Любой  экологический фактор динамичен, изменчив во времени и пространстве. Однако каждому живому организму  требуются  строго определенные уровни, количества (дозы) экологических факторов, а также определенные пределы их колебаний. Если режимы   всех экологических факторов соответствуют  наследственно  закрепленным  требованиям  организма (т.  е.  его генотипу), то он способен выживать и давать жизнеспособное потомство.
    Живой  организм  в  природных  условиях  одновременно  подвергается воздействию со стороны не одного, а многих экологических факторов – как биотических, так и абиотических, причем каждый фактор требуется организму в определенных количествах или дозах. Растения нуждаются в значительных количествах влаги, питательных веществ (азот, фосфор, калий), но требования  к  другим  веществам,  например  бору  или молибдену,  определяются ничтожными количествами. Тем не менее, недостаток или отсутствие любого вещества (как  макро-,  так  и  микроэлемента)  отрицательно  сказывается  на состоянии  организма,  даже  если  все  остальные  присутствуют  в  требуемых количествах.
    Один из основоположников агрохимии – немецкий ученый Юстус Либих (1803-1873) сформулировал теорию минерального питания растений. Он установил, что развитие растения или его состояние зависят не от тех химических  элементов (или  веществ),  то  есть  факторов,  которые  присутствуют  в почве  в  достаточных  количествах,  а  от  тех,  которых не  хватает. Например, достаточное для растения содержание азота или фосфора в почве не может компенсировать  недостаток железа,  бора  или  калия.  Если  любого (хотя  бы одного) из элементов питания в почве меньше, чем требуется данному растению,  то оно будет развиваться ненормально,  замедленно или иметь патологические отклонения. Результаты своих исследований Ю. Либих сформулировал в виде фундаментального закона минимума.
 Веществом, присутствующим в минимуме, управляется урожай, определяется его величина и стабильность во времени.
    Разумеется,  закон минимума справедлив не  только для растений, но и для всех живых организмов, включая человека. Известно, что в ряде случаев недостаток  каких-либо  элементов  в  организме  приходится  компенсировать употреблением минеральной воды или витаминов.
 Некоторые ученые выводят из закона минимума дополнительное следствие,  согласно  которому  организм  способен  в  определенной  степени  заменить одно дефицитное вещество другим, т. е. компенсировать недостаток одного фактора присутствием другого – функционально или физически близкого. Однако подобные возможности крайне ограничены.
    Известно, например, что материнское молоко для грудных детей можно
заменит искусственными смесями, но дети-искусственники, не получившие в
первые часы жизни материнского молока, как правило, страдают диатезами,
проявляющимися  в  склонности  к  кожным  высыпаниям,  воспалениям  дыхательных путей и др.
    Закон Либиха – один из основополагающих законов экологии. Однако в начале прошлого века американский ученый В. Шелфорд показал, что вещество (или любой другой фактор), присутствующий не только в минимуме, но и в избытке по сравнению с требуемым организму уровнем, может приводить.
    Например,  даже  незначительное  отклонение  содержания  в  организме
ртути (в  принципе  безвредного  элемента)  от  некоторой  нормы  приводит  к тяжелым  функциональным  расстройствам (известная «болезнь  Минамата»). Дефицит влаги в почве делает бесполезными для растения присутствующие в ней питательные вещества, но и избыточное увлажнение ведет к аналогичным  последствиям   вследствие,  например, «задыхания»  корней,  закисания почвы возникновения анаэробных процессов.
к нежелательным последствиям для организма.
    Чем шире амплитуда колебаний фактора, при которой организм может сохранять жизнеспособность, тем выше его устойчивость, т. е. толерантность к тому или иному фактору (от лат. «толеранция» – терпение). Отсюда слово «толерантный» переводят как устойчивый, терпимый, а толерантность можно определит,  как  способность  организма  выдерживать  отклонения  экологических факторов от оптимальных для его жизнедеятельности значений.
   Из всего изложенного вытекает и закон В. Шелфорда, или так называемый закон толерантности.
  Любой  живой  организм  имеет  определенные,  эволюционно  унаследованные верхний и нижний пределы  устойчивости (толерантности)  к любому экологическому фактору.
    Для  организма  имеет  значение  не  только  собственно  амплитуда  колебаний экологических факторов, но и скорость, с которой фактор изменяется. Известны  эксперименты,  когда при резком понижении  температуры воздуха от +15  до –20°С  гусеницы  некоторых  бабочек  погибали,  а  при  медленном, постепенном  охлаждении  их  удавалось  вернуть  к жизни  после  значительно более низких температур.
    Охранять  окружающую  среду  означает  обеспечивать  состав  и  режимы экологических  факторов  в  пределах  унаследованной  толерантности  живого (в первую очередь – человеческого) организма, т.е. управлять ею так, чтобы ни один фактор не оказывался лимитирующим по отношению к организму.