Введение в экологию. Предмет и задачи экологии

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

УФИМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ЭКОНОМИКИ И СЕРВИСА

 

 

Экология

Введение в экологию. Предмет и задачи экологии.

 

 

 

 

Проверил:

                                                                                       

Выполнил: студент гр. БОЗК 42

Тимофеева.С.А.

 

 

 

 

 

Уфа-2014

Содержание

1.Введение в экологию………………………………………………………….3

2. Предмет и задачи  экологии…………………………………………………14

Список литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

1.Введение в  экологию.

Экология -это наука об изучении взаимоотношений живых организмов с окружающей их средой.

Экология — одна из самых актуальных наук современности. С нею связывают надежды на выживание человечества в усложняющемся мире и на возможности нового витка развития. Слово «экология» очень популярно сейчас и в бытовом общении, и в средствах массовой информации, и в речах политиков. Однако, далеко не все представляют себе его истинное значение. Чаще всего его используют в смысле «состояние окружающей среды» и относят исключительно к человеку, его здоровью и условиям жизни. На самом деле экология — это сложная наука с множеством разделов, в центре внимания которой — законы устойчивости живой природы, связи организмов друг с другом и средой обитания, позволяющие выживать, развиваться и противостоять изменениям условий. Эти связи как раз и поддерживают общую систему жизни на Земле, от бактерий до человека.

 

Человек как биологический вид появился на планете в результате длительной эволюции живой природы. Несмотря на то, что Homo sapiens (Человек разумный) — новая, высшая ступень эволюции, человеческое общество подчиняется всем основным природным законам и полностью зависит от состояния жизни на Земле. Это простое обстоятельство по-настоящему стало осознаваться лишь во второй половине ХХ столетия, когда вплотную приблизилась угроза глобального экологического кризиса. Гигантская техническая мощь современного человечества и быстрый рост числа людей на планете, получивший название «демографического взрыва», стали причиной того, что на глазах живущих поколений происходит масштабная деградация природы. Эти разрушения затрагивают не только конкретные регионы, но и начинают проявляться в масштабах всей биосферы. Человечество подходит к пределу, угрожающему его выживанию на планете.

Именно живая природа создала и поддерживает всю систему жизнеобеспечения людей на Земле. Пища, чистая пресная вода, кислород воздуха, озоновый экран над Землей, защищающий от губительного коротковолнового излучения Солнца, плодородная почва, биологические круговороты веществ, перерабатывающие отходы жизнедеятельности, целый

3

ряд составляющих климата — это те основные ресурсы и условия существования человека, которые обеспечиваются биосферой. Биология человека приспособлена именно к современному этапу исторического развития жизни на планете. Трудно, например, представить возможности его существования в условиях далекого прошлого, хотя бы в кембрийский период, когда в атмосфере было мало кислорода и много углекислого газа, был слаб озоновый экран, на суше отсутствовала растительность и постоянные размывы грунта создавали неустойчивость границ водотоков и побережий.

Современное общество, кроме обеспечения биологических потребностей, использует огромное количество ресурсов природы для развития промышленности, транспорта, сельскохозяйственного производства и строительства. Добыча полезных ископаемых к XXI веку составляет в мире около 10 млрд.. т ежегодно. Это в сотни раз больше того, что выносится из недр Земли за счет природных процессов — активности вулканов и просачиваний на дне океана и приближается к тому объему вещества, которое сносят в моря все реки мира. Потребление человеком энергии за последнее столетие возросло в 100 раз. Если сохранятся современные темпы производства энергии, то понадобится всего две сотни лет, чтобы она сравнялась с той, что Земля получает от Солнца. Для хозяйственных нужд используется в настоящее время 40% стока рек. Ежегодно производится 30 млрд. т отходов, что равноценно весу горного хребта, а в промышленно развитых странах и регионах сжигается столько кислорода воздуха, что его не успевает поставлять растительность этих территорий.

 

Деятельность человека на планете, как впервые утверждал еще в начале ХХ века В. И.Вернадский, становится силой геологического масштаба. Тем самым резко увеличился риск нарушения биосферного равновесия, что затрагивает судьбу самого человечества и эволюцию жизни. На Земле множатся локальные катастрофы, вызываемые способами хозяйствования: эрозия и падение плодородия почв, уменьшение площади лесов, разрастание пустынь, накопление отбросов, нехватка пресной воды, кислые дожди, загрязнение среды токсичными и радиоактивными веществами, вымирание диких видов, взрывы численности вредителей и многие другие. В такой среде людям становится все труднее вести здоровый образ жизни и сохранять основы наследственности.

