Наука «Экология». Этапы становления. Цель и задачи экологии

С момента появления  человека познание природы было одним  из необходимых условий его выживания. Человечество постепенно накапливало  экологические знания. Известно, что  все живые организмы тесно  взаимосвязаны и находятся в  равновесии с окружающей неживой  природой. Чтобы не разрушить эту гармонию, важно жить в соответствии с законами развития живого, вписываться в их ход. Жизнь на нашей планете - уникальное явление, и каждый должен сделать все возможное для ее процветания.

Вопрос 1. Наука «Экология». Этапы становления. Цель и задачи экологии.

Наука «Экология».

 Термин экология (от греческого «oicos» - дом, убежище, «logos» - наука, учение) был впервые введен в 1866 г. немецким ученым Эрнстом Геккелем. В буквальном смысле экология - это наука об организмах « у себя дома».

Наука, в которой особое внимание уделяется «совокупности  или характеру связей между организмами  и окружающей средой».

В современном понимании  экология - это наука о взаимоотношениях организмов между собой и с  окружающей неживой природой.

Велико значение экологических знаний в практической деятельности человека. Каждый день мы пьем молоко коров, едим хлеб, испеченный из ржаной или пшеничной муки, заквашенный на дрожжах, одеваемся в одежду из хлопка или шерсти. Вся наша жизнь связана с продуктами, которые дают нам растения, животные, грибы и микроорганизмы.

Экологические знания применяются  в сельском хозяйстве, здравоохранении, пищевой и легкой промышленности - практически во всех отраслях хозяйства.

Этапы становления.

В истории развития экологии можно выделить три основных этапа.

Первый этап - зарождение и становление экологии как науки (до 60-х гг. XIX в.). На этом этапе накапливались данные о взаимосвязи живых организмов со средой их обитания, делались первые научные обобщения. В XVII-XVIII вв. экологические сведения составляли значительную долю во многих биологических описаниях (А.Реомюр, 1734; А. Трамбле, 1744, и др.). Элементы экологического подхода содержались в исследованиях русских ученых И.И. Лепехина, А.Ф. Миддендорфа, С.П. Крашенинникова, французского учёного Ж. Бюффона, шведского естествоиспытателя К.Линнея, немецкого ученого Г. Йегера и др.В этот же период Ж:-Б. Ламарк (1744-1829) и Т. Мальтус (1766-1834) впервые предупреждают человечество о возможных негативных последствиях воздействия человека на природу.

Второй этап - оформление экологии в самостоятельную отрасль знаний (после 60-х гг. XIX в.). Начало этапа ознаменовалось выходом работ русских ученых К.Ф.Рулье (1814- 1858), Н.А. Северцова (1827-1885), В.В. Докучаева (1846- 1903), впервые обосновавших ряд принципов и понятий экологии, которые не утратили своего значения и до настоящего времени. В.В.Докучаев считается одним из основоположников экологии. В конце 70-х гг. XIX в. немецкий гидробиолог К.Мёбиус (1877) вводит важнейшее понятие о биоценозе как о закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды.

Неоценимый вклад в  развитие основ экологии внес Ч. Дарвин (1809-1882), вскрывший основные факторы  эволюции органического мира. То, что  Ч. Дарвин называл «борьбой за существование», с эволюционных позиций можно трактовать как взаимоотношения живых существ с внешней абиотической средой и между собой, т.е. с биотической средой.

Немецкий биолог-эволюционист Э. Геккель (1834-1919) первый понял, что  это самостоятельная и очень важная область биологии, и назвал ее экологией (1866). В своем капитальном труде «Всеобщая морфология организмов» он писал: «Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего - его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология - это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин назвал «условиями, порождающими борьбу за существование».

Как самостоятельная  наука экология окончательно оформилась в начале XX столетия. В этот период американский ученый Ч. Адаме (1913) создает  первую сводку по экологии, публикуются другие важные обобщения и сводки. Крупнейший русский ученый XX в. В.И. Вернадский создает фундаментальное учение о биосфере. В 30-е и 40-е гг. экология поднялась на более высокую ступень в результате нового подхода к изучению природных систем. Сначала А.Тенсли (1935) выдвинул понятие об экосистеме, а несколько позже В. Н.Сукачев (1940) обосновал близкое этому представление о биогеоценозе. Следует отметить, что уровень отечественной экологии в 20-40-х гг. был одним из самых высоких в мире, особенно в области фундаментальных разработок.

