Экология как наука

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

Земля, как и другие планеты, является частью солнечной системы.

Для нас, жителей Земли, наша планета - гигантское тело. Однако по сравнению с другими небесными телами, например со звёздами-гигантами, она сама - пылинка, затерявшаяся в безграничном пространстве вселенной.

И на этой «пылинке» - Земле - существует особый, земной ритм. Земля состоит из различных веществ - от легчайших газов до тяжёлых металлов. В пределах географической оболочки взаимодействуют воздух, вода, горные породы, составляющие земную кору, и живые организмы.

Уже с давних времён люди стали замечать различные закономерности во взаимодействии животных друг с другом и с окружающей средой. Однако, в те времена даже биология не была отдельной наукой, являясь частью философии.

В своём реферате я раскрою следующие вопросы: Что изучает наука экология; какие законы имеются в разделе экологии особи, и как они реализуются; какие законы имеет экология популяций. Проиллюстрирую действие приведенных законов; Основные правила экологической сукцессии и что исследует глобальная экология. Приведу пример такого исследования.

1. Что изучает наука экология?

экология популяция глобальный сукцессия

Экология - это наука об организмах в окружающей среде. Название происходит от двух греческих слов: «экое» - дом, местопребывание и «логос» - наука.

Все существа на Земле живут не сами по себе, а во взаимодействии друг с другом и со средой, которая их окружает. Эти-то взаимодействия и изучает экология. Пока в природе действует равновесие (растениям хватает питательных веществ почвы, животным - растительной массы, человеку - пищи и ресурсов), экология остаётся кабинетной наукой., о которой люди знают немного. Но как только равновесие нарушается - возникает экологический кризис, и эта наука становится одной из самых важных.

Четыре основных принципа экологии сформулировал в 60-е годы американский биолог Б. Коммонер. Они гласят:

1. Все связано со всем.

2. Все должно куда-то деваться.

3. Ничто не дается даром.

4. Природа знает лучше.

Молодая экология «вышла» из большой и старой науки - биологии. В свою очередь, новая наука успела образовать множество поднаук.

Перечислим хотя бы некоторые из них: экология растений, экология животных, археоэкология, экология степей (пустыни, тундры, гор, лесов…), экология океана, космическая экология, экология атмосферы, экология человека, экология города, глобальная экология.

Появились даже устойчивые образные выражения. Такие, например, как «экология культуры», «экология души». Их употребляют, когда хотят подчеркнуть разрушительное воздействие социальной среды на внутренний мир человека.

В наше время экология стала одной из самых важных наук, но расцвет ее еще впереди.

2. Какие законы имеются в разделе экологии особи, и как они реализуются

Аутэкология (или экология особи) - раздел экологии, изучающий влияние факторов окружающей среды на отдельные организмы, популяции и виды (растений, животных, грибов, бактерий).

Задача аутэкологии - выявление физиологических, морфологических и прочих приспособлений видов к различным экологическим условиям: режиму увлажнения, высоким и низким температурам, засолению почвы (для растений). В последние годы у аутэкологии появилась новая задача - изучение механизмов реагирования организмов на различные варианты химического и физического загрязнения среды.

Теоретическая основа аутэкологии - ее законы.

Первый закон аутэкологии - закон оптимума: по любому эколгическому фактору любой организм имеет определенные пределы распространения. Как правило, в центре ряда значений фактора, ограниченного пределами толерантности, лежит область наиболее благоприятных условий жизни организма, при которых формируется самая большая биомасса и высокая плотность популяции. Напротив, у границ толерантности расположены зоны угнетения организмов, когда падает плотность их популяций и виды становятся наиболее уязвимыми к действию неблагоприятных экологических факторов, включая и влияние человека.

Второй закон аутэкологии - индивидуальность экологии видов: каждый вид по каждому экологическому фактору распределен по-своему, кривые распределений разных видов перекрываются, но их оптимумы различаются. По этой причине при изменении условий среды в пространстве (например, от сухой вершины холма к влажному логу) или во времени (при пересыхании озера, при усилении выпаса, при зарастании скал) состав экосистем изменяется постепенно.

Третий закон аутэкологии - закон лимитирующих (ограничивающих) факторов: наиболее важным для распределения вида является тот фактор, значения которого находятся в минимуме или максимуме. Например, в степной зоне лимитирующим фактором развития растений является увлажнение (значение находится в минимуме) или засоление почв (значение находится в максимуме), а в лесной - ее обеспеченность питательными элементами (значения находятся в минимуме).

Законы аутэкологии широко используются в сельскохозяйственной практике, например, при выборе сортов растений и пород животных, которые наиболее целесообразно выращивать или разводить в конкретном районе.

3. Какие законы имеет экология популяций. Проиллюстрировать действие приведенных законов

В настоящее время выделяется девять законов экологии популяций и один потенциальный закон Гинзбурга. Итак:

1. Мальтузианский закон - когда уровень рождаемости и смертности остаётся постоянным, популяция будет расти (или уменьшаться) экспоненциально.

2. Закон Алле - существует положительное отношение между индивидуальной приспособленностью к условиям жизни и численностью либо плотностью индивидов данного вида. (Например, объединение животных в группы с целью защиты, в результате чего уменьшается угроза для каждого индивида со стороны хищника).

3. Закон Ферхульста гласит, что в определённый момент уровень прироста популяции ограничивается немедленно и непосредственно её собственной плотностью посредством процесса внутривидовой борьбы.

4. Согласно закону Лотка-Вольтерра, «когда популяции связаны негативной обратной связью с другими видами или даже с элементами своей окружающей среды», вероятна колебательная (циклическая) динамика.

5. Закон Фенчела - для видов с большими размерами тела уровень роста популяции, как правило, ниже, а точнее, что максимальный уровень репродукции снижается с увеличением размеров тела, возведённой в степень ј.

6. Закон Кальдера гласит, что для видов с более крупными размерами тела циклы воспроизводства, как правило, длиннее, а точнее, длина цикла воспроизводства возрастает вместе с массой тела пропорционально величине, равной приблизительно массе тела в степени ј.

7. Закон Дамута - показывает, как плотность популяции соотносится с размерами (массой) тела (средняя плотность популяции уменьшается с увеличением размеров тела пропорционально величине приблизительно равной массе тела в степени 3/4.

4. Основные правила экологической сукцессии

Развитие экосистемы, называемое экологической сукцессией, можно определить по следующим трем характерным признакам:

1) это упорядоченный процесс развития биоценоза, связанный с изменениями во времени видовой структуры и протекающих в обществе процессов; он определенным образом направлен и, следовательно, предсказуем;

2) сукцессия происходит в результате изменения физической среды под действием биоценоза, т.е. сукцессия контролируется биоценозом, несмотря на то, что физическая среда определяет характер сукцессии, скорость изменения, а часто и устанавливает пределы, до которых может дойти развитие;

3) кульминацией развития является стабилизированная экосистема, в которой на единицу имеющегося потока вещества, энергии и информации приходится максимальная биомасса, максимальный генофонд и максимальное количество симбиотических связей между организмами для данного биотопа.

Смена стадий в сукцессиях вызывается тем, что популяции, стремясь модифицировать окружающую среду, создают условия, благоприятные для других популяций; это продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто равновесие между биотическим и абиотическим компанентами. Если сукцессионные изменения определяются в основном внутренними взаимодействиями, то говорят об аутогенной, т.е. самопорождающейся сукцессии. Если изменения вызываются внешними по отношению к экосистеме силами (шторм, пожар, антропогенные воздействия), то такую сукцессию называют аллогенной, т.е. порожденной извне. Например, вырубка в лесу быстро заселяется окружающими деревьями, луг может смениться на скальных склонах, голых песчаниках, на улицах покинутых поселков и т.п. Процессы сукцессии непрерывно идут по всей планете.

5. Что исследует глобальная экология. Пример такого исследования

Глобальная экология - это комплексная научная дисциплина, изучающая биосферу в целом. Основы глобальной экологии разработаны М.И. Будыко (1977), который ее центральной проблемой считает круговорот различных веществ в биосфере. Исследование этой проблемы необходимо для решения основной задачи глобальной экологии - разработки прогнозов возможных изменений биосферы в будущем под влиянием деятельности человека. Так как от этого прогноза будет существенно зависеть долгосрочное, хозяйственное планирование, связанное с крупными капиталовложениями, очевидно, что он должен обладать высокой достоверностью. Глобальная экология как научная дисциплина находится в стадии формирования, ее границы точно не определены. Одни ученые считают ее разделом общей экологии, другие отождествляют с охраной природы, экологией человека, третьи (в том числе М.И. Будыко, И.И. Дедю) относят к самостоятельной научной дисциплине.

Пример: Как известно, суша в настоящее время составляет 1/6 планеты - ту часть планеты, на которой и обитает человек.

Охрана почв от человека является одной из важнейших задач человека, так как любые вредные соединения, находящиеся в почве, рано или поздно попадают в организм человека.

Во-первых, происходит постоянное вымывание загрязнений в открытые водоемы и грунтовые воды, которые могут использоваться человеком для питья и других нужд.

Во-вторых, эти загрязнения из почвенной влаги, грунтовых вод и открытых водоемов попадают в организмы животных и растений, употребляющих эту воду, а затем по пищевым цепочкам опять-таки попадают в организм человека.

В-третьих, многие вредные для человеческого организма соединения имеют способность аккумулироваться в тканях, и, прежде всего, в костях.

По оценкам исследователей, в биосферу поступает ежегодно около 20-30 млрд. т. твердых отходов, из них 50-60% органических соединений, а в виде кислотных агентов газового или аэрозольного характера - около 1 млрд. т. И всё это меньше чем на 6 млрд. человек!

Заключение

Охрана природы - задача нашего века, проблема, ставшая социальной. Постоянно мы слышим об опасности, грозящей окружающей среде, но до сих пор многие из нас считают их неизбежным порождением цивилизации и полагают, что мы ещё успеем справиться со всеми выявившимися затруднениями. Но нужно понять что государство, которое не уделяет должного внимания проблемам экологии, лишает себя будущего. Следовательно, наряду с новой модернизацией человечеству предстоит создать новую культуру во взаимоотношениях между людьми и природой. В её основе должно лежать экологическое воспитание и образование. Надо уяснить, что наше будущее определяется, прежде всего, возможностями природы и нельзя брать у неё больше, чем она может дать.

Библиографический список

1. Банников, А.Г. и др. Основы экологии и охрана окружающей среды [текст]/А.Г. Банников, А.А. Вакулин, А.К. Рустамов. - Москва: Колос, 1999.

2. Шамилева, И.А. Экология: учебное пособие для студентов пед. вузов. [текст]/И.А. Шамилева. - Москва: Гуманит. Изд. Центр ВЛАДОС, 2004.

3. Экологический словарь. Аутэкология. [текст]/ http://ecology.sci-lib.com/article0000063.html

Размещено на Allbest.ru