Б. ЭКОЛОГИЯ И ГЕОГРАФИЯ
Взаимодействие общества и природы происходит на глобальном, региональном и местном (топологическом) уровнях. Несмотря на всю значимость крупных региональных и глобальных проблем человечества, ключкихпониманиюлежитнатопологическомуровне. Жизнь общества всегда протекает в условиях конкретного места, иэтоместовсегдапринадлежиттомуилииномуландшафту. Воздействие природнойсреды наобщество трансформируется местными условиями так, что человек взаимодействует не с природой вообще, асприроднымиусловиямиконкретныхландшафтов. Изэтого следует, что правильный учет природных факторов при социально- производственнойорганизациитерриториитребуетландшафтно-эко- логического подхода. Идеисближения экологии, а точнее, синэкологии с географией (ландшафтоведением) для решения проблем взаимодействия общества и природы характерны для многих научных школ.
Термин “экология” восходит к греческомуoikos – дом, жилище и logos – слово, учение: “учение о доме”. Заметим, что от этого же корня образовано слово “экономика” – наука, “заведующая хозяйством”. Не случайно в современном мире задачи экологии и экономики тесно переплетаются.
Всоставе слова“экология” понятиеоб“ойкосе” (доме) трактуетсяразлично, нообычноввесьмарасширенномипереносномсмысле – не как собственно дом или жилище, а как среда обитания. Под средой обитания человека могут подразумеваться не только дом, природная среда, но и семья, коллектив, город, народ, вся Земля (в поверхностных, обитаемых ее частях) и, наконец, Космос.
Всеэтоотноситсяпокатолькок“ойкосу”, новтермине“экология” остается еще “логос”. Если следовать древнегреческому значению этого слова, то это не только наука, но и слово, речь, суждение, разум, разумениеимногое другое. Какое жеизнихвыбрать для экологии? Учитывая бесчисленные специализации, слово “наука” и даже “науки” нам не подходит; представляется, что ближе всего по смыслу – “разумение”, которое включает все науки и все сферы деятельности. Специалисты по отдельным отраслям науки могут выполнять только частные заказы экологии. Для “разумения” же тре-
280
буетсячеловеческийразумсамогоширокогонаучногоижизненного диапазона.
Экология – не только система наук, а нечто необозримо большее – это мировоззрение.
Ученые всех специальностей могут и должны сделать вклад в разумениенашегоойкоса, формированиеэкологическогомировоззрения. Этимразумениемдолженобладатькаждыйгражданин, авособенности – каждый педагог и воспитатель, каждый родитель. В это разумение должны быть вовлечены все до одного, потому что все мы заинтересованы в выживании человечества. Разрушение ойкоса вскоре будет рассматриваться как самое тяжкое преступление против человечества.
Глава 15
ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ
Кстановлениюосновныхпонятийипринциповсовременнойэкологии вел долгий путь. Г. С. Розенберг представил его в виде календаря экологических событий (табл. 15.1).
5.1.ЭКОЛОГИЯ:ОПРЕДЕЛЕНИЕТЕРМИНА
Экология – наука, изучающая взаимоотношения организмов и образуемых ими сообществ между собой и с условиями окружающей среды.
Термин “экология” был предложен в 1866 г. профессоромЙенского университета Эрнстом Геккелем для применения исключительно в сфере биологических наук, главным образом зоологии. Долгое время этот термин использовался только в зоологии и был мало известен даже среди ученыхбиологическихспециальностей.
Э. Геккель
(1834 -1919)
281
282
283
284
285
Интереснаэволюцияпонятия“экология”. ВсловареЭ. А. Брокгауза и И. А. Ефрона в 79 полутоме, вышедшем в свет в 1904 г., экология связывается собственно со строительством “домов” животныхисопровождаетсяследующимопределением: “эйкология, или ойкология, – частьзоологии, занимающаясобоюсведениякасательно жилищ животных, то есть нор, гнезд, логовищ и т.п.”
В течение первых десятилетий нашего века слово “экология” употреблялосьоченьограниченно. Длябольшинстважеонооставалось неизвестным. Понятия, связанные с этим термином, еще не стали тогда актуальными и нужными. В Энциклопедическом словаре (издание БСЭ, 1955 г.) экология определена как “наука о взаимных влияниях организма (животного или растения) и окружающей среды”. ВМалойСоветскойЭнциклопедии(1960 г.) экологииживотныхиэкологиирастенийпосвященыотдельныестатьи. Вкниге“Развитие биологии в СССР”, изданном к 50-летию советской власти, раздел “экология” вообще отсутствует. Таким образом, в первой половинеXX векаэкологияневыходилазарамкичистобиологических исследований. Проблемсамогочеловека, атакжеохранысредыобитания она совершенно не касалась.
В 60–70-е гг. над человечеством начинают сгущаться “экологические тучи”. И вот тогда, хотя само слово и остается, но смысл его меняется. Экология из биологической науки превращается в общечеловеческое разумение среды обитания не только растений и животных, но, главное, человека. НаПервойМеждународнойконференциипооценкесостоянияокружающейсреды, созваннойпоинициативе ООН в Стокгольме в июне 1972 г., был остро поставлен вопрос об угрожающем экологическом состоянии окружающей человека природной среды и о необходимости в первую очередь изучать экологию самого человека. Теперь экологическое разумение впитывает в себя не только весь комплекс естественных, но и технические и гуманитарные науки. Вместе с тем ядром экологического мировоззрения остается система понятий и законов, составляющихосновубиологическойэкологии.
