Предмет, задачи и методы экологии

1. Предмет, задачи и методы экологии

Экология (греч. oikos — жилище, местопребывание, logos — наука)— биологическая наука о взаимоотношениях между живыми организмами и средой их обитания. Этот термин был предложен в 1866 г. немецким зоологом Эрнстом Геккелем. Становление экологии стало возможным после того, как были накоплены обширные сведения о многообразии живых организмов на Земле и особенностях их образа жизни в различных местообитаниях и возникло понимание, что строение, функционирование и развитие всех живых существ, их взаимоотношения со средой обитания подчинены определенным закономерностям, которые необходимо изучать.

Объектами экологии являются преимущественно системы выше уровня организмов, т. е. изучение организации и функционирования надорганизменных систем: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы в целом. Другими словами, главным объектом изучения в экологии являются экосистемы, т. е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания.

Задачи  экологии меняются в зависимости от изучаемого уровня организации живой материи. Популяционная экология исследует закономерности динамики численности и структуры популяций, а также процессы взаимодействий (конкуренция, хищничество) между популяциями разных видов. В задачи экологии сообществ (биоценологии) входит изучение закономерностей организации различных сообществ, или биоценозов, их структуры и функционирования (круговорот веществ и трансформация энергии в цепях питания).

Главная же теоретическая  и практическая задача экологии —  раскрыть общие закономерности организации  жизни и на этой основе разработать  принципы рационального использования  природных ресурсов в условиях все  возрастающего влияния человека на биосферу.

Взаимодействие  человеческого общества и природы  стало одной из важнейших проблем  современности, поскольку положение, которое складывается в отношениях человека с природой, часто становится критическим: исчерпываются запасы пресной воды и полезных ископаемых (нефти, газа, цветных металлов и  др.), ухудшается состояние почв, водного  и воздушного бассейнов, происходит опустынивание огромных территорий, усложняется борьба с болезнями  и вредителями сельскохозяйственных культур. Антропогенные изменения затронули практически все экосистемы планеты, газовый состав атмосферы, энергетический баланс Земли. Это означает, что деятельность человека вступила в противоречие с природой, в результате чего во многих районах мира нарушилось ее динамическое равновесие.

Для решения этих глобальных проблем и прежде всего  проблемы интенсификации и рационального  использования, сохранения и воспроизводства  ресурсов биосферы экология объединяет в научном поиске усилия ботаников, зоологов и микробиологов, придает  эволюционному учению, генетике, биохимии и биофизике их истинную универсальность.

В круг проблем экологии включены также вопросы экологического воспитания и просвещения, морально-этические, философские и даже правовые вопросы. Следовательно, экология становится наукой не только биологической, но и социальной.

Методы  экологии подразделяются на полевые (изучение жизни организмов и их сообществ в естественных условиях, т. е. длительное наблюдение в природе с помощью различной аппаратуры) и экспериментальные(эксперименты в стационарных лабораториях, где имеется возможность не только варьировать, но и строго контролировать влияние на живые организмы любых факторов по заданной программе). При этом экологи оперируют не только биологическими, но и современными физическими и химическими методами, используют моделирование биологических явлений, т. е. воспроизведение в искусственных экосистемах различных процессов, происходящих в живой природе. Посредством моделирования можно изучить поведение любой системы с целью оценки возможных последствий применения различных стратегий и методов управления ресурсами, т. е. для экологического прогнозирования.

Для изучения и прогнозирования  природных процессов широко используется также метод математического моделирования. Такие модели экосистем строятся на основе многочисленных сведений, накопленных в полевых и лабораторных условиях. При этом правильно построенные математические модели помогают увидеть то, что трудно или невозможно проверить в эксперименте. Однако сама по себе математическая модель не может служить абсолютным доказательством правильности той или иной гипотезы, но она служит одним из путей анализа реальности.

Сочетание полевых  и экспериментальных методов  исследования позволяет экологу  выяснить все аспекты взаимоотношений  между живыми организмами и многочисленными  факторами окружающей среды, что  позволит не только восстановить динамическое равновесие природы, но и управлять  экосистемами.

