Основные понятия и концепции экологии

ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ИСПОЛНЕНИЯ НАКАЗАНИЙ

• АКАДЕМИЯ  ПРАВА И УПРАВЛЕНИЯ
 
 


Кафедра экономической теории, географии  и экологии 


  
 
 
 
 
 
 
 


КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 
 


по  дисциплине:  Экология 


     на  тему: Основные понятия и концепции экологии 
 
 
 
 


Работу  выполнил: Коркин Дмитрий Вадимович

слушатель 3  курса заочной формы обучения

группа  3202 № зачетной книжки  Э 0851

Специальность:  Экономика и управление на предприятиях (в машиностроении) 
 
 


•                                              Рязань 2011
 
 


Содержание: 


• Введение
• 1. Экология как биологическая наука
• 2. Содержание, предмет и задачи экологии
• 3. Структура современной экологии
• 4. Методы экологических исследований
• 5. Основные экологические законы
• 6.  История становления и развития экологии.
• 7.  Основные понятия экологии
 

• Заключение
• Список литературы
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

• Введение
 
 


          Как и всякая отрасль науки, экология имеет свои законы,  которые характеризуют взаимоотношение, различных элементов экосистемы и, в конечном итоге, все процессы в биосфере. К сожалению, по сей день не стало доминирующим и безусловным положение о том, что всё в Природе подчиняется единым законам. Поэтому ряд даже крупных учёных и специалистов противопоставляют законы экологии и законы других отраслей науки (физики, экономической науки и т.д.). Но ведь из такого постулата следует вывод: или данный закон действует вне законов Природы, а значит, и вне Природы, или Природа существует без этих выводов, громко названных законом. И вновь приходится возвращаться к важнейшему базису науки: самый гениальный учёный ничего не придумывает сам, но силой своего гения открывает для всех и обобщает то, что есть в Природе. С другой стороны, недопустимо  смешивать всё в одну кучу. Необходимо понять и признать, что Природа и Жизнь чрезвычайно разнообразны и включают в себя отдельные направления знаний, каждое из которых есть часть единого и описывает законы тех или иных явлений и процессов, но не оторванных и изолированных от целого - Природы, а принадлежит ей. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


     1. Экология как биологическая  наука 


     Экология  связана с систематикой. Последняя  не может обойтись без экологического критерия, как и экология без объективной  системы организмов для точного  определения изучаемых видов. Существует взаимосвязь современной экологии с эволюционным учением и генетикой. Сейчас уже не вызывает сомнения тот  факт, что в природе имеют место  экологические механизмы эволюции, исследование которых возможно лишь при совместной работе экологов, генетиков  и эволюционистов. На базе экологии развиваются биогеография, молодая  наука этология (наука о поведении  животных), палеоэкология и т.д. Экологическая  трактовка необходима и при решении  определенных задач в области  физиологии, морфологии, систематики, биогеографии, поскольку любые биологические  исследования в той или иной степени  изучают жизнь животных и растений в природных условиях. Выясняя  характер влияния физических факторов седы на организмы и ответные реакции  последних, экология не обходится без  таких небиологических наук, как  климатология, метеорология, ландшафтоведение (физическая география). Геоморфология  и почвоведение также сблизились с экологией, поскольку многие процессы образования и разрушения почв происходят под влиянием деятельности сообществ  животных и растений.

     В настоящее время, в век научно-технического прогресса, когда у человека появляются неограниченные возможности воздействия  на природу, экология приобретает особенно важное значение. Достижения её успешно применяются в сельском и охотничье-промысловом хозяйствах, медицине, ветеринарии, при проведении мероприятий по охране природы, рациональном использовании её ресурсов. В Декларации Верховного Совета Республики Беларусь о государственном суверенитете указывается, что наше государство самостоятельно устанавливает порядок организации на своей территории охраны природы, использования природных ресурсов и обеспечение народу республики экологической безопасности. Очевидная роль экологии и в разработке ряда теоретических проблем, в частности тех, которые связаны с общими закономерностями миграции вещества и энергии в биосфере, с механизмами эволюционного процесса, с изменением структуры и организации живой материи. Сегодня на повестке дня стоит проблема формирования экономической экологии, или экологической экономики, - науки о биологических ресурсах, биоэкономики Мирового океана и суши. Успешно развивается и инженерная экология (прикладная биогеоценология), решающая вопросы устранения отрицательных последствий вмешательства человека в природные сообщества. Актуальные проблемы взаимоотношений человека, общества и природы в эпоху научно-технического прогресса разрабатывает интенсивно развивающаяся социальная экология (экология человека). Несмотря на то, что существует немало классификаций биологических наук, каждая из них, хотя и не охватывает все биологические науки, даёт возможность определить место экологии среди других дисциплин.

     В основе комплексных наук лежит изучение условий жизни организмов. Поэтому  в них значительно глубже и  шире развиваются экологические  идеи, доминирует экологический подход при изучении конкретных явлений. Например, гидробиология изучает систематику, морфологию, физиологию (общие науки) животных, растений и микроорганизмов (частные науки), обитающих только в водной среде. Следовательно, экология как общая биологическая наука также может быть расчленена на составные части: на экологию животных, экологию растений, экологию насекомых, экологию лесных пород и т.д. но если для других наук индивидуум является наикрупнейшей единицей, то для экологии он – мельчайшая единица исследований. Экология – вполне самостоятельный раздел биологии, имеющий свои содержание, предмет, задачи и методы исследования. 


2. 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  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. 


     3. Структура современной  экологии 


     В процессе развития экологические исследования в ботанике и зоологии шли довольно специфическими путями, что и привело  к искусственному и не вполне обоснованному  их разделению. В ботанике предметом  экологии часто считаются только взаимоотношения растений с мёртвой  седой, т.е. воздействия физико-химических факторов на отдельные виды растений. Взаимоотношения же между растениями, а, следовательно, и их сообществами рассматриваются специальной наукой – фитоценологией. Изучением отношений  в животно-растительных сообществах  занимается биогеоценология. Кроме  того, экологию обычно подразделяют на аутэкологию (экологию особей) и синэкологию (экологию сообществ). Однако такое  подразделение не отображает специфики  современной экологии, изучающей  жизнь на уровнях различных биологических  макросистем. Поэтому Ю. Одум, к примеру, выделяет экологию видов, экологию популяций, экологию сообществ и экологию экосистем. Н.П. Наумов предлагает три подразделения: экологию особей, экологию популяций и экологию сообществ. Г.А. Новиков, также выделяя в экологии три подразделения, первое называет экологией видов. Есть и другие мнения.

     Нет необходимости подробно анализировать  все существующие точки зрения относительно структуры современной экологии. Очевидно, чёткое расчленение её –  задача ближайшего будущего. Важно, что в экологии объективно выделяются подразделения, изучающие органический мир на уровне особи (организма), популяции, вида, биоценоза, биогеоценоза (экосистемы) и биосферы. В связи с этим уже можно чётко выделить: аутэкологию (экология особей), демэкологию (экология популяций), эйдэкологию (экология видов) и синэкологию (экология сообществ). Задачей аутэкологии (от греч. autos – сам) является установление пределов существования особи (организма) и тех пределов физико-химических факторов, которые организм выбирает из всего диапазона их значений. Изучение реакций организмов на воздействия факторов среды позволяет выявить не только эти пределы, но и физические, а также морфологические изменения, характерные для данных особей.

     Демэкология (от греч. demos – народ) изучает естественные группировки особей одного вида, т.е. популяции – элементарные надорганизменные макросистемы. Важнейшей задачей её является выяснение условий, при которых формируются популяции, а также изучение внутрипопуляционных группировок и их взаимоотношений, организации (структуры), динамики численности популяций.

     Эйдэкология (от греч. eidos – образ, вид), или экология видов, - наименее разработанное подразделение современной экологии. Вид как уровень организации живой природы, как надорганизменная биологическая макросистема еще не стал объектом экологических исследований. Это объясняется тем, что по мере развития экологии внимание и интерес исследователей с организма, т.е. с аутэкологии, переключились на популяцию – дэмэкологию, а затем на биоценоз, биогеоценоз и биосферу в целом.

     Синэкология (от греч. syn – вместе), или экология сообществ (биоценология), изучает ассоциации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, образующих биоценозы, пути формирования и развития последних, структуру и динамику, взаимодействие их с физико-химическими факторами среды, энергетику, продуктивность и другие особенности. Базируясь на аут-, дем-, и эйдэкологии, синэкология приобретает чётко выраженный общебиологический характер. В основе аут-, дем-, и эйдэкологических исследований лежат особь (организм), популяция и вид конкретной группы живых существ (животные, растения, микроорганизмы). Синэкологические же исследования направлены на изучение сложного многовидового комплекса взаимосвязанных организмов (биоценоз), существующего в строго определённой физико-химической среде, на рассмотрение с качественной и количественной точки их соотношения.

     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. 


