КАРАГАНДИНСКИЙ ЭКОНОМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Рахимжанова Р.И.

Исабаев А.С.

ЭКОЛОГИЯ

Учебно- практическое пособие для дистанционного обучения студентов всех специальностей

КАРАГАНДА 2003

ВВЕДЕНИЕ

Экология стала для всего человечества не только наукой, но и способом мышления, поведе­ния, реальностью действий. Она стала одной из сторон гуманизма, вклю­чающей в себя понимание единства человека с природой, вы­сокую культуру, интеллект.

Слово "экология" впервые употребил Э. Геккель, обозначив им биологическую науку, изучающую взаимоотношения организмов с окружающей их средой.

В соответствии с принятой сейчас классификацией любое изменение в среде обитания входит в компетенцию экологии. Одной из важнейших задач экологии является оптимизация взаимоот­ношений между человеком, с одной стороны, отдельными видами и попу­ляциями, экосистемами, с другой. Сохране­ние всех видов, популяций и экосистем на нашей планете считается эколо­гически и экономически целесообразным, а концепция по­лезных и вредных-несостоятельна. Оптимизация взаимоотношений че­ловека с природой рассматривается как необходимое условие существо­вания человека с различными взаимоотношениями, которые должны проявляться в мини­мальном ущербе живым организмам и неживой природе. Появление на нашей планеты экологических катастроф говорит о необходимости, по уменьшению выбросов вредных веществ в окружающую среду и ее загрязнения, созданию малоотходных и безот­ходных технологий, охраны природы.

Большое значение имеет экологическое воспитание и образование людей. Многие просто не знают о надви­гающейся беде и тех отрицательных последствиях, которые вызываются загрязнением окружающей среды.

Понятием, созвучным с термином "экология", в боль­шинстве случаев является любое взаимодействие человека и природы или ухудшение качества окружающей среды, вызванное хозяйственной дея­тельностью человека. Экология как наука имеет собственные цели, объекты и методы ис­следования, а также различные направления: общая экология, приклад­ная экология, популяционная экология, аутэкология и др. Существуют два подхода: экосистемный и популяционный. Экосистемный базируется на понятии экосистемы - совокуп­ности организмов и неживых компонентов. При таком подходе экологию рассматривают как науку об системах, и любое изучае­мое явление представляет интерес прежде всего в том, что оно является составной частью экосистемы. Популяционный обращает внимание на популяциях, т. е. совокупностях особей одного вида, населяющих определенное пространство и обитающие в пределах одного биогеоценоза. В отличие от экосистемно­го подхода, популяционный под­ход более склонен к аналитическому объяснению.

В настоящее время бытует представление, что все связанное с загряз­нением окружающей среды и с уменьшением вредного воздействия чело­веческой деятельности на природу является экологией. Основу экологии составляет изучение функционирования особей, популяций, сообщества, человека и их взаи­модействий с окружающей средой при воздействии экологических факто­ров, проявляющихся в физических, химических и биологических измене­ниях. Здесь любые изменения особей, популяций, сообществ, человека яв­ляются своеобразными индикаторами окружающей среды и ее загряз­нения.

Характерной чертой экологии является то, что она яв­ляется междисциплинарной наукой. По мере своего развития и освоения человеком новых дис­циплин экологические знания должны подниматься по спирали вверх.

1. Определения экологии

1.1 Что такое экология. Термин "экология" (буквально от греч. oikos - жилище, местопребы­вание, дом и logos- наука) был предложен Эрнстом Геккелем в 1866 г. Это наука, изучающая организацию и функционирование систем различных уровней. В настоящее время современная экология изучает также взаимодействия человека и биосферы, про­изводства с окружающей его природной средой и другие проблемы.

В зависимости от объекта и предмета исследований, экология подразделяется как:

1. Часть биологии, изучающая отношения организмов (особей, попу­ляций, биоценозов и т. п.) между собой и окружающей средой, называется биоэкологией.

2. Дисциплина, изучающая общие законы функциониро­вания экосистем различного уровня.

3. Комплексная наука, исследующая среду обитания живых существ (включая человека).

4. Наука о способах ограничения потребления ресурсов биосферы для удовлетворения нужд хозяйственной дея­тельности человека.

В настоящее время развивается экологизация различных дис­циплин, под которой понимается процесс внедрения систем технологических, управленческих и других реше­ний, позволяющих эффективно использовать природные ресурсы. В связи с этим экология распалась на ряд научных отраслей и дисцип­лин, далеких от первоначального понимания экологии как биоло­гической науки об отношениях живых организмов с окружающей их сре­дой. Но в основе всех современных направлений экологии лежат фунда­ментальные идеи биоэкологии.

Экологию по размерам объектов изучения делят на географическую, объектами изучения которой являются крупные геосистемы, географические процессы с участием живого и глобальную экологию - учение о биосфере Земли.

По отношению к предметам изучения экологию подразделяют на эко­логию микроорганизмов, грибов, растений, животных, человека, сель­скохозяйственную, прикладную, инженерную и т.д.

