double arrow

Предмет и задачи дисциплины


Биосфера, ее роль и значение

Реакция систем на изменения в окружающей среде. Устойчивость экосистем (принцип Ле-Шателье).

Круговорот веществ в экосистемах. Потоки энергии в экосистемах. Трофические цепи и экологические пирамиды.

Понятие экологических систем, их классификация, типы и составляющие. Свойства и функции экосистем.

Экология как наука. Современные представления об экологии как науке, изучающей закономерности состояния и изменений в окружающей среде. Связь экологии с другими науками.

Предмет и задачи дисциплины.

Термин «экология» образован от двух греческих слов (ойкос – дом, жилище, родина, и логос – наука), означающих дословно «наука о местообитании».

В более общем смысле экология – это наука, изучающая взаимоотношение организмов и их сообществ с окружающей их средой обитания (в том числе многообразия взаимосвязей их с другими организмами и сообществами).

История возникновения экологии как науки уходит корнями в античный период и эпоху Возрождения и на сегодняшний день остается динамично развивающейся наукой. В развитии экологии можно выделить несколько этапов.




Первый этап развития науки – накопления фактического материала и первый опыт его систематизации. Он начинается с момента возникновения человеческого общества. Человек, для того чтобы выжить, должен был наблюдать за происходящими явлениями, поведением животных и использовать эти знания для успешной охоты, выбора оптимального места для жилища, заготовки растений в качестве источника пищи, лекарств, либо сырья. Письменные источники, касающиеся появления научных наблюдений, которые ныне называют экологическими, относятся к Античному Миру. Древнегреческий философ Аристотель (3-4 в. н. э.) использовал экологический подход в предложенной им классификации животных и в наблюдениях за изменениями природной среды. Его ученик Теофраст Эрезийский ( 372 – 287 до н.э.), которого называют отцом ботаники, в труде «История растений» отмечал зависимость растительного покрова от климата и почв. К этому периоду относиться знаменитая «Естественная история» Плиния Старшего (23-79 н.э.).

В средние века интерес к изучению природы ослабевает, заменяясь господством схоластики и богословием. Научные исследования часто подвергались гонениям инквизиции.

В период эпохи Возрождения (начиная с конца 15 века) интерес к естественным наукам опять возрастает. Особенно активизировались описания живой природы в эпоху географических открытий. В этот период было описано большое количество новых представителей растительного и животного мира, составлены подробнейшие описания внутреннего и внешнего строения растений и животных. В этот период стали предприниматься новые попытки систематизации живой природы. Первые систематики – Дж.Рей (1623 – 1705 гг.), Ж.Гурнефор (1655 – 1708 гг.), К.Линней (1707 – 1778 гг.) и др., стремясь к созданию полной системы (классификации) органического мира, сообщали и о зависимости растений от условий их произрастания или возделывания, местах обитания и т.п.



Дальнейшему развитию экологического мышления способствовало появление в начале ХIХ столетия биогеографии. Труды А.Гумбольдта (1769–1859 гг.) определили новое, экологическое, направление в географии растений. Он ввел в науку представление о том, что «лицо» ландшафта определяется внешним обликом растительности: в сходных зональных и вертикально-поясных географических условиях у растений разных систематических групп вырабатывается сходный внешний облик.

Одним из основоположников классической экологии с полным правом можно назвать профессора Московского университета К.Ф.Рулье (1814–1858 гг.), который широко пропагандировал необходимость развития особого направления в зоологии, посвященного всестороннему исследованию жизни животных, их сложных взаимосвязей с окружающим миром - таких как взаимоотношения родителей и потомства, отношение между животными разных видов, их взаимодействие с растениями, почвой, зависимость от физических условий и т.п. К.Ф.Рулье разработал широкую систему экологического исследования животного мира.



В 1859 году появилась книга Ч.Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь». В этом труде показано, что борьба за существование в природе, под которой автор понимал все формы противоречивых связей вида со средой, приводит к естественному отбору, то есть является движущим фактором эволюции. Стало ясно, что взаимоотношения живых существ и их связи с неорганическими компонентами природы («борьба за существование») – большая самостоятельная область исследований.

