-
- Понятие экологии. Содержание, предмет и объект исследования и задачи экологии на современном этапе.
Экология как наука, изучающая
отношения между организмами
и их взаимосвязи с окружающей
средой. Предмет и задачи экологии.
Организм и надорганизменные системы:
популяции, сообщества, экосистемы как
объекты экологии. Биоэкология и ее основные
разделы (аутэкология, демэкология, синэкология).
Ландшафтная экология. Экология человека
и социальная экология.
Повышение роли экологии на
современном этапе развития человечества.
Основные нарушения в биосфере, вызываемые
деятельностью человека. Угроза глобальных
экологических катастроф. Экология
как научная основа выхода из глобальных
кризисов.
Экологические знания –
основа природопользования. Экологические
принципы заповедного дела и рационального
использования природных ресурсов.
Красные книги. Международное сотрудничество
в деле охраны природы.
Объектом экологии
являются биологические системы надорганизменного
уровня: популяции, сообщества, экосистемы
(Ю. Одум, 1986).
Предметом экологии являются
взаимоотношения организмов и надорганизменных
систем с окружающих их органической и
неорганической средой (Э. Геккель, 1870;
Р. Уиттекер, 1980; Т. Фенчил, 1987).
Из множества определений
предмета экологии вытекает и множество
задач, стоящих перед современной
экологией:
– Изучение структуры пространственно-временных
объединений организмов (популяций,
сообществ, экосистем, биосферы).
– Изучение круговорота
веществ и потоков энергии
в надорганизменных системах.
– Изучение закономерностей
функционирования экосистем и биосферы
в целом.
– Изучение реакции надорганизменных
систем на воздействие разнообразных
экологических факторов.
– Моделирование биологических
явлений для экологического прогнозирования.
– Создание теоретической
основы охраны природы.
– Научное обоснование
производственных и социально-экономических
программ.
Методы экологических
исследований
При изучении надорганизменных
систем экология использует все разнообразие
методов как биологических, так и небиологических
наук. Однако специфическим методом экологии
является количественный анализ структуры
и функционирования надорганизменных
систем. Современная экология – это один
из наиболее точных, наиболее математизированных
разделов биологии.
2. Уровни организации
живой материи
Уровень организации живой
материи – это функциональное
место биологической структуры
в общей иерархии живого.
1.Молекулярный. На этом
уровне проявляются обмен веществ
и превращение энергии, передача
наследственной информации.
2.Клеточный. Клетка –
элементарная структурная и функциональная
единица живого.
Разделяют неклеточные и
клеточные формы. Неклеточные (доклеточные)
– вирусы. Клеточные включают два надцарства:
прокариоты (бактерии, архебактерии, цианобактерии
или синезеленые водоросли) и эукариоты
(ядерные) – животные, растения, грибы
3.Тканевый. Ткань – совокупность
структурно сходных клеток, а
также связанных с ними межклеточных
веществ, объединенных выполнением
определенных функций.
4.Органный. Орган – часть
многоклеточного организма, выполняющего
определенную функцию.
5.Организменный. Организм
– реальный носитель жизни,
характеризующийся всеми ее признаками.
6.Популяционно-видовой. Популяция
– совокупность особей одного
вида, образующих обособленную генетическую
систему и населяющих пространство
с относительно однородными условиями
обитания. Вид – совокупность
популяций, особи которых способны
к скрещиванию с образованием
плодовитого потомства и занимают
определенную область географического
пространства (ареал).
7.Биоценотический. Биоценоз
– совокупность организмов разных
видов различной сложности организации,
обитающих на определенной территории.
С абиотическими факторами среды
– биогеоценоз.
8.Биосферный. Биосфера –
оболочка Земли, структура и
свойства которой в той или
иной степени определяются настоящей
или прошлой деятельностью живых
организмов.
Следует отметить,
что предсказать свойства каждого
следующего свойства на основе
свойств предыдущих уровней невозможно,
также как нельзя предсказать свойства
воды, исходя из свойств кислорода и водорода.
Такое явление носит название эмерджентность,
т.е наличие у системы особых, качественно
новых свойств, не присущих сумме свойств
ее отдельных компонентов.