По средам и компонентам различают экологию суши, водо­емов, морскую, высокогорную, химическую.

По подходам к предмету исследования - аналитическую и ди­намическую экологию.

В системе экологии человека выделяют социальную экологию, изу­чающую взаимоотношения социальных групп общест­ва, так и человека в целом.

1.2 Задачи экологии В зависимости от решаемых задач экологию подразделяют на общую, исследующую основные принципы организации и функционирования различных систем, и частную, сферой которой являет­ся изучение конкретных групп.

Общая экология классифицируется по уровням организации. Популяционная экология изучает популяции - сово­купности особей одного вида объединяемых общей территорией. Биоценология исследует структуру и ди­намику природных сообществ - совокупностей совместно обитающих популяций разных видов.

В настоящее время многие разделы экологии имеют выраженную практическую направленность и имеют большое значение для развития различных отраслей хозяйства. Основной задачей экологии на современном этапе является изучение количественными методами основ структуры и функциониро­вания природных и созданных человеком систем. Окружающая нас живая природа не является беспорядочным сочетанием живых су­ществ. Она представляет собой устойчивую и организованную систему, сложившуюся в процессе эволюции органического мира. Любые явления, связанные с воздействиями человека на природу, обратными влияниями природы на человека и его экономику, с хозяйственными процессами называются экологической проблемой.

Взаимоотношение человека с видами и сообществами может быть достигнута за счет уси­лий со стороны человека. Этим может быть достигнуто решение многих хозяйственных проблем:

Интенсификация производства ряда отраслей;

Сохранение и экономия дорогостоящего сырья;

Увеличение продолжительности жизни и уменьшение заболевае­мости людей;

Совершенствование механизмов взаимодействия общества и приро­ды.

Что такое экология?

Определения

Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. В настоящее время чаще всего под экологическими вопросами ошибочно понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека на окружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological («относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»). Всеобщее внимание к экологии повлекло за собой расширение первоначально довольно чётко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественнонаучные и даже гуманитарные науки.

Классическое определение экологии: наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.

Второе определение дано на 5-м Международном экологическом конгрессе (1990) с целью противодействия размыванию понятия экологии, наблюдаемому в настоящее время. Однако это определение полностью исключает из компетенции экологии как науки аутэкологию (см. ниже), что в корне неверно.

Вот некоторые возможные определения науки "экология":

Экология - познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды… Одним словом, экология - это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование.

Экология - биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и изменённых человеком условиях.
Экология - наука об окружающей среде и происходящих в ней процессах

Сложности определения экологии:

Неопределённость границ дисциплины и взаимоотношения со смежными дисциплинами
Неустоявшиеся представления о структуре дисциплины.
Деление экологии на общую экологию и частную экологию
Подразделение экологии на четыре отдела - экологию особей, популяций, биоценозов и экосистем
Место экологии популяции при разделении на аутэкологию и синэкологию
Различия в терминологии между экологами растений и экологами животных.

Методология экологии

Методологический подход к экологии как к науке позволяет выделить предмет, задачи и методы исследований.

Объекты исследования экологии - в основном, системы выше уровня отдельных организмов: популяции, биоценозы, экосистемы, а также вся биосфера. Предмет изучения - организация и функционирование таких систем.

Главная задача прикладной экологии - разработка принципов рационального использования природных ресурсов на основе сформулированных общих закономерностей организации жизни.

Методы исследований в экологии подразделяются на полевые, экспериментальные и методы моделирования.

Полевые методы представляют собой наблюдения за функционированием организмов в их естественной среде обитания.

Экспериментальные методы включают в себя варьирование различных факторов, влияющих на организмы, по выработанной программе в стационарных лабораторных условиях.

Методы моделирования позволяют прогнозировать развитие различных процессов взаимодействия живых систем между собой и с окружающей их средой.

100 р бонус за первый заказ

Выберите тип работы Дипломная работа Курсовая работа Реферат Магистерская диссертация Отчёт по практике Статья Доклад Рецензия Контрольная работа Монография Решение задач Бизнес-план Ответы на вопросы Творческая работа Эссе Чертёж Сочинения Перевод Презентации Набор текста Другое Повышение уникальности текста Кандидатская диссертация Лабораторная работа Помощь on-line

Узнать цену

Наука о взаимодействиях живых организмов и их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин впервые предложил немецкий биолог Эрнст Геккель

Современное значение понятия экология имеет более широкое значение, чем в первые десятилетия развития этой науки. В настоящее время чаще всего под экологическими вопросами ошибочно понимаются, прежде всего, вопросы охраны окружающей среды. Во многом такое смещение смысла произошло благодаря всё более ощутимым последствиям влияния человека наокружающую среду, однако необходимо разделять понятия ecological («относящееся к науке экологии») и environmental («относящееся к окружающей среде»). Всеобщее внимание к экологии повлекло за собой расширение первоначально довольно чётко обозначенной Эрнстом Геккелем области знаний (исключительно биологических) на другие естественнонаучные и даже гуманитарные науки.

