
- •Предисловие
- •Глава 1. Что изучает экология? Экология - фундаментальная комплексная наука
- •Объекты и методы экологии
- •Экологические концепции
- •Экологические законы
- •Экологические принципы
- •Экологические правила
- •Уровни организации жизни
- •Живое вещество планеты
- •Глава 2. Биосфера Биосфера
- •Состав, строение и границы биосферы
- •Динамика биосферы
- •Причины устойчивости биосферы
- •Высокое разнообразие организмов в биосфере
- •Редуцентное звено биосферы
- •Биосфера и космос
- •Эволюция биосферы
- •Потоки энергии в системе "Солнце - Земля". Характеристики приходящего и уходящего от Земли излучения
- •Круговорот основных биогенных элементов
- •Сохранение природных веществ
- •Глава 3. Сообщества Среда обитания и условия существования
- •Популяционный подход к описанию экосистем
- •Демографическое описание популяции
- •Внутривидовая и межвидовая конкуренция
- •Основные типы межпопуляционных взаимоотношений ("хищник - жертва", мутуализм, симбиоз)
- •Хищничество. Законы системы "хищник - жертва"
- •Лимитирующие факторы
- •Экологическая пластичность
- •Антропогенные лимитирующие факторы
- •Раздел 4. Экосистемы Биоценология
- •Поток энергии и вещества в сообществах
- •Правило десяти процентов. Правило одного процента
- •Продуктивность экосистемы
- •Трофическая структура экосистем
- •Пространственно-временное рассмотрение экосистем
- •Типы локального роста популяции. Диссипативные структуры
- •Понятия "сукцессия" и "климакс" экосистем
- •Ярусно-мозаическая концепция описания растительных сообществ
- •Общие закономерности развития экосистем
- •Ландшафт
- •Местность и ее типы
- •Техногенное воздействие на компоненты ландшафта
- •Глава 5. Человек и биосфера Ресурсы биосферы
- •Антропогенное воздействие на потоки энергии и круговорот веществ в природе
- •Проблема сохранения биоразнообразия
- •Антропогенное загрязнение и разрушение местообитаний
- •Факторы антропогенного воздействия на окружающую среду
- •Материально-энергетические воздействия, их классификация
- •Рассеивание загрязнителей в различных средах
- •Классификация загрязнений экосистем
- •Классификация загрязнений по физико-химическому составу
- •Классификация загрязнений по области воздействия
- •Классификация веществ по степени их вредности
- •Биомониторинг
- •Экотоксикология и ее задачи
- •Глава 6. Оценка состояния, контроль и регулирование окружающей среды Методы оценки состояния окружающей среды
- •Классификация методов контроля состояния окружаюшей среды
- •Методы и инструменты экологического регулирования
- •Глава 7. Химическое загрязнение. Тяжелые металлы в окружающей среде
- •Химическое загрязнение атмосферы
- •Химическое загрязнение вод
- •Химическое загрязнение почв
- •Тяжелые металлы в природных средах
- •Пестициды в природных средах
- •Гигиеническая классификация пестицидов
- •Глава 8. Загрязнение нефтепродуктами. Шумовое, электромагнитное, биологическое, радиационное загрязнение Загрязнение нефтью и нефтепродуктами
- •Свойства нефти и нефтепродуктов
- •Формы нахождения нефтепродуктов в геологической среде
- •Шумовое загрязнение и санитарно-защитная зона
- •Допустимые уровни шума на территориях различного хозяйственного назначения
- •Норматив предельно допустимого уровня шума
- •Электромагнитное загрязнение
- •Биологическое загрязнение
- •Радиоактивное загрязнение
- •Радиопротекторы
