Введение

Человек и природа неотделимы друг от друга и тесно взаимосвязаны. Для человека природа является средой жизни и единственным источником необходимых ресурсов для удовлетворения материальных и духовных потребностей. Человек своей элементарной жизнедеятельностью оказывает ощутимое влияние на природную среду и это влияние по мере развития производительных сил и увеличения массы веществ, вовлекаемых в хозяйственный оборот, усиливается. Воздействие человека на природу достигло наибольшей силы в современный период – в период высоких темпов роста всех видов материального производства и научно-технического прогресса. Результаты такого давления на природную среду хорошо известны. Массовое истребление лесов вызвало глубокие изменения в гидрологии суши и водном режиме почв. Это привело к усилению процессов эрозии почв, появились разрушительные наводнения, обмелели реки и возникла проблема нехватки пресной воды, усилилось иссушающее действие климата, идет опустынивание территорий.

В процессе хозяйственной деятельности человека в биосферу вторглись отбросы и отходы - различные токсические вещества промышленности, пестициды, избыток удобрений, радиоактивные вещества. Они стали источником загрязнения биосферы, препятствуя ее самовосстановлению и самоочищению. В результате неразумного ведения хозяйственной деятельности возникла серьезная угроза нарушения существующего в биосфере динамического равновесия, которая может привести к глобальной экологической катастрофе. От решения возникших экологических проблем в значительной мере зависит успешное существование человечества.

Установить правильные взаимоотношения с природными процессами, которые обеспечивают устойчивое поддержание жизни на Земле, возможно лишь на основе знания законов формирования и поддержания активного функционирования экологических систем, обеспечивающих глобальный круговорот вещества. Такие знания содержит, возникшая в середине ХIХ века, наука экология, которая в современный период приобрела черты всеобъемлющего и очень актуального мировоззрения – учение о путях выживания человечества.

В настоящем учебном пособии в первой части рассматриваются основные законы и закономерности классической экологии - на уровне взаимоотношений отдельных организмов и факторов среды – аутэкологии, на уровне популяции – демэкологии, на экосистемном (биогеоценозном) уровне - синэкологии, и показана роль живых организмов в создании биосферы – глобальной экосистемы.

Вторая часть учебного пособия посвящена рациональному природопользованию, являющегося основой устойчивого развития. Но здесь из большого круга вопросов мы рассмотрели лишь проблемы биоразнообразия биосферы и более подробно состояние биоразнообразия Казахстана и пути их сохранения. Биотехнологические методы также отнесены нами в этот раздел, т.к. технологии, основанные на использовании живых организмов, не могут нанести вред природной среде и поэтому являются экологичными и рациональными. Здесь мы коротко описали для решения каких экологических проблем можно применить методы биотехнологии.

Не освещены во второй части вопросы охраны литосферы, атмосферы и гидросферы, т.к. они подробно изучаются студентами географического факультета по курсу «Геоэкология и охрана природы». Общие знания о происхождении, строении и различных периодах развития нашей планеты, различные гипотезы возникновения океанов и континентов, изучение ландшафтно-климатических зон континентов даются студентам на младших курсах при изучении таких курсов как «Общее землеведение», «Учение о биосфере», «Биогеография» поэтому в курсе «Общей экологии» эти вопросы не рассматриваются.

1. Экология в современный период

1. Предмет и задачи экологии

За вторую половину ХХ века биоразнообразие на Земле оскудевает быстрыми темпами. Тому причиной, по мнению специалистов, являются, во-первых, научно-техническая революция и ее проявления и, во вторых, демографический фактор, связанный с ростом численности населения и урбанизацией. Эти факторы влияют на интенсивное истощение природных ресурсов и вызывают загрязнение окружающей среды. Среда обитания людей в большинстве регионов мира становится все более вредной для здоровья людей. По оценке специалистов не менее 50% распространенных заболеваний людей обусловлено загрязнением окружающей природной среды, и прежде всего, потреблением недоброкачественной питьевой воды. Тогда как леса – хранители вод – хищнически истребляются, составляя около 16-17млн га в год. Происходит деградация почв, теряется их естественное плодородие, возрастает их загрязнение нефтепродуктами, пестицидами, тяжелыми металлами.