Классическое определение экологии: наука, изучающая взаимоотношения живой и неживой природы.

Вот некоторые возможные определения науки «экология»:

• Экология — познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами окружающей среды… Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование.
• Экология — биологическая наука, которая исследует структуру и функционирование систем надорганизменного уровня (популяции, сообщества, экосистемы) в пространстве и времени, в естественных и изменённых человеком условиях.
• Экология — наука об окружающей среде и происходящих в ней процессах.

Территория, как основной экологический ресурс

Земля - важнейший природный ресурс. Это ресурс, который обеспечивает возможность существования жизни, является фактором ее разнообразия и.пространственным базисом. Первостепенное значение земельных ресурсов в формировании других природных сред, таких как атмосфера, гидросфера и биосфера, давно научно доказано, но в большинстве случаев не воспринимается как должное.

Согласно ст. 4 федерального закона №7-ФЗ «Об охране окружающей среды», земля является объектом охраны от загрязнения, истощения, деградации, порчи, уничтожения и иного негативного воздействия хозяйственной и иной деятельности.

В глобальном значении к главным компонентам земной природы относят землю, недра, почвы, поверхностные и подземные воды, атмосферный воздух, растительный, животный мир и иные организмы, а также озоновый слой атмосферы, которые в совокупности обеспечивают благоприятные условия для существования жизни на Земле. Ресурсами природы являются также природные силы и явления, в том числе гравитация, излучения, колебания, ветер, течения, а также природные условия.

20. Обоснования интегрирующего положения антропоэкологии в системе знаний о человеке

Антропоэкология

("антропос" (греч.) - "человек"; "экология" (греч.) - "учение о жилище")

— a) учение о взаимоотношениях и взаимозависимости человека с окружающим его миром.

Следует различать термины "экология человека" и "антропология". Экология человека - это учение о сохранении и развитии здоровья людей на основе выявления зависимости организма человека, его психики от состояния природной и социальной среды.

Антропология - это учение о взаимоотношениях и взаимозависимости человека с окружающим его миром: от природы, общества и культуры до биосферы и мироздания в целом.

Экология человека обращена преимущественно вовнутрь, антропология - вовне, экология человека близка к валеологии, антропология акцентирует внимание на духовном компоненте взаимоотношения человека со всем сущим.

Человек всегда стремился жить в гармонии и согласии с окружающей его природой, в дружбе и мире с другими людьми. Эти стремления нашли свое высшее выражение практически во всех религиях мира, в произведениях великих писателей, композиторов, художников. В последние десятилетия эти естественные стремления человечества были зафиксированы во многих документах международных организаций - Уставе ООН, Всеобщей декларации прав человека и т. д.

Ближайшими задачами прикладных антропоэкологических исследований, т.е. имеющих практическую значимость, также могут быть следующие:

1. Изучение человеческих общностей в конкретной экологической обстановке (оценка биологических особенностей, типов обмена веществ, генетические характеристики, процессы роста и развития и т.д.).

2. Изучение процессов роста и развития человека в различных экологических условиях (например, дифференциация по различным биологическим признакам жителей тропических и внетропических широт).

3. Изучение населения города как антропогенной экологической ниши (например, явление акселерации, характерное в основном для горожан). На основе результатов исследований городского населения могут быть разработаны системы возможных изменений в физическом облике человека.

4. Глобальное моделирование антропоэкологических связей. В этом случае в центре исследования - человеческая популяция с характерным для нее комплексом адаптивных морфофизиологических и генетических черт, а также система ее связей с климатическими и геохимическими факторами.

Знание общих проблем экологии человека необходимо представителям самых различных отраслей науки и практической деятельности - проектировщикам новых городов (градостроительное проектирование), гигиенистам, экологам-правоведам, специалистам по охране природы, руководителям различных департаментов в органах местного и регионального управления, представителям педагогической профессии, социальным и экстремальным психологам, экопсихологам. Антропоэкологические знания необходимы для экологического благополучия населения нашей страны и ее отдельных регионов, в повседневной деятельности различных министерств, ведомств, учреждений, нуждающихся в антропоэкологической информации.

21. Причины, позволившие человеку поменять стратегию изменения численности популяции.

нынешняя почти безграничная мощь человечества конечна во времени.

Снижение численности населения может произойти в силу нескольких причин. Во-первых, решающим фактором способен стать голод, вызванный сокращением пищевых ресурсов. Этот механизм хорошо известен человечеству, он и сейчас «работает» в некоторых странах. На планете только 500 миллионов человек имеют полноценную пищу в избытке, а 2 миллиарда человек питаются плохо и голодают. Ежегодно от голода умирают 20 миллионов. Численность же человечества увеличивается на 200 миллионов в год. Если количество умирающих от голода возрастет на порядок, прирост населения остановится, а если еще больше, то начнет сокращаться. При этом люди будут умирать «где-то далеко и нечасто», поэтому широкое сообщество могло бы даже сделать вид, будто ничего не замечает. Это самый «естественный» вариант коллапса.

