Экология и ресурсоведение в сложившейся системе научных дисциплин

1. Экология: понятие, цели, задачи

 

На рубеже XXI в. человечество оказалось перед парадоксальным фактом: с одной стороны – научно-технический прогресс в сочетании с экологической неграмотностью послужили причиной деградации окружающей среды; с другой стороны – только человек должен стать гарантом охраны природы. Сейчас, когда человек, по определению В. И. Вернадского, превратился в «огромную геологическую силу», мы должны охранять окружающую среду от человека и для человека, что является только частью проблем, решаемых экологией. Экология является перекрестком для специалистов всех направлений, для которых, как и для всех людей планеты, экологические знания являются насущной необходимостью сегодняшнего дня, и учебным классом становится весь мир. Более глубокое освоение каждым человеком экологических знаний будет способствовать бережному отношению к природе и сохранению ее богатств.

Термин «экология» и его производные активно вошли в лексикон нашей повседневной жизни. Экология стала одной из сторон гуманизма, включающей в себя духовность, понимание единства человека с природой, высокую культуру, интеллект.

Заслуга введения термина «экология» в науку принадлежит немецкому биологу Эрнсту Геккелю (1866), который использовал его в капитальном труде «Общая морфология организмов». Под экологией Э. Геккель понимал «науку о месте обитания видов» и определил ее как биологическую науку, изучающую взаимоотношения организмов с окружающей средой.

Это слово (греч.) в буквальном смысле означает «экос» – дом, жилище; «логос» – наука.

Современные экологи рассматривают экологию как науку о закономерностях взаимосвязей и взаимодействии организмов и их систем друг с другом, а также со средой обитания и изменением этих закономерностей под влиянием природных и антропогенных воздействий.

Возникнув в недрах биологии, экология получила развитие в различных областях знаний человека. Сегодня экология понимается как:

Часть биологии (биоэкология), изучающая отношение организмов (особей, популяций, биоценозов и т.п.) между собой и окружающей средой;

Дисциплина, изучающая общие законы функционирования экосистем различного иерархического уровня;

Комплексная наука, исследующая среду обитания живых существ (включая человека);

Область знаний, рассматривающая некую совокупность предметов и явлений с точки зрения субъекта или объекта (как правило, живого или с участием живого), принимаемого за центральный в этой совокупности (это может быть и промышленное предприятие);

Исследования положения человека как вида, его связи с экологическими системами и мерой воздействия на них.

Какие основные особенности экологии как науки можно выделить?

1 Объектом изучения экологии является система.

2 Одним из субъектов системы является живое существо (человек), активно преобразующий систему в процессе жизнедеятельности.

3 Множество связей, существующих между элементами системы, но мало изученных человеком.

Цель экологии как науки – обеспечение общества суммой знаний, достаточных для производства биологического разнообразия и создания условий для сохранения жизни на планете.

Главные теоретические и практические задачи экологии – вскрыть закономерности процессов, происходящих в природе, и определить основные принципы рационального взаимодействия общества и природы.

Для решения задач, стоящих перед экологией, как свои собственные методы, так и методы других наук. Собственные методы экологии можно разделить на три группы:

1. Полевые методы – это методы, позволяющие изучить влияние комплекса факторов естественной среды на естественные биологические системы и установить общую картину существования и развития системы.

2. Лабораторные методы – это методы, позволяющие изучить влияние комплекса факторов моделированной в лабораторных условиях среды на естественные или моделированные биологические системы. Эти методы дают возможность получить приблизительные результаты, которые требуют дальнейшего подтверждения в полевых условиях.

3. Экспериментальные методы – это методы, позволяющие изучить влияние отдельных факторов естественной или моделированной среды на естественные или моделированные биологические системы. Они применяются в сочетании как с полевыми, так и с лабораторными методами.

Кроме собственных методов экология широко использует методы таких наук, как биохимия, физиология, микробиология, генетика, цитология, гистология, физика, химия, математика и др.

Экология должна указать человечеству путь к созданию общества устойчивого развития, в котором природопользование рационально, т.е. ресурсы не истощаются, среда не загрязняется и процветание нашего поколения не лишает потомков возможности нормальной жизни.

К настоящему времени экологическое направление охватило практически все существующие области научного познания. Не только науки естественного профиля, но и сугубо гуманитарные науки при изучении своих объектов стали широко пользоваться экологической терминологией и главное методами исследования, возникло множество «экологий» (экологическая геохимия, экологическая геофизика, экологическое почвоведение, геоэкология, экологическая геология, физическая и радиационная экология, медицинская экология и множество других). В связи с этим была проведена определенная структуризация (рис. 1.2). В основу структуризации положено разделение экологии на четыре крупнейших и одновре­менно фундаментальных направления: биоэкологию, экологию человека, геоэкологию и прикладную экологию.

