Введение

Экология становится одной из наиболее приоритетных наук современности. Ее предмет исследования определил повышенную востребованность ее основных научных положений со стороны общества, особенно в связи со сложившейся в мире экологической ситуацией. Состояние биосферы, проблемы продовольствия, использования природных ресурсов, охраны природы выводят экологию далеко за пределы ее биологических границ. Являясь теоретической основой рационального природопользования и сохранения биосферы, она приобретает особую прикладную значимость. Получили развитие глобальная экология, экология человека, экология города, инженерная экология, медицинская экология, сельскохозяйственная экология и многие другие. Возрастает осознание роли природы в жизни человека. Положения экологии становятся частью нового способа мышления, экологическая культура - частью общечеловеческой культуры. Экология превращается в мегаэкологию.

В настоящее время экологические проблемы тесно переплетаются не только с вопросами технологии, но и экономики, политики, права, образования. Поэтому рациональное использование природных ресурсов и эффективные меры по охране окружающей среды возможны только на основе знания законов природы, закономерностей происходящих процессов и их разумного применения.

Целью изучения учебной дисциплины «Экология» является формирование общих основ системного взгляда на природные и техногенные процессы как базы для оптимизации деятельности и поведения человека в окружающем мире с целью поиска путей относительно стабильного и устойчивого развития общества.

В настоящих методических указаниях дается небольшое теоретическое введение к лабораторным работам по основным разделам дисциплины «Экология».

В данном издании предпринята попытка, используя наиболее простые и доступные для студентов методы эксперимента и анализа, дать наглядное представление об основных процессах, протекающих в окружающей среде, о возможностях контроля за состоянием биосферы, о способах выявления негативных последствий антропогенного воздействия на природу, а также некоторых методах предотвращения загрязнения природных экосистем.

В конце каждого раздела даны вопросы, которые необходимо изучить студентам при подготовке к лабораторной работе.

1. Экология как наука

1.1. Предмет и задачи экологии

Экология – это наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой.

В середине XX в. экологию стали понимать как науку об экосистемах и биосфере. Начало такому пониманию положили работы В.И. Вернадского, В.В. Докучаева, Ю.П. Одума, А.Дж. Тенсли, Н.В. Тимофеева-Ресовского и других известных ученых. В результате стало ясно, что современная биосфера, среда обитания всех живых организмов, является продуктом их жизнедеятельности: неустанного воспроизведения, метаболизма (обмена веществ) и посмертного разложения живых существ. Почвенная, водная, наземная, воздушная среда жизни есть результат постоянного взаимодействия и взаимопроникновения живого и неживого веществ. Жизнь возможна только в сообществах (биоценозах) и строго определенной совокупности условий, характеризующей место их обитания (биотоп). Единство биотопа и биоценоза – основная концепция современной экологии, концепция экосистемы.

Экосистемы и биосфера в целом являются высшим уровнем организации живого на планете Земля. Они, как и любая живая система, способны к саморегуляции, т. е. к самосохранению, поддержанию своего видового состава и воспроизведению связей между отдельными видами. Такое представление об устойчивости экосистем, их гомеостазе или, иначе, об экологическом равновесии ‒ одно из основополагающих понятий современной экологии.

Современная экология ‒ это фундаментальная наука о природе, являющаяся комплексной и объединяющая знание основ нескольких классических естественных наук: биологии, геологии, географии, климатологии, ландшафтоведения и др. Согласно основным положениям этой науки, человек является частью биосферы как представитель одного из биологических видов и так же, как и другие организмы, не может существовать без биоты, т. е. без совокупности живущих на Земле биологических видов, которые и составляют среду обитания человечества.

В наше время термином «экология» все чаще обозначают совокупность взаимоотношений природы и общества. Рассматривая структуру современной экологической науки, можно выделить три основные ветви экологии.

Первая ветвь. Общая экология, или биоэкология, ‒ это изучение взаимоотношений живых систем разных рангов (организмов, популяций, экосистем) со средой и между собой. Эту часть экологии в свою очередь подразделяют на следующие разделы:

• аутэкологию, т. е. изучение закономерности взаимоотношений организмов отдельного вида со средой обитания;

• демэкологию или экологию популяций;

• синэкологию, т. е. экологию сообществ;

• экосистемную и биосферную экологию.

Вторая ветвь. Геоэкология ‒ это изучение геосфер, их динамики и взаимодействия, геофизических условий жизни, факторов (т. е. ресурсов и условий) неживой окружающей среды, действующей на организмы.

Третья ветвь. Прикладная экология ‒ это аспекты инженерной, социальной, экономической охраны среды обитания человека, проблем взаимоотношений природы и общества, экологических принципов охраны природы.

Таким образом, структуру современной экологии можно представить в виде следующей схемы представленной на рис.1.

Рис. 1. Структура экологии