1.1 Экологические системы и принципы их организации. Экологические факторы среды и их классификация.

Экология - биологическая наука, изучающая организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, видов, биоценозов (сообществ), экосистем, биогеоценозов и биосферы. Часто экологию определяют также как науку о взаимоотношениях организмов между собой. Современная экология интенсивно изучает также проблемы взаимодействия человека и биосферы и этот аспект проблемы в настоящее время становится основным. Совокупность совместно обитающих разных видов организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом, называют экологической системой или экосистемой. Примером экосистем могут быть луг, лес, озеро. С этих позиций можно предположить, например, следующее определение леса: "Лес есть географически организованная саморегулирующая совокупность популяций растительных и животных организмов, для которых ведущую средообразующую роль играет популяция древесных растений одного вида или совместно обитающие популяции нескольких видов". Самая большая экосистема – Земля. Общее количество вещества на Земле, если пренебречь потоком через верхнюю границу атмосферы, не уменьшается и не увеличивается. Лучистая энергия Солнца, поглощается планетой, а затем переизлучается в космическое пространство в диапазоне более длинных волн. По существу Земля является замкнутой системой и, изучая только потоки вещества и энергии через ее границы, мы не получаем полной информации о строении планеты. В пределах нашей планеты можно выделить несколько экосистем с различным уровнем организации. Экосистемой самого высокого порядка является БИОСФЕРА - та часть Земли, в которой обитают и размножаются живые организмы. Живое вещество распределено в атмосфере неравномерно и в зависимости от климатических и других факторов концентрируется в виде различных групп животных и растений. Наиболее крупные группы можно назвать биомом (тундра, тайга, лиственные леса умеренной зоны, степи, тропические леса и т.д.). Большинство морских и пресноводных систем также может быть охарактеризовано как биомы. По своему составу биомы неоднородны. Так, внутри лесного биома различают типы лесов, состоящих преимущественно из одного или нескольких видов деревьев. Таким образом, мы можем классифицировать биомы по типу их флоры и фауны. Группа растений и животных, которые естественным образом обмениваются между собой веществом и энергией, называется экосистемой. Ни одна экосистема не существует изолированно: между различными экосистемами существует обмен энергией и веществом. Можно выделить соответствующую экосистему и изучить ее внутреннее строение путем сообщения соответствующих потоков (рис.1). Любая экосистема должна включать по крайней мере 3 подсистемы: зеленые растения (подсистема автотрофов), травоядные и плотоядные животные (подсистема травоядных), организмы, разлагающие остатки мертвой органики, и, наконец, хищники, поедающие эти организмы. Основная задача экологии на современном этапе - детальное изучение количественными методами основ структуры и функционирования природных и созданных человеком систем. Изучение популяций показало наличие у них сложной иерархической системы. Важное значение имеет изучение взаимодействия генетического состава популяций и ее экологических характеристик, взаимодействие популяций разных видов - конкуренция и хищничество. Значительное влияние на методы экологии оказало развитие математики, моделирования, физики, философии. Расширились связи экологии с социологией, политической экономией, юриспруденцией, этикой.