ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 23.06.2021
Просмотров: 4622
Скачиваний: 1
16
2 Экология как наука, ее содержание. Предмет исследования и
основные задачи экологии. Место экологии среди других наук
Первым трудом по экологии следует считать работу Ч. Дарвина
(1859 г.) «Происхождение видов путем естественного отбора или Сохранение
благоприятных рас в борьбе за жизнь». Он рассматривал «борьбу за
существование» в природе, под которой понимал все формы противоречивых
связей со средой, и показал, что данный процесс приводит к «естественному
отбору». Там же было отмечено, что взаимоотношения живых существ и их
связи с неорганическими компонентами среды составляют самостоятельную
значительную область научных исследований.
В 1866 году немецким зоологом Э. Геккелем (1834 – 1919 гг.)
предлагается термин «экология», который дал следующее определение:
познание экономики природы, одновременное исследование всех
взаимоотношений
живого
с
органическими
и
неорганическими
компонентами среды, включая непременно неантагонистические и
антагонистические
взаимоотношения
растений
и
животных,
контактирующих друг с другом («Всеобщая морфология организмов»,
1866 г.). Или в более короткой формулировке: наука об экономии, образе
жизни, о внешних жизненных отношениях организмов друг с другом
(«Естественная история миротворения», 1868 г.).
Термин «экология» образован от двух греческих слов
oikos
– дом,
жилище и
logos
– наука, знание и означает «наука о местообитании». В
дословном переводе – это наука об организмах у себя дома.
В качестве самостоятельной науки экология сформировалась к началу
ХХ века, в развитие и становление которой внесли Тимирязев К. А.,
Докучаев В. В., Вернадский В. И., Вавилов Н. И., Сукачев В. Н., Шварц С. С.,
Морозов Г. Ф., Яблоков А. В., Реймерс Н. Ф. и другие.
Истинное значение экологии по-настоящему стали осознавать лишь на
закате ХХ века, когда возрастание численности населения планеты и резко
усилившееся воздействие человека на природную среду, приведшее к
деградации, поставили со всей остротой вопрос быть или не быть
человеческой цивилизации. Чтобы удовлетворить свои немалые потребности
в чистом воздухе, воде и физиологически здоровой пище, человеку надо
знать не только как устроена и как функционирует природная среда, но и как
сделать ее союзником для себя, сведя в то же время до минимума наносимый
ей вред. Эти проблемы как раз и изучает экология.
Экология – наука, изучающая взаимодействие организмов между собой
и с окружающей природной средой.
Предметом экологии является совокупность или структура связей
между организмами и средой. Главный объект изучения экологии –
экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми
организмами и средой обитания. Кроме того, в область компетенции
экологии входит изучение отдельных видов организмов (организменный
17
уровень), их популяций (популяционно-видовой уровень), совокупности
популяций – биоценозы (биоценотический уровень) и биосферы в целом
(биосферный уровень).
Как учебный предмет экология делится на четыре основных раздела:
а)
аутэкология
или
факториальная
экология
(учение
об
экологических факторах);
б)
экология популяций или демэкология;
в)
экология сообществ и экосистем или биогеоценология;
г)
основы учения о биосфере или экология биосферы.
Основной, традиционной частью экологии как биологической науки
является общая экология, которая изучает общие закономерности
взаимоотношений любых организмов и среды, включая человека как
биологическое существо.
С научно-практической точки зрения экология подразделяется на
теоретическую и прикладную.
Теоретическая экология изучает общие закономерности организации
жизни, поэтому основными задачами экологии в общетеоретическом плане
являются:
разработка общей теории устойчивости экосистем;
изучение экологических механизмов адаптации к среде;
исследование регуляции численности популяций;
изучение биоразнообразия и механизмов его поддержания;
исследование продукционных процессов;
исследование процессов, протекающих в биосфере с целью
поддержания ее устойчивости;
моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных
процессов.
Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы
человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает
принципы рационального использования природных ресурсов.
К области прикладной экологии необходимо отнести следующие
задачи:
прогнозирование
и
оценка
возможных
отрицательных
последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности
человека;
улучшение качества окружающей среды;
выработка общих решений, прогнозов и рекомендаций,
касающихся путей выхода из глобальных кризисных ситуаций
экологического характера;
разработка
конкретных
управленческих,
юридических,
технологических и экономических решений, улучшающих экологические
параметры развития общества.
18
Исходя из сказанного, прикладную экологию можно разделить на
экологию глобальных кризисных проблем и экологию природопользования.
К глобальным кризисным проблемам относятся, например, проблемы
парникового
эффекта
и
озонового
слоя
Земли.
Экологию
природопользования составляют промышленная, сельскохозяйственная,
промысловая, математическая, космическая экология, экология быта и т.д.
Из строгой биологической науки экология превращается в
значительный цикл знаний, вобрав в себя разделы географии, геологии,
химии, физики, социологии, теории культуры и экономики.
Экология как наука
основана на разных отраслях биологии
(физиология, генетика, биофизика), связана с другими науками (физика,
химия, математика, география, геология), использует их методы и термины.
В связи с этим появились в последние годы понятия «географическая
экология»,
«химическая
экология»,
«математическая
экология»,
«космическая экология», и «экология человека». Взаимоотношениями
человека и машины в условиях промышленных предприятий занимается
охрана труда.
Взаимоотношения общества и природы на современном этапе
складываются таким образом, что растущее потребление природных
ресурсов постепенно ведет к их истощению и одновременно к увеличению
поступления отходов производства и жизнедеятельности человека в
окружающую среду. В то же время ухудшение экологической обстановки
ведет к повышению расходов и проведение природовосстановительных
мероприятий.
Основной задачей сегодняшнего дня является оптимизация
взаимодействия общества и природы на основе повышения эффективности
использования природных ресурсов в хозяйственной деятельности человека.