Второй вариант небиологический: одна из ядерных стран попытается захватить остатки невозобновляемых ресурсов, а другие начнут с ней ядерную войну. Именно к критическому моменту демографического взрыва человечество накопило атомное оружие в таком количестве, которого достаточно для того, чтобы в любой момент довести себя до сколь угодно малой численности. Случайное ли это совпадение или безжалостное проявление неких законов эволюции, пусть гадают философы. Есть надежда, что, как ни примитивно мышление политиков, они все же не допустят постановки этого сценария.

Третий вариант сугубо политический: страны сознательно вводят ограничение рождаемости и постепенно снижают численность населения. Этот путь, с точки зрения биолога, может оказаться мало эффективным. Дело в том, что плодовитость человека определяется популяционными биологическими механизмами, и поэтому до сих пор все попытки государственного стимулирования или ограничения рождаемости оказались безрезультатными, но вызывали очень сильный протест людей. Мы вернемся к этому вопросу позднее. Тут же заметим, что совсем иное дело, если бы рождаемость снизилась без принуждения, самопроизвольно, на основе действий популяционных механизмов.

Но это была бы уже четвертая форма коллапса, самая мягкая и поэтому самая желательная. Ведь биосфера подает нам все более сильные сигналы о том, что мы опасно превысили свою численность.

Экологические проблемы в той или иной мере решались человечеством стихийно на протяжении всей естественной истории. Человек рано понял, что пользоваться природными богатствами необходимо разумно, не нарушая продуктивных физических и биологических природных механизмов и сохраняя тем самым основу своего существования.

Корни экологического знания уходят в глубокую древность. Наскальные рисунки, сделанные первобытными людьми, свидетельствуют о том, что интерес человека к окружающему миру был далек от простого любопытства.

Идея охраны природы и, в частности, красоты естественных лесов была близка жителям Древней Греции. Так, древнегреческий поэт Гораций в письме патрицию Фуску Авидию говорит: «В ваших садах великолепные колоннады. Не для того ли они построены, чтобы запереть рощи и леса? Природа, которую вы гоните прочь ударами секир, которую вы гоните в двери из ваших домов, к счастью, возвращается обратно через окно».

Древнегреческие мыслители передали эстафету римским ученым, а те «перекинули мостик» в эпоху Возрождения.

Великие географические открытия эпохи Возрождения послужили толчком для развития природопользования. Ученые и путешественники не только описывали внешнее и внутреннее строение растений, но и сообщали сведения об их зависимости от условий произрастания или возделывания. Описание животных сопровождалось сведениями об их повадках, местах обитания.

Большой вклад в формирование экологических знаний внес шведский естествоиспытатель К. Линней (1707-1778). Не утратили своей актуальности его сочинения «Экономия природы» и «Общественное устройство природы». Под «экономией» ученый понимал взаимоотношения всех естественных тел, сравнивал природу с человеческой общиной, живущей по определенным законам.

Французский исследователь природы Ж. Бюффон (1707-1788) в 1749 г. предпринял дерзкую для того времени попытку представить развитие Земли, животного мира и человека как единый эволюционный ряд. В его более поздних трудах подчеркивалось ведущее значение климатических факторов в экологии организмов.

Важные наблюдения, оказавшие влияние на развитие экологии, были выполнены учеными Российской Академии наук в ходе экспедиционных исследований, проводимых начиная со второй половины XVIII в. Среди организаторов и участников этих экспедиций следует отметить С.П. Крашенинникова (1711-1755), прославившегося своим «Описанием земли Камчатки», И.И. Лепехина (1740-1802) — автора «Дневных записок путешествия доктора и Академии наук адъюнкта Ивана Лепехина по разным провинциям Российского государства» в 4 томах, академика П.С. Палласа (1741-1811), подготовившего капитальный труд «Описание животных российско-азиатских».

Большое воздействие на развитие экологической науки оказал один из родоначальников эволюционного учения Ж.Б. Ламарк (1744-1829), считавший, что важнейшей причиной приспособительных изменений организмов, эволюции растений и животных является влияние внешних условий среды.

Основоположником отечественной экологии можно назвать профессора Московского университета К.Ф. Рулье (1814-1858). В своих трудах и публичных лекциях он настоятельно подчеркивал необходимость изучения эволюции живых организмов, развития и строения животных в зависимости от изменений среды их обитания. Ученый сформулировал принцип, лежащий в основе всех наук о живом, — принцип исторического единства живого организма и окружающей среды.

Большое значение для развития экологии имели труды зоолога Н.А. Северцова (1827-1885). Им впервые были предприняты попытки классификации животных по биологическим типам (жизненным формам).

