Begrenzungsfaktor - Limiting factor

Für das Tieftauchfahrzeug „Limiting Factor“ siehe Tieftauchfahrzeug § Limiting Factor .

Ein begrenzender Faktor ist eine Variable eines Systems, die eine spürbare Änderung der Leistung oder ein anderes Maß für einen Systemtyp verursacht. Der begrenzende Faktor liegt in einer Pyramidenform von Organismen, die von den Erzeugern zu den Verbrauchern und so weiter aufsteigen. Ein Faktor, der einen bestimmten Bereich von Startbedingungen nicht begrenzt, kann dennoch einen anderen Bereich von Startbedingungen einschränken, einschließlich des Faktors.

Überblick

Die Identifizierung eines Faktors als limitierend ist nur im Unterschied zu einem oder mehreren anderen nicht limitierenden Faktoren möglich. Disziplinen unterscheiden sich in ihrer Verwendung des Begriffs dahingehend, ob sie die gleichzeitige Existenz von mehr als einem limitierenden Faktor zulassen, der (kann dann als "co-limiting" bezeichnet werden), aber sie alle erfordern die Existenz mindestens eines nicht-limitierenden Faktors, wenn die Begriffe verwendet werden. Es gibt mehrere verschiedene mögliche Szenarien der Einschränkung, wenn mehr als ein Faktor vorhanden ist. Das erste Szenario, das als Einzelbegrenzung bezeichnet wird, tritt auf, wenn nur ein Faktor, der mit dem maximalen Bedarf, das System begrenzt. Eine serielle Co-Limitierung liegt vor, wenn ein Faktor keine direkten begrenzenden Auswirkungen auf das System hat, aber vorhanden sein muss, um die Begrenzung eines zweiten Faktors zu erhöhen. Ein drittes Szenario, unabhängige Begrenzung, tritt auf, wenn zwei Faktoren beide begrenzende Auswirkungen auf das System haben, aber über unterschiedliche Mechanismen wirken. Ein weiteres Szenario, die synergistische Begrenzung, tritt auf, wenn beide Faktoren zu demselben Begrenzungsmechanismus beitragen, jedoch auf unterschiedliche Weise.

1905 formulierte Frederick Blackman die Rolle der begrenzenden Faktoren wie folgt: "Wenn ein Prozess in seiner Schnelligkeit durch mehrere separate Faktoren bedingt ist, wird die Geschwindigkeit des Prozesses durch das Tempo des langsamsten Faktors begrenzt." In Bezug auf die Größe einer Funktion schrieb er: „Wenn die Größe einer Funktion durch einen aus einer Reihe möglicher Faktoren begrenzt ist, wird eine Erhöhung dieses Faktors und nur dieses einen Anstieg von . bewirken die Größe der Funktion."

Ökologie

Limitierende Faktoren in der Ökologie-Zahl

In der Populationsökologie ist ein regulierender Faktor , auch als limitierender Faktor bekannt , etwas, das eine Population im Gleichgewicht hält (weder im Laufe der Zeit zunimmt noch abnehmen). Gemeinsame limitierende Faktor Ressourcen sind Umwelteigenschaften, die das Wachstum begrenzen, Fülle oder die Verteilung eines Organismus oder eine Population von Organismen in einem Ökosystem. Das Konzept der limitierenden Faktoren basiert auf dem Liebigschen Gesetz des Minimums , das besagt, dass das Wachstum nicht durch die Gesamtmenge der verfügbaren Ressourcen, sondern durch die knappste Ressource gesteuert wird. Mit anderen Worten, ein Faktor ist einschränkend, wenn eine Änderung des Faktors ein erhöhtes Wachstum, eine erhöhte Fülle oder eine erhöhte Verteilung eines Organismus hervorruft, während andere Faktoren, die für das Leben des Organismus notwendig sind, dies nicht tun. Limitierende Faktoren können physikalischer oder biologischer Natur sein.

