1. Основы общей экологии
1.1. Структура современной экологии
Все экологические науки можно систематизировать либо по объектам изучения, либо по методам, которыми они пользуются.
1. В соответствии с размерами объектов изучения выделяют следующие направления:
аутоэкология (греч. autos сам) раздел экологии, изучающий взаимоотношения отдельного организма (искусственно изолированный организм) с окружающей средой;
демэкология (греч. demos народ) изучает популяцию и ее среду;
эйдэкология (греч. eidos образ) экология видов;
синэкология (греч. syn вместе) рассматривает сообщества как целостные системы;
ландшафтная экология изучает способность организмов существовать в разной географической среде;
мегаэкология или глобальная экология наука о биосфере Земли и положении человека в ней.
2. В соответствии с отношением к объекту изучения выделят следующие разделы экологии:
экология микроорганизмов;
экология грибов;
экология растений;
экологи я животных;
экология социальная рассматривает взаимодействие человека и человеческого общества с окружающей средой;
экология человека включает изучение взаимодействия человеческого общества с природой, экологию человеческой личности и экологию человеческих популяций, в том числе учение об этносах;
экология промышленная или инженерная рассматривает взаимное влияние промышленности и транспорта на природу;
сельскохозяйственная экология изучает способы получения сельскохозяйственной продукции без истощения природных ресурсов;
медицинская экология изучает болезни человека, связанные с загрязнением среды и способы их предупреждения и лечения.
3. В соответствии со средами и компонентами, выделяют следующие дисциплины:
экология суши;
экология морей;
экология рек;
экология пустынь;
лесная экология изучает способы использования ресурсов лесов при их постоянном восстановлении;
экология высокогорья;
урбаноэкология (лат. urbanus городской) экология градостроения;
4. В соответствии с используемыми методами выделяют следующие прикладные экологические науки:
математическая экология создает математические модели с целью прогнозирования состояния и поведения популяций и сообществ при изменении экологических условий;
химическая экология разрабатывает методы анализа загрязнителей и способы уменьшения вреда от химических загрязнений;
экономическая экология создает экономические механизмы рационального природопользования;
юридическая экология нацелена на разработку системы природоохранных законов.
1.2.Уровни организации живой материи
Для того чтобы получить целостное представление об экологии, понять роль, которую она играет среди наук, изучающих живые организмы, необходимо ознакомиться с концепцией об уровнях организации живой материи и иерархией биологических систем (рис.1).
Биосистемы – это системы, в которых биотические компоненты (все живые организмы) разных уровней организации упорядоченно взаимодействуют с окружающей биотической средой, т.е. абиотическими компонентами (энергией и веществом).
Рис.1. Иерархия уровней организации живой материи:
молекулярный – на нем проявляются такие процессы, как обмен веществ и превращение энергии, передача наследственной информации;
клеточный клетка является основной структурной и функциональной единицей всего живого на планете Земля;
организменный – организм (лат. organizo устраиваю, придаю стройный вид) употребляется как в узком смысле особь, индивидуум, «живое существо», так и в широком, самом общем смысле сложно организованное единое целое. Это реальный носитель жизни, характеризующийся всеми ее признаками;
популяционно-видовой – популяция (лат. рорulus народ), по определению академика С. С. Шварца, – это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях. Термин «популяция» ввел В. Иогазен в 1903 г. Популяция является конкретной формой существования вида в природе. Биологический вид это совокупность особей, обладающих общими признаками, способных свободно скрещиваться между собой и давать плодовитое потомство, занимающих определённый ареал (лат. area площадь, пространство) и отграниченных от других видов нескрещиваемостью в природных условиях. Представление о видах, как об основной структурной и классификационной единице в системе живых организмов, было введено К. Линнеем, опубликовавшим в 1735 г. свой труд «Системы природы»;
биоценотический – биоценоз (греч. bios жизнь, koinos общий) совокупность организмов разных видов и различной сложности организации со всеми факторами конкретной среды обитания. Термин «биоценоз» предложил К. Мёбиус в 1877 г. Местообитание биоценоза называется биотопом. Биотоп (греч. bios жизнь, topos место) это пространство с однородными условиями (рельефа, климата), заселённое определённым биоценозом. Любой биоценоз неразрывно связан с биотопом, образуя вместе с ним устойчивую биологическую макросистему еще более высокого ранга биогеоценоз. Термин «биогеоценоз» предложил в 1940 г. Владимир Николаевич Сукачёв. По В. Н. Сукачеву биогеоценоз – это совокупность на известном протяжении земной поверхности однородных природных явлений: атмосферы, горной породы, гидрологических условий, растительности, животного мира, микроорганизмов и почвы. Таким образом, понятие биоценоза применяется для обозначения только наземных экосистем, границы которых определяются границами фитоценоза (растительности). Биогеоценоз – это частный случай крупной экосистемы;
биосфера (грeч. bios жизнь, spharia шар) глобальная экосистема всего земного шара, оболочка Земли, состоящая из совокупности всех живых организмов (биота), веществ, их составляющих и среды их обитания. Биосфера это область распространения жизни на Земле, включающая в себя нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и верхнюю часть литосферы. Термин «биосфера» ввел австрийский геолог Э. Зюсс и 1873 г. Основные положения учения о биосфере опубликованы В. И. Вернадским в 1926 г. В своем труде, который так и называется «Биосфера», В. И. Вернадский развивает идею эволюции поверхности земного шара как целостного процесса взаимодействия неживой или «косной» материи с живым веществом.