Крупнейший немецкий ученый А. Гумбольдт (1769-1859) заложил основы новой науки — биогеографии (преимущественно географии растений). Основатель учения о жизненных формах, Гумбольдт подробно изучил основные климаты Северного полушария и составил карту его изотерм. Кроме того, исследователь внес большой вклад в развитие геофизики, вулканологии, гидрографии, изучал природу стран Европы, Центральной и Южной Америки. В груде «Космос» Гумбольдт предпринял попытку обобщить достижения наук о Земле.

И все же на заре своего развития экология занималась описательным изучением природы. Великие исследователи и естествоиспытатели XIX в. оставили полные лиризма описания и наблюдения природных явлений. Достаточно назвать с интересом читаемый и сегодня многотомный труд А. Брема «Жизнь животных», первый том которого появился в 1863 г. Французский ученый Ж.А. Фарб в 1870 г. издал «Записки энтомолога», которые до сих пор поражают точностью наблюдений за удивительным миром насекомых.

Становление экологии как науки

Ключевым моментом в развитии экологического знания было возникновение самого термина «экология». Днем рождения, а точнее «крещения», экологии как науки можно считать 14 сентября 1866 г., когда немецкий биолог Э. Геккель (1834-1919) закончил написание фундаментального труда «Всеобщая морфология организмов». Классифицируя разделы биологии в одном из подстрочных примечаний, Геккель впервые употребил слово «экология» (от греч. oikos — дом, жилище, родина, местопребывание, обиталище и logos — слово, учение) в отношении научного знания.

Э. Геккель дал следующее определение экологии как науки: «...познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая непременно неантагонистические и антагонистические взаимоотношения животных и растений, контактирующих друг с другом. Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование». Геккель относил экологию к биологическим наукам и наукам о природе, которых прежде всего интересуют все стороны существования живых организмов: «Под экологией мы подразумеваем науку об экономии, о домашнем быте животных организмов. Она исследует общие отношения животных как к их неорганической, так и к органической среде, их дружественные и враждебные отношения к другим животным и растениям, с которыми они вступают в прямые и непрямые контакты...»

К концу XIX в. термином «экология» начали пользоваться многие биологи, причем не только в Германии, но и в других странах. В 1868 г. в России под редакцией И.И. Мечникова вышел в конспективном изложении труд Э. Геккеля «Общая морфология», где впервые было упомянуто слово «экология» на русском языке.

Экология как наука возникла в середине XIX в. в недрах биологической науки, которая к тому времени стала интересоваться не только классификацией всего живого и строением организмов, но и реакцией животных и растений на условия существования.

Особую роль в развитии экологических идей сыграли труды великого английского ученого-естествоиспытателя Ч. Дарвина (1809-1882) — основателя учения об эволюции органического мира. Вывод Дарвина о присущей всему живому постоянной борьбе за существование принадлежит к числу центральных проблем экологии.

Если Геккеля можно считать праотцом новой науки, интуитивно предвосхитившим всю значимость и глобальность экологии, то Дарвин заложил ее биологический фундамент — основание, на котором строилось экологическое знание. Вначале оно имело практической целью регулирование численности экономически важных видов животных и изменение естественных сообществ (биоценозов) в выгодном для человека направлении.

В 1859 г. Дарвин публикует книгу «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь», которая совершила подлинный переворот в биологии.

Важным шагом на пути экологии к изучению целостных природных комплексов стало введение в 1877 г. немецким гидробиологом К. Мёбиусом (1825-1908) понятия о биоценозе. Он сформулировал его в книге «Устрицы и устричное хозяйство», где описал комплексы донных животных, образующих гак называемые устричные банки. Такие комплексы Мёбиус назвал биоценозами, имея в виду объединения живых организмов, которые соответствуют по составу, числу видов и особей средним условиям среды и в которых организмы связаны взаимной зависимостью и сохраняются благодаря постоянному размножению в определенных местах.

Заслуга Мёбиуса в том, что он сумел раскрыть многие закономерности формирования и развития естественных природных сообществ (биоценозов). Тем самым были заложены основы важного направления в экологии — биоценологии.

Таким образом, К. Мёбиус один из первых применил к исследованию объектов живой природы особый подход, который в наши дни получил название системного подхода. Этот подход ориентирует исследователя на раскрытие целостных свойств объектов и механизмов, их обеспечивающих, на выявление многообразных связей в биологической системе и разработку эффективной стратегии ее изучения. В современной науке системная парадигма (господствующая теоретическая концепция, система взглядов) доминирует, а в экологии системный подход к рассмотрению объектов живой природы является основным.

Как признанная самостоятельная научная дисциплина экология оформилась около 1900 г.

В процессе детального исследования окружающей среды возник особый раздел экологии — аутоэкология (от греч. autos — сам) — экология отдельных видов, организмов, изучающая их взаимоотношения с окружающей средой. Аутоэкология имеет большое прикладное значение, особенно в области биологических методов борьбы с вредителями растений, исследований переносчиков болезней и их профилактики.

