Введение в экологию.

Предмет, цель и содержание курса.

Термин «экология» (от греческого oikos – жилище, местообитание) введен в литературу в 1866 г. немецким исследователем Э. Геккелем, им дано и общее определение экологии. Э. Геккель писал: «… Под экологией мы подразумеваем общую науку об отношениях организма к окружающей среде, куда мы относим все «условия существования» в широком смысле этого слова». Н. Ф. Реймерс в словаре-справочнике «Природопользование» (1990) указывает, что «экология – это: 1) часть биологии (биоэкология), изучающая отношения организмов (особей, популяций, биоценозов и т. д.) между собой и окружающей средой; 2) дисциплина, изучающая общие законы функционирования экосистем различного иерархического уровня». Тот же автор в другой работе отмечает, что для экологии характерен широкий, системный межотраслевой взгляд… Экология – это совокупность отраслей знания, исследующих взаимодействие между биологически значимыми отдельностями и между ними и окружающей средой. Экология определяется и как «наука, изучающая отношения организмов между собой и окружающей средой, а также организацию и функционирование над организменных систем различного уровня: популяций, сообществ и экосистем, природных комплексов и биосферы». При всем многообразии существующих определений экологии основными понятиями в ней, на которых она базируется, являются: живые системы (организмы и их сообщества), взаимодействия и окружающая среда (среда обитания).

Таким образом, экология – комплексная дисциплина. Из содержания экологии вытекают ее задачи, которые, прежде всего, заключаются в познании взаимосвязей между растениями, животными, грибами, микроорганизмами и средой их обитания, многообразия организации жизни на Земле, изучении функционирования над организменных систем различных уровней. В задачи экологии входит прогнозирование изменений природы под влиянием деятельности человека, научное обеспечение восстановления нарушенных природных систем. Конечная цель экологических исследований состоит в сохранении среды обитания человека.

История экологии.

Экология - это новая область науки, появившаяся во второй половине XX века. Точнее, считается, что в качестве отдельной дисциплины экология зародилась на рубеже XX века, и что она получила общественную известность в 1960-е годы, в связи с широко распространённым беспокойством за состоянием окружающей среды . Тем не менее, идеи экологии в какой-то степени известны уже давно, и принципы экологии разрабатывались постепенно, тесно переплетаясь с развитием других биологических дисциплин. Таким образом, возможно, одним из первых экологов был Аристотель. В «Истории животных» он дал экологическую классификацию животных, писал о среде обитания, типе движения, местообитании, сезонной активности, общественной жизни, наличии убежищ, использовании голоса. Его последователь, Теофраст, в основном исследовал растения и считается античным основоположником геоботаники. Плиний Старший в своей работе «Естественная история» представил экономическую подоплёку зооэкологических представлений. В индийских трактатах «Рамаяна» и «Махабхарата» (VI-I века до н. э.) можно обнаружить описания образа жизни зверей (более 50 видов), местообитания, питания, размножения, суточной активности, поведения при изменениях природной обстановки

Структура современной экологии.

Современная экология рассматривает и изучает не только взаимоотношения живых организмов и их среды обитания, но и результаты антропогенного влияния на природную среду и использование ее ресурсов. Она включает в себя:

динамическую экологию , которая изучает перенос вещества, энергии и информации между системами, элементы которых взаимосвязаны;

аналитическую экологию – методическая основа современной экологии, включающая в себя сочетания системного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и моделирования,

общую экологию , которая объединяет разнообразие экологических знаний на едином научном уровне,

геоэкологию , изучающую взаимоотношения организмов и среды обитания с точки зрения их географической принадлежности, т.е. экологию суши, пресных вод, морей и высокогорий, а также исследует антропогенное воздействие на окружающую среду,

прикладную экологию – большой комплекс дисциплин, связанных с различными областями деятельности и взаимоотношений между обществом и природой,

социальную экологию , которая исследует связи общественных структур с природой и социальной средой их окружения;

экологию человека – комплекс дисциплин, посвященный изучению взаимодействия человека как индивида (биологической особи) и личности (социального субъекта) с окружающей природой и социальной средой.

В свою очередь, общая экология включает в себя:

аутэкологию , изучающую взаимоотношения отдельных организмов или особей со средой обитания;

демэкологию , которая исследует взаимоотношения между организмами одного вида и средой обитания;

синэкологию – рассматривающую взаимоотношения различных сообществ организмов и средой обитания;

биогеоценологию – научную дисциплину, которая изучает закономерность формирования, функционирования и развития биогеоценозов;

глобальную экологию – учение о биосфере, а также экологию растений, животных, микроорганизмов и водных организмов.

Прикладная экология включает в себя промышленную, сельскохозяйственную, медицинскую и химическую.

Социальная экология состоит из экологии города и экологии народонаселения. Урбаэкология включает в себя экологию личности, экологию человечества и экологию культуры.

Термин «экология» (от греческого oikos — дом, жилище, место обитания и logos — наука) был введен в научный оборот немецким ученым Э. Геккелем в 1869 году. Им же было дано одно из первых определений экологии как науки, хотя те или иные ее элементы содержатся в трудах многих ученых, начиная с мыслителей Древней Греции. Биолог Э. Геккель рассматривал в качестве предмета экологии взаимоотношения животного с окружающей средой, и, первоначально, экология развивалась как биологическая наука. Однако постоянно возрастающий антропогенный фактор, резкое обострение отношений природы и человеческого общества, возникновение необходимости охраны окружающей среды неизмеримо расширили рамки предмета экологии.

В настоящий момент экологию необходимо рассматривать как комплексное научное направление, которое обобщает, синтезирует данные естественных и социальных наук о природной среде и взаимодействии ее с человеком и человеческим обществом. Она действительно стала наукой о «доме», где «дом» (oikos) — вся наша планета Земля.

Экологизация коснулась практически всех отраслей знаний, что привело к возникновению целого ряда направлений экологической науки. Эти направления классифицируются по предмету изучения, основным объектам, средам и т.п. Экологический цикл знаний включает около 70 крупных научных дисциплин, а экологический лексикон насчитывает примерно 14 тыс. понятий и терминов. Наиболее важные в реставрации экологические термины и понятия представлены в Приложении А.

К сожалению, единой общепринятой классификации направлений экологии не существует. Один из вариантов структуры современной экологии показан на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Структура современной экологии (по А.Д. Потапову, 2000 год, с изменениями)

Все структурные блоки, представленные на рис. 1.1. , взаимосвязаны друг с другом и представляют фундамент знаний «Экологии реставрации». Блок «Охрана окружающей среды» (по отраслям деятельности) далее будет специально рассмотрен с учетом экологических проблем совместно с блоками «Социальная экология» и «Ноосферология».

В экологии, отдавая дань ее возникновению как естественной науки, выделяют динамическую и аналитическую ветви. Динамическая экология (эволюционно-динамическая) изучает динамику и эволюцию отношений организмов и их групп со средой обитания. Аналитическая экология — раздел экологии, исследующий основные закономерности взаимоотношения организмов и их популяций с природной средой.

Общая экология (биоэкология) исследует основные принципы организации и функционирования различных надорганизменных систем. Содержание разделов общей экологии приведено в табл. 1.1.

Таблица 1.1
Структура общей (биологической) экологии

Разделы экологии
факториальная экология	Учение о факторах среды и закономерностях их действия на организмы
Экология организмов, или аутэкология	Взаимодействия между отдельными организмами и факторами среды или средами жизни
Популяционная экология, или демэкология	Взаимоотношения между организмами одного вида (в пределах популяций) и средой обитания. Экологические закономерности существования популяций
Учение об экосистемах (биогеоценозах), или синэкология	Взаимоотношения организмов разных видов (в пределах биоценозов) и среды их обитания как единого целого. Экологические закономерности функционирования экосистем
Учение о биосфере (глобальная экосистема)	Роль живых организмов (живого вещества) и продуктов их жизнедеятельности в создании земной оболочки (атмосферы, гидросферы, литосферы), ее функционировании

Сфера частной экологии ограничена изучением конкретных групп определенного ранга — экология растений, экология животных, экология микроорганизмов. Существует и более дробное деление разделов частной экологии: экология позвоночных, экология млекопитающих и т.д.

Экология может быть разделена на теоретическую и прикладную по сферам деятельности человека. Прикладная экология включает промышленную (инженерную) экологию, технологическую, сельскохозяйственную, химическую, медицинскую, промысловую, геохимическую, рекреационную экологию и др. Прикладные аспекты экологической науки служат основой для развития технической инженерной дисциплины — охраны окружающей среды.

К прикладным экологическим наукам относится и строительная экология. Предметом ее изучения является воздействие строительства на окружающую среду, а факторов окружающей среды — на функционирование зданий и сооружений в оптимальном для человека режиме с обеспечением высокого качества среды его обитания. Структура строительной экологии приведена на рис. 1.2.