     4. Методы экологических  исследований 


     Полевые, лабораторные и экспериментальные  исследования. Экология, как было отмечено, имеет свою специфику: объектом её исследования служат не единичные особи, а группы особей, популяции (в целом или  частично) и их сообщества, т.е. биологические  макросистемы. Многообразие связей, формирующихся  на уровне биологических макросистем, обусловливает разнообразие методов  экологических исследований. Для  эколога первостепенное значение имеют  полевые исследования, т.е. изучение популяций видов и их сообществ  в естественной обстановке, непосредственно  в природе. При этом обычно используются методы физиологии, биохимии, анатомии, систематики и других биологических, да и не только биологических наук. Наиболее тесно экологические исследования связаны с физиологическими. Однако между ними имеется принципиальная разница. Физиология изучает функции организма и процессы, протекающие в нём, а также влияние на эти процессы различных факторов. Экология же, используя физиологические методы, рассматривает реакции организма как единого целого на констелляцию внешних факторов, т.е. на совместное воздействие этих факторов при строгом учёте сезонной цикличности жизнедеятельности организма и внутрипопуляционной разнородности.

     Полевые методы позволяют установить результат  влияния на организм или популяцию  определённого комплекса факторов, выяснить общую картину развития и жизнедеятельности вида в конкретных условиях. Однако наблюдения не могут  дать вполне точного ответа, например, на вопрос, какой же из факторов среды  определяет характер жизнедеятельности  особи, вида, популяции или сообщества. На этот вопрос можно ответить только с помощью эксперимента, задачей  которого является выяснение причин наблюдаемых в природе отношений. В связи с этим экологический  эксперимент, как правило, носит  аналитический характер. Экспериментальные  методы позволяют проанализировать влияние на развитие организма отдельных  факторов в искусственно созданных  условиях и таким образом изучить  всё разнообразие экологических  механизмов, обусловливающих его  нормальную жизнедеятельность. На основе результатов аналитического эксперимента можно организовать новые полевые  наблюдения или лабораторные эксперименты. Выводы, полученные в лабораторном эксперименте, требуют обязательной проверки в природе. Это даёт возможность  глубже понять естественные экологические  отношения популяций и сообществ. Эксперимент в природе отличается от наблюдения тем, что организмы  искусственно ставятся в условия, при  которых можно строго дозировать тот или иной фактор и точнее, чем при наблюдении, оценить его  влияние.

     Эксперимент может носить и самостоятельный  характер. Например, результаты изучения экологических связей насекомых  дают возможность установить факторы, влияющие на скорость развития, плодовитость, выживаемость ряда вредителей (температура, влажность, пища). В экологическом  эксперименте трудно воспроизвести  весь комплекс природных условий, но изучить влияние отдельных факторов на вид, популяцию или сообщество вполне возможно. Примером экологических  экспериментов широких масштабов  могут служить исследования, проводимые при создании лесозащитных полос, при  мелиоративных и различных сельскохозяйственных работах. Знание при этом конкретных экологических особенностей многих растений, животных и микроорганизмов  позволяет управлять деятельностью  тех или иных вредных или полезных организмов. В современных условиях экологические исследования играют существенную роль в решении ряда теоретических и практических задач. Динамика численности организмов, сезонное развитие, расселение и акклиматизация полезных и вредных видов, прогнозы размножения и распространения  – вот основные в настоящее  время экологические проблемы. Разработка их требует рационального сочетания полевых, лабораторных и экспериментальных исследований, которые должны взаимно дополнять и контролировать друг друга.

     Математические  методы и моделирование. При экологическом  исследовании, которое обычно поводится  на определённом количестве особей, изучаются  природные явления во всём их разнообразии: общие закономерности, присущие макросистеме, её реакции на изменение условий  существования и др. Но каждая особь, индивидуум неодинаковы, отличны друг от друга. Кроме того, выбор особи  из всей популяции носит случайный  характер. И лишь применение методов  математической статистики даёт возможность  по случайному набору различных вариантов  определить достоверность тех или  иных результатов (степень отклонения их от нормы, случайные отклонения или  закономерности) и получить объективное  представление о всей популяции. Однако как только было установлено, что все биологические системы, в том числе и надорганизменные макросистемы, обладают способностью к саморегуляции, ограничиваться методами математической статистики стало невозможно. Поэтому в современной экологии широко применяются методы теории информации и кибернетики, тесно связанные с такими областями математики, как теория вероятности, математическая логика, дифференциальные и интегральные исчисления, теория чисел, матричная алгебра.

     В последнее время широкое распространение  получило моделирование биологических  явлений, т.е. воспроизведение в искусственных  системах различных процессов, свойственных живой природе. Так, в «модельных условиях» были осуществлены многие реакции, протекающие в растении при фотосинтезе. Примером биологических  моделей может служить и аппарат  искусственного кровообращения, искусственная  почка, искусственные лёгкие, протезы, управляемые биотоками мышц, и  др. В различных областях биологии широко применяются так называемые живые модели. Несмотря на то что различные организмы отличаются друг от друга сложностью структуры и функции, многие биологические процессы у них протекают практически одинаково. Поэтому изучать их удобно на более простых существах. Они то и становятся живыми моделями. В качестве примера можно привести зоохлореллу, которая служит моделью для изучения обмена веществ; моделью для исследования внутриклеточных процессов являются гигантские растительные и животные клетки и т.д. Основной задачей биологического моделирования является экспериментальная проверка гипотез относительно структуры и функции биологических систем. сущность этого метода заключается в том, что вместе с оригиналом, т.е. с какой-то реальной системой, изучается его искусственно созданное подобие – модель. В сравнении с оригиналом модель обычно упрощена, но свойства их сходны. В противном случае полученные результаты могут оказаться недостоверными, не свойственными оригиналу. 


5. Основные  экологические законы: 


Закон сохранения вещества(массы) и Закон сохранения энергии: 


На основе первого из них мы должны сделать  принципиальный вывод: любые физические, химические или иные изменения  не приводят к исчезновению вещества или получению его из ничего. Любая преобразовательная деятельность человека не в состоянии ни создать, ни уничтожить ни единого атома вещества, а лишь позволяет перевести из одного состояния в другое, но ничто не исчезает бесследно. С точки зрения природопользования необходимо усвоить, что любой процесс будет создавать отходы, которые также являются частью преобразовательного природного вещества.

         Второй из этих законов устанавливает,  что любые превращения энергии  не позволяют получить её больше, чем было затрачено изначально, то есть любой материальный  объект на Земле при любых  физических, химических или иных  изменениях может лишь превратить  энергию из одного вида в  другой, но не добиваться её  возникновения или исчезновения. 


Закон сохранения энергии  формулируется также  как первый закон (начало, принцип) термодинамики: 


Необходимо  совершенно чётко представлять, что  закон сохранения энергии имеет  всеобщей характер и распространяется на все процессы на Земле, включая  общественные и иные отношения человечества. Так, он безусловно действует в экономике; закон стоимости, например, является его прямым следствием. Энергетическое выражение любого количества всегда достовернее и справедливее, чем иное, тем более относительное – денежное, например. 


Второй  закон (начало, принцип) термодинамики: 


Который определяет, что при любом энергетическом процессе, текущем самопроизвольно, происходит переход энергии из концентрированной  формы в рассеянную, то есть всегда есть потери энергии ( в виде недоступного для использования тепла), а стопроцентный переход из одного вида энергии в другой невозможен. Характерно действие этого закона при переходе из одной формы в другую в живых системах: солнечная энергия     химическая при фотосинтезе и далее в пище               консументов      превращение в движение мышц, работу мозга и другие проявления жизни – сопровождается на каждом этапе и в конечном итоге деградацией высококачественной энергии, лишь небольшая часть которой переходит с одного уровня на другой,  основная часть превращается в низкокачественное тепло и рассеивается в окружающей среде. В открытых системах энтропия, то есть мера неупорядоченности системы, в определённом смысле – свойство энергии переходить не в полезную работу, а в тепло и рассеиваться  в пространстве, может, как увеличиваться, так и снижаться, до определённой минимальной величины, но всегда большей нуля. Для экологических биолого-эволюционных, а также общественных процессов важное значение имеет принцип (закон) диссинации (рассеивания) Л. Онсагера, или принцип экономии энергии (экономии энтропии), который определяет, что при возможности развития процесса в некотором множестве направлении (каждое из которых допускается началами термодинамики) будет реализовано то, которое обеспечивает минимум диссинации энергии (то есть минимум роста энтропии). 


• Закон биогенной миграции атомов (или закон  Вернадского):
 


Миграция  химических элементов на земной поверхности  и в биосфере в целом осуществляется под превосходящим влиянием живого вещества, организмов. Так происходило  и в геологическом прошлом, миллионы лет назад, так происходит и в  современных условиях. Живое вещество или принимает участие в биохимических  процессах непосредственно, или  создает соответствующую, обогащенную  кислородом, углекислым газом, водородом, азотом, фосфором и другими веществами, среду. Этот закон имеет важное практическое и теоретическое значение. Понимание  всех химических процессов, которые  происходят в геосферах, невозможно без учета действия биогенных  факторов, в частности — эволюционных. В наше время люди влияют на состояние  биосферы, изменяя ее физический и  химический состав, условия сбалансированной веками биогенной миграции атомов. В будущем это послужит причиной очень отрицательных изменений, которые приобретают способность саморозвиваться и становятся глобальными, неуправляемыми (опустынивание, деградация грунта, вымирание тысяч видов организмов).  
 