- •Глава 9. Атмосфера Загрязнение атмосферы и его последствия
- •Основные загрязнители воздуха
- •Радиоактивное загрязнение атмосферы
- •Смог и фотохимический туман
- •Кислотные дожди
- •Парниковый эффект, изменение климата
- •Проблема "озонового слоя"
- •Методы контроля за состоянием загрязнения атмосферы
- •Государственный контроль состояния атмосферного воздуха
- •Общественный и производственный контроль
- •Нормирование загрязнения атмосферного воздуха
- •Влияние среднесуточных концентраций загрязнителей на токсическое состояние атмосферы
- •Меры по предотвращению загрязнений атмосферного воздуха
- •Обязанности граждан и юридических лиц, имеющих стационарные источники выбросов вредных веществ
- •Санитарно-защитные зоны
- •Биотехнология защиты атмосферы
- •Глава 10. Вода - составная часть биосферы Вода как составная часть биосферы
- •Проблемы водных ресурсов
- •Виды загрязнения вод
- •Источники загрязнения водоемов
- •Загрязнение вод суши
- •Последствия загрязнения воды
- •Методы контроля за состоянием загрязнения вод
- •Государственный контроль за использованием водных ресурсов и охрана водоемов
- •Санитарные условия спуска сточных вод
- •Экологический паспорт водного хозяйства
- •Самоочищение водоемов
- •Биотехнология очистки вод
- •Радиационное обеззараживание сточных и природных вод
- •Глава 11. Агроэкосистемы Отличительные особенности природных биогеоценозов и агроэкосистем
- •Экологические проблемы мелиорации
- •4 Этап. Основные виды биологической рекультивации:
- •Глава 12. Загрязнение отходами Загрязнение отходами. Виды отходов
- •Транспортировка и захоронение отходов
- •Компостирование твердых отходов
- •Сжигание твердых отходов
- •Получение биогаза
- •Токсичные промышленные отходы
- •Организация безотходного (малоотходного) производства
- •Контроль обращения отходов
- •Глава 13. Охрана природы Проблемы мониторинга
- •Математическое моделирование в экологии
- •Глобальное моделирование
- •Стратегия сельского хозяйства
- •Изменение экспортной политики
- •Конверсия
- •Борьба с загрязнением окружающей среды
- •Роль зеленых насаждений
- •Рациональное использование минеральных ресурсов
- •Концепция ноосферы
- •Демографические проблемы
- •Проблема голода
- •Понятие "здоровье человека"
- •Роль нтп в решении экологических проблем. Экологизаиия общественного производства
- •Новые методы добычи сырья и новые виды энергии
- •Новые технологии и новые материалы
- •Экологизация экономического развития
- •Список литературы
Объекты и методы экологии
Важнейшие объекты экологии — природные и антропогенная экосистемы.
В экологии можно выделить 3 блока методов изучения:
наблюдение и сравнение;
научные эксперименты;
моделирование.
Один из основных методов изучения в экологии — системный.
Системный подход представляет собой форму приложения теории познания и диалектики к исследованию процессов, происходящих в природе, обществе, мышлении. Его сущность состоит в реализации обшей теории систем. согласно которой каждый объект в процессе его исследования должен рассматриваться как самостоятельная и сложная система и, одновременно, как элемент более обшей системы. Поэтому в рамках системного метода:'
выявляется состав соответствующей экосистемы;
определяются внутренние связи между составными элементами экосистемы;
устанавливаются связи изучаемой экосистемы с внешним окружением, т. е. системой более высокого уровня.