Однако каждый отдельный вид даже при его изучении во взаимосвязи с другими видами, оказывающими на него непосредственное влияние, является всего-навсего мельчайшей частичкой среди тысяч таких же видов растений, животных и микроорганизмов, которые обитают в той же зоне. Осознание этого факта привело к появлению в середине 20-х гг. XX в. синэкологии (от греч. sin — вместе), или биоценологии, исследующей взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой. На III Международном ботаническом конгрессе в Брюсселе в 1910 г. синэкология официально оформилась в качестве составной части экологии.

Постепенно ученые-экологи перешли от стадии описательной к стадии осмысления собранных фактов. Интенсивное развитие получила экспериментальная и теоретическая экология. Именно на 20-40-е гг. XX в. приходится расцвет теоретической экологии. Были сформулированы основные задачи изучения популяций и сообществ, предложены математические модели роста численности популяций и их взаимодействий, проведены лабораторные опыты по проверке этих моделей. Установлены математические законы, описывающие динамику популяций взаимодействующих групп особей.

В тот же период появились первые основополагающие экологические концепции, такие как «пирамида чисел», в соответствии с которой численность особей снижается от растений (в основе пирамиды) до травоядных животных и хищников (на ее вершине); «цепь питания»; «пирамида биомасс».

С самого начала экологи пытались осознать предмет своей деятельности как целостную дисциплину, призванную свести множество разнообразных фактов в стройную систему, вскрыть достаточно общие закономерности, а главное — объяснить и по возможности составить прогноз тех или иных природных явлений. На данном этапе развития экологии остро ощущалась нехватка базовой единицы изучения.

Такой единицей стала экологическая система, или экосистема. Термин «экосистема» был предложен английским экологом А. Тенсли в 1935 г. Ее можно определить как ограниченное во времени и пространстве единство, природный комплекс, образованный живыми организмами (биоценоз) и средой их обитания (косной, например атмосферой, либо биокосной — почвой, водоемом и т.п.), связанными между собой обменом веществ и энергии. — одно из основных понятий экологии, применимое к объектам разной сложности и размеров.

Примером экосистемы может служит пруд с обитающими в нем растениями, рыбами, беспозвоночными животными, микроорганизмами, донными отложениями, с характерными для него изменениями температуры, количества растворенного в воде кислорода, состава воды и т.п. Экосистемой является лес с лесной подстилкой, почвой, микроорганизмами, с населяющими его птицами, травоядными и хищными млекопитающими, с характерным для него распределением температуры и влажности воздуха, света, почвенных вод и других факторов среды, с присущим ему обменом веществ и энергии. Гниющий пень с живущими на нем и в нем организмами и условиями обитания тоже можно рассматривать как экосистему.

Огромное влияние на развитие экологии оказали работы выдающегося русского геохимика В.И. Вернадского (1863-1945). Он изучал процессы, протекающие в биосфере, и разработал теорию, названную им биогеохимией, которая легла в основу современного учения о биосфере. Биосфера — это область активной жизни, охватывающая нижнюю часть атмосферы, гидросферу и верхнюю часть литосферы. В биосфере живые организмы и среда их обитания органически связаны и взаимодействуют друг с другом, образуя целостную динамичную систему.

Появление и развитие учения о биосфере стало новой вехой в естествознании, изучении взаимодействия и взаимоотношений между косной и живой природой, между человеком и окружающей средой.

В 1926 г. В.И. Вернадский опубликовал труд «Биосфера», который ознаменовал рождение новой науки о природе и связи с ней человека. В этой книге биосфера впервые показана как единая динамическая система, населенная и управляемая жизнью, живым веществом планеты. В работах но биосфере ученый утверждал, что живое вещество во взаимодействии с косным есть часть большого механизма земной коры, благодаря которому происходят разнообразные геохимические и биогенные процессы, миграции атомов, осуществляется их участие в геологических и биологических циклах.

В.И. Вернадский установил, что химическое состояние наружной коры нашей планеты всецело находится под влиянием жизни и определяется живыми организмами, с деятельностью которых связан планетарный процесс — миграция химических элементов в биосфере.

В дальнейшем ученый приходит к выводу, что биосфера тесно связана с деятельностью человека, от которой зависит сохранность равновесия состава биосферы. Он вводит новое понятие — ноосфера, т.е. «мыслящая оболочка», сфера разума. Вернадский писал: «Человечество, взятое в целом, ставится мощной геологической силой. Перед ним, перед его мыслью и трудом становится вопрос о перестройке биосферы в интересах свободного мыслящего человечества как единого целого. Это новое состояние биосферы, к которому мы, не замечая этого, приближаемся, и есть ноосфера».

Взаимосвязи в живой природе, с которыми приходится сталкиваться ученым, чрезвычайно широки и многообразны. Поэтому в идеале эколог должен обладать поистине энциклопедическими знаниями, сконцентрированными во многих научных и общественных дисциплинах. Для успешного решения реальных экологических задач необходима совместная междисциплинарная работа исследовательских групп, каждая из которых представляет различные отрасли науки. Именно поэтому во второй половине XX в. в экологии сложились экологические школы ботаников, зоологов, геоботаников, гидробиологов, почвоведов и др.