4

Природа на протяжении почти всей истории человечества была сильнее его и всегда восстанавливала производимые нарушения. Сейчас мы находимся на таком этапе, когда разрушительные процессы, вызываемые потреблением ресурсов биосферы, становятся мощнее восстановительных сил живой природы. Затрагивается вся система жизнеобеспечения человеческого общества на планете. Современный мир стоит перед необходимостью резко менять систему хозяйствования и ориентируется прежде всего на законы устойчивости и развития жизни. Эта гигантская задача требует усилий всего человеческого общества, включая международные организации, отдельные государства, корпорации, компании, предприятия и личную деятельность каждого человека. Ссередины ХХ века Организация Объединенных Наций (ООН) начала разработку международных программ, углубляющих научные основы понимания и прогнозирования биосферных процессов. Первая Всемирная межправительственная конференция 1977 года в Тбилиси поставила перед миром задачи всеобщего экологического образования.

Единственной альтернативой стихийного развития общества, приведшего мир на грань глобальной экологической катастрофы, становится сознательная переориентация экономики и образа жизни на путь, не противоречащий, а согласующийся с законами живой природы. Человечество осознает, наконец, что оно — ее часть и должно быть встроено в общую природную систему таким образом, что не только не подрывать своего будущего, но и иметь возможность длительного устойчивого развития. Для этого необходимо, прежде всего, знать и глубоко понимать те связи и закономерности, которым подчиняется жизнь на нашей планете.

Именно связи, объединяющие все живое на Земле и поддерживающие тесное единство с окружающей неживой природой, являются предметом науки экологии. Знание ее основ необходимо для каждого грамотного человека, поскольку экология представляет научный фундамент рационального, не истощающего природопользования. Она, с одной стороны, заставляет понимать необходимость целого ряда запретов и ограничений в сферах хозяйственной деятельности, а с другой — открывает новые возможности и горизонты для развития общества.

Влияние человечества на биосферу складывается из миллиардов мелких и крупных действий, от дел конкретных людей до политики государств и международных сообществ. Всеобщее и непрерывное экологическое

5

образование становится необходимым условием современности. Начиная со школьной скамьи, оно должно сопровождать человека всю жизнь во всех сферах его деятельности. Связь экологических, социальных и экономических проблем регулярно обсуждается мировым сообществом в рамках ООН и ЮНЕСКО — организации по вопросам образования, науки и культуры, а также ЮНЕП — программы ООН по окружающей среде. Крупные международные форумы по этим проблемам состоялись в 1972 г. в Стокгольме, в 1992 г. — в Рио-де-Жанейро и в 2002 г. — в Йоханнесбурге. На них была сформирована концепция «устойчивого развития» и выработаны рекомендации правительствам всех стран по реализации тех мер, которые направлены на улучшение качества среды жизни на планете и предотвращение экологических катастроф. Эти меры не допускают отсрочки, так как деградация природы происходит ускоряющимися темпами и на исправление положения человечество имеет в запасе, по разным расчетам, лишь немногие десятилетия. Годы 2005 - 2015 объявлены ЮНЕСКО десятилетием экологического образования в интересах устойчивого развития.

 

Экология как научная область биологического знания начала формироваться в XIX столетии. Название новой науке дал в 1866 г. известный немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель. Оно произведено из двух греческих слов: «логос» — наука и «ойкос» — дом, жилище, окружение, местопребывание. В естествознании постепенно накапливались знания об образе жизни разных видов, об их зависимости от условий, приспособленности к среде, появлялось много удивительных открытий. В XXVIII столетии эти, еще разрозненные, сведения ученые объединяли под общим названием «естественная история» организмов. К середине XIX века новые данные требовали уже обобщения и анализа. Были сформулированы первые эмпирические правила и законы, отражавшие связь организмов со средой обитания — климатом и другими условиями. Интерес к этой тематике возрос после появления в 1859 г. учения Ч. Дарвина о естественном отборе в результате борьбы за существование как главном механизме происхождения и эволюции видов. Э. Геккель, характеризуя зарождавшуюся экологию, указывал, что она призвана изучать связи организмов друг с другом и физической средой обитания, или «все те запутанные взаимоотношения, которые Дарвин условно обозначил как борьбу за существование».

 

6

 Еще ранее (1809 г.) влияние  «условий» на историческое изменение  видов провозглашал автор первого  эволюционного учения Ж. Б. Ламарк. Таким образом, взаимопроникновение идей экологии и эволюционного развития живой природы наметилось уже в XIX веке, хотя их настоящая связь становится ясной лишь в наше время.

Начальной основой экологии было внимание к образу жизни отдельных видов, их адаптациям, способности противостоять неблагоприятным факторам среды, возможности выжить и оставить потомство, их сходству и различиям по этим признакам. В современной науке этот раздел знаний получил название «аутэкологии» (буквально — «собственно экологии») и входит важной частью в состав других ее подразделений.