Рис. 1.2. Структура строительной экологии (по А.Н. Тетиору)

Задачи строительной экологии, сформулированные А.Н. Тетиором, следующие:

Оптимизация архитектурно-градостроительных, конструкторских, технологических разработок с учетом исключения негативных воздействий на окружающую среду;

Прогнозирование и оценка возможных негативных последствий строительства, эксплуатации новых и реконструируемых зданий и сооружений для окружающей среды;

Применение отходов производства при изготовлении строительных материалов и изделий с целью исключения поступления отходов в окружающую среду;

Использование биопозитивных, помогающих развитию природы, градостроительных, архитектурных, конструктивных, технологических решений;

Своевременное выявление объектов, наносящих ущерб окружающей среде, при помощи экологического мониторинга и принятия соответствующих решений. Значительные масштабы и темпы современной урбанизации обусловили появление в рамках строительной экологии урбоэкологии (от лат. урбанус — городской) — эколого-градостроительного направления деятельности, занимающегося изучением способов наилучшего расселения людей в городах и других населенных пунктах с учетом интересов населения и сохранения природной среды.

В рамках задач урбоэкологии важное место занимает вопрос формирования жилища, отвечающего экологическим требованиям. Экологичное жилище — это жилище вместе с прилегающими участками, в котором формируется благоприятная среда обитания (микроклимат, защищенность от шума и загрязнений, обеспечение социально здоровых условий жизни, применение безвредных материалов в строительстве и т.п.) и которое не оказывает негативных воздействий на городскую и природную среду, отвечает требованиям энергосбережения, использует возобновляемые источники энергии и обеспечивает жителям контакты с природой.

Происходит постоянное расширение сферы исследований экологии. Появились математическая, географическая, глобальная, космическая экология, палеоэкология, радиоэкология, экологическая минералогия, экотоксикология и др.

Среди экологических наук особое место занимает социальная экология, рассматривающая взаимоотношения в глобальной системе «человеческое общество—окружающая среда» и изучающая взаимодействия человеческого общества с природной и созданной им техногенной средой. Социальная экология разрабатывает научные основы природопользования, предполагающие повышение качества жизни человека в среде его обитания с одновременным обеспечением сохранения природы.

Экология человека включает экологию города, экологию народонаселения, экологию человеческой личности, экологию человеческих популяций (учение об этносах) и т.д.

На стыке экологии человека и строительной экологии сформировалась архитектурная экология, которая изучает методы создания для людей комфортной, долговечной и выразительной окружающей среды. Экологически недопустимо разрушение архитектурной среды города, часто возникающее при отсутствии композиционно-художественной связи новых и старых объектов и проч., поскольку архитектурная дисгармония вызывает снижение работоспособности и ухудшение здоровья человека.

К архитектурной экологии непосредственно примыкает новое научное направление — видеоэкология, изучающая взаимодействие человека с видимой средой. Видеоэкологи считают опасными для человека на физиологическом уровне так называемые гомогенные и агрессивные визуальные поля. Первые — это голые стены, стеклянные витрины, глухие заборы, плоские крыши зданий и др., вторые — всевозможные поверхности, испещренные одинаковыми, равномерно расположенными элементами, от которых рябит в глазах (плоские фасады домов с одинаковыми окнами, большие поверхности, облицованные прямоугольными плитками, и т.д.).

Среди перечисленных наук особенно актуально сегодня в общей и прикладной экологии сопряжение знаний о направлениях формирования и охраны окружающей среды обитания человека. В этой сфере знаний («средологии») особенно важным становится сохранение культурной среды обитания человека.

В настоящее время происходит формирование новой ветви экологической науки — реставрационной экологии. Эта сфера включает знание законов и механизмов системных взаимодействий среды и памятника, их места в экосистемах, изучение влияния экологических факторов и, в частности, микробиогенных, на повреждение материала памятника. Эти знания сегодня практически необходимы и являются основой формирования экологического мировоззрения в реставрационной деятельности, экологических принципов сохранения культурного наследия. Составной частью знаний в этой области должно стать изучение опыта (информационного ресурса) древних зодчих. Они хорошо знали законы природы и строили качественно и на века. Сегодня новые, агрессивные условия эксплуатации памятников архитектуры требуют новых экологически обоснованных технологий реставрации, учитывающих изменения этих условий.

Ноосферология (ноосфера — «сфера разума») изучает возможности формирования высшей стадии развития биосферы, связанной с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества, когда разумная деятельность человека становится главным определяющим фактором развития. Понятие ноосферы ввел французский математик и философ Е. ле Руа, а теоретически разработал и развил в своих работах В.И. Вернадский.

Развивается новое направление в экологии — глубокая экология, основными положениями которой являются:

Признание самостоятельной ценности всех форм жизни, независимо от их полезности для человека;

Осознание богатства и разнообразия форм жизни, имеющих собственную ценность и способствующих расцвету человечества;

Человек не имеет права уменьшать богатство и разнообразие форм жизни (исключая случаи удовлетворения его насущных потребностей);

Расцвет человечества и его культуры может происходить в условиях сокращения его численности;

Современное вмешательство человека в другие формы жизни носит избыточный характер, и ситуация быстро ухудшается, что вызывает необходимость изменения технологий, экономики и идеологических структур взаимоотношения человека с другими формами жизни;

Основное идеологическое изменение — признание качества жизни человека важнейшим показателем.

С идеями глубокой экологии во многом смыкается концепция инвайронментализма (environment — окружающая среда), основные направления которого — радикальное преобразование системы ценностей общества, отрицание антропоцентризма и ограничение экономического роста и экологически неоправданного поведения.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Структура современной экологии

Введение

Современная экология давно вышла из ранга биологической науки. Как считает профессор Н.Ф. Реймерс, экология превратилась в значительный цикл знаний, вобрав в себя разделы географии, геологии, химии, физики, социологии, теории культуры, экономики и др. Современная экология относится к молодым наукам, круг интересов которой - не только биологические явления, связанные с жизнью живых организмов, но и антропосфера - используемая и видоизмененная людьми часть биосферы, место, где постоянно осуществляется жизнедеятельность живого вещества планеты и куда оно проникает временно.

Экология, как и любая наука, характеризуется наличием собственного объекта, предмета, задач и методов (объект - это часть окружающего мира, которая изучается данной наукой; предмет науки - это наиболее главные существенные стороны ее объекта).

Экологизация коснулась практически всех отраслей знаний, что привело к возникновению целого ряда направлений экологической науки. Эти направления классифицируются по предмету изучения, основным объектам, средам и т. п. Экологический цикл знаний включает около 70 крупных научных дисциплин, а экологический лексикон насчитывает примерно 14 тыс. понятий и терминов.

Термин "экология" (от греч. oikos - жилище, место обитания и logos - наука) предложил Э. Геккель в 1866 г. для обозначения биологической науки, изучающей взаимоотношения животных с органической и неорганической средами. С того времени представление о содержании экологии претерпело ряд уточнений, конкретизаций. Однако до сих по нет достаточно чёткого и строгого определения экологии, и все ещё идут споры о том, что такое экология, следует ли её рассматривать как единую науку или же экология растений и экология животных - самостоятельные дисциплины. Не решён вопрос, относится ли биоценология к экологии или это обособленная область науки. Не случайно почти одновременно появляются руководства по экологии, написанные с принципиально разных позиций. В одних экология трактуется как современная естественная история, в других - как учение о структуре природы, в котором конкретные виды рассматриваются лишь как средства трансформации вещества и энергии в биосистемах, в третьих - как учение о популяции и т.д.

Нет необходимости останавливаться на всех существующих точках зрения относительно предмета и содержания экологии. Важно лишь отметить, что на современном этапе развития экологических представлений все более чётко вырисовывается её суть.

Экология - это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов (в любых её проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естественной среде обитания с учётом изменений, вносимых в среду деятельностью человека.

Из этой формулировки можно сделать вывод, что все исследования, изучающие жизнь животных и растений в естественных условиях, открывающие законы, по которым организмы объединяются в биологические системы, и устанавливающие роль отдельных видов в жизни биосферы, относятся к экологическим.

Однако приведенное определение слишком пространно и недостаточно конкретно, хотя на первых этапах развития экологии один из вариантов его (экология - это наука об отношениях организмов друг с другом и со средой, наука о приспособлениях и т.п.) не только был принципиально верным, но и мог служить ориентиром при постановке ряда исследований.

В последнее время экологи пришли к принципиально важному обобщению, показав, что условия среды осваиваются организмами на популяционно-биоценотическом уровне, а не отдельными особями вида. Это привело к интенсивному развитию учения о биологических макросистемах (популяциях, биоценозах, биогеоценозах), что оказало громадное влияние на развитие биологии в целом и всех её разделах в частности. В результате стали появляться всё новые и новые определения экологии. Её рассматривали как науку о популяциях, о структуре природы, о динамике численности и т.д. Но все они, несмотря на некоторую специфичность, определяют экологию как науку, исследующую законы жизни животных, растений и микроорганизмов в естественной среде обитания с учётом роли антропических факторов.

Основные формы существования видов животных, растений и микроорганизмов в естественной среде обитания - это внутривидовые группировки (популяции) или многовидовые сообщества (биоценозы). Поэтому современная экология изучает взаимоотношения организмов и среды на популяционно-биоценотическом уровне. Конечной целью экологических исследований является выяснение путей, с помощью которых вид сохраняется в постоянно меняющихся условиях среды. Процветание вида заключается в поддержании оптимальной численности его популяций в биогеоценозе.