С помощью  этого закона можно сознательно  и активно предотвращать развитие таких отрицательных явлений, руководить биогеохимическими процессами, используя  «мягкие» экологические методы. 


• Закон внутреннего динамического  равновесия:
 


Н. Ф. Реймерс описал этот закон; устанавливающий, что энергия, вещество, информация и динамическое качество отдельных природных систем, включая экосистемы и биосферу в целом и их иерархии, взаимосвязаны и любое изменение одного из этих показателей вызывает сопутствующие функционально структурные количественные и качественные перемены всех других показателей, сохраняя общую сумму качеств систем.

    Вещество, энергия, информация и  динамические качества отдельных  естественных систем и их иерархии очень тесно связанные между собою, так что любое изменение одного из показателей неминуемое приводит к функционально-структурным изменениям других, но при этом сохраняются общие качества системы — энергетические, информационные и динамические. Следствия действия этого закона обнаруживаются в том, что после любых изменений элементов естественной среды (вещественного состава, энергии, информации, скорости естественных процессов и т.п.) обязательно развиваются цепные реакции, которые стараются нейтрализовать эти изменения. Следует отметить, что незначительное изменение одного показателя может послужить причиной сильных отклонений в других и в всей экосистеме.

Изменения в больших экосистемах могут  иметь необратимый характер, а  любые локальные преобразования природы вызовут в биосфере планеты (то есть в глобальном масштабе) и  в ее наибольших подразделах реакции  ответа, которые предопределяют относительную  неизменность эколого-экономического потенциала. Искусственное возрастание  эколого-экономического потенциала ограниченное термодинамической стойкостью естественных систем. 
 
 
 
 
 


• Закон внутреннего динамического  равновесия:
 


 —  один из главнейших в природопользовании. Он помогает понять, что в случае  незначительных вмешательств в  естественную среду ее экосистемы  способны саморегулироваться и восстанавливаться, но если эти вмешательства превышают определенные границы (которые человеку следует хорошо знать) и уже не могут «угаснуть» в цепи иерархии экосистем (охватывают целые речные системы, ландшафты), они приводят к значительным нарушениям энерго- и биобаланса на значительных территориях и в всей биосфере. 


• Закон генетического разнообразия:
 


Все живое  генетическое разное и имеет тенденцию  к увеличению биологической разнородности.

Закон имеет важное значение в природопользовании, в особенности в сфере биотехнологии (генная инженерия, биопрепараты), если не всегда можно предусмотреть результат нововведений во время выращивания новых микрокультур через возникающие мутации или распространение действия новых биопрепаратов не на те виды организмов, на которые они рассчитывались.

Закон исторической необратимости: развитие биосферы и человечества как целого не может происходить от более  поздний фаз к начальным, общий процесс развития однонаправленный. Повторяются лишь отдельные элементы социальных отношений (рабство) или типы хозяйничанья. 


• Закон константности (сформулированный В. Вернадским):
 


Количество  живого вещества биосферы (за определенное геологическое время) есть величина постоянная. Этот закон тесно связан с законом внутреннего динамического  равновесия. По закону константности  любое изменение количества живого вещества в одном из регионов биосферы неминуемое приводит к такой же по объему изменения вещества в другом регионе, только с обратным знаком.

Следствием  этого закона есть правило обязательного  заполнения экологических ниш.

Закон корреляции (сформулированный Ж. Кювье): в организме как целостной  системе все его части отвечают одна другой как за строением, так  и за функциями. Изменение одной  части неминуемо вызовет изменения  в других. 


• Закон максимизации энергии (сформулированный Г. и Ю. Одумами и дополненный М. Рэймерсом):

В конкуренции  с другими системами сохраняется  та из них, которая наибольшее оказывает  содействие поступлению энергии  и информации и использует максимальную их количество наиэффективнее. Для этого такая система, большей частью, образовывает накопители (хранилища) высококачественной энергии, часть которой тратит на обеспечение поступления новой энергии, обеспечивает нормальный кругооборот веществ и создает механизмы регулирования, поддержки, стойкости системы, ее способности приспосабливаться к изменениям, налаживает обмен с другими системами. Максимизация — это повышение шансов на выживание. 


• Закон максимума биогенной  энергии (закон  В.И. Вернадского—Э.С. Бауэра):

Любая биологическая и «бионесовершенная» система с биотой, которая находится в состоянии «стойкого неравновесия» (динамично подвижного равновесия с окружающей средой), увеличивает, развиваясь, свое влияние на среду.

В процессе эволюции видов, твердит Вернадский, выживают те, которые увеличивают  биогенную геохимическую энергию. По мнению Бауера, живые системы никогда не находятся в состоянии равновесия и выполняют за счет своей свободной энергии полезную работу против равновесия, которого требуют законы физики и хими за существующих внешних условий.

Вместе  с другими фундаментальными положениями  закон максимума биогенной энергии  служит основой разработки стратегии  природопользования. 
 


• Закон минимума (сформулированный Ю. Либихом):
 


Стойкость организма определяется самым слабым звеном в цепи ее экологических потребностей. Если количество и качество экологических  факторов близкие к необходимому организму минимума, он выживает, если меньшие за этот минимум, организм гибнет, экосистема разрушается.

Поэтому во время прогнозирования экологических  условий или выполнение экспертиз  очень важно определить слабое звено  в жизни организмов. 


• Закон ограниченности естественных ресурсов:
 


Все естественные ресурсы в условиях Земли исчерпаемые. Планета есть естественно ограниченным телом, и на ней не могут существовать бесконечные составные части. 


• Закон однонаправленности потока энергии:

Энергия, которую получает экосистема и которая  усваивается продуцентами, рассеивается или вместе с их биомассой необратимо передается консументам первого, второго, третьего и других порядков, а потом редуцентам, что сопровождается потерей определенного количества энергии на каждом трофическом уровне в результате процессов, которые сопровождают дыхание. Поскольку в обратный поток (от редуцентов к продуцентам) попадает очень мало начальной энергии (не большее 0,25%), термин «кругооборот энергии» есть довольно условным 


• Закон оптимальности:

Никакая система не может суживаться или  расширяться к бесконечности. Никакой  целостный организм не может превысить  определенные критические размеры, которые обеспечивают поддержку  его энергетики. Эти размеры зависят  от условий питания и факторов существования.

В природопользовании закон оптимальности помогает найти  оптимальные с точки зрения производительности размеры для участков полей, выращиваемых животных, растений. Игнорирование  закона — создание огромных площадей монокультур, выравнивание ландшафта  массовыми застройками и т.п. — привело к неприродной однообразности на больших территориях и вызвало нарушение в функционировании экосистем, экологические кризы. 


• Закон пирамиды энергий (сформулированный Р. Линдеманом):

С одного трофического уровня экологической  пирамиды на другого переходит в  среднем не более 10 % энергии.

По этому  закону можно выполнять расчеты  земельных площадей, лесных угодий с целью обеспечения население  продовольствием и другими ресурсами. 


• Закон равнозначности условий  жизни:
 


Все естественные условия среды, необходимые для  жизни, играют равнозначные роли. Из него вытекает другой закон-совокупного действия экологических факторов. Этот закон часто игнорируется, хотя имеет большое значение. 


• Закон развития окружающей среды:

Любая естественная система развивается  лишь за счет использования материально-энергетических и информационных возможностей окружающей среды. Абсолютно изолированное  саморазвитие невозможно — это вывод  из законов термодинамики.

Очень важными являются следствия закона.

1. Абсолютно  безотходное производство невозможное.

2. Любая  более высокоорганизованная биотическая  система в своем развитии есть  потенциальной угрозой для менее  организованных систем. Поэтому  в биосфере Земли невозможно  повторное зарождение жизни —  оно будет уничтожено уже существующими  организмами

3. Биосфера  Земли, как система, развивается  за счет внутренних и космических  ресурсов.

Закон уменьшения энергоотдачи в природопользовании: в процессе получения из естественных систем полезной продукции с течением времени (в историческом аспекте) на ее изготовление в среднем расходуется все больше энергии (возрастают энергетические затраты на одного человека). Так, ныне затраты энергии на одного человека за сутки почти в 60 раз большие, чем во времена наших далеких предков (несколько тысяч лет тому) . Увеличение энергетических затрат не может происходить бесконечно, его можно и следует рассчитывать, планируя свои отношения с природой с целью их гармонизации. 


• Закон совокупного действия естественных факторов (закон  Митчерлиха—Тинемана—Бауле):

Объем урожая зависит  не от отдельного, пусть даже лимитирующего  фактора, а от всей совокупности экологических  факторов одновременно. Частицу каждого  фактора в совокупном действии ныне можно подсчитать. Закон имеет  силу при определенных условиях - если влияние монотонное и максимально  обнаруживается каждый фактор при неизменности других в той совокупности, которая  рассматривается. 
 