3. Интеграция организмов
в биологические макросистемы
Биологические макросистемы,
совокупности организмов (индивидов),
образующих целостные системы надорганизменного
уровня разной величины и устойчивости
— от сравнительно мелких (семья, колония,
стая) до популяции, вида и биоценоза разного
масштаба. Основой Б. м. служит популяция
— совокупность свободно скрещивающихся
особей одного вида, занимающих однородную
в ландшафтном отношении территорию, обладающих
общими морфо-физиологическими и генетическими
особенностями. Популяция функционирует
как единая система. У большинства видов
популяции состоят из более мелких группировок
— семей, стад и стай, колоний и др. внутривидовых
группировок, обеспечивающих и регулирующих
размножение и использование популяцией
территории с её жизненными ресурсами.
Одновременно они осуществляют борьбу
за территорию с другими видами — конкурентами.
В свою очередь, совокупность популяций
(взаимодействующих друг с другом непосредственно
или путём эстафеты) образует вид как целостную
Б. м. высшего уровня. Наконец, популяции
разных видов, живущие на одной территории
и тесно связанные друг с другом обменом
веществ и энергии, образуют сообщество
видов (биоценоз), обеспечивающее биологический
круговорот веществ на данном участке
земной поверхности (в биогеоценозе). Совокупность
биоценозов водоёмов и суши образует Б.
м. самого высокого ранга — биосферу. Б.
м. высших уровней координируют функции
макросистем низших уровней и управляют
ими. Эта регуляция осуществляется как
путём взаимодействия с обратными связями,
так и специальными регуляторными системами.
Из последних основное значение имеют
средства связи и общения (биосигнализации)
между организмами. Биосигнализация может
иметь химическую, электрическую, акустическую,
оптическую или механическую природу.
Она связывает не только животных одного
или разных видов, но и животных с растениями.
4. Понятие охраны
природы.
Охрана природы – это
совокупность международных, государственных,
региональных и локальных, административно-хозяйственных,
технологических и других мероприятий,
направленных на сохранение, рациональное
использование и воспроизводство
природы Земли и ближайшего к
ней космического пространства (Н.Ф.Реймерс).
Различают
следующие формы охраны окружающей
среды. Народная охрана зародилась
в первобытнообщинном строе и
существует в слаборазвитых странах.
Государственная форма охраны
окружающей среды возникла в
период рабовладельческого строя.
В настоящее время—это основная
форма охраны природы в большинстве
государств. Общественная форма
образована в 20 веке в эпоху
капитализма как важное дополнение
к государственной. Международная охрана
окружающей среды возникла в 20 веке и ставит
своей целью сохранение природных ресурсов
на территории нескольких государств
или регионов. Эта форма охраны реализуется
межгосударственными соглашениями и находится
под контролем государств.При рассмотрении
проблемы охраны природы выделяется несколько
аспектов. Философский аспект охраны природы
заключается в выяснении противоречий
между природой и обществом и возможностей
их преодоления. Социальный аспект проявляется
в различном подходе к использованию природных
ресурсов и охране в государствах с различным
социальным строем.
Экономический
аспект охраны природы заключается
в экономической оценке использования
природных ресурсов, определении
ущерба, нанесенного их истощением
и загрязнением окружающей среды,
выявлении эффективности природоохранных
мероприятий. С экономикой природопользования
тесно связан технологический
аспект. Технологический аспект
– это разработка экологически
безвредных технологий, способов очистки
биосферы от загрязнения, методов утилизации
отходов.
Медико-гигиенический
аспект проблемы охраны природы
заключается в выяснении воздействия
различных загрязняющих веществ
на биосферу и организм человека,
установлении предельно допустимых
концентраций вредных примесей
в воде, воздухе, почве. Естественнонаучный
аспект заключается в выработке
научных основ рационального
природопользования и преобразования
природы, а также управления
процессами природопользования. Воспитательный
аспект охраны природы заключается
в необходимости воспитания людей
в духе бережного отношения
к природе. Ни одна отдельно
взятая наука не в состоянии
решить все задачи охраны природы.
Изучением природы занимается
как отраслевая физическая география
(геология, почвоведение, гидрология, климатология,
геоботаника), так и комплексная
физическая география (ландшафтоведение
и др.). Большой вклад в решении
вопросов охраны природы вносят
экология, геоэкология и другие
науки.
5.Основные разделы
экологии
Экология как наука
сформировалась в рамках биологии.