Следовательно, основным содержанием современной экологии становится исследование взаимоотношений организмов друг с другом и со средой на популяционно-биоценотическом уровне и изучение жизни биологических макросистем более высокого ранга: биогеоценозов (экосистем) и биосферы, их продуктивности и энергетики. Отсюда очевидно, что предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы) и их динамика во времени и пространстве. Из содержания и предмета исследований экологии вытекают и её основные задачи, которые могут быть сведены к изучению динамики популяций, к учению о биогеоценозах и их системах. Структура биоценозов, на уровне формирования которых, как было отмечено, происходит освоение среды, способствует наиболее экономичному и полному использованию жизненных ресурсов. Поэтому главная теоретическая и практическая задача экологии заключается в том, чтобы вскрыть законы этих процессов и научиться управлять ими в условиях неизбежной индустриализации и урбанизации нашей планеты.

Структура современной экологии.

Экология делится на фундаментальную и прикладную. Фундаментальная экология изучает наиболее общие экологические закономерности, а прикладная - использует полученные знания для обеспечения устойчивого развития общества. Основу экологии составляет биоэкология как раздел общей биологии. "Спасти человека - это, прежде всего, сохранить природу. И здесь только биологи могут привести необходимые аргументы, доказывающие правомерность высказанного тезиса".

Биоэкология (как и любая наука) делится на общую и частную.

В состав общей биоэкологии входят разделы:

1. Аутэкология - изучает взаимодействие со средой обитания отдельных организмов определенных видов.

2. Экология популяций (демэкология) - изучает структуру популяций и ее изменение под воздействием экологических факторов.

3. Синэкология - изучает структуру и функционирование сообществ и экосистем.

На базе этих направлений формируются новые: глобальная экология, которая разрабатывает проблемы биосферы в целом, и социоэкология, которая изучает проблемы взаимоотношений природы и общества. При этом границы между направлениями и разделами довольно размыты: постоянно возникают направления на стыке таких отраслей экологии, как популяционная экология и биоценология, или физиологическая и популяционная экология. Все эти направления тесно связаны с классическими отраслями биологии: ботаникой, зоологией, физиологией. При этом пренебрежение традиционными натуралистическими направлениями экологии чревато негативными явлениями и грубыми методологическими ошибками, может привести к затормаживанию развития всех остальных направлений экологии.

К общей биоэкологии относятся и другие разделы :

Эволюционная экология - изучает экологические механизмы эволюционного преобразования популяций;

Палеоэкология - изучает экологические связи вымерших групп организмов и сообществ;

Морфологическая экология - изучает закономерности изменения строения органов и структур в зависимости от условий обитания;

Физиологическая экология - изучает закономерности физиологических изменений, лежащих в основе адаптации организмов;

Биохимическая экология - изучает молекулярные механизмы приспособительных преобразований в организмах в ответ на изменение среды;

Математическая экология - на основании выявленных закономерностей разрабатывает математические модели, позволяющие прогнозировать состояние экосистем, а также управлять ими.

Современная экология подразделяется на следующие направления:

I. классическая экология биоэкология : экология растений, экология животных, биоценология, продукционная экология и т.д.

2. глобальная экология географическая экология , объектом которой является биосфера в целом, ее географическое деление, распределение экосистем по континентам и климатическим зонам и связанные с этим особенности их структуры и функций

3. региональная экология она также может рассматриваться как особенная часть глобальной экологии, изучающая специфические особенности того или иного конкретного региона

4. прикладная экология экологические аспекты природопользования: инженерная проектирование и конструирование установок и производств, направленных на защиту окружающей среды от вредных антропогенных воздействий, разработка соответствующих технологий, природоохранная управление окружающей средой, государственный и ведомственный контроль, экономика природопользования, нормирование, лицензирование, экологическое страхование, заповедное дело, строительная или охрана окружающей при строительстве, включая экологию жилища и экологическую архитектуру, сельскохозяйственная, радиационная экология и т.д. экология обитание популяция

6. социальная экология экологические особенности взаимодействия социума с природой.

Методы экологических исследований.

Многообразие и сложность взаимосвязей и взаимозависимостей живых систем разных уровней организации и среды обитания обусловливают огромное разнообразие методов экологических исследований. При этом, нередко, бывают использованы специфические методы других биологических и небиологических наук. Например, физиологии, медицины, анатомии, морфологии, фенологии, биохимии, систематики, ритмологии, химии, физики, математики, статистики, социологии, климатологии и др. Для современных экологических исследований характерна ориентация на количественную оценку изучаемых объектов и процессов (учет численности организмов в единицах пространства и времени, встречаемости, возрастной и половой структуры популяций, плодовитости, продуктивности, заболеваемости, загрязненности среды, силы действия ее факторов, прогноз на будущее и т.п.). По тому, как меняются показатели исследуемого объекта, можно судить о его состоянии на данный момент и выявить стабильность или тенденции к изменениям, скорость, размеры и направление изменений.

Собственные методы экологии можно разделить на две группы:

· полевые,

· лабораторные.

Полевые методы предполагают изучение экологических явлений непосредственно в природе. Они помогают установить взаимосвязи организмов, видов и сообществ со средой, выяснить общую картину развития и жизнедеятельности биосистем. Полевые исследования имеют для экологии первостепенное значение, так как позволяют представить общую картину развития природы в конкретных условиях того или иного региона. Полевые методы, в свою очередь, могут быть маршрутными, стационарными, описательными и экспериментальными.

Маршрутные методы используются для: выяснения наличия на исследуемой территории экологических объектов (например, тех или иных жизненных форм организмов, экологических групп, фитоценозов, охраняемых видов и др.); выявления разнообразия и встречаемости исследуемых экологических объектов. Приемами этой группы методов являются: прямое наблюдение; оценка состояния; измерение; описание (например, описание учетных площадок, отдельных представителей живого мира, фенофаз и т.п.); составление схем, карт и инвентаризационных списков исследуемых объектов.

Стационарные методы - это методы длительного (сезонного, круглогодичного или многолетнего) наблюдения за одними и теми же объектами, требующие неоднократных описаний, замеров изменений, происходящих у наблюдаемых объектов. Эти методы обычно совмещают в себе полевые и лабораторные исследования.

Описательные методы применяются при: регистрации основных особенностей изучаемых объектов; прямом наблюдении; картировании экологических явлений; инвентаризации ценных природных объектов. Эти методы являются ключевыми в экологическом мониторинге.

Экспериментальные методы объединяют различные приемы прямого вмешательства в обычные характеристики исследуемых объектов. Производимые в эксперименте наблюдения, описания и измерения выявленных свойств объекта обязательно сопоставляются с такими же объектами, не задействованными в эксперименте. В экологическом эксперименте сравниваются проявления свойств изучаемого объекта в различных условиях окружающей среды. Эксперимент, поставленный в полевых условиях, может продолжиться в лаборатории.

Лабораторные методы дают возможность изучить влияние комплекса факторов моделированной в лабораторных условиях среды на естественные или моделированные биологические системы и получить приблизительные результаты. Выводы, полученные в лабораторном экологическом эксперименте, требуют обязательной проверки в природе, т. к. в условиях лаборатории трудно применить весь комплекс факторов среды (но определить влияние одного-двух экологических факторов возможно).

Кроме того, в последнее время широкое распространение метод моделирования экологических явлений в природе и обществе.

Моделирование - метод опосредованного практического и теоретического оперирования объектом, когда исследуется не сам интересующий объект непосредственно, а вспомогательная искусственная или естественная система (модель), соответствующая свойствам реального объекта. Модель - мысленно представимая или материально реализованная система, которая, отражая или воспроизводя объект исследования, способна замещать его так, что ее изучение дает новую информацию об этом объекте. Модель может выполнять свою роль лишь тогда, когда степень ее соответствия объекту определена достаточно строго. Потребность моделирования в экологии возникает тогда, когда конкретное исследование самого объекта невозможно или затруднительно в силу: обилия (или скудости) фактических материалов о нем, дороговизны, требует слишком длительного времени. Любая модель всегда упрощена и отражает лишь общую суть процесса и имитирует реальность, но при этом моделирование позволяет исследовать процессы и явления, недоступные для непосредственного наблюдения. Так, методами имитационного моделирования (особенно с применением компьютеров) были получены достаточно надежные количественные прогнозы изменения численности популяции; устойчивости структуры экосистем и др. Имитационное моделирование широко используется при исследовании биосферы. И при этом для построения удовлетворительной модели достаточно учесть лишь четыре основных компонента - движущие силы, свойства, потоки и взаимодействие.

Модели очень полезны, т. к. позволяют интегрировать все то, что известно о моделируемой ситуации. С их помощью можно выявить неточности в исходных данных об объекте, определить новые аспекты его изучения. Моделирование экологических явлений используется для практических прогнозов их динамики; исследования взаимосвязей видов и сообществ со средой; определения воздействия факторов; выбора путей рационального вмешательства человека в жизнь природы. Например, в 1971 г., по поручению Римского клуба, группа ученых разных стран создала имитационную компьютерную модель Ворлд-3 (World-3), с помощью которой были описаны перспективы роста численности населения планеты и мировой экономики в XXI в. В этой модели были задействованы многочисленные мировые данные о динамике роста населения на планете, об увеличении промышленного капитала, производства продуктов для питания, потребления ресурсов и загрязнения окружающей среды. Стратегия исследования заключалась в попытке путем упрощения смоделировать последствия действий этих факторов для принятия эффективных позитивных решений, способствующих сохранению биосферы и устойчивому развитию общества.