Все перечислен­ие направления пользуются практически одинаковыми методами и методологическими основами единой экологической науки, в данном случае речь может идти об аналитической экологии с соответствующими подразделениями ее на физическую, химическую, геологическую, географическую, геохимическую, радиационную и математическую, или системную, экологии. В рамках биоэкологии выделяют два равноценных и важнейших Направления: эндоэкологию и экзоэкологию. Согласно Н. Ф. Реймерсу (1990), к эндоэкологии относятся генетическая, молекулярная, орфологическая и физиологическая экологии. К экзоэкологии относятся следующие направления: аутоэкология, или экология отдельных особей и организмов как представителей определенного вида; демэкология, или экология отдельных группировок; популяционная экология, которая изучает поведение и взаимоотношение в пределах какой-то определенной популяции (экология отдельных видов); синэкология, или экология органических сообществ; экология биоценозов, рассматривающая взаимоотношение сообществ или популяций организмов, составляющих биоценоз между собой и с окружающей средой. Наиболее высшим рангом "экзоэкологического направления являются учение об экосистемах, учение о биосфере и глобальная экология. Последняя охватывает все области существования живых организмов — от почвенного покрова до тропосферы включительно.

Самостоятельным направлением экологического исследования является экология человека. В действительности, если строго придерживаться правил иерархии, данное направление должно входить составной частью в биоэкологию, в частности как аналог аутоэкологии в рамках экологии животных. Однако, учитывая ту огромную роль, которую играет человечество в жизни современной биосферы, это направление выделяют в качестве самостоятельно­го. В экологии человека целесообразно выделить эволюционную экологию человека, археоэкологию, рассматривающую взаимоот­ношение человека со средой обитания начиная со времени перво­бытного общества, экологию этносоциальных групп, социальную экологию, экологическую демографию, экологию культурных ланд­шафтов и медицинскую экологию.

 

 

Рисунок 1 - Структура экологической науки

 

В середине XX в. в связи с проводившимися глубокими иссле­дованиями среды обитания человека и органического мира воз­никли научные направления экологической направленности, тес­но связанные с географическими и геологическими науками. Их цель — изучить не сами организмы, а только их реакцию на изме­няющиеся условия среды обитания и проследить обратное воздей­ствие деятельности человеческого общества и биосферы на среду обитания. Эти исследования были объединены в рамках геоэколо­гии, которой придано сугубо географическое направление. Однако представляется целесообразным в пределах как геологической, так и географической экологий выделить, по крайней мере, четыре са­мостоятельных направления — ландшафтную экологию, экологи­ческую географию, экологическую геологию и космическую (пла­нетарную) экологию. При этом надо особо подчеркнуть, что не все ученые согласны с таким разделением.

В рамках прикладной экологии, как следует из ее названия, рассматриваются многоаспектные вопросы экологии, связанные с сугубо практическими задачами. В ее составе выделяют промыс­ловую экологию, т.е. экологические исследования, связанные с добычей определенных биоресурсов (ценных пород зверей или древесины), сельскохозяйственную экологию и инженерную эко­логию. Последняя отрасль экологии имеет много аспектов. Объек­тами изучения инженерной экологии являются состояние урбани­зированных систем, агломераций городов и поселков, культурных ландшафтов, технологических систем, экологическое состояние мегаполисов, наукоградов и отдельных городов.

2. История развития экологии

Экология как биологическая дисциплина возникла в се­редине XIX века, а в самостоятельную науку она преврати­лась только в первой половине XX века. Однако появлению экологии предшествовала длительная предыстория. Накопле­ние экологических сведений началось с момента появления человека на Земле. Всю историю развития экологии можно разделить на пять этапов:

I. Этап накопления экологических сведений о взаимо­действии растений и животных со средой в рамках ботаники и зоологии. Этот этап продолжался с глубокой древности до конца XVIII века.

II. Этап формирования экологических направлений в рам­ках ботанической и зоологической географии. Он продолжался с конца XVIII века до середины XIX века.

Ш. Этап формирования экологии растений и экологии животных как наук об адаптациях организмов к среде обита­ния. Данный этап продолжался с середины XIX века до 20-х годов XX века.

IV. Этап становления экологии как общебиологической науки, являющейся теоретической базой охраны природы. Продолжался этот этап с 20-х по 60-е годы XX века.

V. Этап развития глобальной экологии с выделением в ее рамках антропоэкологии (экологии человека). Начался данный этап с 60-х годов XX века и продолжается в настоящее время.

