ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИИ

Введение

Существование цивилизации на нашей планете нераз­рывно связано с природными условиями. Она возникла тогда, когда человек научился использовать огонь и другие средства и орудия, позволявшие ему изменять среду обитания. Эколо­гия приобрела практический интерес уже на заре человечест­ва. Первобытный человек, борясь за выживание, должен был иметь определенные знания о видах животных, их повадках, местах обитания.

Появившись на планете, человек на всех стадиях развития влиял на среду обитания сначала как просто биологический вид, затем как охотник, имеющий специальные орудия, позво­ляющие уже в эпоху Великих оледенений воздействовать на видовой и численный состав животных. Выжигая леса, со­бирая съедобные виды растений, он влиял на природу через усиление естественно идущих процессов и формирование ант­ропогенных ландшафтов. Развитие земледелия, скотоводства привело к росту общин и возникновению первых крупных поселений, способствовало прогрессу в изготовлении орудий труда.

Происходившие в результате хозяйственной деятельнос­ти изменения природных условий тогда еще не были велики и носили локальный характер. Тем не менее, они вели к эрозии почв, их засолению, опустыниванию, а в конечном итоге к ре­гиональным экологическим кризисам.

Предмет и задачи экологии

Экология (от греч. оicos – дом, жилище, logos - учение) – наука о взаимодействии живых организмов между собой и окружающей природной средой обитания.

Впервые, в научную терминологию, слово «экология» было введено немецким ученым биологом, профес­сором Йенского университета Эрнст Геккелем (1834—1919) в 1866 году. Экология является биологической наукой, однако, в связи с научно-техническим процессом она стала междисциплинарной наукой. Экология тесно связана с химией, физикой, геологией, математикой, географией и другими естественными науками.

Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой. Основной объект изучения в экологии – экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Задачами общей экологии является изучение закономерностей существование живых существ во времени и пространстве, численности организмов, круговорота веществ и энергии с участием живых организмов, а также изучение форм взаимодействия организмов между собой и с факторами среды.

В составе общей экологии выделяют следующие разделы:

аутэкологию - исследует индивидуальные связи отдельного организма с окружающей его средой;

демэкологию (или популяционную экологию) – изучает структуру и динамику популяций отдельных видов

синэкологию – изучает взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой.

В зависимости от изучаемых объектов различают экологию растений, животных, микроорганизмов и человека.

В настоящее время возросла роль промышленной экологии, цель которой на основе оценки степени вреда, приносимого природе индустриализацией, разрабатывать и совершенствовать инженерно-технические средства защиты окружающей среды, всемерно развивать основы создания замкнутых, безотходных и малоотходных технологических циклов и производств.

История развития экологии

Ученые Древней Греции и Рима видели связь между жи­выми организмами и окружающей средой. Экология как наука начала формироваться в конце XVIII в., и то сначала как один из разделов зоологии.

Первые представле­ния о биосфере как области жизни и оболочке Земли даны Ж.-Б. Ламарком (1744—1829) в труде «Гидрология». Термин «биосфера» впервые ввел в научный обиход в 1875 г. австрий­ский геолог Э.Зюсс (1831 —1914), в работах которого биосферу понимали как тонкую пленку жизни на земной поверхности, в значительной мере определяющую лик Земли.

Существенный вклад в развитие науки об образе жизни различных живых организмов являются труды Т. Мальтуса (1798), П. Ф. Ферхюльста. Их труды обоснова­ли представления о динамике численности популяций. Тогда же в трудах врача В. Эдвардса, философа О. Конта и биолога И. И. Мечникова, было положено начало экологии человека. Социальные аспекты экологии человека отражены в трудах О. Конта, Д. Милля и Г.Спенсера, а также американских социологов Р. Парка и Е. Берджеса.

Карл Рулье - профессор Московского университета в своих лек­циях и печатных трудах обсуждал взаимодействие организмов со средой с позиций, близких дарвиновским.

Во второй половине XIX — начале XX вв. большое внима­ние уделяли изучению влияния отдельных факторов (главным образом, климатических) на распространение и динамику организмов. К догеккелевскому периоду развития экологии относят, в частности, работы ученого-агронома Ю. Либиха, который сформулировал известное правило «лимитирующего фактора».