Модели интегрируют в едином процессе экологического исследования междисциплинарный подход, математические, эмпирические и социологические методы.

В последнее время, в изучении экологических связей и явлений широкое распространение получил социологический метод. В рамках, которого, осуществляется: опрос населения (массовый, групповой, индивидуальный); анкетирование; беседы с отдельными людьми для сбора экологических данных; анализ многолетних материалов здравоохранения, образования и т.п.

Экологические исследования имеют большое значение в решении многих теоретических и практических задач существования природы, человека и общества. При этом необходимо рациональное сочетание различных методик, которые должны взаимно дополнять и контролировать друг друга.

Основные законы экологии. Законы Барри Коммонера.

Видный американский эколог Барри Коммонер обобщил системность в экологии в виде четырех законов под названием "коммонера", которые в настоящее время приводятся практически в любом пособии по экологии. Их соблюдение - обязательное условие любой деятельности человека в природе. Эти законы являются следствием тех основных принципов общей теории жизни.

1 законы К оммонера :

Все связано со всем. Любое изменение, совершаемые человеком в природе, вызывает цепь последствий, как правило, неблагоприятных.

По сути дела, это одна из формулировок принципа единства Вселенной. Надежды на то, что какие-то наши действия, особенно в сфере современного производства, не вызовут серьезных последствий, если мы проведем ряд экозащитных мероприятий, во многом утопичны. Это способно лишь несколько успокоить ранимую психику современного обывателя, отодвигая в будущее более серьезные изменения в природе. Так мы удлиняем трубы наших ТЭЦ, считая, что при этом вредные вещества более равномерно рассеются в атмосфере и не приведут к серьезным отравлениям среди окрестного населения. И действительно, кислотные дожди, вызванные повышенной концентрацией в атмосфере соединений серы, могут пройти совсем в другом месте и даже в другой стране. Но нашим домом является вся планета. Рано или поздно мы столкнемся с ситуацией, когда длина трубы уже не будет играть существенной роли.

2 законы К оммонера :

Все должно куда-то деваться. Любое загрязнение природы возвращается к человеку в виде "экологического бумеранга". Энергия не исчезает, а куда-то переходит загрязнители, попадающие в реки, в конечном счете, оказываются в моря и океанах и с их продуктами возвращаются к человеку.

3 законы К оммонера :

Природа знает лучше. Действия человека должны быть направлены не на покорение природы и преобразование ее в своих интересах, а на адаптацию к ней. Это одна из формулировок принципа оптимальности. В совокупности с принципом единства Вселенной он приводит к тому, что Вселенная в целом предстает как единый живой организм. То же можно сказать и о системах более низких иерархических уровней, таких как планета, биосфера, экосистема, многоклеточное существо и т.п. Любые попытки внести изменения в отлаженный организм природы, чреваты нарушением прямых и обратных связей, посредством которых реализуется оптимальность внутренней структуры данного организма. Деятельность человека только тогда будет оправдана, когда мотивация наших поступков будет определяться в первую очередь той ролью, для выполнения которой мы были созданы природой, когда потребности природы будут иметь для нас большее значение, чем личные нужды, когда мы будем в состоянии во многом безропотно ограничить себя во благо процветания планеты.

4 законы К оммонера :

Ничего не дается даром. Если мы не хотим вкладывать средства в охрану природы, то придется платить здоровьем, как своим, так и потомков.

Вопрос об охране природы очень сложен. Ни одно наше воздействие на природу не проходит бесследно, даже если выполнены, казалось бы, все требования экологической чистоты. Хотя бы потому, что развитие экозащитных технологий требует высококачественных источников энергии, и высококачественные исполняемые законы. Даже если сама энергетика перестанет загрязнять атмосферу и гидросферу вредными веществами, все равно остается нерешенным вопрос теплового загрязнения. Согласно второму закону термодинамики, любая порция энергии, претерпев ряд превращений, рано или поздно перейдет в тепло. Пока еще мы не в силах состязаться с Солнцем по количеству поставляемой на Землю энергии, но наши силы растут. Мы горим желанием открыть новые источники энергии. Как правило мы высвобождаем энергию, накопленную когда-то разными формами вещества. Это гораздо дешевле, чем улавливать рассеянную энергию Солнца, но напрямую ведет к нарушению теплового баланса планеты. Не случайно средняя температура в городах на 2-3 (а иногда и больше) градуса выше, чем за пределами города в той же местности. Рано или поздно этот "бумеранг" к нам вернется.

Разделы экологии (по Н.Ф. Реймерсу)

Структура современной экологии (по Н.Ф. Реймерсу)

Экология города - научная дисциплина, изучающая закономерности взаимодействия человека с городской средой. Во всем мире интенсивно идет процесс урбанизации, который коснулся и России. В настоящее время в российских городах проживает 109 млн чел. (или 74%).

Экология прикладная - раздел экологии, результаты исследования которого направлены на решение практических проблем охраны окружающей среды (защита от загрязнения среды токсикантами, рациональное использование природных ресурсов, совершенные технологии в различных отраслях хозяйства и др.). В настоящее время в прикладной экологии довольно успешно развиваются следующие направления: промышленная (инженерная), технологическая, сельскохозяйственная, медицинская, химическая, рекреационная и др.

Экология социальная - раздел экологии, исследующий отношения между человеческим обществом и окружающей географически пространственной, социальной и культурной средой, прямое и побочное влияние производственной деятельности на состав и свойства окружающей среды, экологическое воздействие антропогенных факторов на здоровье человека и на генофонд человеческих популяций. Внутри социальной экологии различают: экологию личности, экологию культуры, этноэкологию и др. Так, экология культуры занимается сохранением и восстановлением различных элементов культурной среды, созданной человечеством на протяжении его истории (памятников архитектуры, парков, музеев и др.). Этноэкология изучает взаимосвязь населения с географической средой, формирующей этнос в ходе исторического процесса. Экология народонаселения рассматривает связи между процессами, возникающими в человеческих популяциях под влиянием меняющейся природной и социально-экономической среды в более коротком интервале времени. Более подробнее можно ознакомиться в книге Д. Марковича "Социальная экология" (М., 1991).

Экология человека (антропоэкология ) - комплексная наука (часть социальной экологии), изучающая взаимодействие человека как биосоциального существа со сложным многокомпонентным окружающим миром, с постоянно усложняющейся средой обитания. Важнейшей её задачей является раскрытие закономерностей производственно-экономического, целевого освоения и преобразовывания природных ландшафтов под воздействием деятельности человека. Термин введен амер. учеными Р. Парком и Э. Бюргессом (1921).

Глобальная экология - комплексная научная дисциплина, изучающая основные закономерности развития биосферы в целом, а также возможные её изменения под влиянием деятельности человека. Глобальная экология призвана изучать взаимоотношения человечества с окружающей средой в планетарном масштабе. Это связано с тем, что возникли негативные экологические последствия воздействия антропогенных факторов на биосферу Земли.

Значительный вклад в разработку понятийного аппарата современной экологии внес Н.Ф. Реймерс. В его капитальном труде Экология теории, законы, правила, принципы и гипотезы 1994 собраны вместе все известные автору теоремы, законы, аксиомы и гипотезы, относящиеся к этой области знания. Однако, на наш взгляд, работа эта не является завершенной, так как многие из приведенных в ней законов и теорем повторяют друг друга и не составляют единой системы, характерной для сложившейся науки, такой, какой, например, стали физика или математика. Но эта дело времени и будущих исследований и исследователей.

Н.Ф. Реймерс предлагает такую классификацию биоэкологии:

1. Эндоэкология:

Молекулярная экология, в том числе экологическая генетика, а возможно, и геноэкология как генетическая взаимосвязь всего живого

Экология клеток и тканей морфологическая экология

Физиологическая экология индивида с разделами экологии питания, дыхания и т.п. наоборот, физиология, экологическая физиология, экологическая этология и т.д. будут уже частями физиологии, этологии и других соответствующих наук.

2. Экзоэкология:

Аутоэкология особей и организмов как представителей вида

Демэкология экология малых групп

Популяционная экология

Специоэкология экология вида

Синэкология экология сообществ

Биоценология экология биоценозов

Биогеоценология учение об экосистемах различного иерархического уровня организации

Учение о биосфере биосферология

Экосферология глобальная экология.

Современные экологические проблемы

Основные экологические проблемы

Изначально проблемы экологии разделяют по условиям масштаба: они могут быть региональными, локальными и глобальными.

Примером локальной экологической проблемы является завод, который не очищает промышленные стоки перед тем, как сбросить их в реку. Это приводит к гибели рыб и вредит человеку.

В качестве примера региональной проблемы можно взять Чернобыль, а точнее - почвы, которые к нему прилегают: они радиоактивны и представляют угрозу для любых биологических организмов, находящихся на этой территории. Далее мы уделим внимание глобальным экологическим проблемам.

Глобальные экологические проблемы человечества: характеристика

Этот ряд проблем экологии имеет огромные масштабы и влияет непосредственно на все экологические системы, в отличие от локальных и региональных.