Первоначальный интерес к отдельным видам и организмам не случаен. Живая природа сложно структурирована и первое, что бросается в глаза — огромное множество разнообразных организмов, ее составляющих. Из ныне живущих описано более полутора миллионов видов, что далеко не исчерпывает ее современного богатства, так как ежегодно выявляются сотни новых, особенно из мелкоразмерных форм. В истории Земли виды сменяют друг друга, и по подсчетам палеонтологов вымершие превышают существующих римерно на два порядка величин. Такое гигантское разнообразие явно не случайно, и в нем просматривается связь с устойчивостью жизни в целом.

Каждый вид по-своему связан со средой, отличаясь от других множеством мелких и крупных особенностей. Современная аутэкология расшифровала эти связи далеко не для всех ныне живущих видов, а лишь для очень небольшой их части. Эти сведения имеют не только неоценимое значение для теории, но и самое прямое отношение к человеческой практике. Успех выращивания культурных растений и сельскохозяйственных животных напрямую зависит от глубины наших знаний об их экологических зависимостях. То же относится и к промысловым видам, а также используемым в медицинской практике и других сферах жизни человека.

Современная деятельность человечества отрицательно сказывается на судьбе множества видов дикой природы. Важно знать степень их устойчивости к разным формам антропогенных воздействий, возможности выживания в

 

7

новых условиях, планировать пути сохранения вымирающих форм. Видовое богатство органического мира — также неиссякаемый источник новых возможностей для хозяйственной практики. Это демонстрируют, например, новейшие биотехнологии. Активно размножающиеся водоросли хлорелла, у которых обнаружена высокая интенсивность фотосинтеза, используют для быстрого наращивания кормовой биомассы и для обогащения воздуха кислородом. Сидячих морских животных асцидий в Японии разводят для получения из их тел ванадия, поскольку обнаружено, что асцидии способны в значительных количествах концентрировать этот химический элемент из морской воды. Разные виды и штаммы микроорганизмов используют для очистки почвы и вод от нефтяного загрязнения, для извлечения металлов из бедных руд, для получения новых лекарств и витаминов. Можно эффективно использовать даже потенциал тех видов, с которыми человек обычно ведет непримиримую борьбу, если мы хорошо знаем их экологические особенности и можем управлять их размножением. Например, в России разработана технология разведения личинок комнатной мухи для эффективной и быстрой переработки отходов свиноводческих комплексов. От взрослых мух, которых держат в инсектариях, получают большое количество яиц и засевают ими навоз, помещенный на медленно двигающийся конвейер. Через пять дней личинки превращают антигигиенические отбросы в рассыпчатую гумусированную массу, пропущенную через их кишечники и стерилизованную наружными антибактерицидными выделениями — ценное органическое удобрение. Взрослых личинок («опарышей») перед окукливанием автоматически извлекают из субстрата и используют либо как живой корм на птицефермах, в рыбоводческих прудах и т.п., либо на белковую муку в животноводстве.

Драгоценные ранее жемчуга превратились ныне во вполне доступные украшения благодаря технологии специального выращивания жемчужин у разводимых моллюсков. Ряд видов рыб, моллюсков, ракообразных и других промысловых животных, находящихся на грани уничтожения в океане, начинают сейчас разводить в аквакультуре, т. е. на морских фермах. Все эти мероприятия требуют глубокого знания экологии видов. Таким образом, аутэкология поставляет неоценимые материалы и для теоретической науки, и для практики.

 

 

8

В XIX веке оформился и другой раздел экологии, в центре внимания которого находятся не отдельные особи и виды, а их сообщества. В 1877 г. немецкий гидробиолог Карл Мёбиус, изучая условия жизни промысловых устриц в Северном море, ввел в науку понятие «биоценоз». Живая природа подразделена не только на отдельные организмы и виды, но и на биоценозы, т.е. такие сожительства разных видов, которые повторяются в пространстве и типичны для определенных условий. Так, вместе с устрицами обитают совершенно определенные виды сидячих ракообразных, других моллюсков, червей, рыб, морских звезд и т.п. Мёбиус подчеркивал, что сосуществующие вместе виды, с одной стороны, сходны по отношению к ведущим факторам среды (температура воды, глубина, соленость, грунты, течения и т.п.), а с другой — связаны друг с другом всевозможными отношениями (пищевыми, конкурентными, взаимовыгодными). Поэтому удаление из биоценоза какого-либо одного вида сказывается на численности и состоянии других. Виды приспособились к совместной жизни в ходе исторического развития.