Limitierende Faktoren sind nicht auf den Zustand der Art beschränkt. Einige Faktoren können je nach Umständen erhöht oder verringert werden. Ein Beispiel für einen limitierenden Faktor ist das Sonnenlicht im Regenwald , wo das Wachstum auf alle Pflanzen auf dem Waldboden beschränkt ist, sofern nicht mehr Licht zur Verfügung steht. Dies verringert die Anzahl potenzieller Faktoren, die einen biologischen Prozess beeinflussen könnten, aber es ist immer nur einer an einem Ort und zu einer Zeit wirksam. Diese Erkenntnis, dass es immer einen einzigen limitierenden Faktor gibt, ist in der Ökologie von entscheidender Bedeutung , und das Konzept weist Parallelen in zahlreichen anderen Prozessen auf. Der limitierende Faktor bewirkt auch eine Konkurrenz zwischen Individuen einer Artenpopulation. Zum Beispiel Raum ist ein limitierender Faktor. Viele Raubtiere und Beutetiere brauchen zum Überleben eine gewisse Menge an Platz: Nahrung, Wasser und andere biologische Bedürfnisse. Wenn die Population einer Art zu hoch ist, konkurrieren sie um diese Bedürfnisse. Somit halten die einschränkenden Faktoren die Bevölkerung in einem Gebiet zurück, indem sie dazu führen, dass einige Individuen anderswo bessere Aussichten suchen und andere bleiben und verhungern. Einige andere einschränkende Faktoren in der Biologie umfassen die Temperatur und andere wetterbezogene Faktoren. Arten können auch durch die Verfügbarkeit von Makro- und Mikronährstoffen eingeschränkt werden. Es gibt sogar Hinweise auf eine Co-Limitierung in Prärie-Ökosystemen. Eine 2017 veröffentlichte Studie zeigte, dass Natrium (ein Mikronährstoff) allein keine Wirkung hatte, aber in Kombination mit Stickstoff und Phosphor (Makronährstoffe) positive Wirkungen zeigte, was ein Beweis für eine serielle Co-Limitierung ist.

Geschäft und Technik

AllBusiness.com definiert einen einschränkenden (einschränkenden) Faktor als einen "Artikel, der die Produktion oder den Verkauf eines bestimmten Produkts einschränkt oder einschränkt". Die angegebenen Beispiele umfassen: "begrenzte Maschinenstunden und Arbeitsstunden sowie Mangel an Material und qualifizierten Arbeitskräften. Andere einschränkende Faktoren können Kubikfuß Ausstellungs- oder Lagerfläche oder Betriebskapital sein." Auch in der Technikliteratur wird der Begriff häufig verwendet.

Die Analyse einschränkender Geschäftsfaktoren ist Teil der Programmbewertungs- und Überprüfungstechnik , der kritischen Pfadanalyse und der Theorie der Beschränkungen, wie sie im Roman Das Ziel vorgestellt werden .

Chemie

Bei der Stöchiometrie einer chemischen Reaktion zur Herstellung eines chemischen Produkts kann beobachtet oder vorhergesagt werden, dass bei zugeführten Mengen in bestimmten Anteilen einer der Reaktanten durch die Reaktion vor den anderen verbraucht wird. Die Produktmenge ist somit durch die Zufuhr dieses Reagenzes begrenzt. Dieses limitierende Reagens bestimmt die theoretische Ausbeute der Reaktion. Die anderen Reaktanten sollen nicht einschränkend sein oder im Überschuss vorliegen. Diese Unterscheidung macht nur dann Sinn, wenn das Gleichgewicht die Produkte so begünstigt, dass einer der Reaktanten vollständig verbraucht wird.

Bei Studien zur Reaktionskinetik kann die Geschwindigkeit des Reaktionsfortschritts durch die Konzentration eines der Reaktanten oder Katalysatoren begrenzt werden. Bei mehrstufigen Reaktionen kann ein Schritt hinsichtlich der Herstellung des Endprodukts geschwindigkeitsbestimmend sein. In vivo in einem Organismus oder einem ökologischen System können solche Faktoren geschwindigkeitsbegrenzend sein, oder in der Gesamtanalyse eines mehrstufigen Prozesses, der biologischen, geologischen, hydrologischen oder atmosphärischen Transport und chemische Reaktionen umfasst, kann der Transport eines Reaktanten einschränkend sein.

Siehe auch


Verweise

Weiterlesen

  • Raghothama, KG & Karthikeyan, AS (2005) "Phosphate Acquisition", Plant and Soil 274: 37-49.
  • Taylor, WA (1934) "Bedeutung extremer oder intermittierender Bedingungen bei der Verteilung von Arten und dem Management natürlicher Ressourcen, mit einer Neuformulierung des Liebigschen Gesetzes des Minimums", Ecology 15: 374-379.
  • Shelford, VE (1952). Paarfaktoren und Masterfaktoren in Umweltbeziehungen. Illinois Acad. Wissenschaft Übers. , 45: 155-160
  • Sundareshwar PV, JT Morris, EK Koepfler und B. Fornwalt (2003) "Phosphorus-Begrenzung von Küstenökosystemprozessen", Science 299: 563-565.