Экологические проблемы: потепление климата и озоновые дыры

Потепление ощущается жителями Земли по мягким зимам, которые раньше были редкостью. С тех пор, как проводился первый международный год геофизики, температура приземистого воздушного слоя возросла на 0,7 °С. На Северном полюсе нижние слои льда начали подтаивать из-за того, что вода потеплела на 1°С.

Некоторые ученые придерживаются мнения, что причина этого явления - так называемый "парниковый эффект", который возник из-за большого количества сжигания топлива и скопления углекислого газа в атмосферных слоях. Из-за него нарушается отдача тепла, и воздух охлаждается медленнее.

Другие же считают, что потепление связано с солнечной активностью и человеческий фактор здесь не играет существенной роли.

Озоновые дыры - еще одна проблема человечества, связанная с техническим прогрессом. Известно, что жизнь зародилась на Земле только после того, как возник защитный озоновый слой, который оберегает организмы от сильного излучения УФ.

Но в конце 20 века ученые обнаружили, что над Антарктидой крайне малое содержание озона. Такое положение сохраняется и до сих пор, поврежденная площадь при этом приравнивается к размерам Северной Америки. Такие аномалии обнаружены и в других областях, в частности, озоновая дыра есть над Воронежем. Причина этого - активные запуски ракет и спутников, а также самолетов.

Экологические проблемы: опустынивание и гибель лесов

Кислотные дожди, причина которых - работа электростанций, способствуют распространению еще одной глобальной проблемы - гибели лесов. Например, в Чехословакии более 70% лесов уничтожены такими дождями, а в Великобритании и Греции - более 60%. Из-за этого нарушаются целые экосистемы, однако, человечество пытается бороться с этим искусственно высаженными деревьями.

Опустынивание тоже представляет в настоящее время глобальную проблему. Оно заключается в обеднении почвы: большие территории непригодны к использованию в сельском хозяйстве. Человек способствует возникновению таких областей, снося не только почвенный слой, но и материнскую породу.

Экологические проблемы, вызванные загрязнением воды

Запасы пресной чистой воды, которую можно употреблять, тоже значительно сокращаются в последнее время. Это связано с тем, что человек загрязняет ее промышленными и другими отходами.

Сегодня полтора миллиарда людей не имеют доступа к чистой питьевой воде, а два миллиарда живут без фильтров для очищения загрязненной воды.

Таким образом, можно сказать, что в настоящих и многих будущих экологических проблемах человечество виновно само и ему предстоит разобраться с некоторыми из них в ближайшие 200-300 лет.

Роль экологических знаний для современного человека

Космический корабль Земля уникальная среди планет Солнечной системы. В тонком слое, где встречаются и взаимодействуют воздух, вода и земля, обитают удивительные объекты - живые существа, среди которых и мы с вами. Этот слой, населенный организмами, взаимодействующий с воздухом (атмосферой), водой (гидросферой) и земной корой (литосферой), называется биосферой. Все живые существа, и мы в том числе, зависят от сохранения ее цельности. Если слишком сильно изменить какую-либо из составляющих биосферы, последняя может полностью разрушится. Не исключено, что атмосфера, гидросфера и литосфера при этом сохраняются, но в их взаимоотношениях уже не будет участвовать живое.

В центре внимания современного человечества стоят проблемы взаимодействия человека с окружающей природной средой, экологической устойчивости планеты.

Экология - наука, исследующая функционирование систем и структур надорганизменного уровня (экосистем, или биогеоценозов) в их взаимодействии друг с другом и со средой обитания. Отсюда вытекают и задачи экологии - выявить возможные взаимосвязи различных технологий, и в первую очередь химических, биохимических, агрохимических, энергетических, разрушающих или вредно воздействующих на природную сферу, для создания общей экологической безопасности окружающей среды, в том числе и химической, биохимической, радиационной.

Говоря об экологии, мы подразумеваем как локальные, местные проблемы, с которыми сталкиваемся дома, в городе, на заводе, в поле, районе, государстве, так и глобальные.

Экология как наука включает в себя весь комплекс взаимодействия факторов - как природных и технологических, так и социальных, моральных, нравственных. Более того, социальные факторы в настоящее время становятся определяющими, ведущими, представляют собой сознательную деятельность людей, активно отстаивающих свои цели, интересы, часто далеки от интересов общества и человечества в целом, идущие иногда в разрез с этими интересами.

Еще несколько лет назад шли споры относительно самого факта антропогенного - вызванного человеком изменения климата. За последнее столетие средняя температура поверхности Земли повысилась не менее чем на 0,5-5° С. Как и было предсказано моделям, так называемого парникового эффекта, зимняя температура повысилась более значительно, чем летняя. Парниковый эффект возникает потому, что углекислый газ, метан, попадая в атмосферу, действуют как стекло в теплице, затрудняя отдачу тепла с поверхности планеты. Длительными наблюдениями установлено, что количество метана увеличивается ежегодно на 1 %, углекислого газа - на 0,4 %. Углекислый газ "ответственен" примерно за половину парникового эффекта.

Реальной экологической угрозой становится истощение озонового экрана в стратосфере. Говоря об этом, обычно отмечают знаменитую "озоновую дыру" над Антарктикой. Однако сокращение количества озона в стратосфере происходит и над нашей страной, где оно достигло уже в среднем около 3 %. Доказано, что сокращение озона только на 1 % ведет к увеличению заболеваний раком кожи на 5-7 %.

Это означает, что 6-9 тыс. человек на европейской территории нашей страны ежегодно заболевает раком кожи только по этой причине.

Коротко о проблемах пресной воды. Чистой воды у нас не хватает. Причина заключается в бесхозном, варварском отношении к воде, как к бесплатному, ничейному природному ресурсу. Ее можно забрать в каком угодно количестве, ее можно без особого наказания загрязнить. Антиэкономичность в водохозяйственном строительстве оборачивается постоянной трагедией для крупных и мелких регионов.

Еще несколько штрихов современного экологического положения.

Одной из крупных проблем у нас стало загрязнение подземных вод. Неумеренное применение пестицидов и минеральных удобрений привело к тому, что они в большом количестве оказались в грунтовых водах.

Особой экологической проблемой для нашей страны стали кислотные осадки - увеличение кислотности дождей, снега, туманов в результате выброса в атмосферу окислов серы и азота при сгорании топлива. Кислые осадки снижают урожай, губят естественную растительность, разрушают здания, уничтожают жизнь в пресных водоемах.

Когда среди глобальных экологических проблем называются сокращение видового (генетического) разнообразия живой природы, обычно подразумевают, что эта проблема связана в основном с гибелью влажных тропических лесов - мест, где сосредоточено максимальное разнообразие видов животных и растений. Проблема сокращения биологического разнообразия - это одна их самых странных проблем для будущего человечества, поскольку исчезнувший вид восстановить невозможно.

Сегодня решение экологических проблем стало одним из глобальных критериев гуманности общества, уровня его технических и научных разработок.

Современная экология относится к тому типу наук, которые возникли на стыке многих научных направлений. Она отражает как глобальность современных задач, стоящих перед человечеством, так и различные формы интеграции методов направлений и научного поиска. Превращение экологии из сугубо биологической дисциплины в отрасль знания, включившую также общественные и технические науки, в сферу деятельности, основанную на решении ряда сложнейших политических, идеологических, экономических, этических и других вопросов, обусловило ей значительное место в современной жизни, сделало ее своеобразным узлом, в котором объединяются различные направления науки и человеческой практики. Экология, на мой взгляд, все больше становится одной из наук о человеке и в определенном смысле интересует многие научные направления. И хотя этот процесс еще весьма далек от завершения, его основные тенденции уже достаточно отчетливо просматриваются в наше время. Именно в экологии (хотя и не только в ней) намечается вполне реальные точки соприкосновения между фундаментальными и прикладными научными областями, между теоретическими разработками и практическим их применением.

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

Преобразование и сохранение естественной среды обитания человека, общие тенденции в экологической обстановке. Влияние деятельности человека на биосферу. Экология городов. Экология сельхозтерриторий. Пути решения экологических проблем.

курсовая работа , добавлен 29.11.2003


Преобразование и сохранение естественной среды обитания человека. Общие тенденции в экологической обстановке. Влияние деятельности человека на биосферу. Экология городов, сельскохозяйственных районов. Пути решения экологических проблем.

доклад , добавлен 25.04.2003


Структура современной экологии как науки. Понятие среды обитания и экологических факторов. Экологическое значение пожаров. Биосфера как одна из геосфер Земли. Сущность законов экологии Коммонера. Опасность загрязнителей (поллютантов) и их разновидности.

контрольная работа , добавлен 22.06.2012


Предмет и задачи экологии. Основные понятия и определения экологии. Современные экологические проблемы. Экологические аспекты существования человека в современных условиях. Пространственная структура популяции.

курс лекций , добавлен 18.07.2007


Исходные теоретические концепции экологии. Структура и эволюция биосферы. Экология популяций и сообществ. Среды жизни человека и формы его адаптации к ним. Проблема роста народонаселения. Глобальные последствия загрязнения атмосферы. Охрана почв и земель.

учебное пособие , добавлен 14.02.2013


Предмет, задачи, методы исследования экологи. Структура современной экологии, ее связь с другими науками. Уровни организации живых систем. Взаимодействие природы и общества. Виды и методы экологических исследований. Основные экологические проблемы.