286
15.2. ОРГАНИЗМИСРЕДА
Для жизни и процветания каждого организма требуется набор определенных экологических факторов: абиотических, т. е. неживых, и биотических, т. е. живых.
Абиотические факторы. У наземных организмов к числу важнейших прямо действующих абиотических факторов относятся: климатические (свет, тепло, влага), физико-химические свойства почво-грунтов, газы атмосферы. Такой фактор, как рельеф, является косвенно действующим, так как он перераспределяет потоки вещества и энергии в ландшафте.
Отношениеразныхвидоврастенийиживотныхкусловиямсуществованиянеодинаково: однимтребуетсямноговлаги, другиеживутвсухой пустыне, однитребуютмного света, другиеегоневыносят, одни любят тепло, другие – низкие температуры и т. п.
Ход жизни организмов не нарушается, если все факторы действуют в привычном для организма режиме. Однако картина резко меняется, если величина одного из факторов начнет уменьшаться. Жизненностьорганизмабудетснижатьсяпропорциональнофактору, градиент которого стремится к минимуму.
Идея о том, что выносливость организма определяется самым слабымзвеномвцепиегоэкологическихпотребностей, впервыебыла высказана Ю. Либихом и получила название закон минимума.
Закон минимума: наибольшее влияние на жизнь организма оказывает фактор, напряжение которого наиболее низкое (минимальное) и приближается к пределу выносливости.
Действиезаконаминимуманагляднопоказанонарис. 15.1. Высотаклепок бочкисоответствуетнапряженностиэкологических факторов, жидкость в бочке – “жизненнойсиле”. Как видим, “жизненнаясила” вытекаетчерезсамуюнизкуюклепку, т. е. там, гденапряженность экологического фактора минимальная.
Рис. 15.1. Модель, иллюстрирующаядействиезакона минимума
287
Ограничивающимипроцветаниевидаможетоказатьсянетолько недостаток (минимум), но и избыток (максимум) фактора. Существование организма ограничено областями минимума и максимума. Между ними располагается наиболее благоприятная (оптимальная) экологическая область – экологический оптимум. Представлениеолимитирующемвлияниимаксимуманаравнесминимумомввел В. Шелфорд, сформулировавший закон толерантности.
Закон толерантности: лимитирующим может быть как минимальное, так и максимальное значение экологического фактора; диапазон между минимумом и максимумом определяет область выносливости (толерантности) организма к данному фактору.
Модель толерантности, как правило, имеет вид купола
(рис. 15.2).
Рис. 15.2. Куполтолерантности: Существованиевидаопределяетсяеговыносливостьюпоотношениюквоздействиюабиотическихфакторов. Когда напряжениефактораслишкомнизкоеиливысокое, видпогибает
Его центральная часть соответствует напряженности экологического фактора, при котором условия существования организма наилучшие– этообластьоптимума. Краякуполаотвечаютилислишком низкой, или слишком высокой напряженности экологического фактора, прикоторойусловиясуществованияорганизмовнаихудшие.
288
Чтобы выразить степень толерантности, в экологии используютприставку “стено” (узкий) и “эври” (широкий). Существуют стенобионтныеиэврибионтныевиды. Первыеживутвусловияхузкого, вторые – широкого диапазона фактора. Например, у холодолюбивых организмов зона температурного оптимума смещена в сторону низких температур. Диапазон температур. в пределах которого могут существовать некоторые антарктические виды рыб составляет всего 4 оС (от -2 до 2 оС). У теплолюбивых видов зона оптимума смещенавсторонувысокихтемператур. Коралловыерифыразвиваются в морских водах при температуре не ниже 20 оС.
Законы минимума и толерантности служат путеводной нитью для понимания способов, позволяющих организмам переносить недостаток или избыток определенных факторов: у организмов в процессе борьбы за существование и естественного отбора вырабатываютсяприспособления, позволяющиеновымвидамжитьвусловиях, которые для предковых форм были неблагоприятными.
Казалось бы, характер воздействия экологических факторов проще всего проследить у растений. Однако именно на этом примере можно показать, насколько тонко и многообразно связаны организмы с окружающей средой. Оказывается, растения как бы имеют слух, зрение, осязаниеиобоняние.
Экспериментально доказано, что растения реагируют на изменение магнитного поля, на музыкальные звуки. Растения “любят” классические произведения, тянутся к источнику мелодичных звуков и под их влиянием быстрее растут и лучше цветут, богаче плодоносят; ритмы жесткого рока их угнетают. Под влиянием мелодичной музыки в два раза увеличивается поглощение СО2 (повышается интенсивность фотосинтеза), обогащается биохимический состав. Например, росткипшеницы, выращеннойподзвукиклассической музыки, содержали в 20 раз большевитамина Аив5 раз – витаминов С и В6, чем в обычных условиях.
Биотические факторы. Биотическими, т. е. живыми, факторами являются отношения организмов между собой. Все многообразие их может быть представлено в виде матрицы биотических взаимоотношений:
289