Сейчас более подробно рассмотрим основные моменты развития экологии на каждом этапе.

I. Первый этап самый длительный в истории экологии, поэтому его подразделяют на 3 периода:

Период древнегреческих философов. В этом периоде накопленные экологические сведения нашли свое отражение в трудах древнегреческих философов. Аристотель описал по­ведение свыше 500 видов животных и классифицировал их по образу жизни и характеру потребностей. В его трудах име­ются сведения о перелетах птиц, миграции и спячке рыб, строительной деятельности животных. Ученик Аристотеля Теофраст Эрезийский, который считается отцом ботаники, описал особенности растений в разных условиях среды. Он отмечал зависимость формы и роста растений от типа почвы и клима­та. Эмпедокл также отмечал взаимодействие растений с ус­ловиями среды. Известный древнегреческий врач Гиппократ в своих трудах описывал влияние факторов среды на здоро­вье человека.

Период средневекового застоя. В этом периоде накоп­ления экологических сведений не происходило, поскольку в науке доминирующей была теологическая теория происхож­дения жизни и виды считались неизменными, влияние сре­ды вообще отрицалось.

Период эпохи Возрождения. В эпоху Возрождения ве­ликие географические открытия послужили толчком дальней­шему развитию естественных наук и экологии в том числе. В ХV-ХVШ веках экологические сведения составляли основ­ную часть отчетов научных экспедиций на разные континен­ты и острова. В трудах С.П.Крашенинникова, И.И.Лепехина, П.С.Палласа и др. русских исследователей указывается на взаимозависимость изменения климата, флоры и фауны в раз­ных частях Земного шара. Проблема влияния внешних усло­вий на морфологию животных рассматривается в трудах Ж.Бюффона. Так, в «Естественной истории» (13 томов) он впервые признает, что превращение одного вида в другой происходит под влиянием внешних факторов. Благодаря накопленному научному материалу о растительном и животном мире различных материков земного шара стала формировать­ся наука биогеография, появление которой считается началом II этапа истории экологии.

II. На втором этапе быстрыми темпами развивалась на­ука биогеография, которая состояла из двух разделов: ботани­ческая география и зоологическая география, в рамках кото­рых экологические сведения анализировались и на основа­нии этого формировались экологические направления. Так, А.Гумбольдт в 1807 году опубликовал книгу «Идеи о геогра­фии растений», в которой высказал идею об изолиниях расте­ний. Суть этой идеи заключается в том, что в сходных геогра­фических условиях у растений появляются сходные физионо­мические формы. Ж.Б.Ламарк считал, что влияние внешних условий - одна из главных причин эволюции растений и животных («Философия зоологии», 1809 г.). А. Декандоль в 1855 году в книге «Ботаническая география» описал влияние факторов природной среды на растения и отметил повышен­ную экологическую пластичность растений по сравнению с животными. Профессор Московского университета К.Ф.Рулье по праву считается одним из предшественников Ч.Дарвина и основателем экологии животных. Он написал более 160 ра­бот по зообиологии. Через все эти труды проходит мысль, что развитие органического мира обусловлено влиянием из­меняющейся внешней среды. Он разработал широкую систе­му экологических исследований животных, которая вызвала значительный интерес у последователей. Ученик К.Ф. Рулье Н.А. Северцов в 1855 году опубликовал магистерскую диссер­тацию на тему «Периодические явления в жизни птиц, гад и зверей Воронежской губернии». В предисловии к новому из­данию этой книги говорится, что этот труд является первым детальным экологическим исследованием в мировой зооло­гической литературе, многие годы не имеющий себе равных и не утративший своего значения до наших дней.

