
- •Федеральное агентство по образованию
- •Российской федерации
- •Воронежский государственный университет
- •Биология с основами экологии
- •Часть I
- •Воронеж 2006
- •История развития экологических знаний
- •Предмет экологии
- •Структура экологии
- •Задачи экологии как науки
- •Уровни организации материи. Место экологии
- •Учение в.И. Вернадского о биосфере
- •Эволюция биосферы
- •Учение в.И. Вернадского о ноосфере
- •Основные компоненты и структура экосистем
- •Особенности живой природы
- •Классификация живых организмов
- •Энергетический обмен
- •Пищевые цепи и сети
- •Экологические пирамиды
- •Б) неправильной формы, в) перевернутая пирамида
- •Чистая первичная продуктивность растений.
- •Круговорот веществ
- •Р ис. 9 Схема круговорота фосфора
- •Экологические факторы.
- •Биотические факторы.
- •Абиотические факторы.
- •Абиотические факторы наземной среды.
- •Климат как один из основных факторов формирования экосистем.
- •Абиотические факторы почвенного покрова.
- •Физические свойства:
- •Химические свойства:
- •Абиотические факторы водной среды.
- •Физические свойства:
- •Химические свойства:
- •Основные типы экосистем Экосистемы суши.
- •Водные экосистемы
- •Солоноводные экосистемы. Мировой океан.
- •Пресноводные водоемы.
- •Пресноводные водотоки.
- •Взаимосвязь наземных и водных экосистем.
- •Список литературы Основная
- •Дополнительная
Предмет экологии
В начале экология занималась в основном изучением естественной истории организмов, образом жизни животных и растений: где и когда их можно встретить, чем они питаются, кому они сами служат пищей, как реагируют на изменения в окружающей среде.
Однако к концу XIX в. этот узкий взгляд на экологию уступил место более широким представлениям о взаимоотношениях между всеми растениями и животными, а также со средой их обитания, т. е. экология стремится познать все многообразие организации жизни на Земле. Она углубляется как в макромир, так и в микромир (макромир – глобальная экология, которая выводит экологию за рамки биосферы в область геофизики планеты, микромир – экология тканей, молекулярная экология и экологическая генетика).
Основным содержанием современной экологии является исследование взаимоотношений организмов друг с другом и со средой на популяционно-биоценотическом уровне и изучение жизни биологических макросистем более высокого ранга: биогеоценозов (экосистем), биосферы, их продуктивности и энергетики.
В последние 20-30 лет усилилась прикладная роль экологии, что связанно с глобальным загрязнением окружающей среды. Причисление к экологии наук об охране природы и окружающей человека среды сделало экологию обширной совокупностью дисциплин.
Политизация экологических проблем, их связь с экономикой привели к появлению эколого-экономической дисциплины – экономике природопользования, а само природопользование получило экологическую окраску.
Изучая влияние вещественно-культурных ценностей на человека (архитектурная среда, ландшафт, литературные богатства) экология сливается с культурой.
Таким образом, смыкается цикл естественнонаучных и гуманитарных знаний, т. е. экология выходит за рамки строго биологической науки. Она вбирает в себя разделы географии, геологии, химии, физики, социологии, теории культуры, экономики и выходит в философию.
Вкладывая философский смысл в понятие, можно сказать, что экология это область знания, рассматривающая некую совокупность предметов и явлений с точки зрения объекта (как правило живого, или с участием живого), принимаемого за центральный в этой совокупности.
Предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы) и их динамика во времени и пространстве.
Никакое общественное и техническое совершенствование не обеспечивает возможность жизнедеятельности человека вопреки законам природы.
Невозможно охранять природу, пользоваться ею, не зная, как она устроена, по каким законам существует и развивается, как реагирует на воздействие человека, какие предельно допустимые нагрузки на природные системы может позволить себе общество, чтобы не разрушить их. Изучение закономерностей природных процессов и является предметом экологии.
Структура экологии
Экология как наука базируется на разных отраслях биологии - физиологии, генетике, биофизике. Кроме того, она связана с другими науками (физикой, химией, математикой, географией, геологией), так как использует их методы изучения и термины.