3 Среда обитания и условия существования
Разные организмы, даже совместно обитающие, используют различную
пищу, выделяют в среду специфические продукты жизнедеятельности,
имеют свои особенности газообмена, водообмена, солеобмена, строят свои
жилища из разного материала. Это значит, что каждое животное или
растение по-своему использует окружающие его вещества, по-разному
взаимодействует с другими организмами, живущими на этой территории или
водоеме.
Один и тот же элемент среды для двух рядом живущих организмов
может иметь совершенно разное значение. Например, ветер как элемент
наземной среды, имеет первостепенное значение для ветроопыляемых
растений (пшеница, овес, береза) и почти безразличен для растений,
опыляемых насекомыми (яблоня, вишня, многие цветы). Или другой пример
– влажность воздуха показатель, который имеет совершенно разную
19
значимость для земноводных и млекопитающих, обитающих в одной и той
же местности (лягушка и еж). Другими словами, в среде обитания любого
организма всегда есть элементы, от которых зависит возможность
существования организма, т. е. очень важные, и есть компоненты среды, для
данного организма безразличные.
Среда обитания – это часть природы, окружающая живые организмы и
оказывающая на них прямое или косвенное воздействие. Из среды организмы
получают все необходимое для жизни и в нее же выделяют продукты обмена
веществ. Среда каждого организма слагается из множества элементов
неорганической и органической природы и элементов, привносимых
человеком и его производственной деятельностью. При этом одни элементы
могут быть частично или полностью безразличны организму, другие
необходимы, а третьи оказывают отрицательное воздействие. Например,
заяц-беляк (
Lepus timidus
) в лесу вступает в определенные взаимоотношения
с пищей, водой, химическими соединениями, кислородом, без которых он
обойтись не может, в то время как ствол дерева, пень, кочка, валун на его
жизнь не оказывают существенного влияния. Заяц вступает с ними во
временные связи (укрытие от врага, непогоды), но не обязательные связи.
На планете организмы освоили четыре среды обитания, которые
сильно отличаются по специфике условий. Водная среда была первой средой,
в которой зародилась жизнь. В последующем живые организмы овладели
наземно-воздушной средой, затем создали и заселили почву. Четвертой
средой жизни стали сами живые организмы, каждый из которых
представляет целый мир для населяющих его паразитов и симбионтов. Среды
обитания могут быть разнообразными, и соответственно у обитателей в ходе
эволюции вырабатываются различные приспособления – адаптации.
Кроме понятия «среда обитания», в экологии сложились понятие об
условиях существования организмов.
Условия существования – это совокупность необходимых для
организма элементов среды, с которыми он находится в неразрывном
единстве и без которых существовать не может. Отсутствие хотя бы одного
из этих факторов приводит к гибели организма.
Приспособления организмов к среде носят название адаптации
.
Способность к адаптациям – одно из основных свойств жизни вообще,
обеспечивающее возможность ее существования, возможность организмов
выживать и размножаться. Адаптации проявляются на разных уровнях – от
биохимии клеток и поведения отдельных организмов до строения и
функционирования сообществ и экологических систем. Все приспособления
организмов к существованию в различных условиях выработались
исторически. В результате сформировались специфические для каждой
географической зоны группировки растений и животных.
20
4 Экологические факторы и их классификация
Экологический фактор
– это любое условие среды, способное
оказывать прямое или косвенное влияние на живой организм хотя бы на
протяжении одной из фаз его индивидуального развития. В свою очередь,
организм
реагирует
на
экологический
фактор
специфическими
приспособительными реакциями, т. е. адаптируясь к ним.
Условно все факторы среды делят на три группы: абиотические,
биотические, антропогенные.
Абиотические факторы – это все свойства неживой природы, прямо
или косвенно влияющие на живые организмы. Они подразделяются на
четыре подгруппы:
а)
климатические факторы – это все факторы, которые формируют
климат и способны влиять на жизнь организмов (свет, температура,
влажность, атмосферное давление, скорость ветра и т. д.);
б)
эдафические (почвенные) факторы – это свойства почвы, которые
оказывают влияние на жизнь организмов; они делятся на физические
(механический состав, комковатость (удельный вес комочков в почве (%),
имеющих размер более одного миллиметра), капиллярность (физическое
явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в
трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах; по
мельчайшим сосудам влага поднимается к поверхности почвы, если хотят
уменьшить испарение влаги из почвы, то ее рыхлят, разрушая капилляры, с
целью увеличения притока влаги из глубины почву укатывают, увеличивая
количество капиллярных каналов), скважность (или пористость или
порозность – суммарный объем всех пор, выраженный в % от общего объема
почвы), воздухо- и влагопроницаемость, воздухо- и влагоемкость, плотность,
цвет и т. д.) и химические (кислотность, минеральный состав, содержание
гумуса) свойства почвы;
в)
орографические факторы (факторы рельефа) – это влияние
характера и специфики рельефа на жизнь организмов (высота местности над
уровнем моря, широта местности по отношению к экватору, крутизна
местности – это угол наклона местности к горизонту, экспозиция местности –
это положение местности по отношению к сторонам света);
г)
гидрофизические факторы – это влияние воды во всех состояниях
(жидкое, твердое, газообразное) и физических факторов среды (шум,
вибрация, гравитация, магнитное, электромагнитное и ионизирующее
излучения) на жизнь организмов.
Биотические факторы – это факторы живой природы. Они носят самый
разнообразный характер и действуют не только непосредственно, но и
косвенно через окружающую неорганическую природу. В зависимости от
вида воздействующего организма их разделяют на две группы:
а)
внутривидовые факторы – это влияние особей этого же вида на
организм (зайца на зайца, сосны на сосну и т. д.);