III. Третий этап начинается с момента выхода в свет кни­ги Ч.Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или сохранение благоприятствуемых пород в борьбе за жизнь» в 1859 году. Эволюционное учение Ч.Дарвина яви­лось мощным толчком для развития экологии на качественно новой основе. Додарвиновский период развития экологии считается ее предысторией. Вслед за выходом книги Ч.Дар­вина Э.Геккель впервые употребил термин экология в своем труде «Всеобщая морфология организмов», который вышел в 1866 году, а в 1868 году в книге «Натуралистическая теория мирообразования» он дал определение сущности новой на­уки. Однако этот термин прижился только к концу XIX века. Во второй половине XIX века экологические исследования в основном касались влияния климатических факторов на рас­тительные и животные организмы. В 1895 году Е. Варминг в книге «Ойкологическая география растений» обосновал пред­ставление о жизненных формах растений. По сути дела он ввел термин «экология» в ботанику. А.Ф.Миддендорф в конце XIX века применил учение А.Гумбольдта об изолиниях к живот­ным. Параллельно с развитием аутэкологии возникло новое направление в экологии. В 1877 году немецкий гидробиолог К.Мебиус ввел понятие «биоценоз» или «природное сообще­ство». Учение о растительных сообществах в дальнейшем обособилось в отдельную науку фитоценологию. Большую роль в ее развитии сыграли С.И. Коржинский, Г.Ф. Морозов, В.Н. Су­качев, Т.А. Работнов и др. ученые. В 1910 году на III Междуна­родном ботаническом конгрессе в Брюсселе экология расте­ний разделилась на аутэкологию и экологию сообществ - синэкологию. Такое разделение в дальнейшем распространилось на экологию животных и общую экологию. Этому способство­вали появившиеся новые научные труды Ч. Адамса, В. Шелфорда, С.А. Зернова и др. В 1913-20 г. были созданы научные экологические общества, основаны экологические журналы, экологию начали преподавать в университетах.

IV. Четвертый этап знаменателен тем, что темпы разви­тия экологии существенно ускорились, и она сформировалась как общебиологическая наука. Этому способствовало появле­ние и развитие новых научных направлений. В 1923-27 г. В.И. Вернадский создал учение о биосфере как глобальной био­логической системе планеты Земля. В 30-40-е годы как самостоятельное направление обособилась экология популяций - демэкология. Основателем ее считается Ч. Элтон. Наряду с ним в ее развитие большой вклад внесли ученые С.С. Шварц, Н.П. Наумов, Д.Н. Кашкарев, В.В. Догель, В.Н. Беклемишев. В 40-е годы в экологии возник новый принцип исследования природ­ных сообществ в их взаимосвязи со средой обитания. В связи с этим в 1935 году английский ученый А. Тенсли ввел термин «экосистема», а в 1942 году советсткий ученый В.Н. Сукачев ввел термин «биогеоценоз». С развитием экосистемной и популяционной экологии начали использоваться количествен­ные методы анализа, которые превратили экологию в точную науку, способную давать объективную оценку состояния при­родных систем и на ее основании правильно планиро­вать природоохранные мероприятия.

V. Начиная с 60-х годов экология начала развиваться та­кими мощными темпами, что начала проникать во все сферы человеческого знания, и на границе экологии и других наук начали возникать пограничные науки, такие, как экологиче­ская биохимия, экологическая физиология, математическая эко­логия и др. Кроме этого, экология стала проникать и во все сферы человеческой деятельности. Так появились промыш­ленная экология, сельскохозяйственная экология, медицин­ская экология, инженерная экология, экономическая экология, социальная экология, правовая экология и др.

 

3. Ресурсоведение: основные понятия, цели и задачи

 

Существует тесная взаимосвязь между общим экономическим ростом, опирающимся на все увеличивающиеся темпы ресурсопот­ребления, и изменениями, происходящими в окружающей среде. С развитием общественного производства все более возрастает влия­ние человека на природу, использование ее ресурсов. В этой связи рассмотрение вопросов развития цивилизации без учета законо­мерностей, раскрывающих распределение и потребление ресурсно­го потенциала и регулирующих взаимосвязи общества с природой без учета экологических факторов, может привести к нежелатель­ным экономическим и социальным последствиям. В данных усло­виях необходимо правильно представлять причинно-следственные связи взаимодействия основных факторов развития общества: трудовых ресурсов, средств производства и природно-ресурсного по­тенциала. Указанные факторы находятся в диалектическом единст­ве и противоречии. Очевидно, что дальнейшее развитие производи­тельных сил связано с вовлечением в хозяйственный оборот все более значительных объемов ресурсов и соответственно увеличе­нием нагрузки на окружающую среду, качество которой может су­щественно влиять на развитие производительных сил, ускоряя или замедляя его динамику.

РЕСУРСЫ - любые источники и предпосылки по­лучения необходимых людям материальных и ду­ховных благ, которые можно реализовать при существующих технологиях и социально- экономических отношениях.

Ресурсы делятся на три большие группы: материальные, тру­довые, включая интеллектуальные, природные, в том числе терри­ториальные и экологические.

РЕСУРСЫ МАТЕРИАЛЬНЫЕ - созданные челове­ком средства производства.

РЕСУРСЫ ТРУДОВЫЕ - количество, образова­тельно-культурный уровень и состояние здоровья части населения, занятой общественно полезным трудом.