Второй этап развития экологии как науки охватывает период с 1866 года по вторую половину ХХ века. Новая область знаний получила название «экология».Термин «экология» предложил в 1866 году Эрнст Геккель. Это сложносоставное слово от греческих слов “Оicos”- дом и “Logos”- наука, что в буквальном смысле означает наука о доме. Во втором томе труда «Всеобщая морфология организмов» (1866 г.) он дал следующее определение экологии: «Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все «условия существования».

В конце 70–х годов ХIХ века в экологии возникло новое направление – биоценология. Немецкий гидробиолог К.Мёбиус (1877 г.) обосновал представление о биоценозе как глубоко закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды, обусловленном длительной историей приспособления видов друг к другу и к сходной экологической обстановке. Учение о растительных сообществах обособилось в отдельную отрасль ботанической экологии – геоботанику, основные положения которой были разработаны в трудах Г.Ф.Морозова и В.И.Сукачева на основе учения о лесе.

В начале ХХ столетия оформились экологические школы гидробиологов, ботаников, экологов, в каждой из которых развивались определенные стороны экологической науки. В 1910 г на III Ботаническом конгрессе в Брюсселе экология растений официально разделилась на экологию особей, отдельных видов (аутоэкологию) и экологию сообществ (синэкологию). Это деление распространилось и на экологию животных. В 1913–1920 гг. были организованы экологические научные общества, основаны журналы, экологию начали преподавать в университетах, т. е. экология окончательно сформировалась как самостоятельная наука.

В 30 -е годы оформилась новая область экологической науки – популяционная экология (демэкология), основоположником которой следует считать английского ученого Ч.Элтона. Центральными проблемами экологии популяций стали внутривидовая организация и динамика численности организмов. Исследования популяций (совокупностей особей одного вида) в экологии в значительной мере были обусловлены запросами практики: острой необходимостью разработки основ борьбы с вредителями и конкурентами в сельском и лесном хозяйстве, истощением запасов ряда ценных промысловых животных, открытием роли некоторых диких животных в распространении паразитов и вредителей, возбудителей болезней человека и домашнего скота.

К 40-м годам в экологии возник принципиально новый подход к исследованию природных экосистем: в 1935 г. английский ученый А.Тенсли выдвинул понятие экосистемы, а в 1942 г. В.Н.Сукачев обосновал представление о биогеоценозе. В этих понятиях нашла отражение идея о единстве совокупности организмов с абиотическим окружением, о закономерностях, которые лежат в основе связи всего живого и окружающей неорганической среды – о круговороте веществ и превращениях энергии.

С конца 50-х гг. экология продолжает стремительно развиваться. Появились исследования миграции живого вещества и энергии, стали бурно внедряться методы математического моделирования., позволившие описать многие экологические закономерности. Была получена развернутая картина возможных вариантов динамики популяций, сформулированы важные принципы совместного существования видов в сообществе, описаны сложные процессы их метаболизма. Фактически именно эти результаты стали основой для решения задач программирования урожая, расчета эффективных схем управления сельскохозяйственными посевами и т.п.

Третий этапразвития экологии как междисциплинарной науки относится к периоду начала 70–х годов ХХ века до 1992 года.

В этот период очень сильно обострились проблемы деградации окружающей среды, которые пробудили волну общественного движения в защиту окружающей среды. На экологические проблемы обратили внимание политики, а начавшиеся попытки поиска решений этих проблем привели к развитию медицинских инженерных и экономических исследований в этой области, т.е. экология перестала быть чисто биологической дисциплиной, а стала междисциплинарной наукой. Современная экология занимается не только изучением проблем взаимоотношения живых организмов с окружающей средой, но и проблемами воздействия деятельности человека на природу, а также поисков решений для снижения этого воздействия, моделирования и прогнозирования событий.

Четвертый этап– этап устойчивого развития, начавшийся в 1992 году. В этот год на проходившей в Рио-де-Жанейро конференции ООН по устойчивому развитию и охране окружающей среды было официально принято понятие «Устойчивое развитие». Данное понятие подразумевает «такое развитие общества, при котором удовлетворение потребностей текущего поколения не будет ущемлять возможности будущего поколения удовлетворять свои потребности». На этой конференции руководителями 179 государств мира была подписан документ «Повестка дня на ХХI век», который представляет комплексную программу развития государств планеты, направленную на развитие экономической состоятельности стран, развитие социальных гарантий общества и, одновременно, предотвращение деградации окружающей среды. Такое развитие без разработки новых экономических идей, без развития природоохранных инженерных технологий на сегодняшний день невозможно.

