное индивидом в процессе его жизни. Обучение (или научение) - главный способ передачи приобретенного поведения от одного поколения к другому.
Способность индивида управлять своими познавательными способностями, чтобы выжить при неожиданных изменениях среды обитания, является интеллектом. Роль научения и интеллекта в поведении возрастает с совершенствованием нервной системы — увеличением коры головного мозга. Для человека — это определяющий механизм эволюции. Свойство видов адаптироваться к тому или иному диапазону факторов среды обозначается понятием экологическая мистичность вида.
Совместное действие экологических факторов на организм
Экологические факторы обычно действуют не по одному, а комплексно. Действие одного какого-либо фактора зависит от силы воздействия других. Сочетание разных факторов оказывает заметное влияние на оптимальные условия жизни организма (см. рис. 2). Действие одного фактора не заменяет действие другого. Однако при комплексном воздействии среды часто можно наблюдать «эффект замещения», который проявляется в сходстве результатов воздействия разных факторов. Так, свет не может быть заменен избытком тепла или обилием углекислого газа, но, воздействуя изменениями температуры, можно приостановить, например фотосинтез растений.
В комплексном влиянии среды воздействие различных факторов для организмов неравноценно. Их можно подразделить на главные, сопутствующие и второстепенные. Ведущие факторы различны для разных организмов, если даже они живут в одном месте. В роли ведущего фактора на разных этапах жизни организма могут выступать то одни, то другие элементы среды. Например, в жизни многих культурных растений, таких, как злаки, в период прорастания ведущим фактором является температура, в период колошения и цветения — почвенная влага, в период созревания — количество питательных веществ и влажность воздуха. Роль ведущего фактора в разное время года может меняться.
Ведущий фактор может быть неодинаков у одних и тех же видов, живущих в разных физико-географических условиях.
Понятие о ведущих факторах нельзя смешивать с понятием о . Фактор, уровень которого в качественном или количественном отношении (недостаток или избыток) оказывается близким к пределам выносливости данного организма, называется лимитирующим. Действие лимитирующего фактора будет проявляться и в том случае, когда другие факторы среды благоприятны или даже оптимальны. Лимитирующими могут выступать как ведущие, так и второстепенные экологические факторы.
Понятие лимитирующих факторов было введено в 1840 г. химиком 10. Либихом. Изучая влияние на рост растений содержания различных химических элементов в почве, он сформулировал принцип: «Веществом, находящимся в минимуме, управляется урожай и определяется величина и устойчивость последнего во времени». Этот принцип известен под названием закона минимума Либиха.
Лимитирующим фактором может быть не только недостаток, на что указывал Либих, но и избыток таких факторов, как, например, тепло, свет и вода. Как отмечалось ранее, организмы характеризуются экологическим минимумом и максимумом. Диапазон между этими двумя величинами принято называть пределами устойчивости, или толерантности.
В общем виде всю сложность влияния экологических факторов на организм отражает закон толерантности В. Шелфорда: отсутствие или невозможность процветания определяется недостатком или, наоборот, избытком любого из ряда факторов, уровень которых может оказаться близким к пределам, переносимым данным организмом (1913 г.). Эти два предела называют пределами толерантности.
По «экологии толерантности» были проведены многочисленные исследования, благодаря которым стали известны пределы существования многих растений и животных. Таким примером является влияние загрязняющего атмосферный воздух вещества на организм человека (рис. 3).
Рис. 3. Влияние загрязняющего атмосферный воздух вещества на организм человека. Макс — максимальная жизненная активность; Доп — допустимая жизненная активность; Опт — оптимальная (не влияющая на жизненную активность) концентрация вредного вещества; ПДК — предельно допустимая концентрация вещества, существенно не изменяющая жизненную активность; Лет — летальная концентрация
Концентрация влияющего фактора (вредного вещества) на рис. 5.2 обозначена символом С. При значениях концентрации С = С лет человек погибнет, но необратимые изменения в его организме произойдут при значительно меньших значениях С = С пдк. Следовательно, диапазон толерантности ограничивается именно значением С пдк = С лим. Отсюда, С пдк необходимо определить экспериментально для каждого загрязняющего или любого вредного химического соединения и не допускать превышения его С плк в конкретной среде обитания (жизненной среде).
В охране окружающей среды важны именно верхние пределы устойчивости организма к вредным веществам.
Таким образом, фактическая концентрация загрязняющего вещества С факт не должна превышать С пдк (С факт ≤ С пдк = С лим).
Ценность концепции лимитирующих факторов (С лим) состоит в том, что она дает экологу отправную точку при исследовании сложных ситуаций. Если для организма характерен широкий диапазон толерантности к фактору, отличающемуся относительным постоянством, и он присутствует в среде в умеренных количествах, то такой фактор вряд ли является лимитирующим. Наоборот, если известно, что тот или иной организм обладает узким диапазоном толерантности к какому-то изменчивому фактору, то именно этот фактор и заслуживает внимательного изучения, так как он может быть лимитирующим.