Под природными ресурсамипонимают природные тела, явления и процессы, которые человек использует или может использовать для прямого или непрямого потребления, содействия созданию материальных богатств, воспроизводству трудовых ресурсов, поддержания условий существования и повышения качества жизни. Близкий по содержанию термин «природные условия», широко используемый в отечественной географической литературе. Под природными условиямипонимаются те же природные тела, явления и процессы, которые существенны для жизни и деятельности человека, но непосредственно не используются им в производственной деятельности или для удовлетворения каких-либо потребностей. В зарубежной литературе, как правило, природные условия входят в состав природных ресурсов.

Слово "ресурсы" подчеркивает утилитарный характер понятия: на человека в полной (а фактически в максимальной) мере распространяется закон развития природной системы за счет окружающей ее среды. Между тем среди частных дисциплин, объектом которых слу­жит тот или иной ресурс, существуют межотраслевые научные дисциплины, объединяющие и развивающие специализированные ресурсные исследования. Среди них ресурсоведение, ресурсопользование и природопользование. Названия этих дисциплин созвучны в произношении, они имеют много общего по своей сути, однако существуют и различия, обусловливающие специфику каждой, ко­торая заключена в определении.

РЕСУРСОПОЛЬЗОВАНИЕ - научная дисциплина, изучающая совокупность всех форм эксплуатации ресурсного потенциала.

Природопользование – научная дисциплина, изучающая совокупность всех форм эксплуатации природно-ресурсного потенциала и мер по его сохранению

Определений понятия «природопользование» достаточно много, но смысл практически всех сводится к вышеозначенному.

РЕСУРСОВЕДЕНИЕ - межотраслевая научная дис­циплина, объектом которой служит интегральный ресурс и составляющие его частные виды ресурсов: природные, материальные, трудовые, а также взаи­мосвязь всех природных факторов жизни общества с социально-экономическим развитием человека.

Таким образом, ресурсоведение является межотраслевой дис­циплиной, объектом ее исследования служат интегральный и част­ные виды ресурсов во взаимосвязи с природными факторами и со­циально-экономическим развитием общества.

При изучении данной дисциплины следует использовать законы природопользования и экологии, предложенные российским ученым Н.Ф. Реймерсом и американским исследователем Б. Коммонером, которые в полной мере определяют гармонию взаимоотношений в системе «общество-ресурсопользование-окружающая среда».

Законы экологии включают следующие положения:

— все связано со всем;

— все должно куда-то деваться;

— природа знает лучше;

— ничто не дается даром.

Кратко остановимся на характеристике этих законов.

Первый закон Б. Коммонера обращает внимание на всеобщую связь всех процессов и явлений в природе. Он близок по смыслу к части закона внутреннего динамического развития.

Второй закон экологии близок по смыслу к первому закону, а также закону развития природной системы за счет окружающей ее среды, особенно по первому его следствию, которое гласит: ...абсолютно безотходное производство невозможно (оно равноценно созданию вечного двигателя).

Третий закон экологии гласит о том, что пока мы не имеем абсолютно достоверной информации о механизмах и функциях природы, мы подобны человеку, не знакомому с устройством часов, но желающему их починить, легко вредим природным системам, пытаясь их улучшить. Он призывает к предельной осторожности. Иллюстрацией третьего закона экологии Б. Коммонера может служить то, что один лишь математический расчет параметров биосферы требует безмерно большего времени, чем весь период существования нашей планеты как твердого тела. Природа пока знает лучше нас и подчиняется принципу направленности эволюции. Принцип направленности эволюции в природопользовании служит для расшифровки закона оптимальности и тесно связан с законом увеличения размеров и веса (роста) организмов физиогенетической ветви.

Четвертый закон экологии Б. Коммонера вновь касается тех проблем, которые обобщает закон внутреннего динамического равновесия, и особенно его следствие о том, что любое местное преобразование природы вызывает ответные реакции в глобальной биосфере и в ее крупнейших подразделениях, приводящие к относительной неизменности эколого-экономического потенциала, увеличение которого возможно лишь путем значительного возрастания энергетических вложений. По Б. Коммонеру, четвертый закон экологии — глобальная экосистема представляет собой единое целое, в рамках которого ничего не может быть выиграно или потеряно и которое не может являться объектом всеобщего улучшения. Все, что было извлечено из нее человеческим трудом, должно быть возмещено. Платежа по этому векселю нельзя избежать: он может быть только отсрочен.

Итак, преобразование природы ограничено экологическими законами и правилами по сохранению больших экосистем, что доказывает несостоятельность теорий о беспредельном преобразовании природы. Данная теория пагубна экономически и опасна экологически, т. к. в конечном счете это ведет к возникновению таких условий, которые окажутся непригодными для жизни человека как биологического вида.