Современная экология

Понятие «экология» в настоящее время приобретает глобальный характер, однако сами ученые-экологи вносят разный смысл в определение этого термина.

Одни говорят, что экология — это раздел биологии. Другие утверждают, что это биологическая наука. Действительно, экология как наука сформировалась на базе биологии, но в настоящее время является самостоятельной, обособленной наукой. Теоретик современной экологии Н.Ф. Реймерс указывал: «Современная экология — биологизированная (как и географизированная, математизированная и т.д.) биоцентричная наука, но не биология. Биологическая ее составляющая — взгляд от живого на окружающую среду и от этой среды на живое. Такой угол зрения имеют десятки наук: антропология, этнография, медицина и др. Но для экологии характерен широкий системный межотраслевой взгляд».

Развитие экологии повысило теоретическое и практическое значение таких наук о Земле, как метеорология, климатология, гидрология, гляциология, почвоведение, океанология, геофизика, геология. Существенно меняется роль географии, которая теперь стремится не только дать более полную и многоплановую картину облика планеты, но и разработать научные основы ее рационального преобразования, сформировать прогрессивную концепцию природопользования.

Однако главное — это интегрирующая функция современной экологии, оформившейся в широкую комплексную отрасль, занимающуюся исследованием, прикладной деятельностью и содействующую развитию новых областей естественных, технических и общественных наук. Экология стимулирует «междисциплинарность» научной деятельности, ориентирует все науки на решение своего рода «сверхзадачи» — поиски гармонии человечества и природы. В этом плане глобальная экология творчески ассимилировала наиболее рациональные аспекты многих наук и научных теорий. Отталкиваясь от эволюционного понимания живой природы, современная экология в то же время учитывает специфику беспрецедентного по масштабам и характеру антропогенного воздействия на биосферу. Это воздействие во многом обусловлено переходом научно-технической революции на более высокий этап развития, объективно требующий осмысления многих порожденных ею противоречивых процессов и явлений в природе и обществе и ослабления наиболее опасных из них.

Одним из реальных вкладов экологии в развитие науки в целом можно считать расширение рамок использования ряда концепций и научных понятий, которые ранее входили в арсенал лишь отдельных, довольно узких научных дисциплин.

Таким образом, с одной стороны, признается, что экология — это наука, а с другой — подчеркивается, что это совокупность научных дисциплин. Действительно, экология в той или иной мере затрагивает почти все сферы жизнедеятельности живых организмов (и их совокупностей) и человека. Экология — синтетическая наука.

На одном из форумов экологи попытались официально определить, что такое экология. Каждый предлагал свое определение. В результате в протокол была занесена такая фраза: «Экология — это то, чем занимаюсь я, а не занимаетесь вы».

Термин «экология» и производное от него слово «экологический» превратились к концу XX — началу XXI в. в расхожие емкие слова, охватывающие и отражающие те глобальные изменения, которые произошли не только в окружающей человека среде, но и во взаимоотношениях людей.

Резюмируя, можно дать следующее определение экологии: экология — наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и с окружающей их природной средой, а также исследующая структуру и функционирование биологических (надор- ганизменных) систем различного уровня. К надорганизменным системам относятся популяции, биоценозы, экосистемы и биосфера. Они также являются предметом изучения экологии.

Экологию можно определить и как науку о «нишах» организмов в экологических системах.

Cлово "экология" в последее время употребляется столь часто, что далеко не всегда можно с уверенностью сказать, что же имелось в виду. Дело доходит до того, что на дихлофосе и креслах из натуральной кожи (последнее кажется особенно циничным) пишут "ЭКОЛОГИЧЕСКИ ЧИСТЫЙ" (!). Экология души, экологический ("зеленый") PR... А вузовский преподаватель всерьез предлагал в качестве темы для реферата "Экологию никеля".

"Экология" стала модным словечком. С одной стороны, нельзя отрицать объективность такой "моды": назревший экологический кризис делает актуальным все, связанное с экологией и взаимоотношениями человека и природы. С другой стороны, слово "затирается", не редко приходится слышать, что экологи - это не серьезные ученые. Многие не понимают разницы между экологией и охраной природы, полагая, что экология - это про чистый воздух и промышленные выбросы.

Так что же такое экология? Наверно, чтобы ответить на этот вопрос, нам нужно вспомнить немного истории этой весьма молодой науки.

Итак, экология зарождалась, как раздел биологии, изучающий взаимоотношения организмов со средой их обитания. Первые экологические исследования, пожалуй, стоит отнести к работам отца зоологии Аристотеля. "Папочка" описал более 500 видов животных, указав в том числе и на характер их мест обитания - а это уже сфера экологии.

Сам термин "экология" был предложен в 1866 году Геккелем (до этого предлагались другие варианты - "эпирриология", "биономия" - но они не прижились).

Термин "экология", как известно, происходит от греческих корней "ойкос" - "обиталище" и "логос" - "наука". То есть это наука о взаимоотношениях организмов со средой обитания (а не наука о доме, как пишут некоторые "остряки").

Современное определение экологии звучит следующим образом:

Экология - наука о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей их неорганической средой; о связях в надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем.

(в литературе, несомненно, можно встретить множество определений, то заужающих, то до неясности расширяющих сферу экологии как науки; данное определение охватывает, прежде всего, область классической биоэкологии)

Если же говорить проще, то экология изучает отношения организмов со средой их обитания, между которыми возникает множество разнообразных связей. Организмы же благодаря этим связям существуют в природе не как хаотичные скопления, а образуют определенные сообщества - надорганизменные системы (популяции, биоценозы, экосистемы - о них речь пойдет в последующих уроках), также являющиеся предметом экологии. Так как все живое организовано в экосистемы (вся биосфера в целом - это тоже экосистема высокого уровня), то человек также оказывается включенным в многочисленные экологические взаимосвязи. Наши сельскохозяйственные поля также представляют собой своеобразные экосистемы.

Итак, экология изучает взаимосвязи:

между организмами (включают пищевые и непищевые взаимосвязи);

между организмами и средой их обитания;

взаимосвязи внутри экосистем.

Соответственно, структура классической биоэкологии включает аутэкологию (экологию отдельных организмов), демэкологию (экологию популяций и видов), синэкологию (экологию сообществ организмов).

Как известно, в настоящее время науки претерпевают как бы два взаимно противоположных процесса. С одной стороны, происходит их дифференциация - науки распадаются на множество специализированных направлений, а с другой стороны, - интеграция - многие научные исследования проводятся на стыке наук, на стыке различных направлений возникают новые науки. Эти процессы не обошли стороной и экологию. Итак, определим уже названные разделы биоэкологии:

аутэкология - изучает взаимоотношения отдельной особи (представителей вида) с окружающей ее (их) средой; определяет пределы устойчивости и предпочтения вида по отношению к различным экологическим факторам;

демэкология - изучает взаимоотношения популяций с окружающей их средой, изучает демографию и ряд других характеристик популяций в свете их отношений с окружающей средой;

синэкология - исследует биотические сообщества и их взаимоотношения со средой: формирование сообществ, их энергетику, структуру, развитие и т.д.

На стыке экология и других научных дисциплин (медицины, педагогики, юриспрунденции, химии, технологии, агрономии и так далее) рождаются новые научные направления. В широком смысле слова экология выходит за рамки чисто биологической отрасли знаний.

В экологии выделяют экологию различных систематических групп (экология грибов, экология растений, экология млекопитающий и т.д.), сред жизни (суши, почвы, моря и т.п.), эволюционную экологию (связь эволюции видов и сопутсвующих экологических условий), ряд прикладных направлений (медицинская, с/х, эколо-экономические науки) и многие другие направления - нет смысла описывать все.

Особо следует отметить такой раздел как социальная экология - то есть экология человеческого сообщества, изучающая взаимоотношение социума и Природы.

После того как мы дали определение экологии, наверное, будет полезным развести экологию и некоторые другие науки и понятия, которые часто смешиваются, и все это создает невообразимую путаницу.

К экологии иногда неверно относят ряд дисциплин. Так, природопользование и охрана природы не являются разделами экологии. Другое дело, что в последнее время стало ясно, что нельзя организовывать природопользование и охрану природу, не применяя экологических методов и не используя экологическое знание. Только знание о взаимосвязи природных объектов, об устойчивости природных систем может определить возможные механизмы взаимодействия с ними. Этим и объясняется справедливый всеобщий интерес к экологии как науке о взаимосвязях живых организмов и окружающей их среды.

Глоссарий

Здесь мы будем расшифровывать (давать научные дефиниции) термины, употребленные в тексте урока. За исключением особо оговоренных случаев все определения даются по словарям Николая Федоровича Реймерса.

УСТОЙЧИВОСТЬ СИСТЕМЫ

способность оставаться относительно неизменной в течение определенного (достаточно длительного) периода времени, вопреки внешним и внутренним возмущениям.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ

это способность природной системы (популяции, сообщества или экосистемы) сохранять свою структуру и функции при воздействии внешних факторов.

УСТОЙЧИВОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ

ее способность к пропорциональному по величине отклику на величину воздействия.

ДЕГРАДАЦИЯ СРЕДЫ

общее ухудшение природной среды жизни человека. Деградация природной системы - ее угнетение, упрощение структуры.

НАДОРГАНИЗМЕННАЯ СИСТЕМА

саморазвивающаяся и саморегулирующаяся материально-энергетические совокупность, образованная естественными структурами. Существует как относительно устойчивое целое за счет взаимодействия, распределения и перераспределения веществ, энергии, информации и обеспечивает преобладание внутренних связей над внешними.