вопрос1. Термин «экология» впервые был введен в 1866 году немецким ученым Э.Геккелем в его книге «Всеобщая морфология организмов». Он состоит из двух латинских слов: «oikos» - дом, местообитание, жилище, и «logos» - наука. В дословном переводе - это наука об организмах у себя дома. Э.Геккель рассматривал экологию как науку, изучающую взаимодействие организмов со средой их обитания. В тот период организм считался самым сложным уровнем организации жизни. В ходе развития экологии выяснилось, что жизнь существует и в виде надорганизменных уровней организации. В этой связи представление об экологии как науке в настоящее время существенно расширилось. Чтобы ответить на вопрос, что является предметом экологии, необходимо рассмотреть уровни организации живой материи. С точки зрения современной биологии жизнь на планете Земля представлена следующими уровнями организации живой материи: ген - клетка - ткань - орган - организм - популяция - биоценоз (сообщество) - биогеоценоз (экосистема) - биом - биосфера. В этом жизненном спектре предметом экологии являются биологические системы от организма до биосферы. Исходя из этого, можно дать современное определение экологии как науки. Экология - это биологическая наука, изучающая формирование, структуру и функционирование биологических систем всех уровней от организма до биосферы и их взаимодействие с окружающей средой. Из данного определения вытекают задачи экологии.

Экология как наука должна решать следующие задачи:

1. Изучить законы и закономерности взаимодействия организмов со средой их обитания;

2. Изучить формирование, структуру и функционирование надорганизменных биологических систем (популяция, биоценоз (сообщество), биогеоценоз (экосистема), биом, биосфера).

3. Изучить законы и закономерности взаимодействия надорганизменных биологических систем (популяция, биоценоз (сообщество), биогеоценоз (экосистема), биом, биосфера) с окружающей средой.

Решение задач, стоящих перед экологией, позволит достичь поставленных перед ней целей. Цели экологии можно сформулировать следующим образом.

1. Разработка оптимальных путей взаимодействия общества и природы с учетом законов существования природы;

2. Прогнозирование последствий воздействия общества на природу с целью предотвращения негативных результатов.

Для решения задач, стоящих перед экологией, она использует как свои собственные методы, так и методы других наук. Собственные методы экологии можно разделить на три группы.

1. Полевые методы - это методы, позволяющие изучить влияние комплекса факторов естественной среды на естественные биологические системы и установить общую картину существования и развития системы.

2. Лабораторные методы - это методы, позволяющие изучить влияние комплекса факторов моделированной в лабораторных условиях среды на естественные или моделированные биологические системы. Эти методы дают возможность получить приблизительные результаты, которые требуют дальнейшего подтверждения в полевых условиях.

3. Экспериментальные методы - это методы, позволяющие изучить влияние отдельных факторов естественной или моделированной среды на естественные или моделированные биологические системы. Они применяются в сочетании как с полевыми, так и с лабораторными методами. Кроме собственных методов экология широко использует методы таких наук, как биохимия, физиология, микробиология, генетика, цитология, гистология, физика, химия, математика и др.

В зависимости от типа изучаемой биологической системы в экологии выделяют следующие разделы: факториальная экология (аутэкология), учение о популяциях (демэкология), учение о сообществах (синэкология), учение об экосистемах (биогеоценология) и учение о биосфере (глобальная экология).

вопрос 2. Новое положение человека по отношению к природной среде, рост его технической мощи и превращение его деятельности в «геологическую силу» требуют существенной модификации науки, если она хочет адекватно отразить данную ситуацию. Насколько это станет возможным, покажет будущее, но следует отметить, что в современной науке наблюдаются процессы, являющиеся реакцией на новые задачи, встающие в соответствии с интенсивным уплотнением поля функциональных связей между обществом и природной средой. Для науки становится характерной ее переориентация, которую можно назвать тенденцией экологизации.

Согласно словаря-справочника Н.Ф. Реймерса, понятие «экологизация» имеет несколько значений, а именно: 1) это проникновение экологических идей во все стороны общественной жизни; 2) путь общественного развития, определяемый глобальными экологическими ограничениями и учетом воздействий хозяйственных начинаний, технологий и техники на окружающую человека среду и природу и в конечном итоге рассчитанный на сохранение возможности существования и развития длинной цепи поколений людей в рамках закона единства организм – среда и правила соотношения условий среды генетической предопределенности организма, указывающих, что резкое антропогенное изменение среды жизни на Земле приведет к неминуемому вымиранию человечества; 3) процесс неуклонного и последовательного внедрения систем технологических, управленческих и других решений, позволяющих повышать эффективность использования естественных ресурсов и условий наряду с улучшением или хотя бы сохранением качества природной среды (или вообще среды жизни) на локальном, региональном и глобальном уровнях.