 

 Предмет и задачи экологии. История развития экологии.

Экология - это наука о взаимоотношении  организма с окружающей средой.

Предмет экологии — совокупность связей между организмом и средой. Экология — наука изучающая взаимодействия организмов с окружающей средой и друг с другом. Сюда относятся и все условия существования, как неорганические условия — климат, неорганическая пища, состав воды, почвы и т.д., так и органические — общие отношения организмов ко всем остальным организмам.

oicos — гр. дом, жилище, среда обитания; logos — гр. учение, слово.

1866 — термин предложен Э.Геккелем  — наука об образе жизни,  о внешних жизненных отн. орг др. с др.

Задачи теоретической  экологии:

1. разработать стереотип устойчивости  экосистемы;

2. изучение механизмов адаптации  к среде;

3. регуляция численности популяций;

4. изучение биологического разнообразия  и механизмов его поддержания;

5. исследование продуктивности  процессов в экосистеме;

6. исследование процессов, протекающих  в биосфере, с целью поддержания  ее устойчивости;

7. моделирование состояния биосферы  и экосистем с учетом глобальных  биосферных процессов.

Задачи прикладной экологии:

1. прогнозирование и оценка возможности  отрицательных последствий для  окружающей среду, проектирование  и конструирование предприятий;

2. оптимизация инженерных, технологических  и проектно-конструкторских решений,  исходя из минимального ущерба  окружающей среде;

3. улучшение качества окружающей  среды;

4. сохранение, воспроизводство и  рациональное использование природных  ресурсов;

5. стратегическая задача — развитие  теории взаимоотношения природы  и общества на основе нового  взгляда, рассматривающего человеческое  общество как неотъемлемую часть  биосферы.

Труды первых ученых естествоиспытателей. Аристотель (384-322 до н.э.), Теораст (371-280 до н.э.), Плиний (79-23 до н.э.).

I этап. до 60-х XIX зарождение и становление как науки. К.Линней 1749 «Экономия природы» типология мест обитания. Ж.Бюффон 1749 «естественная история» изменения видов под влиянием среды. Ламарк 1802 термин биология; Ю.Либих 1840 — Закон min.

II этап. после 60-х оформление экология в собств отрасль знаний.

Ч.Дарвин 1859 «происхождение видов» приспособление и взотн видов.

Зюсс 1875 термин биосф. Мебиус 1877 термин биоценоз — сообщество жив. орг. Шелфорд 1911 з-н толерантности. Высоцкий экотип. В.И.Вернадский биосф. Тенсли 1935 экосистема. Сукачев 1942 основы биогеоценологии, понятие биогеоценоз.

III этап. 50-е XX. наст. превр. в науку. Б.Коммонер 4 з-на экология Герасимов, Лосева, Горшкова, Розанов, Моисеев, Яблоков и др.

2. Структура экология. Место экологии  как естественной науки.

Экология:

Аутэкология — исследование отдельного организма, его индивидуальные связи  со средой.

Популяционная — взаимоотношения организмов в пределах одной популяции.

Синэкология — изучение групп организмов, взаимоотношения популяций, сообществ  и экосистем с окружающей средой.

Современная экология в связи с  усилением воздействия человеческого  общества на окружающую среду является сложной междисциплинарной наукой, изучающей сложные проблемы взаимодействия с окружающей природной средой. Сложность, актуальность и многогранность этой проблемы привела к экологизации многих технических и гуманитарных наук. Появились науки — инженерная экология, космическая экология, с/х экология.

Инженерная экология — изучает  принципы создания новых экологических  технологий.

С/х экология - занимается возможностью сохранения почв, вод, атмосферы.

Матем. экология занимается процессами в биосфере.

Гор. экология — о процессах в городе.

Соц. экология занимается изучением  прир. чел. общ.

Теор. и прикл. экология: разрушение биосф. чел., способы предотвращения этого. Разработка принципов рац. природопользования.