реферат , добавлен 10.09.2013


Условия обитания организмов воздушной и водной среды. Организм как среда обитания. Водная, наземно-воздушная среда обитания. Экологические факторы в наземно-воздушной среде, их отличие от других среда обитания. Основные формы симбиотических отношений.

презентация , добавлен 11.06.2010


Основные этапы развития экологии: накопление информации о животном и растительном мире, открытие новых континентов; систематизация знаний; становление науки. Структура современной экологии, ее взаимосвязь с другими естественными и общественными науками.

презентация , добавлен 02.12.2013


Задачи строительной экологии, исследование негативного воздействия строительных технологий на человека и природные экосистемы. Риски антропогенных опасностей, связанные со строительной деятельностью. Классификация загрязнений, экологические нормативы.

презентация , добавлен 08.08.2013


Основные направления развития современной экологии. Анализ проблем сохранения здоровья человека, оказавшегося в условиях стремительно изменяющейся среды обитания. Влияние химических веществ, используемых в хозяйственной деятельности на окружающую среду.

Основы экологии

Экология – это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей их природой, о структуре и функционировании надорганизменных систем.

Термин «экология» в 1866 г. ввел немецкий эволюционист Эрнст Геккель. Э. Геккель считал, что экология должна изучать различные формы борьбы за существование. В первичном значении, экология – это наука об отношениях организмов к окружающей среде (от греч. «oikos» – жилище, местопребывание, убежище).

Экология, как и любая наука, характеризуется наличием собственного объекта, предмета, задач и методов (объект – это часть окружающего мира, которая изучается данной наукой; предмет науки – это наиболее главные существенные стороны ее объекта).

Объектом экологии являются биологические системы надорганизменного уровня: популяции, сообщества, экосистемы (Ю. Одум, 1986).

Предметом экологии являются взаимоотношения организмов и надорганизменных систем с окружающих их органической и неорганической средой (Э. Геккель, 1870; Р. Уиттекер, 1980; Т. Фенчил, 1987).

Из множества определений предмета экологии вытекает и множество задач , стоящих перед современной экологией:

– Изучение структуры пространственно-временны х объединений организмов (популяций, сообществ, экосистем, биосферы).

– Изучение круговорота веществ и потоков энергии в надорганизменных системах.

– Изучение закономерностей функционирования экосистем и биосферы в целом.

– Изучение реакции надорганизменных систем на воздействие разнообразных экологических факторов.

– Моделирование биологических явлений для экологического прогнозирования.

– Создание теоретической основы охраны природы.

– Научное обоснование производственных и социально-экономических программ.

Методы экологических исследований

При изучении надорганизменных систем экология использует все разнообразие методов как биологических, так и небиологических наук. Однако специфическим методом экологии является количественный анализ структуры и функционирования надорганизменных систем . Современная экология – это один из наиболее математизированных разделов биологии.

Структура современной экологии

Экология делится на фундаментальную и прикладную . Фундаментальная экология изучает наиболее общие экологические закономерности, а прикладная – использует полученные знания для обеспечения устойчивого развития общества.

Основу экологии составляет биоэкология как раздел общей биологии. «Спасти человека – это, прежде всего, сохранить природу. И здесь только биологи могут привести необходимые аргументы, доказывающие правомерность высказанного тезиса».

Биоэкология (как и любая наука) делится на общую и частную . В состав общей биоэкологии входят разделы:

1. Аутэкология – изучает взаимодействие со средой обитания отдельных организмов определенных видов.

2. Экология популяций (демэкология ) – изучает структуру популяций и ее изменение под воздействием экологических факторов.

3. Синэкология – изучает структуру и функционирование сообществ и экосистем.

К общей биоэкологии относятся и другие разделы:

– эволюционная экология – изучает экологические механизмы эволюционного преобразования популяций;

– палеоэкология – изучает экологические связи вымерших групп организмов и сообществ;

– морфологическая экология – изучает закономерности изменения строения органов и структур в зависимости от условий обитания;

– физиологическая экология – изучает закономерности физиологических изменений, лежащих в основе адаптации организмов;

– биохимическая экология – изучает молекулярные механизмы приспособительных преобразований в организмах в ответ на изменение среды;

– математическая экология – на основании выявленных закономерностей разрабатывает математические модели, позволяющие прогнозировать состояние экосистем, а также управлять ими.

Частная биоэкология изучает экологию отдельных таксономических групп, например: экология животных, экология млекопитающих, экология выхухоли; экология растений, экология опыления, экология сосны; экология водорослей; экология грибов и т. д.

Биоэкология тесно связана с ландшафтной экологией , например:

– экологией водных ландшафтов (гидробиологией) – океанов, рек, озер, водохранилищ, каналов...

– экологией наземных ландшафтов – лесов, степей, пустынь, высокогорий...

Отдельно выделяются разделы фундаментальной экологии, связанные с существованием и деятельностью человека:

– экология человека – изучает человека как биологический вид, вступающий в разнообразные экологические взаимодействия;

– социальная экология – изучает взаимодействие человеческого общества и окружающей среды;

– глобальная экология – изучает наиболее крупномасштабные проблемы экологии человека и социальной экологии.

Прикладная экология включает: промышленную экологию , сельскохозяйственную экологию , экологию города (населенных пунктов), медицинскую экологию , экологию административных районов , экологическое право , экологию катастроф и многие другие разделы. Прикладная экология тесно связана с охраной природы и окружающей среды .

Экологические знания должны служить основой рационального природопользования. На их основе базируется создание и развитие сети охраняемых территорий : заказников , заповедников и национальных парков , а также охрана отдельных памятников природы . Рациональное использование природных ресурсов является основой устойчивого развития человечества.

Во второй половине ХХ века в связи с интенсивным воздействием человеческого общества на биосферу начинается экологический кризис , особенно обострившийся в последние десятилетия. Современная экология включает множество разделов и охватывает самые разнообразные стороны человеческой деятельности; происходит экологизация всего общества.

РЕФЕРАТ на тему:
«Структура современной экологии. Понятия техноэкологии. Инженерная экология».

Красноярск 2012
Содержание
Введение…………………………………………… ……………………….3
1. Содержание, предмет и задачи экологии………………………………4
2. Структура современной экологии……………………………………..7
3. Понятия техноэкологии……………………… ………………………..11
4. Экология и инженерная охрана природы…………………………….15
Заключение……………………………………… ………………………..18
Библиографический список………………………………………………19

Введение
Современная экология давно вышла из ранга биологической науки. Как считает профессор Н. Ф. Реймерс, экология превратилась в значительный цикл знаний, вобрав в себя разделы географии, геологии, химии, физики, социологии, теории культуры, экономики и др. Современная экология относится к молодым наукам, круг интересов которой – не только биологические явления, связанные с жизнью живых организмов, но и антропосфера – используемая и видоизмененная людьми часть биосферы, место, где постоянно осуществляется жизнедеятельность живого вещества планеты и куда оно проникает временно.
Экология, как и любая наука, характеризуется наличием собственного объекта, предмета, задач и методов (объект – это часть окружающего мира, которая изучается данной наукой; предмет науки – это наиболее главные существенные стороны ее объекта).
Экологизация коснулась практически всех отраслей знаний, что привело к возникновению целого ряда направлений экологической науки. Эти направления классифицируются по предмету изучения, основным объектам, средам и т. п. Экологический цикл знаний включает около 70 крупных научных дисциплин, а экологический лексикон насчитывает примерно 14 тыс. понятий и терминов.

1. Содержание, предмет и задачи экологии.
Термин «экология» (от греч. oikos – жилище, место обитания и logos – наука) предложил Э. Геккель в 1866 г. для обозначения биологической науки, изучающей взаимоотношения животных с органической и неорганической средами. С того времени представление о содержании экологии претерпело ряд уточнений, конкретизаций. Однако до сих по нет достаточно чёткого и строгого определения экологии, и все ещё идут споры о том, что такое экология, следует ли её рассматривать как единую науку или же экология растений и экология животных – самостоятельные дисциплины. Не решён вопрос, относится ли биоценология к экологии или это обособленная область науки. Не случайно почти одновременно появляются руководства по экологии, написанные с принципиально разных позиций. В одних экология трактуется как современная естественная история, в других – как учение о структуре природы, в котором конкретные виды рассматриваются лишь как средства трансформации вещества и энергии в биосистемах, в третьих – как учение о популяции и т.д.
Нет необходимости останавливаться на всех существующих точках зрения относительно предмета и содержания экологии. Важно лишь отметить, что на современном этапе развития экологических представлений все более чётко вырисовывается её суть.
Экология – это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов (в любых её проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естественной среде обитания с учётом изменений, вносимых в среду деятельностью человека.
Из этой формулировки можно сделать вывод, что все исследования, изучающие жизнь животных и растений в естественных условиях, открывающие законы, по которым организмы объединяются в биологические системы, и устанавливающие роль отдельных видов в жизни биосферы, относятся к экологическим.
Однако приведенное определение слишком пространно и недостаточно конкретно, хотя на первых этапах развития экологии один из вариантов его (экология – это наука об отношениях организмов друг с другом и со средой, наука о приспособлениях и т.п.) не только был принципиально верным, но и мог служить ориентиром при постановке ряда исследований.
В последнее время экологи пришли к принципиально важному обобщению, показав, что условия среды осваиваются организмами на популяционно-биоценотическом уровне, а не отдельными особями вида. Это привело к интенсивному развитию учения о биологических макросистемах (популяциях, биоценозах, биогеоценозах), что оказало громадное влияние на развитие биологии в целом и всех её разделах в частности. В результате стали появляться всё новые и новые определения экологии. Её рассматривали как науку о популяциях, о структуре природы, о динамике численности и т.д. Но все они, несмотря на некоторую специфичность, определяют экологию как науку, исследующую законы жизни животных, растений и микроорганизмов в естественной среде обитания с учётом роли антропических факторов.
Основные формы существования видов животных, растений и микроорганизмов в естественной среде обитания – это внутривидовые группировки (популяции) или многовидовые сообщества (биоценозы). Поэтому современная экология изучает взаимоотношения организмов и среды на популяционно-биоценотическом уровне. Конечной целью экологических исследований является выяснение путей, с помощью которых вид сохраняется в постоянно меняющихся условиях среды. Процветание вида заключается в поддержании оптимальной численности его популяций в биогеоценозе.
Следовательно, основным содержанием современн ой экологии становится исследование взаимоотношений организмов друг с другом и со средой на популяционно-биоценотическом уровне и изучение жизни биологических макросистем более высокого ранга: биогеоценозов (экосистем) и биосферы, их продуктивности и энергетики.
Отсюда очевидно, что предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы) и их динамика во времени и пространстве.
Из содержания и предмета исследований экологии вытекают и её основные задачи , которые могут быть сведены к изучению динамики популяций, к учению о биогеоценозах и их системах. Структура биоценозов, на уровне формирования которых, как было отмечено, происходит освоение среды, способствует наиболее экономичному и полному использованию жизненных ресурсов. Поэтому главная теоретическая и практическая задача экологии заключается в том, чтобы вскрыть законы этих процессов и научиться управлять ими в условиях неизбежной индустриализации и урбанизации нашей планеты.

