Условные обозначения

ЕЭС — естественная экологическая система

ИЭС — искусственная экологическая система

НТП — научно-технический прогресс

ОС — окружающая среда

ПКК — пилотируемый космический корабль

СЖО — система жизнеобеспечения

ХО — хозяйственный объект

ХС — хозяйственная система

ЭС — экологическая система

I. Общие вопросы экологии 1. Основы экологии

1.1. Введение

Экология — наука об отношениях групп живых объектов меж­ду собой и с окружающей средой.

Термин «экология» происходит от двух греческих слов: oicos, что означает дом, и logos — наука.

Исторически экологию называли наукой о закономерностях жиз­ни живых существ у себя дома — в «эйкосе» (более подробно исто­рия экологии изложена в разд. 1.3).

В современной жизни у термина «экология» имеется множество значений и оттенков. Наиболее общими являются два варианта:

а) экология как наука и учебная дисциплина;

б) экология как направление практической деятельности, как от­расль хозяйственной системы.

Наука экология может быть разделена на классическую эколо­гию, изучающую природные взаимоотношения живых существ в ес­тественных условиях без учета влияния человека, и современную эко­логию, в которой важнейшими направлениями являются анализ негативного влияния деятельности человека на природу и научное обоснование охраны природы.

Объекты изучения экологии — биосфера, экологические системы (ЭС), сообщества живых объектов разных биологических видов. Эти объекты более сложные, чем объекты изучения биологии — единич­ные живые организмы и группы организмов одного вида. Поэтому фактически экология — самостоятельное научное направление.

Биологи считают, что экология призвана объяснить природные процессы, в которых участвуют одиночные и объединенные в груп­пы живые представители различных биологических видов.

Инженерам прежде всего необходимо иметь четкое представле­ние о структуре той ЭС, в которой они живут и в которой сооружа­ются и эксплуатируются различные, зачастую очень крупные инже­нерные сооружения.

Специалистам по аэрокосмическим системам кроме общетехни­ческих знаний необходимы специальные знания по космической эко­логии.

1.2. Предмет экологии

1. Объекты, изучаемые экологией

Главными предметами изучения экологии являются: группы живых объектов;

окружающая среда (ОС) для групп живых объектов; биосфера как область существования живых объектов на Земле; экологическая система как основной функционально-структур­ный элемент биосферы;

процессы с участием живых объектов; отношения групп живых объектов между собой; отношения групп живых объектов с окружающей средой.

В конце XIX века в мировом обществе возник еще один предмет изучения экологии — взаимодействие человеческого общества с природой.

Биосфера. Это область планеты Земля, в которой существует жи­вое вещество или проявляются результаты его деятельности. Биосфе­ра занимает всю гидросферу, нижние слои атмосферы высотой до 50 км и верхние горизонты литосферы до глубин 10—15 км. Глубже человек еще не проникал в литосферу (рис. 1).

Все вещество биосферы согласно учению Вернадского следует де­лить на три группы объектов: живые объекты, косные объекты, еще не подвергнувшиеся воздействию живых существ, биокосные объек­ты, преобладающая часть которых является материалом, получен­ным в результате воздействия живых существ на косное вещество.

Биосфера представляет собой чрезвычайно сложную иерархичес­ки структурированную природную систему, доминирующую роль в процессах которой играют живые существа. Биосфера разделена на

большое число относительно самостоятельных и локализованных в пространстве систем разного масштаба, называемых в экологии эко­системами (геобиоценозами).

Экосистемы. Это основной функционально-структурный компо­нент биосферы. ЭС — совокупность биоценоза (живых существ, оби­тающих на одной территории суши или в одной части водоема) и биотопа (физических условий ОС) (см. рис. 8). Все ЭС привязаны к определенному территориальному участку земной поверхности (наземные ЭС) или дна водоема (водные ЭС). Живые существа, со­ставляющие биоценоз, делятся на три крупные функциональные группы: растения (автотрофы), животные (гетеротрофы) и микро­организмы (редуценты). Биотоп также состоит из трех компонентов: атмосфера (климатоп), почва (эдафотоп) и вода (гидротоп).

ЭС разного масштаба входят одна в другую, как матрешки. Био­сферу можно считать самой крупной ЭС на Земле.

Наземные ЭС делятся по климатическим зонам (тропические, уме­ренной зоны, арктические) и высотным поясам (равнинные, альпий­ские, высокогорные). Водные ЭС делятся в зависимости от глубины.

В процессах функционирования ЭС главную роль играют живые существа.

В последние десятилетия проявилось радикальное влияние на компоненты ЭС результатов хозяйственной деятельности человека, связанное с резким ускорением научно-технического прогресса (НТП), в результате чего деятельность человека по масштабам стали сравнивать с действием геологических сил.

Поэтому теперь все ЭС можно разделить на две группы — есте­ственные (ЕЭС ), в которых нет людей и не проявляются негативные результаты их хозяйственной деятельности, и искусственные (ИЭС), в которых либо существуют поселения людей, либо результаты хозяй­ственной деятельности оказывают существенное влияние на условия жизни живых существ, хотя населения в этой системе нет.

Объектами изучения в экологии являются следующие группы особей:

группа родственных особей, живущих совместно;

популяция — группа всех особей одного биологического вида, живущих на одной территории;

сообщество — группа особей нескольких популяций, живущих на одной территории;

биоценоз — группа особей всех популяций, живущих на одной территории.