История развития экологии
Всю историю становления экологии как науки можно разделить на 4 периода:
первый период (до 1866 г.) — первоначальное накопление экологических знаний. К числу основных вех этого периода можно отнести:
зачатки экологии в индусской и античной цивилизациях — индусами была выстроена "теория эволюции", а древнегреческие ученые впервые обосновали концепцию "детерминизма";
идеи английского философа Ф. Бэкона "о материальном единстве живых и неживых тел";
работы шведского естествоиспытателя К. Линнея, заложившего основы биологического круговорота. Он утверждал, что смерть — обязательное явление жизни, а отмершие организмы являются источниками питательных веществ;
французский ученый Ж.Б. Ламарк в 1802 г. ввел понятие "биология";
выдающийся русский мыслитель М.В. Ломоносов сформулировал закон сохранения массы вещества;
в 1798 г. английский священник Р. Мальтус вывел закон народонаселения;
в 1848 г. увидела свет книга немецкого ученого Ю. Либиха "Химия в приложении к физиологии и земледелию";
второй период (1866—1935) — становление "классической экологии". Период богат разнообразными открытиями в области экологии:
французским исследователем Реклю был введен (1868) в науку термин "биосфера"',
русский ученый В.И. Вернадский создал учение о биосфере и развил концепцию ноосферы (сферы разума), сформулировал положения о решающей роли живого вещества;
в 1911 г. американский ученый Шелфорд обнародовал законы "максимума" и "выносливости";
третий период (1935—1980) — завершение формирования "системного" взгляда. Он ознаменовался появлением статьи Тексли "О правильном и неправильном использовании концепций и терминов в экологии растений". Именно в этот период "экосистема" становится главным объектом изучения экологии. В 1940 г. В.И. Вернадский сформулировал закон перехода геосферы в биосферу. Хатчинсон в 1941 г., описывая сообщества гидросферы, открыл парадокс планктона. Он утверждал, что конкуренция — не единственная сила эволюции, а есть и другие, более гуманные законы, объединяющие живые существа. Возникают различные экологические организации, в том числе и "Гринпис";
четвертый период (1980 г. и до наших времени) — "интерактивный". В этот период развития экологии появляются ЭВМ и начинает применяться метод моделирования. В 1980 г. американский исследователь Симбилофер написал статью "Сукцессия паразитов в экологии". Согласно этой статье, характерной чертой современной экологии стал учет роли случайных факторов формирования структуры и динамики экосистем.
В наше время происходит быстрая деградация и истощение ресурсов планеты. Причина этого — пренебрежение объективно существующими законами природы, когда люди исходят лишь из сиюминутных интересов и выгоды. По своей сути "экология" — теоретическая основа рационального использования человеком природных ресурсов, научный фундамент для разработки стратегий и тактики взаимоотношений человеческого общества и природы.
В экологии получили развитие разные направления, в том числе:
физиологическая экология - изучает физиологические изменения организмов в процессе приспособления к внешним условиям;
биохимическая экология — занимается выяснением закономерностей адаптивных изменений организмов на молекулярном уровне.
За эти годы в отечественной науке было создано большое количество разделов экологии:
в развитие общей экологии животных большой вклад внесли Д.Н. Кашкаров, С.А. Северцев;
экологическую паразитологию создали В.Н. Беклемишев, В.А. Догель, Е.Н. Павловский;
экологическую энтомологию — Г.Я. Бей-Биенко, Г.А. Викторов, АС. Данилевский, И.В. Консанчиков;
промыслово-охотничью — А.Н. Формозов;
экологию растений - Б.А. Келмер, Г.И. Поплавская, И.Г. Серебряков. Д.Н. Кашкаров, один из основоположников современной экологии,
выступал за введение сельскохозяйственной экологии, считал необходимым широкое внедрение положений экологии не только в агрономию, но и в животноводство. В последние десятилетия формируется агроэкология, и можно сказать, что идеи Д.Н. Кашкарова претворяются в жизнь.
В свое время еще А.Г Болотов, русский агроном, понимал взаимозависимость пашни, луга и скота и эмпирически нашел их оптимальное соотношение для обеспечения высокого урожая и сохранения почв.
Почва, по определению В.И. Вернадского, есть биокосное тело, в котором биологическая и косная системы составляют единство.
Учение о природных комплексах было сформулировано в конце XIX в. русским ученым В.В. Докучаевым в труде "К учению о законах природы", где он отмечал, что ранее изучали главным образом отдельные тела, явления, стихии - воду, землю, но не их соотношения и связь, какая существует между силами, телами и явлениями, между мертвой и живой природой, между растениями, животными и минеральными царствами, с одной стороны, и человеком — с другой. Это свидетельствует о том, что В. В. Докучаев стоял у истоков идей функционирования природы как целостной системы.
Мысль В.В. Докучаева о необходимости изучения закономерностей жизни природных комплексов получило дальнейшее развития в книге одного из его учеников, Г.Ф. Морозова, "Учение о лесе", в концепции В.Н. Сукачева "о биогеоценозах" и в работах современных экологов.
Фундаментальный вклад в изучение экологии внесло учение В.И. Вернадского "о биосфере".