2. Структура современной экологии.
Экология делится на фундаментальную и прикладную . Фундаментальная экология изучает наиболее общие экологические закономерности, а прикладная – использует полученные знания для обеспечения устойчивого развития общества.
Основу экологии составляет биоэкология как раздел общей биологии. «Спасти человека – это, прежде всего, сохранить природу. И здесь только биологи могут привести необходимые аргументы, доказывающие правомерность высказанного тезиса».
Биоэкология (как и любая наука) делится на общую и частную . В состав общей биоэкологии входят разделы:
1. Аутэкология – изучает взаимодействие со средой обитания отдельных организмов определенных видов.
2. Экология популяций (демэкология) – изучает структуру популяций и ее изменение под воздействием экологических факторов.
3. Синэкология – изучает структуру и функционирование сообществ и экосистем.
На базе этих направлений формируются новые: глобальная экология, которая разрабатывает проблемы биосферы в целом, и социоэкология, которая изучает проблемы взаимоотношений природы и общества. При этом границы между направлениями и разделами довольно размыты: постоянно возникают направления на стыке таких отраслей экологии, как популяционная экология и биоценология, или физиологическая и популяционная экология. Все эти направления тесно связаны с классическими отраслями биологии: ботаникой, зоологией, физиологией. При этом пренебрежение традиционными натуралистическими направлениями экологии чревато негативными явлениями и грубыми методологическими ошибками, может привести к затормаживанию развития всех остальных направлений экологии.
К общей биоэкологии относятся и другие разделы:
– эволюционная экология – изучает экологические механизмы эволюционного преобразования популяций;
– палеоэкология – изучает экологические связи вымерших групп организмов и сообществ;
– морфологическая экология – изучает закономерности изменения строения органов и структур в зависимости от условий обитания;
– физиологическая экология – изучает закономерности физиологических изменений, лежащих в основе адаптации организмов;
– биохимическая экология – изучает молекулярные механизмы приспособительных преобразований в организмах в ответ на изменение среды;
– математическая экология – на основании выявленных закономерностей разрабатывает математические модели, позволяющие прогнозировать состояние экосистем, а также управлять ими.
Законы Коммонера.
Видный американский эколог барри Коммонер обобщил системность в экологии в виде четырех законов под названием "коммонера", которые в настоящее время приводятся практически в любом пособии по экологии. Их соблюдение - обязательное условие любой деятельности человека в природе. Эти законы являются следствием тех основных принципов общей теории жизни.
1 законы коммонера : Все связано со всем. Любое изменени е, совершаемые человеком в природе, вызывает цепь последствий, как правило неблагоприятных.
По сути дела, это одна из формулировок принципа единства Вселенной. Надежды на то, что какие-то наши действия, особенно в сфере современного производства, не вызовут серьезных последствий, если мы проведем ряд экозащитных мероприятий, во многом утопичны. Это способно лишь несколько успокоить ранимую психику современного обывателя, отодвигая в будущее более серьезные изменения в природе. Так мы удлиняем трубы наших ТЭЦ, считая, что при этом вредные вещества более равномерно рассеются в атмосфере и не приведут к серьезным отравлениям среди окрестного населения. И действительно, кислотные дожди, вызванные повышенной концентрацией в атмосфере соединений серы, могут пройти совсем в другом месте и даже в другой стране. Но нашим домом является вся планета. Рано или поздно мы столкнемся с ситуацией, когда длина трубы уже не будет играть существенной роли.
2 законы коммонера : Все должно куда-то деваться. Любое загрязнение природы возвращается к человеку в виде "экологического бумеранга".
Энергия не исчезает, а куда-то переходит загрязнители, попадающие в реки, в конечном счете оказываются в моря и океанах и с их продуктами возвращаются к человеку.
3 законы коммонера : Природа знает лучше. Действия человека должны быть направлены не на покорение природы и преобразование ее в своих интересах, а на адаптацию к ней. Это одна из формулировок принципа оптимальности. В совокупности с принципом единства Вселенной он приводит к тому, что Вселенная в целом предстает как единый живой организм. То же можно сказать и о системах более низких иерархических уровней, таких как планета, биосфера, экосистема, многоклеточное существо и т.п. Любые попытки внести изменения в отлаженный организм природы, чреваты нарушением прямых и обратных связей, посредством которых реализуется оптимальность внутренней структуры данного организма. Деятельность человека только тогда будет оправдана, когда мотивация наших поступков будет определяться в первую очередь той ролью, для выполнения которой мы были созданы природой, когда потребности природы будут иметь для нас большее значение, чем личные нужды, когда мы будем в состоянии во многом безропотно ограничить себя во благо процветания планеты.
4 законы коммонера : Ничего не дается даром. Если мы не хотим вкладывать средства в охрану природы, то придется платить здоровьем, как своим, так и потомков.
Вопрос об охране природы очень сложен. Ни одно наше воздействие на природу не проходит бесследно, даже если выполнены, казалось бы, все требования экологической чистоты. Хотя бы потому, что развитие экозащитных технологий требует высококачественных источников энергии, и высококачественные исполняемые законы. Даже если сама энергетика перестанет загрязнять атмосферу и гидросферу вредными веществами, все равно остается нерешенным вопрос теплового загрязнения. Согласно второму закону термодинамики, любая порция энергии, претерпев ряд превращений, рано или поздно перейдет в тепло. Пока еще мы не в силах состязаться с Солнцем по количеству поставляемой на Землю энергии, но наши силы растут. Мы горим желанием открыть новые источники энергии. Как правило мы высвобождаем энергию, накопленную когда-то разными формами вещества. Это гораздо дешевле, чем улавливать рассеянную энергию Солнца, но напрямую ведет к нарушению теплового баланса планеты. Не случайно средняя температура в городах на 2-3 (а иногда и больше) градуса выше, чем за пределами города в той же местности. Рано или поздно этот “бумеранг” к нам вернется.

3. Понятия техноэкологии.
Экологизация технологий - разработка, выбор, внедрение и рациональное использование в производстве технологий, отвечающих современным требованиям сохранения качества окружающей среды?.
В наше время наблюдается бурная экологизация разных технических дисциплин, под которой следует понимать процесс неуклонного и последовательного внедрения технологических, управленческих и других решений, которые позволяют повышать эффективность использования природных ресурсов рядом с улучшением или хотя бы с сохранением качества естественной среды (или жизненной среды вообще) на локальном, региональном и глобальном уровнях. Существует и понятие экологизации технологий производства, сущность которого заключается в употреблении мероприятий по предупреждению негативного влияния производственных процессов на естественную среду. Экологизация технологий достигается путем разрабатывания современных технологий с минимумом вредных веществ на выход – безотходные или малоотходные технологии. В последнее время во всем мире начинают самые разнообразные направления экологических исследований с целью обеспечения специалистов необходимой экологической информацией из всех сфер человеческой деятельности. В настоящее время сформировалось около ста направлений экологических исследований, которые можно объединить за принципами отраслевой принадлежности, взаимосвязей, приоритетности, теоретического и практического значения.
Промышленная экология - раздел экологии, изучающий:
- воздействие промышленности - от отдельных предприятий до техносферы - на природу
_____________________

