Лимитирующие факторы. 
Законы минимума, максимума, толерантности

Общепринятого метода отбора лимитирующих факторов в общей экологии не существует. Возможный подход к решению данной задачи состоит в использовании законов сохранения потребляемых сообществом ресурсов с привлечением экстремальных принципов. Применение данного подхода в настоящей работе позволило сформулировать правило лимитирующего звена для сообщества из произвольного числа видов в пространстве произвольного числа факторов. Лимитирующими названы ресурсные факторы, потребляемые сообществом из окружающей среды и внутренних запасов полностью, в силу чего при отсутствии их возобновления происходит остановка роста сообщества. На геометрическом языке процедура поиска лимитирующих факторов состоит в нахождении в пространстве факторов пересечения граней многомерного параллелепипеда, задаваемого количествами доступных сообществу ресурсов, с многомерным конусом, задаваемым потребностями слагающих сообщество видов. Для небольших размерностей пространства факторов результаты выписываются аналитически.

Правило лимитирующего звена снимает оппозицию между принципами Либиха и Митчерлиха: в пространстве факторов среды существуют области, где рост сообщества ограничен любой комбинацией из совокупности всех потребляемых сообществом факторов, в частности любым единственным фактором, любыми несколькими или сразу всеми факторами.

Закон минимума. Его сформулировал один из основоположников агрохимии немецкий ученый Ю. Либих, установивший, что истощение почвы элементами питания растений идет неравномерно. Согласно этому закону уровень истощения зависит от минимального фактора. Например, если при выращивании кукурузы недостает в почве азота или цинка, то сколько бы ни вносить фосфора, калия и других химических элементов, необходимых растению, они не могут поднять урожая. При наличии некоторого опыта недостаток или избыток того или иного элемента питания растений можно распознать по некоторым, вполне определенным признакам. Так, при недостатке азота листья у растения бледно-зеленые, его рост замедлен, возможно преждевременное опадание листьев. При избытке этого элемента ботва овощных растений темно-зеленая, стебли толстые. Растение выглядит мощным, однако цветение и созревание плодов задерживаются. При недостатке фосфора листья растения имеют темно-зеленый цвет с голубоватым оттенком. Нижняя поверхность листьев с фиолетовым оттенком. На краях нижних листьев возможно заметное отмирание ткани. Рост побегов и корней замедляется, новые листья растут мелкими. Цветение растения запаздывает, плоды мелкие. При избытке — усиленное развитие растений при недостаточном плодоношении. Характерный признак калийного голодания — светлая полоска по краю листа. Растения отстают в развитии, верхушечные листья желтеют и отмирают. Недостаток кальция приводит к повреждению и отмиранию верхушечных почек и корней. Сходные последствия, усугубляющиеся загниванием верхушечных почек, наблюдаются при борном голодании. При магниевой недостаточности наблюдается мезжилковый хлороз, рост растений приостанавливается. Признаки недостатка меди чаще наблюдаются на молодых частях растений в виде хлороза и увядания листьев. Недостаток марганца проявляется на почвах с нейтральной и щелочной реакцией: между жилками листьев — хлороз, а сами жилки имеют ярко-зеленый цвет. Растение задерживается в росте.

Закон максимума. В соперничестве с другими системами выживает (сохраняется) та из них, в которой наилучшим образом обеспечивается поступление энергии и максимальное ее количество используется наиболее эффективным способом.

Закон толерантности. Лимитирующим фактором процветания может быть как минимум, так и максимум экологического фактора, диапазон между которыми определяет величину толерантности (выносливости) организма к данному фактору.