• Закон толерантности (закон  Шелфорда):

Лимитирующим  фактором процветания организма  может быть как минимум, так и  максимум экологического влияния, диапазон между которыми определяет степень  выносливости (толерантности) организма  к данному фактору. Соответственно закону любой излишек вещества или  энергии в экосистеме становится его врагом, загрязнителем. 


• Закон грунтоистощения (уменьшение плодородия):

Постепенное снижение естественного плодородия почв происходит из-за продолжительного их использования и нарушения  естественных процессов почвообразования, а также вследствие продолжительного выращивания монокультур (в результате накопления токсичных веществ, которые  выделяются растениями, остатков пестицидов и минеральных удобрений). 
 


• Закон физико-химического  единства живого вещества (сформулированный В. Вернадским):

Все живое  вещество Земли имеет единую физико-химическую природу. Из этого явствует, что вредное  для одной части живого вещества вредит и другой его части, только, конечно, разной мерой. Разность состоит  лишь в стойкости видов к действию того ли другого агента. Кроме того, через наличие в любой популяции  более или менее стойких к  физико-химическому влиянию видов  скорость отбора за выносливостью популяций  к вредному агенту прямо пропорциональная скорости размножения организмов и  дежурство поколений. Через это  продолжительное употребление пестицидов экологически недопустимое, так как  вредители, которые размножаются значительно  более быстро, более быстро приспосабливаются  и выживают, а объемы химических загрязнений приходится все более  увеличивать. 


• Закон экологической корреляции:

В экосистеме, как и в любой другой системе, все виды живого вещества и абиотические экологические компоненты функционально  отвечают один другому. Выпадание одной части системы (вида) неминуемо приводит к выключению связанных с ею других частей экосистемы и функциональных изменений.

Научной общественности широко известны также  четыре закона экологии американского  ученого Б. Коммонера:

1)все  связанное со всем;

2)все  должно куда-то деваться;

3)природа  «знает» лучше; 

4) ничто  не проходится напрасно (за все  надо платить).

Как отмечает М. Реймерс, первый закон Б. Коммонера близкий по смыслу к закону внутреннего динамического равновесия, второй — к этому же закону и закону развития естественной системы за счет окружающей среды, третий — предостерегает нас от самоуверенности, четвертый — снова затрагивает проблемы, которые обобщают закон внутреннего динамического равновесия, законы константности и развития естественной системы. По четвертому закону Б. Коммонера мы должны возвращать природе то, что берем у нее, иначе катастрофа с течением времени неминуемая.

Следует вспомнить также важные экологические  законы, сформулированные в работах  известного американского эколога  Д. Чираса в 1991—1993 гг. Он подчеркивает, что Природа существует вечно (с точки зрения человека) и сопротивляется деградации благодаря действию четырех экологических законов: 1) рецикличности или повторного многоразового использования важнейших веществ; 2) постоянного восстановления ресурсов; 3) консервативного потребления (если живые существа потребляют лишь то (и в таком количестве), что им необходимо, не больше и не меньше); 4) популяционного контроля (природа не допускает «взрывного» роста популяций, регулируя количественный состав того ли другого вида путем создания соответствующих условий для его существования и размножения). Важнейшей задачей экологии Д. Чирас считает изучение структуры и функций экосистем, их уравновешенности, или неуравновешенности, то есть причин стабильности и разбалансирования экосистем.

Таким образом, круг задач современной  экологии очень широкий и охватывает практически все вопросы, которые  затрагивают взаимоотношения человеческого  общества и естественной среды, а  также проблемы гармонизации этих отношений. Из сугубо биологической науки, которой была экология всего каких-то 30 - 40 лет тому, сегодня она стала многогранной комплексной наукой, главной целью которой есть разработка научных основ спасения человечества и среды его существование — биосферы планеты, рационального природопользования и охраны природы. Ныне экологическим воспитанием охватываются все слои населения на планете. Познание законов гармонизации, красоты и рациональность природы поможет человечеству найти верные пути выхода из экологического кризиса. Изменяя и в дальнейшем естественные условия (общество не может жить иначе), люди будут вынуждены делать это обдуманно, взвешенно, предусматривая далекую перспективу и опираясь на знание основных экологических законов. 
 
 


6.  История становления  и развития экологии. 
 


1. Период  наивной экологии – до середины 19 в. (1-5 этапы)
 


Первый этап – примитивные знания, накопление фактического материала.

О том, что разные виды животных связаны  с определенными условиями, что  их численность зависит от урожая семян и плодов, которыми они питаются, наверняка знали древние охотники уже 100-150 тыс. лет назад. О зависимости  растений от внешних условий хорошо знали и первые земледельцы за много веков до новой эры (10-15 тыс. лет назад). Севооборот сельскохозяйственных культур применяли в Египте, Китае  и Индии 5 тысячелетий назад. Сложнейшая и экологически выверенная система  земле-делия была у индейцев майя в древней Америке. Элементы экологии отражены в эпических произ-ведениях и легендах: в древнеиндийских сказа-ниях «Махабхарта» (VI-II вв. до н.э.; сведения о повадках и образе жизни 50 животных), в рукописных книгах Китая и Вавилона (сроки посева и сбора диких и культурных растений, способы обработки земли, виды птиц и зверей).

Второй  этап – продолжение накопления фактического материала античными учеными, средневековый застой. Древняя Греция: Гераклит – 530-470 лет до н.э., Гиппократ – 460-370 лет до н.э. Аристотель (384-322 лет до н.э.) создал Ликей (школу) и при нем сад. В «Истории животных» он описал более 500 видов животных, классифицируя их по образу жизни. Еего ученик, друг и преемник Теофраст (Парацельз, он же Тиртам, 287-372) описал 500 видов растений. Самыми главными работами разностороннего ученого (его труды: "О камнях", "Об огне", "О вкусах", "Об усталости", "О приметах погоды", "Характеры", "Учебник риторики" и др.) и философа стали "Исследования о ботанике" в 9 книгах: 1 – о частях и морфологии растений, 2 – уход за садовыми деревьями, 3 – описание лесных деревьев, 4 – описание заморских растений и их болезней, 5 – о лесе и его пользе, 6 – о кустарниках и цветах, 7 – об огородных растениях и уходе за ними, 8 – о злаках, бобовых и о полеводстве, 9 – о лекарственных травах. Теофраст сделал ботанику самостоятельной наукой, отделив ее от зоологии. Потому его и называют отцом ботаники.

Древнегреческие философы во многом отождествляли растения и животных, считали, что растения могут радоваться и печалиться, органы животных отождествляли с органами растений: корни - рот и голова, стебли – ноги и живот, и т.д. Мечтали  вырастить в колбе живое существо (гомункулус).

Но Теофраст был не только отцом ботаники. Большое  внимание в своих трудах он уделял влиянию внешней среды на живые  организмы, и именно он впервые разделил покрытосеменные растения на жизненные  формы: деревья, кустарники, полукустарники и травы, с учетом зависимости  от почвы и климата. Умер он в возрасте 83 лет, имея ясный ум и память. Его  последние слова: "Мы умираем тогда, когда начинаем жить!".

Древний Рим: Плиний старший (23-79 лет н.э.) в своей многотомной "Философии природы" многие явления природы рассматривал с подлинно экологических позиций. Древние ученые задумывались о многом, о чем задумываемся и мы с вами.

В средние  века в Европе произошел откат  человеческой мысли далеко назад, церковь  на несколько веков явилась тормозом развития всех естественных наук. Связь  строения организмов со средой всецело  приписывалась воле бога. Научные  сведения содержатся в единичных  работах (многотомное сочинение  Венсенна де Бове (XIII век) "Зеркало  вещей", "Поучение Владимира Мономаха" (XI), "О поучениях и сходствах  вещей" доминиканского монаха Иоанна Сиенского (XIV)) и имеют прикладной характер; заключаются в описании целебных трав, культивируемых растений и животных. Известные ученые этого периода: Разес (850—923), Авиценна (980-1037). Но уже в позднее средневековье стали появились новые веяния в науке - Зачатки экологии. Альберт Великий (Альберт фон Больштедт, ~1193-1280 гг.) в трудах о растениях придает большое значение условиям произрастания, в частности световому фактору – "солнечному теплу", рассматривает причины "зимнего сна". Появилась информация о дальних странах (Марко Поло (XIII век), Афанасий Никитин (XV век) и его известное "Хождение за три моря").  


