1.1 Предмет и задачи курса экологии. История развития экологических идей

Предметом исследования экологии является взаимодействие живых организмов с окружающей средой. Термин «экология» происходит от греческого слова «oikos» – «дом», «logos» – «учение» и дословно означает учение о доме, об условиях обитания населяющих этот дом.

В настоящее время существует большое количество определений экологии. Приведем несколько из них.

Экология – это наука об отношениях отдельных организмов или групп между собой и с окружающей средой, или наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания [11, с. 6].

Экология – дисциплина, изучающая общие законы функционирования экосистем различного иерархического уровня (Реймерс, 1990 г.) [12, с. 7].

Экология – междисциплинарная область знаний об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе в их взаимосвязи (Ю. Одум) [13, с. 20].

Последнее определение имеет наиболее емкое значение, и его можно принять за основу.

Экология как наука сформировалась в середине прошлого столетия. Термин "экология" ввел немецкий зоолог Э. Геккель в 1866 году. Общие законы этой науки в разной мере справедливы для всего живого –от амебы до человека, но лишь для человека важнейшее значение приобретает социальный фактор, связанный со всевозрастающим влиянием социума на окружающую среду.

Хотя формально наука “Экология” молодая, но человечество занимается ею издавна. Первые экологические мотивы прослеживаются в древнейших памятниках письменности. Это проявляется и в обожествлении многих природных объектов – лесов, огня, вод и т. п.,и в выделении видов животных – покровителей племени, и в системе табуирования.

Для древних цивилизаций Египта, Китая, Индии было свойственно преклонение перед природой. Вырабатывались нормы природопользования, создавались заповедные участки.

Экологические мотивы получили дальнейшее развитие в античную эпоху. Сведения о влиянии условий окружающей среды на здоровье человека содержатся в трактате Гиппократа “О воздухе, воде и местности” (около 390 г. до н. э.). Эпикур из Самоса (342–271 годах до н. э.) фактически ввел представление о невозобновимых ресурсах. Гиппократ из Косса (460–377 гг. до н. э.) заложил основы современной экологии человека. Платон Афинский (428–348 гг. до н. э.) описывал разнообразные последствия деятельности человека.

Теофраст из Эреса (372–287 гг. до н. э.) фактически создал базу для экологии растений: «Одни растения, например, больше любят болото, другие – озера, третьи – реки, а есть и такие, которые растут во всех этих местах».

В Европе в Средние века прослеживается сосуществование экофильных и экофобных мотивов. Природа в эту эпоху часто рассматривается в качестве источника темных сил, чародейства.

В эпоху Возрождения Николай Кузанский (1401–1464 гг.) высказывает мысли, позже получившие развитие в представлении о биосфере. Леонардо да Винчи (1452–1519 гг.) обсуждал идею круговорота вещества.

Мишель Монтень (1533–1592 гг.) пишет о «равенстве» между человеком и природой.

Позже экология развивалась на основе результатов исследований, полученных ботаниками и зоологами (Ж. Л. Бюффон, Ж. Б. Ламарк, А. Гумбольдт, Ч. Дарвин). На формирование ее в первую очередь оказали влияние работы, в которых изучался образ жизни организмов, а также зависимость их распространения и развития от различных факторов среды. С XVIIвека утверждается идея безусловного господства человека над природой.

Существенный вклад в развитие экологии как самостоятельной науки оказал научный труд Ч. Дарвина “Происхождение видов и пути естественного отбора” (1859 г.), в котором изложены результаты исследований механизмов борьбы за существование на Земле различных видов и особей, как основного фактора эволюции органического мира.

В 1866 г. Чарльз Лайель высказывает идею о системных взаимодействиях в природе. В 1875 г. Эдуард Зюсс вводит представление о биосфере.

Большая часть экологических исследований до конца XIX века велась ботаниками и зоологами раздельно. Так, например, выходит книга русских экологов П. Н. Крылова и С. И. Коржинского “Экология растений”, в которой приводится классификация растений, и даются понятия о растительных сообществах. Зоологами поднимаются проблемы, касающиеся изучения организации сообществ и структур, исследуются закономерности численных соотношений организмов разных трофических уровней.

В начале XXв. была поставлена комплексная задача по исследованию взаимодействия между собой растений, животных и окружающей среды. На первом этапе были достигнуты успехи в изучении жизни в водоемах, которые было легче представить как целостную систему.

Количественное изучение круговорота веществ на суше начались позднее (в 30–50 гг. XX века). Основными предпосылками для его развития стали успехи, достигнутые в почвоведении российским ученым В. В. Докучаевым. Он развил представление о почве, как об особом естественно-историческом теле, образованном взаимодействием живых и неживых компонентов системы.