1 - Гейвандов Э.А. Экология: словарь-справочник для школьников и студентов. В 2-х т. Т.2. – М.: Культура и традиции, 2002 г. – 416 с.
- влияние условий природной среды на функционирование предприятий и их комплексов.
Экологизация производства - это расширенное воспроизводство природных ресурсов путем совершенствования технологии, организации материального производства, повышения эффективности труда в экологической сфере. Можно выделить следующие основные направления экологизации производства:
1) сохранение и восстановление экологических систем;
2) внедрение прогрессивных технологий добычи природного сырья;
3) рациональное использование материальных ресурсов;
4) создание и внедрение малоотходных и безотходных производств;
5) расширение заповедников, заказников и других природоохранных территорий;
6) экологически приемлемые размещение и территориальная организация производства;
7) сокращение и ликвидация загрязнения окружающей среды.
Взаимодействие, соприкосновение, прямое или косвенное экономической деятельности человека с окружающей средой принято называть термином «природопользование». В хозяйственной практике такие закономерности и принципы природопользования как максимизация общественной полезности природных ресурсов, расширенное воспроизводство природных ресурсов, принцип экологизации производства реализуются с помощью следующих частных принципов.
Принцип научности предполагает, что природопользование должно основываться на глубоком познании объективных законов развития природы и общества (биосферы), на новейших достижениях науки и техники. Речь идет о научно обоснованном сочетании экологических и экономических интересов общества, обеспечивающих реальные гарантии прав граждан на здоровую и благоприятную для жизни окружающую среду.
Принцип оптимальности предусматривает обеспечение наиболее эффективного природопользования, выбор наилучшего варианта воспроизводства и охраны природных ресурсов, оптимального решения хозяйственных задач с учетом экологического фактора.
Принцип комплексности требует рационального использования, глубокой переработки исходного природного сырья, расширенного вовлечения в хозяйственный оборот вторичного сырья, отходов производства и потребления, внедрение малоотходных, ресурсе- и энергосберегающих технологий и производств.
Принцип платности предусматривает возмездное использование природных ресурсов, усиление экономической ответственности природопользователей за загрязнение окружающей среды.
Природные ресурсы принимают непосредственное участие в процессе расширенного воспроизводства материальных благ. Производственная функция экономики природопользования особенно ощутимо прослеживается в процессе воспроизводства с участием земельного, лесного, водного, рыбохозяйственного и других природных фондов. Важную роль эта функция играет при разработке экологических программ, обосновании инвестиций.
Пространственная функция экономики природопользования базируется на территориальном зонировании природно-хозяйственных комплексов и в значительной мере зависит от различий в природных условиях производства, существующих возможностей энерго- и водообеспечения, перспектив хозяйственного освоения территории, ее экологической емкости, социально-демографических и урбанистических факторов.
Эколого-экономическая функция экономики природопользования отражает процесс экологизации производственных отношений. Эта функция означает, что дальнейшее развитие производительных сил может осуществляться лишь при условии обязательного применения методов экологической регламентации хозяйственной деятельности, принципов экологического аудита и эколого-экономических методов хозяйствования.
Воспроизводственная функция экономики природопользования предполагает рассмотрение окружающей среды не только как экологического фактора производства, но и как его составного элемента и результата.
Главными признаками эколого-экономической функции являются:
экологические приоритеты в регулировании экономических отношений;
социально-экономическая оценка окружающей среды и природных ресурсов, определение экологических издержек производства и экономического ущерба от загрязнения окружающей среды;
введение экологического аудита и экологического счетоводства;
совершенствование налоговой, ценовой, инвестиционной политики с учетом экологических факторов;
развитие системы платы за природные ресурсы и платы за загрязнение окружающей среды;
развитие системы экологического страхования и др.
Экономика природопользования как наука не сводится к тому, чтобы разрабатывать природоохранную стратегию исходя только из экономической выгоды. Окружающая среда - ее качество - все в большей мере выступает как самостоятельная ценность, потребительское благо, и общество, осознав приоритеты экологических интересов, должно быть готово за это платить.

4. Экология и инженерная охрана природы.
Инженерная экология - это система инженерно-химических предприятий, направленных на сохранение качества природной среды в условиях растущего промышленного производства.
Инженерная экология возникла на стыке технических, естественных и социальных наук.
Объектом исследования в инженерной экологии являются системы, образовавшиеся и длительное время функционирующие в результате взаимодействия человека с окружающей его природной средой. Наиболее характерными и информативными являются природно-промышленные системы вблизи крупных промышленных центров.
Одной из основных задач инженерной экологии является создание инженерных методов исследования и защиты окружающей природной среды. В этом аспекте особую значимость имеет комплексный подход к проблеме инженерно-экологического обеспечения производственных предприятий на основе единой методологии, с учетом последних достижений в различных отраслях знаний (охрана окружающей среды, промышленная безопасность, инженерная защита окружающей среды и др.).
Понятие охраны природы имеет двоякий смысл:
1) Комплексная научная дисциплина, разрабатывающая общественные принципы и методы сохранения и восстановления природных ресурсов.
2) Система мероприятий, направленных на поддержание рационального взаимодействия между деятельностью человека и окружающей его природы.
Понятие окружающей среды также имеет два смысла:
1) Это внешняя, но находящаяся в непосредственном контакте с субъектом или объектом среда.
2) Это совокупность абиотической (неживой), биотической (живой) и социальных сред, совместно оказывающих влияние на человека и его хозяйство.
Охрана окружающей природной среды - это комплекс государственных, международных, региональных, административно-хозяйственных, политических и общественных мероприятий, направленных на поддержание химических, физических и биологических параметров функционирования природных систем в пределах необходимых с точки зрения здоровья и благосостояния человека.
Согласно В.И. Вернадскому биосфера - это оболочка земли, включающая как область распространения живого вещества, так и само живое существо. На Земле жизнь сосредоточена в гидросфере, литосфере и тропосфере. Нижняя граница атмосферы расположена на 2-3 км ниже поверхности материков и на 1-2 км ниже дна океана.
Верхняя граница биосферы - озоновый слой, который расположен в стратосфере на 20-25 км от поверхности Земли.
За несколько миллиардов лет своего существования биосфера прошла сложную эволюцию.
Основным этапом было возникновение жизни из неживой материи. Этому предшествовало образование сложных органических веществ из водорода, аммиака, углекислого газа, метана и воды под воздействием высоких температур, электроразрядов, солнечного излучения и вулканической деятельности. Из-за этого образовывались молекулы аминокислот, азотистых оснований, т.е. вещества, из которых состоят белки, нуклеиновые кислоты и вещества-носители энергии АДФ, АТФ.
Важнейшим этапом эволюции было то, что органические вещества подвергались процессам распада и синтеза, причём продукты распада одних молекул являлись источником синтеза для других молекул. Так возник первичный водоворот органических веществ. Концентрация органических веществ в толще воды была неравномерной. В результате возникали калоидные сгущения, получившие название коацерват. Характерная особенность - наличие границы с окружающей средой. Коацерваты рассматривались в качестве первой биоструктуры. Эти капли разрушались, образовывались вновь, делились. В конечном итоге получилось, что сохраняться могли лишь те капли, которые при делении не теряли в дочерних каплях свои признаки, химический состав и структуру, т.е. приобрели способность к самовоспроизводству. Важной особенностью коацерватов было то, что они могли избирательно поглощать из окружающей среды необходимые им вещества и избавляться от ненужных веществ. Этот момент даёт начало обмену веществ, процессам переноса энергии и информации. Согласно существующей сейчас теории также и появились первые живые организмы. Дальнейшее усложнение жизни связано с возникновением многоклеточных организмов. Наиболее развитой и признанной сейчас является колониальная гипотеза возникновения многоклеточных организмов. Согласно этой гипотезе произошло следующее: клетка разделилась, но её дочерние составляющие не разошлись, а стали существовать вместе. Причём сначала обе клетки были абсолютно одинаковыми, а потом стали возникать различия в химическом составе и структуре, что соответственно привело к функциональной специализации. Одни клетки стали отвечать за поглощение, другие - за движение, третьи - за размножение. В течение миллионов лет многоклеточные организмы эволюционировали и, в конце концов появился человек, который сейчас преобразовывает биосферу в ноосферу.

Заключение
Экология - наука о жизни природы - переживает свою вторую молодость. Возникшая более 100 лет тому назад как учение о взаимосвязи организма и среды, экология на наших глазах трансформировалась в науку о структуре природы, науку о том, как работает живой покров Земли в его целостности. А так как работа живого все в большей степени определяется деятельностью человека, то наиболее прогрессивно мыслящие экологи видят будущее экологии в теории создания изменённого мира. Экология на наших глазах становится теоретической основой поведения человека индустриального общества в природе.
Итак, основным содержанием современной экологии становится исследование взаимоотношений организмов друг с другом и со средой на популяционно-биоценотическом уровне и изучение жизни биологических макросистем более высокого ранга: биогеоценозов (экосистем) и биосферы, их продуктивности и энергетики.
Отсюда, предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы) и их динамика во времени и пространстве.
Одной из наиболее острых проблем современности является сохранение среды обитания человечества. Любые успехи научно-технического прогресса будут обесценены, если они сопровождаются разрушением природы. Человек не сможет жить без чистого воздуха, свободных от вредных примесей воды и продуктов питания.
Инженерная экология – прикладная дисциплина, представляющая собой систему научно обоснованных инженерно-технических мероприятий, направленных на сохранение качества окружающей среды в условиях растущего промышленного производства.
и т.д.................