Карл  Линней - великий  шведский ученый, создатель  системы живых  организмов, принципами которой мы пользуемся и сегодня

Третий  этап – описание и систематизация колоссального фактического материала после средневекового застоя – начался с великими географическими открытиями XIV и XVI веков и колонизацией новых стран – с эпохой Возрождения. Новая географическая и биологическая информация, полученная в экспедициях, заставила переосмыслить многие религиозные догматы. Она не умещалась в той системе мира, которую проповедовала христианская религия. Путешественники из дальних стран привозили неведомых животных и семена неведомых растений. Чтобы разобраться во всем многообразии форм живых существ, необходимо было создать таксономическую систему и, таким образом, осмыслить это разнообразие. И такое осмысле-ние произошло. В первой половине XVIII века Карл Линней создал таксономическую систему животных и растений, которой ботаники пользуются и поныне. Заслуги этого  ученого перед миром столь  велики, что на их перечисление не хватит и целой лекции. Его считают  реформатором ботаники. Помимо бинарной номенклатуры он разработал терминологию, введя в систематику более 1000 терминов для разных органов растений и их частей. Линней много путешествовал  по разным странам, сам открыл и описал более 1500 видов. Главный труд К. Линнея – "Виды растений" вышел в 1753 г., в нем приведены все известные  ему растения; описания кратки и  точны. Ботанический "хаос" был  приведен в систему! И именно с  этого времени ведется отсчет при установлении первенства в названиях  отдельных видов. В основу данной работы Линней положил свои данные и все доступные ему гербарные  образцы и публикации других авторов. Кроме флоры, он прекрасно знал фауну ("Фауна Швеции" 1746 г.) почвы, минералы, человеческие расы, болезни (Линней был  первоклассным врачом), открыл целебные и ядовитые свойства многих растений.

Современники  знали его и как остроумного, веселого человека. Так, в честь 3 братьев  Коммелинов, двое из которых были известными ботаниками, а третий – ничем не примечательный человек, он назвал род Коммелина, у цветков которой 3 тычинки: две длинные и одна короткая. В.Л. Комаров сказал о К.Линнее: "Пока не стерта с лица Земли цивилизация, имя Линнея будет жить". Слова пророческие. Имя Линнея носят более 20 обществ, два города и гора в США, острова близ Гренландии, улицы и площади в европейских городах и др. географические объекты. В честь К. Линнея назван род – Линнея с единственным видом – «Л. северная».

Уже первые систематики: А. Цезальпин (1509-1603), Д. Рей (1623-1705), Ж. Турнефор (1656-1708), отмечали зависимость растений от условий среды и мест произрастания. Жорж Леклерк Бюффон (1707-1788) в «Естественной истории» (не проводя опытов!) писал о влиянии климата на животные организмы, Жан Батист Ламарк (1744-1829) открыл эволюцию жизни. Ламарк был последователем К. Линнея и составил классификацию животных ("Философия зоологии"), отражающую происхождение – эволюцию, животных, выбрав в качестве признаков внутреннее строение (отделил беспозвоночных от позвоночных) и строение нервной системы (бесчувственные – инфузории и полипы, чувствующие – все остальные беспозвоночные, и разумные – позвоночные). В его классификации инфузории заняли низшее место (Линней же не знал, куда их поместить). Ламарк считается предшественником Ч. Дарвина – обращая внимание на роль внешних условий в формировании строения животных (жираф – длинная шея, чтобы доставать листья деревьев, утка – перепонки, чтобы плавать, крот – передние лапы-лопаты, чтобы рыть, а глаза атрофировались – не нужны) и растений, он открыл эволюцию жизни. Альфонс де Кандоль (1806-1895) в «Ботанической географии» описывал влияние абиотических факторов на растительные организмы.

Известный английский химик Р. Бойль (1627-1691) поставил первый экологический эксперимент по влиянию низкого атмосферного давления на развитие животных, а Ф. Реди экспериментально доказал, что самозарождених сложных животных невозможно. Антони ван Левенгук, изобретший микроскоп, был первым в изучении трофических цепей и регуляции численности организмов.

Великий русский естествоиспытатель Михайло Ломоносов. В своих теоретических  построениях на 100-200 лет опередил современнико

Большой вклад  в развитие экологических представлений  в это время внесли и российские ученые такие, как М.В. Ломоносов (1711-1765), его сподвижник С.П. Крашенинников (1711-1755), П.С. Паллас (1741-1811), И.И. Лепехин (1740-1802). И это не случайно, так как Россия в XVII веке сильно расширила свои границы, выйдя своими восточными рубежами на побережье Тихого океана. Петр Симон Паллас в работе «Зоогеография» описал образ жизни 151 млекопитающих и 426 видов птиц и его считают одним из основателей «экологии животных». В 20 лет он защитил выдающуюся по тем временам докторскую диссертацию по гельминтам. Его пригласили в Петербург, и он сразу же – в 26 лет, стал академиком. Немец по происхождению, он более 40 лет посвятил российской науке, проводя по нескольку лет в полевых экспедициях (города Чита, Иркутск, Красноярск, Тамбов, озера Эльтон и Баскунчак, Крым). Основной специальностью Палласа была зоология. Он издал несколько монографий по млекопитающим, птицам, насекомым. При этом он обладал обширными знаниями во многих науках (сельское хоз-во, медицина, минералогия (на Енисее открыл "Палласов метеорит"), палеонтология (исследовал ископаемые остатки буйвола, мамонта, носорога), археология, этнография, филология и др.), особенно в ботанике. Он задумал издать многотомную сводку русской флоры с полным описанием и рисунками всех растений, но подготовить успел только 2 тома. Опубликовал около 170 работ. В честь Палласа назван вулкан на Курильских островах, риф у Новой Гвинеи, множество видов животных. На Дальнем Востоке имя Палласа носят желтушник, мытник, лютик и аяния.

Сходный путь в науке прошел и Степан Петрович Крашенинников. После 9-летней экспедиции на Камчатку он опубликовал "Описание земли Камчатки", вошедшее в золотой  фонд естественно-исторической литературы.

М.В. Ломоносов  рассматривал влияние среды на организм. Он в работе «О слоях земных» (1763) писал, что «…напрасно многие думают, что все, что мы видим, сначала  создано творцом…». По останкам вымерших животных (моллюсков и насекомых) Ломоносов конструировал условия  их существования в прошлом и  опроверг теорию катастроф Ж. Кювье. (Религиозный Кювье считал, что  исчезновение одних видов (мамонты, палеотерий, и др.) и появление  других (коровы, лошади) на той же территории объяс-няяется резким изменением условий жизни и переселе-нием животных из соседних районов, не подвергшихся катастрофам).

Русский малоизвестный  ученый А.А. Каверзнев (годы жизни неизвестны) издал в 1775 г. книгу «О перерождении животных», в которой с экологических позиций рассматривал вопрос об изменениях животных и сделал вывод об их едином происхождении. Другой русский исследователь – первый агроном России, А.Т. Болотов (1738-1833), изучая влияние минеральных солей на молодые яблони, разработал классификацию местообитаний растений.

Таким образом, к концу XVIII, по мере все большего накопления экологических знаний, у  естествоиспытателей начал складываться особый подход к изучению явлений  природы, учитывающий зависимость  изменения организмов от окружающих условий. Но экологических идей как  таковых еще нет. Есть только их предпосылка.

Александр Гумбольдт - великий  немецкий ученый, заложивший основы биогеографии. Его заслуги перед  экологией очень  велики

Четвертый этап ознаменовал  начало в становлении  экологии. Он связан с крупными ботанико-географическими иссле-дованиями, способствовавшими дальнейшему развитию экологического мышления. В начале XIX в. выделяются в самостоятельные отрасли экология растений и экология животных. Ученые этого времени анализировали закономерности организмов и среды, взаимоотно-шения между организмами, приспособляе-мость и приспособенность. Огромную роль в развитии экологических идей сыграл немецкий ученый А. Гумбольдт (1769-1859), заложивший основы биогеографии. В книге «Идеи географии растений» (1807) он ввел ряд научных понятий, которые используются экологами и сегодня (экобиоморфа растений, ассоциация видов, формация растительности и др.). Появились работы, в которых авторы понимают среду  обитания, как совокупность действующих  экологических факторов. В 1832 г. О. Декандоль обосновал необходимость выделения новой отрасли наук "Эпирреалогии". Он писал: "…Растения не выбирают условия среды, они их выдерживают или умирают. Каждый вид, живущий в определенной местности, при известных условиях представляет как бы физиологический опыт, демонстрирующий нам способ воздействия теплоты, света, влажности и столь разнообразных модификаций этих факторов…".

Пятый этап – становление  эволюционной экологии. Профессор Московского университета Карл Францов Рулье (1814-1858) четко сформулировал мысль о том, что развитие органического мира обусловлено воздействием изменяющейся внешней среды: "…Ни одно органическое существо не живет само по себе; каждое вызывается к жизни и живет только постольку, поскольку находится во взаимодействии с относительно внешним для него миром. Это закон общения или двойственности жизненных начал, показывающий, что каждое существо получает возможность к жизни частию от себя, а частию из внешности…". Считается, что К.Ф. Рулье в своих трудах (160 работ) заложил основы экологии животных, поставил проблемы адаптации, миграции, изменчивости, ввел понятие "стация". Он ближе всех подошел к эволюционной теории Дарвина, но прожил всего 44 года... Его идеи развил ученик Н.А. Северцев (1827-1885), опубликовавший в 1855 г. работу «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гадов Воронежской губернии». Значимость этой магистерской диссертации Н.А. Северцева для науки можно оценить тем, что через 100 лет в 1950 г. эта работа была переиздана, и она не утратила своего значения и сегодня. Важнейшей вехой в развитии экологических представлений о природе явился выход знаменитой книги Ч. Дарвина (1809-1882) о происхождении видов путем естественного отбора, жесткой конкуренции.

