Лекція № 1 Тема: "Наука про довкілля. Структура природного середовища" план

1.1. Об’єкт, предмет та завдання екології.

1.2. Біоекологія та прикладна екологія.

1.3. Атмосфера і гідросфера.

1.4. Літосфера.

1.5. Екологічні фактори.

1.1. Об’єкт, предмет та завдання екології

Екологія — наука про довкілля, що вивчає взаємодію організмів та їх угруповань із середовищем існування. Сучасна екологія — це нова комплексна наука про виживання в довкіллі, завдання якої — пізнання законів розвитку і функціонування біосфери як цілісної системи під впливом природних і, головне, антропогенних факторів, а також визначення шляхів ефективного співіснування техносфери й біосфери.

Об’єктами дослідження екології або її галузевих підрозділів є екосистеми планети та їхні елементи (залежно від рівня досліджень).

Головним предметом досліджень екології є взаємозв'язки (їхні особливості й розвиток) живих організмів, їхніх груп різних рангів, живих і неживих компонентів екосистем, а також характер впливу природних і антропогенних факторів на функціонування екосистем і біосфери в цілому; детальне вивчення за допомогою кількісних методів основ структури та функціонування природних та створених людиною систем.

Основними завданнями екології є:

1. дослідження особливостей організації життя, в тому числі в зв'язку з антропогенним впливом на природні системи;

2. створення наукової основи раціональної експлуатації біологічних ресурсів;

3. прогнозування змін природи під впливом діяльності людини;

4. збереження середовища існування людини.

Стосовно предметів вивчення екологія поділяється на два великих розділи — загальну екологію (біоекологію) та прикладну екологію.

Екологію за розмірами об'єктів вивчення поділяють на географічну, об'єктами вивчення котрої є великі геосистеми, географічні процеси, та на глобальну екологію — вчення про біосферу Землі. За середовищами та компонентами розрізняють екологію суші, прісних водоймищ, морську, високогірну тощо.

За підходами до предмета вивчення виділяють аналітичну та динамічну екологію. У часовому аспекті розрізняють історичну та еволюційну екологію. У системі екології людини існує соціальна екологія, що вивчає взаємовідносини елементарних соціальних груп суспільства та людства загалом із життєвим середовищем.

На стику з геологією і палеонтологією виникла палеоекологія, яка відтворює екологічні зв'язки вимерлих видів рослин і тварин на основі будови викопних форм та умов їх захоронення. В результаті поєднання екологічного підходу з принципами

ландшафтознавства з'явилась екологія ландшафту — напрямок, який тісно пов'язаний з проблемами раціонального використання, відтворення та охорони природних ресурсів.

Впровадження в екологію принципів термодинаміки породило продукційно-енергетичну екологію, яка досліджує закономірності розсіювання потоку енергії в трофічних ланцюгах.

1.2. Біоекологія та прикладна екологія

Біоекологія — частина біології, що вивчає відносини організмів (особин, популяцій, біоценозів тощо) між собою та з навколишнім середовищем. Біоекологія належить до фундаментальних розділів біології (молекулярна біологія, морфологія, фізіологія, генетика, теорія еволюції, ембріологія), що вивчають основні властивості життя і не обмежуються дослідженням окремих груп організмів.

Екологія є складовою частиною всіх таксономічних підрозділів біології (ботаніка, зоологія, мікробіологія та ін). Тому можна говорити про екологію рослин (фітоекологія), екологію тварин (зооекологія), екологію грибів, екологію мікроорганізмів. Розглядаючи більш часткові елементи цих розділів, можна виділити екологію людини, птахів, риб, комах тощо.

В залежності від рівня біологічної організації (організмений  популяційно-видовий  рівень екосистем  біосфера) виділяють такі підрозділи біоекології:

1) аутекологію — один з основних розділів загальної екології, що вивчає взаємовідносини особин або груп особин того чи іншого виду з умовами середовищ. Цей розділ займається, головним чином, визначенням меж стійкості виду і його ставленням до різних екологічних факторів. Аутекологія вивчає також вплив середовища на морфологію, фізіологію та поведінку організмів;

2) демекологію (популяційну екологію) — окремий підрозділ аутекології, завданням якої є вивчення структури й динаміки чисельності популяцій окремих видів. Демекологія пов’язана з вирішенням таких проблем, як механізми регуляції чисельності організмів, оптимальна густота і допустимі норми їх відбору з популяцій використовуваних видів, наприклад у разі промислового лову, знищення або ослаблення популяцій у випадку боротьби з шкідниками сільського господарства;

3) синекологію — вчення про співтовариство рослин, тварин і мікроорганізмів, їх взаємодії один з одним і з неорганічним середовищем проживання. В синекології дослідження проводять в двох напрямках — статичному і динамічному. Статичний напрям (описова синекологія) займається встановленням видового складу угруповань, чисельністю, частотою виявлення виду, видовим представництвом та просторовим розміщенням. Динамічний напрям (функціональна синекологія) обіймає два аспекти. Перший стосується розвитку угру-повань і дослідження причин, які призвели до їх зміни. Другий займається обміном речовин та енергії між різними компонентами екосистеми, а також вивчає кормові ланцюги, біомасу і енергію, продуктивність біоценозів. Цей напрям ще називають кількісною синекологією;

4) біогеоценологією, або екологію екосистем, що вивчає біогеоценотичний шар Земної кулі і, зокрема, конкретні біогеоценози (суходільні, водні), в яких взаємодіють біоценози і абіотичне середовище;

5) біосферологію (глобальну екологію), що вивчає біосферу як єдине планетарне ціле, з’ясовує закономірності еволюції біосфери.