Экологизацию считают важнейшим требованием современности. Одной из основных форм тенденции экологизации выступает развитие наук, переходных от экологии к другим наукам биологического цикла (эволюционная экология, палеоэкология), к наукам о Земле (геология окружающей среды, или экологическая экология), к наукам физико-химического цикла (геохимическая экология, радиоэкология), к техническим и сельскохозяйственным наукам (космическая экология, сельскохозяйственная экология), к медицине (экологическая физиология человека, экология человеческих болезней, медицинская экология, геогигиена, медицинская география), к общественным наукам (социальная экология).

Развитие отмеченных научных направлений протекает в рамках тенденции экологизации человеческой деятельности. В общем плане под экологизацией понимают учет возможных последствий воздействия человека на природную среду с целью свести к минимуму отрицательные результаты природопреобразовательной деятельности. Данная тенденция – насущная потребность нашего времени, и ее развитие призвано решить экологическую проблему как на глобальном, так и на региональном и локальном уровнях.

вопрос 3 . Природопо́льзование — 1) использование природной среды для удовлетворения экологических, экономических, культурно-оздоровительных потребностей общества;[1] 2) наука о рациональном (для соответствующего исторического момента) использовании природных ресурсов обществом —- комплексная дисциплина, включающая элементы естественных, общественных и технических наук.

Обыденное восприятие экологических и природоохранных вопросов часто смешивает эти области, а термин «экология» используется не всегда корректно, что требует уточнения соответствующих понятий. В отличие от понятия «экология», термин «охрана окружающей природной среды» изначально определял и определяет не научное направление, а совокупность мер, действий, планов и программ (международных, государственных, региональных, локальных (местных), административно-хозяйственных, техноло-гических, политических, юридических и т.д.), направленных на сохранение, рациональное использование и воспроизводство природной среды и природных ресурсов. Впоследствии «охрана природной среды» сформировалась в комплексную межотраслевую научную дисциплину, разрабатывающую общие принципы и методы сохранения и восстановления природных ресурсов, подразделяющуюся на множество разделов. Главные из них – охрана земель, вод, атмосферы, растительного и животного мира, природных комплексов.

Вопрос 4. Структура экологии как науки состоит из четырех основных разделов, это биоэкология, геоэкология, экология человека и прикладная экология.

Биоэкологию составляют экологии естественных биологических систем, это особи, виды, популяции и сообщества, а также экология биоценозов. Имеется эволюционная экология это еще одно подразделение биоэкологи, которая изучает экологические аспекты эволюции.

Биосферные оболочки Земли изучает геоэкология, а также подземную гидросферу, минеральную основу биосферы и протекающие в них изменения из-за влияния техногенных и природных процессов. Носят геоэкологические исследования комплексный характер, они включают в себя исследование ландшафтов, поверхностных и подземных вод, почв, горных пород, растительного покрова, воздуха.

Экология человека – это комплекс дисциплин, которые исследуют взаимодействие человека как личности и биологической особи с окружающей его социальной, культурной и природной средами. Здоровье человечества зависит от экологической обстановки и образа жизни, так же оказывает влияние среда традиций, морали, духовности и воззрений.

Комплексом дисциплин представляется прикладная экология, которые связаны с разными областями человеческой деятельности и содействие человека и природы. Изучает она механизмы антропогенных и техногенных влияний на экосистемы, формирует экологические нормативы и критерии в транспорте, промышленности и сельском хозяйстве. Законы формирования техносферы изучает инженерная экология, а также способы инженерной защиты природной среды. Экологический менеджмент исследует управление взаимосвязей природы и общества, взяв за основу использование административных, экономических, социальных, информационных и технологических факторов, целью является достижение планируемого качества окружающей среды.

