РАЗДЕЛ І ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ

Лекция № 1

РАЗДЕЛ І ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ЭКОЛОГИИ

План

1. Экология как наука

2. Структурные разделы экологии

3. Основные методы исследований

4. Экологические факторы

Экология – это наука о взаимоотношениях организмов с окружающей средой. Термин «экология» в 1866 г. ввел немецкий эволюционист Эрнст Геккель. Э. Геккель считал, что экология должна изучать различные формы борьбы за существование. В первичном значении, экология – это наука об отношениях организмов к окружающей среде (от греч. «oikos» – жилище, местопребывание, убежище).

Образно говоря, экология – это наука о том, как жить и хозяйствовать в собственном доме. Каждый вид имеет свой дом, для современного человека – это вся планета Земля и околоземное космическое пространство. Как часть биологического цикла, экология – биологическая наука о местообитании живых существ их взаимоотношении с окружающей средой.

Специфичность взаимоотношений с окружающей средой состоит в том, что каждый организм живет в условиях определенной среды, из которой он получает все необходимое для жизни, т. е. он имеет свою экологическую нишу – совокупность условий природной среды, необходимых для устойчивого существования вида, популяции, организма.

Природная среда – все живое и неживое, окружающее организм.

Среда обитания - это часть природной среды, окружающая живые организмы и оказывающая на них прямое или косвенное воздействие

Экология в отличие от других биологических наук изучает уровень организации живого, начиная с организменного и выше, а именно: организм – вид – популяция – сообщество – биоценоз – биогеоценоз – экосистема.

Организм – система, замкнутая по структуре, иерархически организованная, неравновесная, самоорганизующаяся, открытая по обменам веществом и энергией.

Вид – совокупность особей, обладающих наследственным сходством морфологических, физиологических и биохимических особенностей, свободно скрещивающихся и дающих плодовитое потомство.

Популяция – форма существования вида, совокупность особей одного вида, имеющих общий генофонд и населяющих определенное пространство с относительно однородными условиями обитания.

Сообщество – совокупность взаимосвязанных и взаимозависимых видов в пределах естественно ограниченного жизнепригодного пространства.

Биоценоз – взаимосвязанная совокупность микроорганизмов, растений, грибов и животных. Биогеоценоз – термин введен в 1942 г. В.Н. Сукачевым – устойчивая, саморегулирующаяся, пространственно-ограниченная природная система, в которой функционально взаимосвязаны живые организмы и окружающая их абиотическая среда.

Экологическая система (экосистема) – сообщество живых организмов и среды обитания, составляющее единое целое на основе пищевых связей и способов получения энергии. Термин ввел Э. Тэнсли в 1935 г.

Именно экосистема является объектом изучения экологии. Предметом экологии являются взаимоотношения организмов и надорганизменных систем с окружающих их органической и неорганической средой.

В каждой экосистеме есть два основных компонента: организмы с одной стороны, факторы окружающей их неживой природы – с другой.

В целом в составе экосистемы выделяют три неживых и три живых компонента:

• неорганические вещества (N, CO₂, Н₂О и др.)

• органические соединения (белки, углеводы и т. д.)

• климатический режим (t, свет, влажность и др. физические факторы)

1. Продуценты 2. Консументы 3. Редуценты

Таким образом, экология показала, что живой мир – не простая совокупность существ, а единая система, сцементированная множеством цепочек питания и иных взаимодействий. Каждый организм может существовать только при условии постоянной тесной связи со средой, т. е. с другими организмами.

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.

– разработка методов определения экологического состояния природных и искусственных группирований

– наблюдение заизменениям в отдельных экосистемах и биосфере в целом, прогнозирование их последствий.

– создание базы данных и разработка рекомендаций для экологически безопасного планирования хозяйственной и социальной деятельности человека.

– применение экологических знаний в сфере охраны ОС и рационального использования природных ресурсов.

Экология делится на фундаментальную и прикладную. Фундаментальная экология изучает наиболее общие экологические закономерности, а прикладная – использует полученные знания для обеспечения устойчивого развития общества. Структура современной экологии выглядит следующим образом (рис. 1):

 

 

Методологической основойэкологиикак науки обэкосистемахявляетсясистемный подход. Система –это упорядоченно взаимодействующие и взаимосвязанные компоненты, образующие единое целое.