В 30-е годы разворачиваются работы по изучению популяций, вводится понятие “биотический потенциал”, характеризующий скорость роста (размножения и выживаемости) популяции. Большое значение для развития экологии имело формулирование понятий “экосистемы” и “биогеоценоза”. Введение этих понятий способствовало сближению разных разделов экологии и привело к постановке таких проблем, как изучение круговорота веществ и потока энергии в экосистеме. Развитие представлений о трофических (пищевых) уровнях позволило количественно охарактеризовать процесс превращения вещества и энергии при переходе с одного уровня жизни на другой.

В 60–70-х годах наблюдается бурный рост экологических исследований во всем мире, причиной которого стали с одной стороны высокая степень зрелости Экологии как самостоятельной науки, а с другой–необычайно возросшей в ходе научно-технического прогресса степенью воздействия на окружающую природную среду и возникшей необходимостью охраны окружающей среды.

Таким образом, экология – сравнительно молодая научная дисциплина, и, тем не менее, в ее развитии можно выделить несколько самостоятельных этапов:

1-й этап – изучение среды обитания отдельных видов (1870–1887 гг.);

2-й этап – изучение экосистемы (этот термин впервые употребил А. Тенсли в 1935 г.);

3-й этап – изучение взаимоотношений экосистем (1950 г.);

4-й этап – изучение биосферы (это учение было разработано Вернадским В. И. на рубеже XIX и XX вв.);

5-й этап – изучение места человека в биосфере (современный этап) [14, с. 6].

В соответствии с основными направлениями экологических исследований они могут быть классифицированы по следующим содержательным линиям (табл. 1):

– изучение общетеоретических вопросов экологии; ее основных понятий и методов;

– исследование биосферы, глобальной экосистемы (глобальная экология);

– изучение экосистем биосферы, популяций и организмов в экосистеме (биологическая экология);

– исследование человека в экосистеме: антропоэкосистемы (экология человека);

– изучение человечества в биосфере: социоэкосистемы (социальная экология).

Таблица 1

Классификация базовых экологических знаний

Уровни исследования	Биосфера	Экосистемы биосферы	Человек в экосистеме	Человечество в биосфере
1	2	3	4	5
Экологические компоненты	Живое вещество, запас биогенных элементов в геосферах, защитные экраны, закон необходимого разнообразия	Природное сообщество, популяции, организмы, экониша, продуценты, редуценты, виды сред обитания	Человек, окружающая среда; виды сред обитания	Общество, биосфера, техносфера, геосфера

Окончание см. с. 11

Окончание табл. 1
1	2	3	4	5
Экологические взаимодействия	Обмен веществ, потоки энергии и информации между живым веществом, космической и планетарной средой, зональность, биомасса, продукция	Пространственные трофические, временные, устойчивое воспроизводство особей; приспособления организма к среде; закон ограничивающего фактора	Здоровье, болезнь – реакция на окружающую среду; факторы здоровья и риска	Обмен вещественно-энергетический, информационный между обществом и природой
Экологические противоречия	Законы и противоречия между конечным количеством планетарного вещества и «бесконечностью» его потребления	Между емкостью среды и возможностью безграничного размножения	Между значимостью экологических факторов и мерой адаптации к среде	Законы сохранения и фундаментальный характер экологических противоречий
Экологическое развитие	Эпохи былых биосфер, направления современного развития, закон глобального круговорота веществ, закон однонаправленности потока энергии	Стадии развития, закон сукцессионного замедления	Образ жизни на разных этапах развития	Взаимосвязанное социально-экономическое и экологическое развитие
Экологическая устойчивость	Биологическое разнообразие живого вещества, дублирование, взаимозаменяемость, биосферный мониторинг	Устойчивость экосистемы, популяции; стратегия регулирования численности популяции	Экстремальные условия и выражение; планирование семьи, комфортного ландшафта	Социально-экономические и культурологические предпосылки и условия устойчивого развития социоэкосистем

Современная экология является теоретической основой рационального природопользования, ей принадлежит ведущая роль в разработке стратегии взаимоотношений природы и человеческого общества. Экология–это наука, которая учит человека жить в ладу с природой. Человек–биологический вид, и он обречен на уничтожение, если не будет подчиняться законам природы. Невозможно охранять природу, пользоваться ею, не зная, как она устроена, по каким законам существует и развивается, как реагирует на деятельность человека, какие предельно допустимые нагрузки на природную среду может позволить общество, чтобы не разрушить природное равновесие. Все это являетсяпредметомизучения экологии. И из этого следуютзадачи экологиикак науки:

– детальное изучение количественными методами структуры и законов функционирования природных и созданных человеком систем;

– исследование закономерностей организации жизни с учетом антропогенных воздействий на природные системы и биосферу в целом;

– создание научной основы рационального природопользования с целью сохранения среды обитания человека;

– экологическая идентификация загрязнения природной среды;

– восстановление нарушенных природных систем;

– сохранение (консервация) эталонных участков биосферы;

– разработка прогнозов изменений биосферы и состояния окружающей среды под влиянием деятельности человека;

– увеличение продолжительности жизни и уменьшение заболеваемости людей в условиях урбанизированной среды.

– совершенствование стратегии взаимодействия общества и природы.