Это великое  открытие в биологии явилось мощным толчком для развития экологических  идей. У Дарвина было много последователей. Один из них – немецкий зоолог Эрнст Геккель (1834-1919). "Я докажу! " – девиз Э. Геккеля. В 8 лет прочитал Робинзона Крузо, долго грезил дикарями, приключениями. Пробивной, мечтавший и добившийся мировой славы, он добился открытия филогенетического фак-та в Йенском университете, много лет успешно изучал радиолярии, прекрасно рисовал, но мог делать выводы, не подкрепленные фактами и потому ошибочные. Им было придумано много разных терминов для классификации отделов наук; много лет он искал одноклеточный организм, давший начало всему живому; искал общий закон, который бы объяснил все явления. Вскоре после выхода в свет учения Ч. Дарвина – в 1866 г. он предложил термин для новой науки – «экология», который впоследствии получил всеобщее признание. Именно 1866 г. следует считать годом рождения экологии. В конце XIX она представляла собой науку об адаптации организмов к климатическим условиям, но лишь через 100 лет превратилась в целое мировоззрение – общую экологию. В 1895 г. датский ученый Е. Варминг (1841-1924) ввел термин «экология» в ботанику для обозначения самостоятельной научной дисциплины – экологии растений.

Таким образом, общим для периода наивной  экологии, продолжавшегося с начала развития цивилизации до 1986 г., является накопление и описание колоссального  фактического материала и отсутствие системного подхода в его анализе.

2. Период факториальной  экологии – с  середины 19 в. до середины 20 в. (6 этап)

Шестой  этап. Теория Ч. Дарвина дала большой толчок развитию аутэкологического направления – изучение естественной совокупности видов, непрерывно перестраивающихся применительно к изменению условий среды, со второй половины середины XIX и до середины XX века было господствующим.

Одновременно  стали проводиться исследования по надорганизменным биологическим системам. Этому способствовало формирование концепции биоценозов, как многовидовых сообществ. В 1877 г. немецкий гидробиолог К. Мебиус (1825-1908) на основе изучения устричных банок в Северном море разработал учение о биоценозе, как сообществе организмов, которые через среду обитания теснейшим образом связаны друг с другом. Именно его труд "Устрицы и устричное хозяйство" положил начало биоценологическим – экосистемным, исследованиям и в дальнейшем обогатилось методами учета количественных соотношений организмов. Термин "биоценоз" широко используется современными учеными. Учение о растительных сообществах, благодаря С.И. Коржинскому (1861-1900) и И.К. Пачоскому (1864-1942) выделилось в фитосоциологию, или фитоценологию, позднее в геоботанику. Исключительно велики заслуги В.В. Докучаева (1846-1903). Он создал учение о природных зонах и учение о почве, как особом биокосном теле (системе). Показал, что почва - это неотъемлемый компонент практически всех экосистем суши нашей планеты. Теоретические разработки В.В. Докучаева ("Учение о зонах природы") положили начало развитию геоботаники и ландшафтной экологии. Идея В.В. Докучаева о необходимости изучения не отдельных компонентов биоценозов, а связей, существующих между телами, явлениями и средой (водой, землей), между мертвой и живой природой, между растениями, животными и минеральным "царством", т.е. закономерностей функционирования природных комплексов, получила развитие в "Учении о лесе" Георгия Федоровича Морозова (1867-1920). Г.Ф. Морозов дал первое научное определение леса, как географического фактора – глобального аккумулятора солнечной энергии, влияющего на климат, почвы, на уровень кислородного и углеродного баланса планеты и регионов.

Особенно  широко исследования надорганизменного уровня стали развиваться с начала XX века. Повсеместно стали создаваться разные научные общества и школы: ботаников, фитоценологов, гидробиологов, зоологов, и т.д., выпускаться журналы. 1916 г. – Ф. Клементс показал адаптивность биоценозов и адаптивный смысл этого, 1925 г. – А. Тинеманн ввел понятие "продукция", 1927 г. – Ч. Элтон выделил своеобразие биоценотических процессов, ввел понятие экологическая ниша, сформулировал правило экологических пирамид. К 30-ым годам XX столетия были созданы разные классификации растительности на основе морфологических, эколого-морфологических и динамических характеристик фитоценозов (К. Раункиер – Дания, Г. Ди Рюе – Швеция, И. Браун-Бланке – Швейцария); изучались структура, продуктивность сообществ, получены представления об экологических индикаторах (В.В. Алехин, Б.А. Келлер, А.П. Шенников).   


Леонтий Григорьевич Раменский - великий русский  геоботаник, сформулировавший закон эеологической индивидуальности видов и создавший теорию экологического континуум

В учебнике по экологии Ч. Элтона впервые отчетливо выделено направление популяционной экологии. Большой вклад в эту область внесли Е.Н. Синская (экологический и географический полиморфизм видов растений), И.Г. Серебряков (новая классификация жизнен-ных форм растений), Л.Г. Раменский (закон индивидуальности видов и теория экологи-ческого континуума экологической), М.С. Гиляров (почва – переходная среда в завоева-нии членистоногими суши), С.С. Шварц (эволюционная экология ® палеэкология), и др. В 1926 г. была опубликована книга В.И. Вернадского "Биосфера" в которой впервые показана планетарная роль биосферы, как совокупности всех видов живых организмов. В 30-40-е годы составлены новые по экологии животных (К. Фредерикс – 1930 г., Ф. Болденгеймер – 1938). В это же время вышло много монографий и учебных пособий по географии растений, экологии животных и растений.

3. Период синэкологических исследований – с 1936 г. до наших дней

Английский  геоботаник Тенсли - один из создателей науки об экосистемах

Седьмой этап отражает новый подход к исследованиям природных систем – в основу его положено изучение процессов материально-энергетического об-мена, формирование общей экологии, как самостоятельной науки. Г. Гаузе в начале 40-х годов прошлого столетия провозгласил прин-цип конкурентного исключения, указав на важность трофических связей, как основного пути для потоков энергии через природные системы. Вслед за Гаузе, в 1935 г. английский ботаник А. Тенсли ввел понятие экосистемы, и этот год принято считать годом рождения общей экологии как науки, объектом которой являются не только отдель-ные виды и популяции видов, но и экосистемы, в которых биоценозы рассматриваются с биотопами, как единое целое.

Владимир  Николаевич Сукачев  один из создателей учения о биогеоценозах (экосистемах)

В общей  экологии с этого времени четко  выделились два направления –  аутэкология и синэкология. В  фитоценологии всеобщее признание  получила парадигма дискретности растительного  покрова, что объясняется стремлением  к классификационным работам.

Почти одновременно с А.Тенсли, В.Н. Сукачев в 1942 г., следуя Г.Ф. Морозову, разработал систему понятий о лесном биогеоценозе, как о природной системе, однородной по всем параметрам (растительному покрову, миру животных и микроорганизмов, по поверхностной горной породе, гидрологическим, почвенным, микроклиматическим условиям, по типу взаимодействий, обмена веществом и энергией между его компонентами и между ними и другими явлениями природы).

Биогеоценоз В.Н. Сукачева – практически полный аналог экосистемы А. Тенсли. Главное в его понятии – общая идея о единстве живой и неживой природы, общности круговорота веществ и превращениях энергии, которые можно выразить через объективные количественные характеристики. В том же 1942 г. американским ученым Р. Линдеманном были изложены основные методы расчета энергетического баланса экологических систем. С этого времени экосистемные исследования являются одними из основных направлений в экологии, а количественные определения функций экосистем и их компонентов (запасы и фракционная структура растительной массы, пулы углерода и др. химических элементов, параметры трофических цепей, и др.) являются одним из основных методов, дающими возможность прогнозировать и моделировать биологические процессы. Последнее, в свою очередь, вылилось в теоретическую, или количественную, экологию, которая становится все более востребованной (изучение динамики экосистем, их продуктивности, моделирование экологических процессов исключительно важны для экологических прогнозов, разработки природоохранных мер, профилактики эпидемических ситуаций и пр.). Работа по международным экологическим программам МАБ и ЧиБ (Человек и биосфера).

Восьмой этап. В современной биосфере одним из наиболее значимых факторов, определяющих ее состояние, стала деятельность человека. Возникающие в связи с этим проблемы выходят за рамки экологии как биологической науки, приобретают направленный социальный и политический характер (движения "зеленых", борьба за охрану природы, постановка экологических вопросов в повестки дня политических организаций, и пр.). Решение их должно включать все естественные науки вкупе с хозяйственно-экономическими, социальными, политическими аспектами, что входит в задачи социальной экологии, в которой особое положение занимает экология человека (медико-биологический и социальный подходы).