Выделяют три подхода к изучению экосистемы: аналитический, когда изучают, отдельные части системы, синтетический – когда вначале изучают всю систему в целом, холистический: весь мир — это единое целое, а выделяемые нами отдельные явления и объекты имеют смысл только как часть общности. Все подходы дополняют друг друга.

К методам исследования в экологии относят:

· Метод наблюдения и описания фактов;	· Эксперимент
· Сравнительный метод;	· Моделирование

Экологические факторы – любое условие (параметр, характеристика, компонент) ОС, способное оказывать прямое или косвенное влияние на организм на протяжении хотя бы одной из фаз его индивидуального развития.

Все экологические факторы делятся на абиотические, биотические и антропогенные (рис. 2).

 

К абиотическим физическим факторам относят метеорологические (температура, влажность воздуха, давление, скорость ветра), геофизические (солнечная радиация, космическое излучение, геомагнетизм, особенности ландшафта), к химическим – компоненты воздуха, воды, почвы и. т. д.

К биотическим факторам относят фито-, зоо- и микробогенные воздействия. Основой формой биотического взаимодействия является пищевая цепь. Выделяют следующие типы парных межвидовых биотических взаимодействий:

 

К антропогенным экологическим факторам относят хозяйственные (непосредственное удовлетворение потребностей жизнеобеспечения человека) и техногенные (применение машин и сложного технического оборудования для достижения определенных целей).

Все экологические факторы могут выступать по отношению к организму как:

· Раздражители	· Модификаторы
· Ограничители	· Сигналы

 

 

Рис. 3 – Зоны действия экологического фактора на живой организм

СРС

СТАНОВЛЕНИЕ ЭКОЛОГИИ КАК НАУКИ

 

Само понятие «экология» сейчас приобретает глобальный масштаб. В 1866 г. Э. Геккель назвал «общую науку об отношениях организмов к окружающей среде» – экологией. Но человек тоже организм. Почти одновременно с классической биологической экологией (биоэкологией) и несколько раньше её, хотя и под другим названием, возникла экология человека. По прошествии непродолжительного времени она сформировалась в 2-х ипостасях – собственно экологии человека как организма и социальной экологии. Исторически экология человека старше и шире по содержанию, чем социальная экология. Согласно Дж. Бьюсу, линия «география человека – экология человека – социология» зародилась в трудах Августа Конта в 1837 году.

Социальная экология, в современном её понимании, фактически зародилась одновременно с экологией человека в трудах того же Конта, развитых Д. Миллем и Г. Спендером, они социальной экологией называли раздел биоэкологии, исследующий общественных («социальных») животных, прежде всего насекомых. В новом смысле термин «социальная экология» впервые использовали американские социологи Р. Парк и Е. Берджес в приложении теории поведения людских популяций в городской среде. Но вскоре он исчез из употребления и в зарубежной литературе фигурировал крайне редко. У нас, его реанимировали философы Гирусов, Марков.

Довольно продолжительное время термин «биоэкология» широко применялся в литературе наравне с различно практикуемыми терминами «экология животных», «экология растений».

Затем первая часть отпала. Стали просто говорить «экология», подразумевая «биоэкология».

В рамках биоэкологии, до недавнего времени, все было довольно ясно: выделяли экологию особей и составленных ими видов – физиологическая экология и аутоэкология, популяционную экологию (демэкология), экологию сообществ (синэкологию), экологию биогеоценозов и других экосистем (биогеоценология), учение о биосфере (биосферология), а учение о среде формирования биосферы - глобальная экология, или экосферология явно выходит за рамки биологии (в социальную область). Причисление к экологическому циклу наук, об охране природы и охране окружающей человека среды сделало экологическое знание весьма обширной совокупностью дисциплины.

Политизация экологических проблем выдвинула понятия экоразвития, экополитики, экологической безопасности. Связь их с экономикой определила появление гибридных эколого-экономических дисциплин очень близких к политэкономии (политэкология) до конкретной экономики природопользования. Само природопользование обрело экологическую окраску.