Третий этап. Во второй половине XX в. в связи с прогрессирующим загрязнением окружающей среды и резким усилением воздействия человека на природу экология приобретает особое значение. Начинается третий этап - (50-е гг. XX в. - до настоящего времени) - превращение экологии в комплексную науку, включающую в себя науки об охране природной и окружающей человека среды. Из строгой биологической науки экология превращается в «значительный цикл знания, вобрав в себя разделы географии, геологии, химии, физики, социологии, теории культуры, экономики...» (Реймерс).

На Руси первые природоохранные  акты известны с IX в. (например, свод законов  Ярослава Мудрого «Русская Правда», в которых были установлены правила  охраны охотшчьих и бортничьих угодий). В XIV-XVII вв. на южных границах Русского государства существовали «засечные леса», своеобразные охраняемые территории, на которых были запрещены хозяйственные рубки. История сохранила более 60 природоохранных указов Петра I. При нем же началось изучение богатейших природных ресурсов России. В 1805 г. в Москве было основано общество испытателей природы. В конце XIX - начале XX в. возникло движение за охрану редких объектов природы. Начало природоохранной деятельности Советского государства совпало с рядом первых декретов, начиная с «Декрета о земле» от 26 октября 1917 г., который заложил основы природопользования в стране. Именно в этот период зарождается и получает законодательное выражение основной вид природоохранной деятельности - охрана природы. В период 30-40-х гг., в связи с эксплуатацией природных богатств, вызванной главным образом ростом масштабов индустриализации в СССР, охрана природы стала рассматриваться как «единая система мероприятий, направленная на защиту, развитие, качественное обогащение и рациональное использование природных фондов страны» (из резолюции Первого Всероссийского съезда по охране природы, 1929 г.).

Таким образом, в России появился новый вид природоохранной  деятельности - рациональное использование  природных ресурсов. В 50-е г. дальнейшее развитие производительных сил в стране, усиление негативного влияния человека на природу обусловили необходимость создания еще одной формы, регулирующей взаимодействие общества и природы, - охраны среды обитания человека. В этот период принимаются республиканские законы об охране природы, которые провозглашают комплексный подход к природе не только как к источнику природных ресурсов, но и как к среде обитания человека.

В 60-80-е гг. в СССР практически  ежегодно принимались правительственные постановления об усилении охраны природы (об охране бассейна Волги и Урала, Азовского и Черного морей, Ладожского озера, Байкала, промышленных городов Кузбасса и Донбасса, Арктического побережья). Продолжался процесс создания природоохранного законодательства, издавались земельные, водные, лесные и иные кодексы. Эти постановления и принятые законы, как показала практика их применения, не дали необходимых результатов - губительное антропогенное воздействие на природу продолжалось. В 1986 г. на Чернобыльской АЭС произошла крупнейшая за всю историю развития человечества экологическая катастрофа. Сегодня Россия продолжает находиться в сложной экологической ситуации.

Цель  и задачи экологии.

Цель: Изучение законов функционирования экологических систем всех уровней и биосферы в целом в условиях природопреобразующей деятельности человечества  и выработка тактики и стратегии поведения человечества в целях оптимизации функционирования этих систем.

 Задачи экологии  прямо вытекают из цели  и  существующих на планете проблем:

1) всеобъемлющая диагностика  состояния природы планеты и  ее ресурсов;

2) определение порогов  выносливости экологических систем  по отношению к антропогенной  нагрузке;

3) выработка критериев  оптимальности функционирования  экологических систем;

4) изучение обратимости  и путей восстановления антропогенных  нарушений экологических систем;

5) разработка прогнозов  изменений в биосфере  и   состояний окружающей человека  среды при разных сценариях  политического, экономического  и  социального развития человечества;

6) отказ от дискредитировавшей себя природопокорительной идеологии и формирование идеологии и методологии экоцентризма, направленной на экологизацию экономики, производства, политики  и образования.

Вопрос 2. Ресурсный цикл как антропогенный круговорот веществ. Его отличия от биотического круговорота.

Ресурсный цикл (антропогенный круговорот веществ) - совокупность превращений  и пространственных перемещений  определенного вещества или группы веществ на всех этапах использования  их человеком. Цикл фактически не замкнут из-за потерь, например, каменный уголь обратно в места залегания не возвращается. Антропогенный круговорот естественен, как и любой другой, но предполагает разумное волевое начало.