Крупный российский ученый-теоретик, наш современник  Н.Ф. Реймерс (1931-1993) общую экологию представил, как вершину естествознания – мегаэкологию, вокруг которой концентрируются другие научные дисциплины, связанные с актуальными проблемами цивилизации и угрозой экологического кризиса. Другой российский ученый – Н.Н. Моисеев (1917-2000), специалист в области системного анализа, моделирования и прогнозирования, математик с мировым именем считает, что дальнейшее развитие цивилизации должно происходить через коэвалюцию (совместную эволюцию) человеческого общества и биосферы – к ноосфере.

Особую  и важнейшую роль в становлении  и развитии экологии сыграл Владимир Иванович Вернадский – создатель учения о биосфере, намного опередивший свое время. Открытие биосферы В.И. Вернадским в начале ХХ столетия принадлежит к величайшим научным открытиям человечества, соизмеримым с теорией видообразования, законом сохранения энергии, общей теорией относительности, открытием наследственного кода у живых организмов и теорией расширяющейся Вселенной. В.И. Вернадский доказал, что жизнь на земле - явление планетарное и космическое, что биосфера - это хорошо отрегулированная за много сотен миллионов лет эволюции общепланетарная вещественно-энергетическая (биогеохимическая) система, обеспечивающая биологический круговорот химических элементов и эволюцию всех живых организмов, включая и человека. Не только составом атмосферы и гидросферы обязаны мы работе биосферы, но и сама земная кора – это продукт биосферы.

Может показаться странным утверждение о  том, что В.И. Вернадский открыл биосферу. Что ее открывать? Это не микроб какой-то. Биосфера огромна, и с ней постоянно  имеет дело каждый из нас. Мы живем, мы постоянно обитаем в ней. Да, мы обитаем в ней, но очень мало задумываемся о том, что этот наш  хрупкий дом уникален во Вселенной, что механизмы, его поддерживающие, очень тонкие, и могут легко  сломаться не только от падения большого метеорита на Землю, но и от нашего неразумного поведения.

«Спички детям не игрушка», - говорят родители и прячут подальше спички от детей, чтобы они не сделали пожар  и не сожгли дом, а вместе с домом  и самих себя. Современное человечество в биосфере очень напоминает этих глупеньких шаловливых детей, которым  в руки попали «спички» - мощные механизмы, прогрессивные технологии. Спрятать бы подальше от шалунов эти «спички», - да некому этого сделать. Нет родителей  дома, дети предоставлены самим себе.

Виктор  Борисович Сочава - российский геоботаник, внесший большой вклад в развитие экологии и биогеографии

Кроме уже  упомянутых выше имен, становление  экологии в первой половине и в  середине ХХ века в России было связано  с именами: Б.Г. Иоганзена, Г.А. Викторова, В.Н. Беклемишева, П.Д. Ярошенко, В.Г. Карпова, Г.И. Поплавской, Т.А. Работнова, Т.К. Горышиной, В.Д. Александровой, Б.А. Тихомирова, В.И. Василевича, Л.Е. Родина, Е.М. Лавренко, В.Б. Сочавы и др. Из зарубеж-ных ученых ХХ столетия следует выделить следующих: А. Пирса, В. Шелфорда, В. Мак-Дуголла, Ю. Одума, Э. Пианку, Р. Риклефса, Ф. Рамаду и др. Многие из перечисленных исследователей являются авторами моногра-фий, учебников и учебных пособий. Здесь мы поместили  портреты далеко не всех ученых, внесших  большой вклад в создание и  развитие науки экологии. Но вглядитесь внимательно в их лица, и вы убедитесь  в том, насколько проницателен их взгляд. Они уже ушли в мир иной, а их гениальными прозрениями  мы пользуемся сегодня, наши дети и  внуки будут пользоваться завтра.

Евгений Михайлович Лавренко - российский геоботаник, внесший большой вклад в развитие геоботанической картографии и теорию степных экосистем

Нелегким  был путь этих людей на Земле. Всякому, кто приносит новое и непонятное, в нашем обществе уготованы тернии. Редко, кто из этих мыслителей при жизни заслужил положенные ему лавры. Слава к ним пришла либо в конце жизни, либо после смерти. Но что им слава... Ведь они первыми проникли в неведомое, первыми увидели и поняли то, что до них не видел и не понимал никто. Все они по-настоящему были счастливыми людьми.

На занятиях и в дальнейшей своей жизни  вы еще познакомитесь с работами многих из них и расскажите о них  своим ученикам. 
 


Таким образом, мы выделили восемь этапов в становлении и развитии экологии:

Первый этап – отражает примитивные знания, накапливаемые людьми, в т.ч. первобытными, в процессе тесного общения с природой и ведения натурального хозяйства. Начался за много веков до новой эры и завершился в первые века до новой веры.

Второй этап – накопление фактического материала, но уже античными учеными, средневековый застой. Период: I-III век до н.э. – XIV век н.э.

Третий этап – продолжение сбора и первые попытки систематизация колоссального фактического материала, накопленного с началом великих географических открытий и колонизацией новых стран – в эпоху Возрождения. Период: с IV по XVIII век включительно.

Четвертый этап – связан с крупными ботанико-географическими открытиями, способствовавшими дальнейшему развитию экологического мышления; предпосылка экологических идей; выделены экология растений и экология животных. Период: конец XVIII – начало XIX века.

Пятый этап – становление эволюционной экологии, углубление экологических исследований, начало изучения взаимосвязей. Период: с начала XIX века до второй половины (1866 г.) XIX века

Шестой этап – определение понятия "экология", доминирование исследований аутэкологического направления – изучение естественной совокупности видов, непрерывно перестраивающихся применительно к изменению факторов среды, т.е. факториальной аутэкологии. М.С. Гиляров называл этот этап временем факториального редукционизма. Период: со второй половины (1866 г.) XIX до середины (1936 г.) XX века.

Седьмой этап отражает новый – системный, подход к исследованиям природных систем, формирование общей экологии, как самостоятельной фундаментальной биологической науки, доминирование синэкологического направления – изучение процессов материально-энергетического обмена, развитие количественных методов и математического моделирования. Период: 40-70 гг. XX века. Специфика этого этапа – мнение о примате конкурентных отношений в биоценозах и принижение значимости эволюционных факторов, господство парадигмы дискретности.

Восьмой этап – "экологизация" науки; становление экологических наук, учитывающих деятельность Человека, т.е. социальной и политической направленности. Возрастание интереса к изучению популяций (демэкология), динамики формирования биогеоценозов в связи с антропогенными нарушениями. Большое внимание уделяется стационарным исследованиям. Основная методология – системный анализ. Одно из главных направлений – длительный экологический мониторинг разных уровней (наземный, региональный, глобальный и пр.). Период: с 80-х годов XX века по настоящее время. Специфика – отказ от примата конкурентных взаимоотношений в ценозе; в фитоценологии смена парадигмы дискретности на парадигму континуальности; развитие методов и теории экологического мониторинга.В последнее десятилетие произошло объединение ряда тенденций последних периодов. Учеными признается как континуальность, так и дискретность растительного покрова – в природе есть и то и это, формируется новая парадигма – биологического разнообразия.  
 


7.  Основные понятия  экологии 


  Основной (элементарной) функциональной единицей биосферы есть экосистема. Экосистема — единый естественный комплекс, образованный за длинный период живыми организмами  и средой, в которой они существуют, и где все компоненты тесно  связаны обменом веществ и  энергии. Но, в соответствии с представлением Ю. Одума, не всякая комбинация жизнь-среда — может быть экосистемой. Ею может стать лишь среда, где имеет место стабильность и четко функционирует внутренний кругооборот веществ. Выделяют микроэкосистемы (пенек с грибами, небольшое болото), мезоэкосистемы (участок леса, озеро, водохранилище) и макроэкосистемы (континент, океан). Глобальной экосистемой есть биосфера нашей планеты. Часто экосистему отождествляют с биогеоценозом. И. Дедю считает, что категории экосистема и биогеоценоз совпадают на уровне растительной общности и принципиально различаются лишь выше и ниже этого уровня. «Экосистема» — понятие более общее. Компоненты биогеоценоза — биотоп и биоценоз. Биотоп — однородное за абиотическими факторами среды пространство, занятое биоценозом (то есть место жизни вида, организма), а биоценоз — сообщество организмов (продуцентов, консументов и редуцентов), которые живут в границах одного биотопа. Понятие «биоценоз» — условное, поскольку вне среды существования организмы жить не могут, но ним удобно пользоваться в процессе изучения экологических связей между организмами.

  В зависимости от местности, отношение  к человеческой деятельности, степени  насыщения, полноценности и т.п. различают  биоценозы суши, воды, естественные и антропогенные, насыщенные и ненасыщенные, полночленные и неполночленные.

  Во  время изучения экосистем характеризуют: 1) их видовой или популяционный  состав и количественное соотношение  видовых популяций; 2) пространственное распределение отдельных элементов; 3) совокупность всех связей, в первую очередь - цепей питания.

  Экосистемы  — открытые термодинамические функционально  целостные системы, которые существуют за счет поступления из окружающей среды энергии и частично вещества и которые саморазвиваются и саморегулируются.