В настоящее время понятие экологии как науки формулируется следующим образом:

Экология – это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязь между организмами и средой, в которой они обитают.

Описывая экологию как науку, необходимо выделить комплекс задач, которые решает эта наука. Существует ряд основополагающих глобальных проблем, на которых фокусируются основные направления и разделы современной экологии:

· Изучение экологических механизмов адаптации к среде обитания, т.к. в нашу страну мигрирует много новых сортов растений, видов и пород животных. Нужно знать и уметь предсказывать, как они смогут акклиматизироваться в наших условиях, смогут ли они стать настолько привычными для нас как пришельцы из Америки картофель, томат или подсолнечник, либо хорошо приспособившись станут вредными для наших видов, например как колорадский жук. В то же время изменяются условия для растений и животных, обитающих на территории нашей страны с давних времен. Это связано и с активно проводившейся мелиорацией земель, и с вырубкой лесов, распашкой земель, а также с глобальным изменением климата на Земле.

· Регуляция численности популяций, что подразумевает разработку комплекса мероприятий, направленных на управление численностью вредителей сельского и лесного хозяйства, переносчиков болезней человека и сельскохозяйственных животных, а также численности промысловых видов, используемых для охоты или домашнего разведения.

· Управление продукционными процессами. Решение этой проблемы лежит в основе мероприятий, направленных на рационализацию использования биологических ресурсов (фотосинтез, формирование первичной продукции, утилизация энергии животными и человеком, образование вторичной продукции, факторы влияния на эти процессы и т. д.)

· Изучение устойчивости природных и антропогенных сообществ. Необходимо ответить на вопрос, почему естественные сообщества, такие как лес или степь являются устойчивыми и могут существовать веками, а огород нельзя без заботы человека оставить и на месяц? Как увеличить устойчивость полей, садов и огородов?

· Экологическая индикация предполагает определение изменения свойств тех или иных компонентов и элементов ландшафта или сообщества растений и животных (леса, поля), по специфическим изменениям и специально подобранным особо чувствительным видам растений и животных (природным индикаторам).

Наряду с глобальными проблемами экология решает ряд более конкретных, практических вопросов:

· оздоровление ландшафта (ликвидация угрозы заболевания, борьба с загрязнением и т. д.)

· восстановление нарушенных экосистем (использование торфяников, рекультивация земель, борьба с эрозией, посадка лесов и т.д.)

· утилизация органических отходов городов.

· переход от промысла к хозяйству (земледелие, рыболовство, охота.)

· сохранение эталонных участков биосферы (заповедники, озера и т. д.)

В промышленности в настоящее время экологам принадлежит важная управляющая функция, направленная на предотвращение негативного воздействия производства на окружающую среду. Для этого ими была создана, а ныне активно внедряется, система экологического менеджмента. Система экологического менеджмента – это продолжающийся цикл планирования, осуществления, контроля действий, которые предпринимает организация при взаимодействии с окружающей средой (как при потреблении ресурсов, так и воздействии на окружающую среду, выбрасывая отходы либо осваивая территорию). Данная система активно внедряется на тех промышленных предприятиях, которые умеют считать деньги и стремятся завоевать новые рынки сбыта.

Преимущества введения системы экологического менеджмента следующие:

· снижение воздействия на окружающую среду;

· сохранение ресурсов;

· увеличение эффективности производства и снижение затрат;

· снижение аварийности;

· улучшение имиджа у общественности, инвесторов, контролирующих органов;

· увеличение конкурентоспособности;

· завоевание новых рынков сбыта и потребителей;

· снижение ответственности (налоговые льготы, снижение ставок страхования и т.п.);

· укрепление морального состояния сотрудников.

Внедрение в практику этих задач позволит не только увеличить производительность, получить более качественную продукцию, то есть обеспечить экономическую безопасность нашей страны, но и сохранить компоненты окружающей природы для наших детей и отдаленных наших потомков. Именно такой способ производства можно назвать устойчивым и который рассчитан на долговременное сосуществование человека и природы.







Сейчас читают про: