Основные понятия и задачи экологии

Размещено на http://www.allbest.ru/

Основные понятия и задачи экологии

Термин "экология" был предложен в 1866 г. Геккелем. "Экология" происходит от греческих корней "ойкос" - "обиталище" и "логос" - "наука". Современное определение экологии звучит следующим образом: "Экология, раздел биологии, занимающийся изучением всего комплекса взаимоотношений отдельных организмов или их сообществ с окружающим миром, т.е. средой обитания, рассматривает всю совокупность двусторонних связей организм-среда, популяция-среда или сообщество-среда". Взаимоотношения эти могут быть самыми различными, однако специфика "экологического" подхода заключается в том, что изучаются главным образом те их стороны, которые обеспечивают саму возможность существования - выживание, развитие и размножение.

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

Основная задача Э. на современном этапе -- детальное изучение количественными методами основ структуры и функционирования природных и созданных человеком систем. Изучение популяций -- естественных совокупностей особей одного вида, являющихся одновременно элементами системы вида и системы биогеоценоза, показало (советский учёный Н. П. Наумов) наличие у них сложной иерархической структуры. В задачи популяционной Э. входит изучение пространственного размещения особей, возрастной, половой и этологической (поведенческой) структуры популяции. Центральное место занимает проблема динамики численности популяции и механизмов её регуляции, рассматриваемая как регулируемый процесс, в котором участвуют внутрипопуляционный (например, конкуренция за пищу) и биоценотический (воздействие хищников, паразитов, возбудителей заболеваний и эпизоотий) механизмы. Крупный вклад в популяционную Э. внёс советский учёный С. С. Шварц. Советским энтомологом Г. А. Викторовым показана закономерная смена регулирования механизмов в зависимости от уровня численности популяции. При исследовании регуляции численности млекопитающих большое внимание уделяется анализу взаимосвязанных поведенческих, физиологических и гормональных механизмов. Наибольшее внимание уделяется динамике численности популяций практически важных видов: вредителей сельского и лесного хозяйства, носителей и переносчиков возбудителей заболеваний, объектов рыбного и охотничьего промысла. Многие проблемы популяционной Э. решаются на модельных лабораторных популяциях различных организмов. Для оценки скорости роста популяции используются методы демографии, а также математического моделирования. Взаимосвязь генетического состава популяции и её экологических характеристик -- одна из проблем эволюционной Э. Важное место занимает исследование взаимодействий популяций разных видов: конкуренции и хищничества. При наблюдении конкуренции используется понятие экологической ниши, для которого разрабатываются методы количественной оценки.

Много внимания уделяется изучению структуры и функционирования сообществ (биоценозов); установлению закономерных соотношений численностей видов в сообществе. Соотношение численности и биомасс разных видов также подчиняется определённым правилам. Видовая структура сообщества меняется в процессе его развития -- сукцессии, а также под действием различных факторов, связанных с хозяйственной деятельностью человека. Важной задачей является изучение стабильности сообществ и их способности противостоять неблагоприятным воздействиям.

Экология как наука является теоретической основой охраны окружающей среды и рационального природопользования. Законы экологии были сформулированы в 1926 году американским экологом Б. Коммонером и по своей сути являются законами природы. Они сводятся к четырем основным принципам, объясняющим устойчивое развитие природы и призывающим человечество руководствоваться ими в своем воздействии на окружающую среду.

Все взаимосвязано. Биосфера Земли является равновесной экосистемой, в которой все отдельные звенья взаимосвязаны и дополняют друг друга. Нарушение какого-либо звена влечет за собой изменения в других звеньях. Например, следствием вмешательства человека в природу явилось исчезновение видов и уменьшение видового разнообразия в биоте.

1. Все должно куда-то деваться. Этот принцип вытекает из закона сохранения материи. Ничто в природе не исчезает, а лишь переходит из одной формы существования материи в другую.

2. Природа знает лучше. Человечество прошло гораздо более короткий путь развития, чем биосфера Земли. За многие миллионы лет существования биосферы Земли полностью сформировались связи, механизмы и ее отдельные звенья. Необдуманное и безответственное вмешательство людей в природу может привести к уничтожению отдельных связей между звеньями экосистемы и к невозможности возврата экосистемы в первоначальное состояние. Поэтому человечество должно научиться жить в согласии с природой.

3. За все надо платить. Всякая экосистема представляет собой единое целое, в котором нет ничего лишнего. Все, что человечество забирает из экосистем для удовлетворения своих нужд, должно быть возвращено или возмещено.

В соответствии с программой ООН по проблемам окружающей среды (ЮНЕП) глобальными экологическими проблемами, возникшими в наше время в результате антропогенной деятельности, являются следующие:

1) изменение атмосферы и климата;

2) изменение гидросферы;

3) изменение литосферы - использование и добыча полезных ископаемых и землепользование;

4) изменение биоты (растительного и животного мира);

5) изменение в сельском и лесном хозяйстве;

6) демографические проблемы, в том числе проблема производства продуктов питания;

7) урбанизация - проблемы населенных пунктов;

8) влияние окружающей среды на здоровье человека;

9) проблема развития промышленного производства;

10) проблемы, связанные с производством и потреблением электроэнергии;

11) проблемы, связанные с развитием транспорта;

12) проблемы, связанные с воздействием войн на окружающую среду, а также возможные экологические последствия войн.

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.

Методы исследования

1. Полевые исследования, т.е. изучение популяций видов и их сообществ в естественной среде обитания. Именно при помощи полевых методов можно установить результаты влияния на организм конкретного комплекса факторов окружающей среды, выявить общую картину развития вида в определённых условиях.

2. Метод эксперимента. Главной его задачей является выяснение (путём наблюдения) причин существующих природе взаимоотношений. Путём эксперимента (опыт сравнивается с контролем) вычленяется и анализируется роль отдельных факторов при постоянстве всех остальных.

3. Метод моделирования биологических явлений. Методы математического моделирования используются для экологического прогнозирования. Поскольку в условиях научно-технического прогресса воздействие человека на окружающую среду неизбежно, составление экологического прогноза необходимо. Это сложная и ответственная задача, решить которую невозможно без многостороннего математического анализа всех аспектов взаимоотношений живых организмов с многочисленными факторами внешней среды. Управление экосистемами на основе точно составленных прогнозов -- задача будущего.

Экологические факторы

Экологические факторы -- это факторы среды, которые воздействуют на организм.

Среда обитания -- это всё то, что окружает живой организм и прямо или косвенно влияет на его состояние, развитие, выживаемость, размножение и т.д.

Условия существования, или условия жизни, -- совокупность необходимых для жизни элементов, т.е. комплекс экологических факторов, без которых организм не может существовать.

Практическое значение экологии. На современном этапе развития человеческого общества, когда в результате научно-технической революции усилилось его воздействие на биосферу, практическое значение Э. необычайно возросло. Э. должна служить научной базой любых мероприятий по использованию и охране природных ресурсов, по сохранению среды в благоприятном для обитания человека состоянии. Познание основных принципов трансформации вещества и энергии в природных экосистемах создаёт теоретическую основу для разработки практических мероприятий по увеличению количества и качества пищевых продуктов, производимых в биосфере. Исследования природных механизмов регуляции численности популяций служат основой планирования и разработки систем мероприятий по управлению численностью экономически важных видов. Знание основных факторов динамики популяции необходимо для ведения борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, с переносчиками и хранителями заболеваний. Так, достижения Э. позволяют перестроить систему борьбы с вредителями сельского и лесного хозяйства, перейдя от попыток их полного истребления с помощью пестицидов широкого действия, наносящего большой вред всему биогеоценозу, к действительной регуляции численности определённых видов биологическими и агротехническими методами и только ограниченно - химическими.

Э. служит теоретической основой для разработки мер по переходу от промысла диких видов растений и животных к их культивированию и к другим формам более рационального их использования. На данных Э. основное рациональное ведение рыболовства, рыбоводства и охотничьего хозяйства.

Э. изучает взаимодействие сельскохозяйственных и природных экосистем, сочетания окультуренных и естественных ландшафтов. Одна из важнейших практических задач Э. - изучение евтрофирования внутренних водоёмов, возникающего в результате нарушения их биологического и гидрохимического режима, приводящего к неблагоприятным для человека последствиям: массовому развитию планктонных сине-зеленых водорослей , исчезновению ценных пород рыб, ухудшению качества воды. Разработка мер по охране и рациональному использованию дикой природы, создание сети заповедников, заказников и национальных парков, планирование ландшафта также производятся по рекомендациям, разрабатываемым экологами. Ярко выраженная практическая направленность характерна для Э. человека.

экология популяция биоценоз вид

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Главнейшие принципы экологии - с одной стороны системный подход, объединяющий организмы со средой обитания, с другой стороны функциональная интеграция, разбивающая систему на уровни организации жизни. Принципы экологии зиждутся на основных положениях, общий смысл которых, заключается в том, что каждый элемент изучаемой системы, являясь частью целостности, может рассматриваться и как отдельная система, его свойства при этом не являются определяющими для всей системы, но непрерывный (не изолированный) характер взаимоотношений его с другими элементами, определяет сущность этой системы. Среда обитания воздействует на организм, через комплекс экологических факторов, создавая условия жизни. Все биологические системы структурированы и разбиты на таксономические группы, начиная от особи, элементарной единицы живого и заканчивая биосферой, экосистемой высшего порядка, объединяющей все живое на Земле. К основным понятиям экологии, позволяющим изучать и описывать биологические системы относятся такие понятия как: среда обитания, экологические факторы, условия жизни, условия существования, особь, вид, популяция, сообщество, экологическая ниша, ареал, биоценоз, биом, экотон, экосистема, биогеоценоз, и некоторые другие.

Размещено на Allbest.ru