Прикладна екологія — дисципліна, що вивчає механізми руйнування біосфери людиною, способи запобігання цим процесам та розробляє принципи раціонального використання природних ресурсів без деградації життєвого середовища. Прикладна екологія базується на системі законів, правил та принципів екології та природокористування.

Основним завданням прикладної екології є пізнання законів і закономірностей взаємодії людського суспільства з біосферою з метою запобігання порушенню екологічної рівноваги внаслідок антропогенної дії на навколишнє природне середовище і на основі цього розробка заходів для забезпечення екологічної та техногенної безпеки біосфери — створення таких методів і засобів формування та управління природними й природно-антропогенними екосистемами, які забезпечили б їх функціонування, не порушуючи динамічної рівноваги в природі та механізмів саморегуляції біосфери.

Прикладна екологія складається з трьох основних блоків — геоекологічного, тех-ноекологічного й соціоекологічного — кожен з яких, відповідно до диференціації галузевих напрямів, має десятки відгалужень. Прикладна екологія охоплює такі підрозділи, як раціональне використання природних ресурсів, охорону навколишнього природного середовища, науки про соціально-економічні фактори впливу на довкілля та науки про техногенні фактори його забруднення.

Геоекологія вивчає специфіку взаємовідносин організмів і середовища їх існування в різних географічних зонах (на суходолі й в океані, в тундрі, тайзі й тропіках, у горах і пустелях тощо), дає екологічну характеристику різних географічних регіонів, областей, районів, ландшафтів, розглядає екологічні наслідки геологічних процесів, видобування корисних копалин, здійснює екологічне картографування.

Соціальна екологія досліджує специфічну роль людини в довкіллі не як біологічного виду, а як соціальної істоти, відмінності цієї ролі від функції інших живих істот, вивчає шляхи оптимізації взаємовідносин людського суспільства з природою, формує екологічну свідомість, екологічну культуру за допомогою нових методів і підходів екологічної освіти та виховання, формулює закони про екологічне природокористування, принципи й критерії екологічного менеджменту, контролю й бізнесу, здійснює соціально-екологічний моніторинг, закладає основи локальної, регіональної та глобальної екологічної політики.

До розділу наук про соціально-економічні фактори впливу на довкілля входять такі підрозділи, як екологічна освіта, екологічне право, екологічна етика, екологія народонаселення, урбоекологія, екологічний менеджмент і маркетинг, екологічний аудит, міжнародна та національна екополітика тощо.

Техноекологія — найбільший блок прикладних екологічних напрямів (дисциплін), пов'язаних із такими об'єктами людської діяльності, як енергетика, промисловість, сільське господарство, транспорт, військова справа, наука, космос. Вона визначає обсяги, механізми й наслідки впливів на довкілля та здоров'я людини різних галузей і об'єктів, особливості використання ними природних ресурсів, розробляє регламентації природокористування й технічні засоби охорони природи, опікується проблемами утилізації відходів виробництва та відтворення зруйнованих екосистем, екологізацією виробництв.

До розділу наук про техногенні фактори забруднення навколишнього природного середовища (техногенна екологія) належать такі підрозділи, як екологія промисловості, енергетики, агроекологія, екологічні проблеми транспорту, військово-промислового комплексу, космосу, рекреаційної справи тощо. Кожний з цих розділів поділяється на підрозділи. Зокрема, екологія промисловості об’єднує такі підрозділи, як екологічні проблеми хімічної, металургійної, паливної, електричної, машинобудівної, легкої, лісогосподарської промисловості та будматеріалів, харчових виробництв тощо. Агроекологія поділяється на агрохімічну й меліоративну екологію та екологію тваринництва.

Інженерна екологія вивчає вплив промисловості на природу і природи на промисловість, вплив умов природного середовища на функціонування підприємств та їх комплексів. Об'єктом дослідження інженерної екології є системи, що утворилися та тривалий час функціонують внаслідок взаємодії конкретного виду суспільного виробництва з навколишнім природним середовищем. Інженерна екологія базується на повному та глибокому знанні технології виробництва. Вона використовує якісні та кількісні параметри технологічних процесів для оцінки їхнього впливу на природне середовище. Наслідком інженерно-екологічного аналізу є визначення взаємозв'язків між параметра-ми технологічних процесів та змінами природного середовища, встановлення вихідних даних для розробки конкретних природоохоронних заходів певного виробництва. У даному випадку екологія є теоретичною базою, котра встановлює обмеження на параметри виробництва, а інженерні дисципліни — підґрунтям реалізації технічних рішень у певній виробничій сфері для дотримання екологічних обмежень.

Сучасна прикладна екологія охоплює два основних аспекти — охорону довкілля та раціональне природокористування.

Охорона довкілля вивчає джерела забруднення і вплив їх на окремі екосистеми та біосферу в цілому з метою запобігання їх шкідливому впливу. Основною метою раціонального природокористування є забезпечення споживання природних ресурсів людською спільнотою в таких межах, аби сприяти екологічній безпеці як окремих екосистем, так і біосфери загалом, не порушуючи при цьому стійкості динамічної рівноваги в природі.

Охорона навколишнього природного середовища — система заходів, скерованих на підтримку взаємодії людини та навколишнього природного середовища, що забезпечують збереження та відновлення природних багатств, раціональне використання природних ресурсів, попередження безпосереднього або опосередкованого впливу результатів діяльності суспільства на природу та здоров’я людини.