Ее предметом стали взаимоотношения
живых организмов между собой (особей,
популяций, биоценозов) и окружающей
средой; ее составляющими являются
историческая, эволюционная экология
и археоэкология. Экология – наука
о взаимоотношениях организмов и среды
их обитания. Основной традиционной частью
экологии как биологической науки является
общая экология, которая изучает общие
закономерности взаимоотношений живых
организмов и среды (включая человека).
В составе общей экологии выделяют основные
разделы:
– аутэкология, исследует
связи отдельного организма (вида, особи)
с окружающей его средой; – популяционная
экология (демэкология), в задачу которой
входит изучение структуры и динамики
популяций отдельных видов. Популяционную
экологию рассматривают и как специальный
раздел аутэкологии; – синэкология (биоценология)
изучает взаимоотношение популяций, сообществ
и экосистем со средой. Географическая
экология (геоэкология) – раздел экологии,
изучающий экологические закономерности
географических процессов в экосистемах
высоких уровней иерархии (суши, морских
и пресных вод, высокогорий и др.); сюда
же относится и геохимическая экология.
Задача – изучать закономерности
адаптации организмов и их сообществ
к окружающей среде, саморегуляцию,
устойчивость систем и биосферы. Общую
экологию называют биоэкологией.
На стыке экологии
с другими отраслями знаний
продолжается развитие новых
направлений: социальная, инженерная,
математическая, сельскохозяйственная,
космическая, геоэкология.
Промышленная (инженерная)
экология изучает воздействие
промышленности, транспорта, энергетики,
сельскохозяйственной сферы производства
(техносферы) на природу, исследует возможности
формирования и закономерности функционирования
упрощенных биоценозов, применяемых в
технологических процессах. Социальная
экология тесно взаимодействует с экологией
человека, при этом рассматриваются взаимоотношения
в системе «общество – природа». Широкая
трактовка обозначает соотношение общества
с географической, социальной и культурной
средами. Социальная экология – сплав
социологии, социальной психологии, экологии
человека, включает как социально-психологические
и этологические отношения людей между
собой, так и отношение людей к природе,
т.е. является эколого-социально-экономической
отраслью знаний, где все социальные, экономические
и природные условия рассматриваются
как одинаково важные составные сферы
жизни человека. Экологический подход
при изучении взаимодействия человеческого
общества и природы – основополагающий.
С научно-теоретической
точки зрения обосновано деление
экологии на теоретическую и прикладную.
Теоретическая вскрывает общие закономерности
организации жизни. Прикладная экология
изучает механизмы разрушения биосферы
человеком, способы предотвращения этого
процесса разрабатывает принципы рационального
использования природных ресурсов. Научную
основу прикладной экологии составляет
система общеэкологических законов, правил,
принципов.
6. Методы экологических
исследований.
1. Полевые методы –
это методы, позволяющие изучить
влияние комплекса факторов естественной
среды на естественные биологические
системы и установить общую
кар- тину существования и развития системы.
2. Лабораторные методы
– это методы, позволяющие изучить
влияние комплекса факторов моделированной
в лабораторных условиях среды
на естественные или моделированные
биологические системы. Эти методы
дают возможность получить приблизительные
результаты, которые требуют дальнейшего
подтверждения в полевых условиях.
3. Экспериментальные методы
– это методы, позволяющие изучить
влияние отдельных факторов естественной
или моделированной среды на
естественные или моделированные
биологические системы. Они
применяются в сочетании как с полевыми,
так и с лабораторными методами.
Кроме собственных методов
экология широко использует методы таких
наук, как биохимия, физиология, микробиология,
генетика, цитология, гистология, физика,
химия, математика и др.
В современных условиях экологические
исследования играют существенную роль
в решении ряда теоретических
и практических задач. Динамика численности
организмов, сезонное развитие, расселение
и акклиматизация полезных и вредных
видов, прогнозы размножения и распространения
– вот основные в настоящее
время экологические проблемы. Разработка
их требует рационального сочетания
полевых, лабораторных и экспериментальных
исследований, которые должны взаимно
дополнять и контролировать друг
друга.
7. Междисциплинарные
связи современной экологии. Значение
экологии в жизни человека.
Современная экология представляет
собой комплекс научных дисциплин.
Базовой является общая экология,
изучающая основные закономерности
взаимоотношений организмов и условий
среды. Теоретическая экология исследует
общие закономерности организации
жизни, в том числе в связи
с антропогенным воздействием на
природные системы.