Вещественно-культурные и воззренческие ценности, воздействующие на человека, такие как архитектурная, ландшафтная и материальная среда, а также как аудиовизуальные, литературные и подобные им богатства, стали предметом экологии культурыКак научная дисциплина экология культуры призвана исследовать культурную среду обитания человека, её формирование и воздействие на людей. Это влияние может распространяться на организм человека и на его личность. В последнем случае экология приобретает социальную, идеологическую окраску. Таким образом, из вышесказанного видно, что экология из строго биологической науки превратилась в значительный цикл знания, вобрав в себя разделы географии, геологии, химии, физики, социологии, теории культуры, экономики, даже теологии – по сути дела, всех известных научных дисциплин.

 

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ОТНОШЕНИЯ ЧЕЛОВЕКА К ПРИРОДЕ.

 

Известно множество схем общественного развития, как революционных, так и эволюционных. Но каждая схема общественного развития, строится на каком либо основании, которое показывает, что именно данным исследователем считается главным. Это производственные отношения у Маркса, уровень производительных сил в технократических концепциях и т. д. мы говорим о взаимоотношении человека и природы, и поэтому вполне естественно, что именно это должно быть положено в основание формулы социального прогресса. Исходя из этого, можно представить пяти-членную схему этапов развития отношения человека к природе:

1. Непосредственное единство человека с природой и становление трудовой деятельности (изготовление из природных тел орудий, как первый способ целенаправленного преобразования окружающей среды).

2. Переход к охоте, в процессе совершенствования создаваемых для этого орудий и развития общественных форм жизни.

3. Переход в результате неолитической революции к скотоводческо-земледельческому хозяйству (выращивание сельскохозяйственных культур и одомашнивание животных).

4. Переход в результате промышленной революции к главенству индустриального производства и развитие техники, как эффективного способа преобразования природы.

5. Переход к главенству производства информации и гармонизации взаимоотношений человека и природы в постиндустриальном обществе в процессе создания экологической цивилизации.

 

 

ОСНОВНЫЕ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ СОВРЕМЕННОСТИ

2. Засорение и другое загрязнение ближайшего космического пространства; 3. Общее ослабление стратосферного озона, образование большой «озоновой дыры»… 4. Загрязнение атмосферы с образованием кислотных осадков, сильно токсичных и губительно действующих веществ…

Смоги различных типов

Основными компонентами фотохимического смога является О3, а дополнительными CO, NOх, HNO3, ПАН и другие. Смог лондонского типа - сочетание…

Кислотные осадки

SO2 + Н2О = H2SO3, SO2 + NO2 + H2О = H2SО4 + NO, NO + H2О = HNO2 Оксиды серы и азота, которые выбрасываются в атмосферу, соединяясь с… Деградация озонового слоя и «озоновые дыры»

Парниковый эффект

Явление парникового эффекта позволяет поддерживать на поверхности Земли температуру, при которой возможно возникновение и развитие жизни. Если бы… Основные источники и поглотители парниковых газов: • добыча, транспортировка и сжигание топлива; • промышленные неэнергетические процессы; • сельское хозяйство и лесное…

СТОЧНЫЕ ВОДЫ И МЕТОДЫ ИХ ОЧИСТКИ

По происхождению сточные воды делятся на несколько групп: 1) хозяйственно-бытовые; 2) промышленные;

НОРМИРОВАНИЕ ПАРАМЕТРОВ ГИДРОСФЕРЫ.

1. С гигиенических позиций оценивается уровень загрязнения воды, предназначенной для хозяйственно-питьевого и культурно-бытового назначения. 2. Нормативы качества воды распространяются не на весь объект водопользования,… 3. Вода используется населением не только для питья, приготовления пищи, личной гигиены, но и для хозяйственно-бытовых…

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЗАЩИТЫ ПОЧВ

- сокращение использования земельного фонда для промышленных целей в процессе проектирования и строительства; - устранение загрязнения промышленных предприятий расположенных вблизи… - рекультивация нарушенных горными работами земель;

ОСНОВНЫЕ НАПРАВЛЕНИЯ ЗАЩИТЫ НЕДР

Полезные ископаемые составляют основу минеральных и энергетических ресурсов нашей страны. Одни ископаемые применяются в народном хозяйстве в таком… Природные ископаемые Земли изучены ещё недостаточно полно. Однако есть… Горнопромышленный комплекс превратился в настоящее время в один из самых крупных источников загрязнения и нарушения…