Понятие и предмет экологии. Структура современной экологии. Компоненты биосферы, биогеоценоз

Лекция 1

ЭКОЛОГИЯ и УСТОЙЧИВОЕ РАЗВИТИЕ

Термин «экология» (от греческого oikos— дом, жилище, место обитания и logos— наука) был введен в научный оборот немецким ученым Э. Геккелем в 1869 году. Им же было дано одно из первых определений экологии как науки, хотя те или иные ее элементы содержатся в трудах многих ученых, начиная с мыслителей Древней Греции. Биолог Э. Геккель рассматривал в качестве предмета экологии взаимоотношения животного с окружающей средой, и, первоначально, экология развивалась как биологическая наука. Однако постоянно возрастающий антропогенный фактор, резкое обострение отношений природы и человеческого общества, возникновение необходимости охраны окружающей среды неизмеримо расширили рамки предмета экологии.

В настоящий момент экологию необходимо рассматривать как комплексное научное направление, которое обобщает, синтезирует данные естественных и социальных наук о природной среде и взаимодействии ее с человеком и человеческим обществом.

Экологизация коснулась практически всех отраслей знаний, что привело к возникновению целого ряда направлений экологической науки. Эти направления классифицируются по предмету изучения, основным объектам, средам и т.п. Экологический цикл знаний включает около 70 крупных научных дисциплин, а экологический лексикон насчитывает примерно 14 тыс. понятий и терминов.

К сожалению, единой общепринятой классификации направлений экологии не существует. Один из вариантов структуры современной экологии показан на рис. 1.1.

Наиболее распространенное понятие экологии. Экология – наука о биосфере - сложной оболочке Земли, связанной с литосферой, гидросферой и атмосферой (тропосферой). Биосфера и ее отличие от других оболочек. Абиотическая и биотическая части биосферы как глобальной экосистемы (экосферы). Антропогенные воздействия на биосферу.

Биосфера - (греч. биос - жизнь) сложная оболочка Земли, населенная организмами, составляющими в совокупности живое вещество планеты. Это одна из важнейших геосфер Земли, являющаяся основным компонентом природной среды, окружающей человека. Роль и значение биосферы для развития жизни на нашей планете оказалась настолько велика, что уже в первой трети ХХ века возникло новое фундаментальное научное направление в естествознании – учение о биосфере, основоположником которого является великий русский ученый В.И. Вернадский.

По новейшим данным, масса Земли составляет 6 10 (21) т, объем – 1,083 10 (12) куб. км, площадь поверхности – 510, 2 млн кв. км. Размеры, а следовательно, и все природные ресурсы нашей планеты ограничены.

Наша планета имеет не однородное строение и состоит из концентрических оболочек (геосфер) – внутренних и внешних. К внутренним относятся ядро, мантия, а к внешним – литосфера (земная кора), гидросфера, атмосфера и сложная оболочка Земли – биосфера.

Литосфера (греч «литос» - камень) – каменная оболочка Земли, включающая земную кору мощностью (толщиной) от 6 (под океаном) до 8 км (горные системы). Земная кора сложена горными породами. Доля различных горных пород в земной коре неодинакова – более 70% приходится на базальты, граниты и др. магматические породы, около 17% - на преобразованные давлением и высокой температурой породы и лишь чуть больше 12,5 – на осадочные.

Гидросфера (греч. «гидора» - вода) – водная оболочка Земли. Ее подразделяют на поверхностную и подземную.

Поверхностная гидросфера – в нее входят воды океанов, морей, озер, рек, водохранилищ, болот, ледников, снежных покровов и др. Поверхностная гидросфера не образует сплошного слоя и прерывисто покрывает земную поверхность на 70.8%.

Подземная гидросфера - включает воды, находящиеся в верхней части земной коры. Сверху подземная гидросфера ограничена поверхностью земли, нижнюю ее границу проследить не возможно, так как гидросфера очень глубоко проникает в толщу земной коры. По отношению к объему земного шара общий объем гидросферы не превышает 0.13%. Основную часть гидросферы (96.53%) составляет Мировой океан. На долю подземных вод приходится 1.69% от общего объема гидросферы, остальные воды рек, озер и ледников. Более 98% всех водных ресурсов Земли составляют соленые воды океанов, морей и др. Гидросфера играет огромную роль в формировании природной среды нашей планеты. Весьма активно она влияет на атмосферные процессы (нагревание и охлаждение воздушных масс, насыщение их влагой и т.д).

Атмосфера ( греч. «атмос»- пар) – газовая оболочка Земли, состоящая из смеси различных газов, водяных паров и пыли(табл. 6.3). Общая масса атмосферы – 5.15 10 (15) т. На высоте от 10 до 50 км, с максимумом концентрации на высоте 20-25 км, расположен слой озона, защищающий Землю от чрезмерного ультрафиолетового облучения, гибельного для организмов.

Атмосфера физически, химически и механически воздействуют на литосферу, регулируя распределение тепла и влаги.

В формировании природной среды Земли велика роль тропосферы (нижний слой атмосферы до высоты 8-10 км в полярных, 16-18 км в тропических широтах) и в меньшей степени стратосферы, области холодного разряженного сухого воздуха толщиной примерно 20 км. Сквозь стратосферу непрерывно падает метеоритная пыль, в нее выбрасывается вулканическая пыль, а в прошлом и продукты ядерных взрывов в атмосфере.

Атмосфера, гидросфера и литосфера тесно взаимодействуют между собой. Практически все поверхностные экзогенные и геологические процессы обусловлены этим взаимодействием и проходят, как правило, в биосфере.

Биосфера – это внешняя оболочка Земли, в которую входят часть атмосферы до высоты 25-30 км (до озонового слоя), практически вся гидросфера и верхняя часть литосферы примерно до глубины 3 км. Особенностью этих частей является то, что они населены живыми организмами, составляющими живое вещество планеты. Взаимодействие абиотической части биосферы –воздуха, воды и горных пород и органического вещества – биоты обусловило формирование почв и осадочных пород.

Итак, биосфера, являясь глобальной экосистемой (экосферой) состоит из абиотической и биотической части. Абиотическая часть представлена: 1) почвой и подстилающими ее породами до глубины, где в них есть еще живые организмы, вступающие в обмен с веществом этих пород и физической средой; 2) атмосферным воздухом до высот, на которых возможны еще проявления жизни; 3) водной средой океанов, рек, озер и т.п. Биотическая часть состоит из живых организмов всех таксонов, осуществляющих важнейшую функцию биосферы, без которой не может существовать сама жизнь: биогенный ток атомов.