Антропогенный  обмен  существенно изменяет общепланетарный  круговорот   веществ, резко ускоряя  его. Он отличается  от   биотического   круговорота  незамкнутостью, носит открытый характер. На входе антропогенного обмена находятся природные ресурсы, а на выходе — производственные и бытовые отходы. Экологическое несовершенство антропогенного обмена заключается в том, что коэффициент полезного использования природных ресурсов, как правило, чрезвычайно низок, а отходы производства ухудшают природную среду, многие из них не разлагаются до природного состояния. В период научно-технического прогресса и на стадии  его  интенсификации масштабы и скорость антропогенного обмена резко возрастают, вызывая заметные напряжения в биосфере.

Вопрос 3. Источники и загрязнение внутренних водоемов. Загрязнение Мирового океана.

Источники и  загрязнение внутренних водоемов.

Источниками загрязнения  признаются объекты, с которых осуществляется сброс или иное поступление в  водные объекты вредных веществ, ухудшающее качество поверхностных  вод, ограничивающих их использование, а также негативно влияющих на состояние дна  и  береговых водных объектов.

 Загрязнение  водных объектов  возникает при сбросе вредных  веществ в поверхностные водные  объекты, который причиняет вред  или создает угрозу причинения  вреда здоровью населения, нормальному осуществлению хозяйственной  и  иной деятельности, состоянию окружающей природной среды, а также биологическому разнообразию. Меры предупреждения вредного воздействия на водные объекты определяются водным законодательством Российской Федерации.

На территории России практически  все водоёмы подвержены антропогенному влиянию. Качество воды в большинстве  из них не отвечает нормативным требованиям. Многолетние наблюдения за динамикой  качества поверхностных вод выявили  тенденцию к росту их загрязнённости. Увеличивается количество случаев высокого уровня загрязнения воды (более 10 ПДК)  и  случаев экстремально высокого загрязнения водных объектов (более 100 ПДК).

 Особенно тяжёлое положение  с загрязнением поверхностных  водоисточников сложилось в Астраханской, Кемеровской, Калининградской, Томской, Тюменской, Ярославской областях, Приморском крае. Возрастает  загрязнение  подземных вод, используемых для водоснабжения, в том числе нефтепродуктами, тяжёлыми металлами, пестицидами  и  другими вредными веществами, которые поступают в водоносные горизонты со сточными водами.

Под загрязнением водоемов понимается снижение их биосферных функций  и  экономического значения в результате поступления в них вредных веществ.

 Одним из видов  загрязнения  водоемов  является тепловое  загрязнение. Электростанции, промышленные предприятия часто сбрасывают подогретую воду в водоем. Это приводит к повышению в нем температуры воды. С повышением температуры в водоеме уменьшается количество кислорода, увеличивается токсичность загрязняющих воду примесей, нарушается биологическое равновесие.

В загрязненной воде с повышением температуры начинают бурно размножаться болезнетворные микроорганизмы  и  вирусы. Попав в питьевую воду, они могут вызвать вспышки различных заболеваний.

 В ряде регионов важным  источником пресной воды являлись подземные воды. Раньше они считались наиболее чистыми. Но в настоящее время в результате хозяйственной деятельности человека многие  источники  подземной воды также подвергаются загрязнению. Нередко это  загрязнение  настолько велико, что вода из них стала непригодной для питья.

 Человечество потребляет на свои нужды огромное количество пресной воды. Основными ее потребителями являются промышленность и сельское хозяйство. Наиболее водоемкие отрасли промышленности - горнодобывающая, сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. На них уходит до 70% всей воды, затрачиваемой в промышленности. Главный же потребитель пресной воды - сельское хозяйство: на его нужды уходит 60-80% всей пресной воды.

 Уже в настоящее  время недостаток пресной воды испытывают не только территории, которые природа обделила водными ресурсами, но и многие регионы, еще недавно считавшиеся благополучными в этом отношении. В настоящее время потребность в пресной воде не удовлетворяется у 20% городского и 75% сельского населения планеты.

 Вмешательство человека в природные процессы затронуло даже крупные реки (такие, как Волга, Дон, Днепр), изменив в сторону уменьшения объемы переносимых водных масс (сток рек). Используемая в сельском хозяйстве вода по большей части расходуется на испарение и образование растительной биомассы и, следовательно, не возвращается в реки. Уже сейчас в наиболее обжитых районах страны сток рек сократился на 8% , а у таких рек, как Дон, Терек, Урал - на 11-20%. Весьма драматична судьба Аральского моря, по сути, прекратившего существование из-за чрезмерного забора вод рек Сырдарьи  и  Амударьи на орошение.

 Ограниченные запасы пресной воды еще больше сокращаются из-за их загрязнения. Главную опасность представляют сточные воды (промышленные, сельскохозяйственные  и  бытовые), поскольку значительная часть использованной воды возвращается в водные бассейны в виде сточных вод.