Экологию можно классифицировать по конкретным объектам и средам исследования с точки зрения различных подходов к биосфере и составляющим ее экосистемам.
С биологической точки зрения экологию можно подразделить по иерархическим уровням биотических систем (живых систем разных рангов, т.е. организмов, популяций, экосистем) на следующие разделы:
I. Эндоэкологию, в которую входят:
– Молекулярная экология (в том числе и экологическая генетика);
– Экология клеток и тканей (морфологическая экология);
– Физиологическая экология (экология индивида) с разделами экологии питания, дыхания и т. п.
II. Экзоэкологию, в которую входят:
– Аутоэкология (экология особей и организмов как представителей вида);
– Демэкология (экология малых групп);
– Популяционная экология;
– Специэкология (от лат. специ – вид – экология вида);
– Синэкология (экология сообщества);
– Биоценология (экология биоценозов, или учение об экосистемах, в том числе экологические закономерности функционирования биосферы – биосферология);
– Глобальная экология – учение о биосфере.
Возможно разделение биоэкологии по систематическим категориям организмов на экологию прокариот (микроорганизмов), грибов, растений, животных, человека и т. д.
С точки зрения географического подхода можно выделить географическую экологию, или геоэкологию. Геоэкологию можно подразделить на:
Ландшафтную экологию (экология тундры, леса, лесостепи, степи пустыни);
Экологию сред (экологию воздушной среды, наземной (суши), континентальных водоемов, моря и т. д.);
Экологию географических подразделений (экологию Крайнего севера, высокогорий, островов и др.).
По методам исследования различают химическую, биохимическую, биогеохимическую и др. экологические дисциплины, по подходам к предмету – аналитическую и динамическую, а с точки зрения фактора времени – историческую и эволюционную экологию.
В структуре экологии довольно четко выделены прикладные – промысловая, сельскохозяйственная и промышленная (инженерная) экология, также выделена медицинская экология.
Человека в экологии можно рассматривать с двух позиций:
Как вида в пределах экологии животных (аутоэкологии).
С социально-экономических позиций.
Эти позиции необходимо разграничить. Когда речь идет о человеке как об индивиде, о репродуктивной группе – это область экологии человека; когда же рассматривается социальный ряд – личность, семья как социальная группа, общество – как человеческая популяция, все человечество – это область социальной экологии.
К социальной экологии тесно примыкает экология культуры. Все накопленное и овеществленное человечеством богатство не исчерпывается материальными ценностями. Оно включает массив определенным образом организованной информации. Это образы городов, различных сооружений, парков, поселений, которые специфичны для культуры каждого народа.
Отдельным элементам в экологии культуры можно выделить «экологию духа», которая складывается из национального самосознания, религиозных догм и выражается в национальной разобщенности или вражде.
Этноэкология включает в себя отношение этносов к природным ресурсам в рамках взаимосвязи населения с географической средой, формирующей этнос в ходе исторического процесса.
Особым разделом выделяют экологию народонаселения, которая рассматривает связи между процессами, возникающими в людских популяциях под влиянием меняющейся природной и социально-экономической среды жизни в более коротком интервале времени, в отличие от этноэкологии, например, при переходе от сельского к городскому образу жизни в течение одного - двух поколений.
Выделяют природные, демографические, медико-биологические, психологические, социально-гигиенические, поведенческие, экономические и др. особенности среды, воздействующие на людей. Все эти показатели географически весьма изменчивы. Люди не только меняют для своих нужд внешние по отношению к себе условия жизни, но и сами приспосабливаются к многоликой среде.
Воздействие человека на среду – область экологии природопользования, цель которой - сохранение всей природы Земли и ближайшего окружения человека ради здоровья и жизни людей. Здесь возникают такие проблемы, как охрана природы и охрана окружающей среды.
Охрана природы – прикладная экологическая область знания о сохранении систем жизнеобеспечения Земли, она продвигается от Земли к человеку.
Охрана окружающей среды концентрирует свое внимание прежде всего на потребностях самого человека, идет от него к глобальным процессам.