вопрос 5. Биосфера – «область жизни», пространство на поверхности земного шара, в котором распространены живые существа. Термин был введен в 1875 году австрийцем Эдуардом Зюссом, однако до него о планетарной роли жизни в формировании земной коры высказывался Ж.Б. Ламарк. Целостное учение о биосфере было создано академиком В.И. Вернадским в начале XX века. Большое влияние на него оказали работы В. В. Докучаева о почве, как о естественно-историческом теле. По В.И Вернадскому биосфера представляет собой одну из геологических оболочек земного шара, глобальную систему земли, в которой геохимические и энергетические превращения определяются суммарной активностью всех живых организмов – живого вещества.

Границы биосферы

Верхняя граница в атмосфере: 15—20 км. Она определяется озоновым слоем, задерживающим коротковолновое ультрафиолетовое излучение, губительное для живых организмов.

Нижняя граница в литосфере: 3,5—7,5 км. Она определяется температурой перехода воды в пар и температурой денатурации белков, однако в основном распространение живых организмов ограничивается вглубь несколькими метрами.

Граница между атмосферой и литосферой в гидросфере: 10—11 км. Определяется дном Мирового Океана, включая донные отложения.

Структура биосферы

Биосфера представляет собой сложнейшую планетарную оболочку жизни, населенную организмами, которые в совокупности составляют живое вещество. Это самая крупная (глобальная) экосистема Земли — область системного взаимодействия живого и косного вещества.

Биосфера охватывает нижнюю часть атмосферы до высоты озонового экрана (20-25 км), верхнюю часть литосферы (кора выветривания) и всю гидросферу до глубинных слоев океана (рис. 11).

Ограничивают область распространения жизни слишком высокие или низкие температуры. Нижнюю границу биосферы на материках условно проводят по изотерме 100 °С. При более высокой температуре большинство бактерий существовать не может. В Европе эта изотерма находится на глубине 10-15 км, в молодых альпийских прогибах она поднимается до 1,5-2 км. Фактически жизнь в литосфере прослеживается до глубины 3-4 км.

Предел протяженности биосферы — 39-40 км. Однако жизнь в биосфере сконцентрирована в значительно более узких пределах, охватывающих всего несколько десятков метров. По сравнению с диаметром Земли (13 000 км) биосфера — это тонкая пленка на ее поверхности.

вопрос 6 . КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ на Земле, повторяющиеся процессы превращения и перемещения вещества в природе, имеющие более или менее циклический характер. Общий круговорот веществ складывается из отдельных процессов (круговорот воды, газов, химических элементов) , которые не являются полностью обратимыми, т. к. происходит рассеяние вещества, изменение его состава и т. д. С появлением жизни на Земле огромную роль в круговороте веществ играют живые организмы (круговорот кислорода, углерода, водорода, кальция и других биогенных элементов) . Глобальное, сравнимое с геологическими процессами влияние на круговорот веществ оказывает деятельность человека, в результате которой возникают новые и изменяются сложившиеся в природе пути миграции веществ, появляются новые вещества и т. д. Глубокое изучение превращений вещества и энергии в природе и учет последствий, связанных с воздействием на эти процессы деятельности человека, — необходимое условие сохранения окружающей среды в пригодном для жизни состоянии.

ПОТОК ЭНЕРГИИ В БИОСФЕРЕ – процессы передачи и использования энергии в различных компонентах биосферы (см.) . Общее число живых организмов в каждом биоценозе, скорость их развития и воспроизводства зависят в конечном счете от количества энергии, поступающей в экосистему, от скорости ее движения через нее и, наконец, от интенсивности циркуляции веществ в ней. В отличие от циклического движения веществ, превращения энергии идут в одном направлении. Единственный источник энергии для биосферы — солнечный свет (лишь небольшие локальные экосистемы используют энергию химических реакций) . Часть солнечной энергии (0,1—1,6% от общего количества, достигающего поверхности Земли) преобразуется сообществами организмов и переходит на качественно более высокую ступень, трансформируясь в органическое вещество, представляющее более концентрированную форму энергии, чем солнечный свет. Но большая часть энергии деградирует, проходит через систему и покидает ее в виде низкокачественной тепловой энергии (тепловой сток) . Эффективность преобразования энергии в экосистемах отражается в пирамиде энергии, которая строится подсчетом количества энергии (в килокалориях — ккал) , аккумулированной единицей поверхности за единицу времени и используемой организмами на каждом трофическом уровне. Только небольшая часть всей этой энергии остается в организмах и сохраняется в биомассе, остальная часть используется для удовлетворения метаболических потребностей живых существ (см. экологическая эффективность сообществ) .