В такой обстановке экология приобретает черты всеобъемлющего и очень актуального мировоззрения, превращается в учение о путях выживания человечества. И поэтому мировое сообщество развило небывалую активность, направленную на решение проблем охраны природы и окружающей человека среды. Предприняты определенные шаги в объединении усилий многих государств в глобальном масштабе, приняты и ратифицированы конвенции по охране окружающей среды, реализуются международные экологические программы. В частности, Конференция ООН по окружающей среде и развитию, состоявшаяся в 1992году в Рио-де-Жанейро. В ней участвовали руководители 190 стран мира, которые приняли «Повестку дня на ХХI век» – программу экологической ориентации развития общества.

1.1 История развития экологии

Экология как наука сформировалась в середине 19 века, когда возникло понимание, что не только строение и развитие организмов, но и их взаимоотношения со средой обитания подчинены определенным закономерностям. В 1866году немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель в двухтомной монографии «Общая морфология организма» назвал экологией один из разделов биологии – науку об условиях обитания организмов в окружающей их среде, где Геккель дал свое определение экологии как науки: «Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все условия существования». Таким образом, Э.Геккель предложил в !866году термин «экология», а также ясно сформулировал ее содержание. Геккель написал свой труд не на пустом месте, а на основании большого фактического материала, накопленного в биологии за время ее длительного развития. Так, в 1798году Т.Мальтус описал уравнение экспоненциального роста популяции, на основе которой строил свои демографические концепции. Уравнение логистического роста популяции было предложено П.Ф.Ферхлюстом в 1838г. Французский врач В.Эдварс в 1824г. опубликовал книгу «Влияние физических факторов на жизнь», которая положила начало экологической и сравнительно физиологии, а Ю.Либих (1840) сформулировал знаменитый «Закон минимума», не потерявший своего значения и в современной экологии.

В России профессор Московского университета Карл Францевич Рулье в 1841-1858гг. дал практически полный перечень принципиальных проблем экологии, но не нашел выразительного термина для обозначения этой науки. Обсуждая механизмы взаимоотношений организмов со средой, Рулье очень близко подошел классическим принципам Ч.Дарвина, что по праву его можно считать предшественником Дарвина. Рулье умер в 1858г., т.е. за год до выхода в свет «Происхождения видов».

Также существенный вклад в развитие отдельных разделов общей экологии внесли исследования почвоведа-географа В,В.Докучаева (1846-1903), показавшего тесную взаимосвязь живых организмов и неживой природы на примере почвообразования и выделения природных зон. Также можно назвать и других ученых внесших свой вклад в создание экологии как науки – это и Г.Ф.Морозов, В.И.Вернадский, В.Н.Сукачев и др. Из современников, посвятивших себя и способствующих развитию экологии можно назвать целые плеяды исследователей, многие из которых являются авторами монографий, учебников и учебных пособий. Это Д.Н.Кашкаров, Ч.Элтон, Н.П.Наумов,С.С.Шварц, М.С.Гиляров, Ф.Клементс, В.Лахрер, Ю.Одум, Бигон, Дажо, Уиттекер и многие другие.

Рождение экологии как самостоятельной науки состоялось к началу 1900г.Но уже 20-30-ые годы ХХ века называют «золотым веком» экологии. В это время были созданы базовые теоретические модели, характеризующие рост популяций и взаимодействие между ними.

Сегодня многие ученые считают экологию наукой о взаимоотношениях живых организмов между собой и средой обитания, при этом человечество рассматривается как часть природы.

Американский эколог, Ю.Одум первоначально предлагал краткое и наименее специальное определение: «экология – это биология окружающей среды (enviromental biology). Действительно экология близка к биологии, возникла как самостоятельный раздел биологии, ориентированной на окружающую среду. Но в данный период происходит «экологизация» - процесс проникновения идей и проблем экологии в другие области знания, и поэтому понятие экологии существенно расширилось. Это привело к размыванию понятия «экология» и даже утрате предмета исследования, потере четких границ с другими науками.

К концу ХХ века сложилось мнение, что экология как наука выходит за рамки биологии, является междисциплинарной и стоит на стыке биологических, геолого-географических, технических и социально-экономических наук. Первоначальные классические представления об экологии теперь часто уходят на второй план и вытесняются проблемами сегодняшнего дня.

Изменилось и определение экологии как науки, данное Ю.Одумом, в его фундаментальном труде «Экология» (1986) она трактуется уже как – междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе, в их взаимосвязи.

Целью современной экологии считается сохранение и развитие человеческой, общественной и природной подсистем Земли.