Труд Э.Геккеля построен на громадном фактическом матери­але, накопленном классической биологией, и главным образом посвящен тому направлению, которое сейчас называют аутэкологией или экологией отдельных видов.

В 1927 г. Ч. Элтон выпустил первый учебник-монографию по экологии. В нем было описано своеобразие биоценотических процессов, дано понятие экологической ниши, обоснова­но «правило экологических пирамид», сформулированы прин­ципы популяционной экологии. Вскоре были предложены математические модели роста численности популяций и их взаимодействия (В. Вольтерра, А. Лотка), проведены лабора­торные опыты по проверке этих моделей (Г. Ф. Гаузе). Таким образом, в 20—30-е годы сформировалось направление эколо­гии популяций, в 30-е годы — понятие экосистемы. Его введе­ние связывают с работами А. Тенсли (1935).

В начале 40-х годов В. Н. Сукачев (1880—1967) обосновал концепцию биогеоценоза, имевшую большое значение для раз­вития теоретической базы экологии. В 50-е годы сформирова­лась общая экология, основное внимание в которой уделяется изучению взаимодействия организмов и структуры образуе­мых ими систем. К 70-м годам XXв. сложились направления, называемые «физиологической» и «эволюционной» экологи­ей.

Изучение общепланетарных процессов развернулось после выхода в свет в 1926 г. книги В. И. Вернадского «Биосфера», где рассмотрены свойства «живого вещества» и его функции в формировании как современного лика Земли, так и всех сред жизни на планете (водной, почвенной и воздушной). Пред­шественником и единомышленником В.И. Вернадского был В.В. Докучаев (1846—1903), создавший учение о почве как о естественноисторическом теле.

В. И. Вернадский (1863—1945) обосновал роль живого ве­щества как наиболее мощного геохимического и энергетиче­ского факторов — ведущей силы планетарного развития. В. И. Вернадский проследил эволюцию биосферы и при­шел к выводу, что деятельность современного человека, преоб­разующего поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмерима с геологическими процессами на планете. Завершающим этапом эволюции биосферы он считал появление ноосферы — сферы разума.

БИОСФЕРА

Впервые термин «биосфера» был введен в науку геологом из Австрии Э.Зюссом в 1875г. Учение о биосфере создал крупнейший русский ученый геохимик Владимир Иванович Вернадский (1863 - 1945). По его определению, биосфера - наружная оболочка (сфера) Земли, область распространения жизни, включает она все живые организмы планеты и элементы неживой природы, составляющие среду их обитания. Биосфера включает нижнюю часть атмосферы, всю гидросферу и террабиосферу – поверхность суши. Нижняя граница биосферы опускается на 2-3 км на суше и на 1-2 км ниже дна океана, а верхней служит так называемый защитный озоновый экран на высоте 25 км. Общая мощность биосферы по вертикали оценивается 33-35км.

По Вернадскому, биосфера состоит из нескольких компонентов, важнейшими из которых являются:

живое вещество - растения, животные и микроорганизмы;

биогенное вещество - органические и органоминеральные продукты, созданные живыми организмами на протяжении геологической истории: каменный уголь, горючие сланцы, торф, нефть и др.;

косное вещество - горные породы неорганического происхождения и вода, представляющие субстрат или среду обитания живых организмов;

биокосное вещество - результат синтеза живого и неживого (косного) вещества: осадочное породы, кора выветривания, почвы и др. Соотношение живого и неживого в биокосном веществе варьирует. Например, почва содержит в среднем 93% минеральных (косных) и 7% органических (живых и биогенных) веществ.

Биосферу как место современного обитания организмов вместе с самими организмами можно разделить на три подсферы:

• аэробиосфера, населенная аэробионтами, субстратом жизни которых служит влага воздуха;

• гидробиосфера - глобальный мир воды (водная оболоч­ка земли без подземных вод), населенный гидробионтами;

• геобиосфера - верхняя часть земной коры (литосфера), населенная геобионтами.