  Одним из важных экологических понятий  есть гомеостаз. Гомеостаз — состояние  внутреннего динамического равновесия естественной системы (экосистемы), которое  поддерживается регулярным восстановлением  ее основных элементов и вещественно-энергетического  состава, а также постоянным функциональным саморегулированием компонентов. Гомеостаз  есть характерным и необходимым  для всех естественных систем —  от атома и организма к космическим  образованиям.

  Все популяции имеют свойства, благодаря  которым они поддерживают свою численность  на оптимальном уровне в условиях среды, которые постоянно изменяются. Эти свойства и являются гомеостазом.

  Вид (биологический) — совокупность организмов с родственными морфологическими признаками, которые могут скрещиваться друг с другом и имеют общий генофонд. Это основная структурная единица  в системе живых организмов. Вид  подчинен роду, но имеет подвиды  и популяции. Виды имеют морфологические, физиолого-биохимические, эколого-географические (биогеографические) и генетические характеристики.

  Популяция — совокупность особей одного вида с одинаковым генофондом, которая  живет на общей территории на протяжении многих поколений.

  Естественная  среда — это все живое и  безжизненное, что окружает организмы  и с чем они взаимодействуют. Различают воздушную, водную и грунтовую  среду, последним может быть и  тело другого организма (для паразитирующих организмов).

  Основные  экологические понятия и термины

  Биомасса  — это общая масса особей одного вида, групп видов или сообщества в целом (растения, животные, микроорганизмы), которое приходится на единицу поверхности (объема), места. проживания (в сыром или сухом виде). Выражают биомассу в килограммах на гектар, граммах на квадратный или кубический метр или в джоулях (единицах энергии). Наибольшую биомассу на суше среди гетеротрофов имеют беспозвоночные и грунтовые микроорганизмы (биомасса дождевых червей может достигать 1000—1200 кг/га), около 90% биомассы биосферы приходится на биомассу наземных растений, которые с помощью. фотосинтеза — биосферного процесса — усваивают свободную энергию и обеспечивают существование всего живого. Началом биологического кругооборота веществ есть именно фотосинтез. Но механизм фотосинтеза остается тайной для ученых и поныне. Есть несколько гипотез, которые объясняют механизм этого явления. Одна из последних - фотовольтаичная Г. Комисарова.

  Наибольшей  есть биомасса тропических лесов (до 1700 т/га), а наименьшей — тропических  и субтропических пустынь (около-2,5 т/га). Биомасса луговых степей составляет 250 ц/га (наземная), лесной полосы (Полесье) -до 3500—4000 (наземная) и 960 ц/га (подземная).

  Наземные  растения за массой почти в 100 раз  превышают наземных животных, а масса  травоядных в столько же раз большая  за массу хищников.

  Скорость  продуцирования биомассы на данной площади  за единицу времени называют биопродуктивностью. Она может быть первичной (производительность, продуцентов) и вторичной (биомасса, которую продуцируют консументы и организмы которые разлагаются).

  Первичная производительность материков составляет около 53 млрд т органического вещества, Мирового океана — до 30 млрд т. На суше основным источником первичной биомассы являются тропические леса, леса Полесья и Сибири, в океане — зоны подъема обогащенных фосфором и азотом глубинных вод возле материков в тропиках, а также материковые мели холодных морей.

  Подсчитано, что ныне ежегодной биомассы планеты, которую собирает человечество, уже  недостаточно для питания населения  Земли, а вся биосфера способная  прокормить не большее 7-10 млрд человек. Поэтому в ближайшее время следует прекратить обеднение биосферы и повысить ее производительность менимум вдвое.

  На  протяжении последних десятилетий  все более часто употребляется  термин «агроценоз». Агроценозы — молодые биоценозы, которые формируются в наше время, характеризуются видовой бедностью и однообразием и поддерживаются человеком благодаря разработанной ею системе агротехнических и агрохимических мероприятий. Это вторичные, видоизмененные человеком биогеоценозы (поля, огороды, сады, подводные плантации мидий и т.п.).

  В агроценозах регуляторные связи очень ослаблены, что приводит к резкому увеличению численности вредителей и возбудителей разных болезней. Но агроценозы дают человечеству до 90 % продуктов питания.

  Агроценозы - результат экстенсивного разорения земель, суперирригаций и неграмотных мелиораций, активного выпаса скота, вырубки лесов, суперхимизации земель, а также продолжительного выращивания одних и тех же культур на одних и тех же полях. Они существуют сравнительно с естественными очень непродолжительное время (зерновые агроценозы — год, садовые — 30-40 лет).

  Агроценозы — следствие антропогенного обмена веществ, которое есть экологически очень несовершенным, незамкнутым, так как на входе этого обмена являются естественные ресурсы, а на выходе — агрохимические, промышленные и бытовые отходы, которые не возвращаются на производство, не депонируются и не разлагаются, как это обычно происходит в биосфере миллионы лет.

  Важными есть также понятие биологический маленький и геологический большой кругооборот веществ, а также круговороты воды, азота, углекислого газа как главнейших, с экологической точки зрения, компонентов атмосферы, а также кругообороты серы, фосфора, углерода как важнейших жизненных веществ биосферы.

  Кругооборот веществ — это их многоразовое участие в естественных процессах, которые извечно происходят в  геосферах. Большую роль в кругооборотах  веществ, а точнее химических элементов, играют живые организмы, на что впервые  обратил внимание французский ученый Ж. Ламарк. В. Вернадский исследовал этот вопрос и сформулировал основные законы биогеохимического кругооборота.

  Маленький, или биологический (биотический), кругооборот  имеет место в границах маленьких  экосистем, большой (геологический) в  границах планеты, между океанами и  континентами. Во время кругооборота происходит кругообразная циркуляция веществ между воздухом, грунтом, водой, растениями, животными и микроорганизмами, минеральные вещества, нужные для  жизни, поглощаются, трансформируются, поступают из окружающей

  среды в состав растительных организмов, а от них через цепи питания  в виде органических веществ —  к животным, дальше через звено  редуцентов - сновс в окружающую среду (в грунты, воды, воздух) в виде неорганических веществ.

  Благодаря наличию в атмосфере и гидросфере большого резервного фонда углерода, азота, кислорода, серы, фосфора круговороты  могут относительно быстро саморегулироваться.

  Во  время биологического кругооборота происходят очень характерные изменения  энергии в процессе перехода с  одного трофического уровня на другого. В трофический кругооборот экосистемы в среднем поступает около 1 % солнечной  энергии, на следующие высшие трофические  равные из низших переходит лишь 10 % усвоенной организмами энергии, а 80-90 % рассеиваются в экосистеме в виде тепла. Растения используют солнечную энергию с эффективностью от 0,1 до 1 %. Растенеядные животные потребляют около 10 % энергии, аккумулированной растениями, хищники — до 10 % накопленной травоядными животными (их биомассы), то есть всего около 0,001 % солнечной энергии, которая поступает на Землю. Этот факт разрешил построить экологические пирамиды биомасс, энергии, экосистем.

  Приведем  еще несколько важных экологических  понятий.

  Гомеостаз — состояние внутреннего динамического  равновесия естественной системы, которая  поддерживается путем регулярного  восстановления основных ее структур, вещественно-энергетического состава т.е. постоянной функциональной саморегуляции ее компонентов. Это состояние характерный для всех природнил систем — от атома и организма к Галактике.

  Иерархия  экосистем - функциональное подчинение (принадлежность мелких и простых  систем к больших и более сложных) экосистем разного уровня организации. Иерархический ряд имеет такой вид: биогеоценоз — биогеоценотический комплекс - ландшафт (ландшафтная провинция) - естественный пояс - биогеографическая область (подсфера биосферы, или экосистема суши, океана, атмосферы, глубин Земли) - биосфера. Экосистемы каждого уровня имеют свой кругооборот веществ.

  Катаценоз — заключительная стадия вымирания биотической общности, деградация биотической среды.

  Климакс — завершающая фаза биогеоценотической сукцессии; завершающий этап развития биогеоценозов в данных условиях существования; завершающая довольно стойкая фаза (не изменяется на протяжении десятилетий) естественной биогеноценотической су-кцессии, которая наибольшее отвечает экологическим условиям данной местности в определенный период геологического времени.

  Негентропия — величина, обратная энтропии; мера отдаленности от состояния энергетического равновесия, стремление к неравномерности. Негентропия увеличивается с возрастанием организованности системы. Организмы и экосистемы имеют значительную негентропию.

  Принцип Реди — живое происходит от живого, а между живым и безжизненным веществом существует непереходная граница.

  Сукцессия - последовательное изменение биоценозов, которое возникает на одной и  той же территории (биотопе) под влиянием естественных или антропогенных  факторов. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


• Заключение
 


     Всё сказанное выше, красноречиво обобщается высказыванием академика С.С. Шварца: «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.». 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 


• Список  литературы
 

• 1. Радкевич В.А., Экология: Учебник. – 3-е изд., переработано и дополнено – Мн.: Высшая Школа, 1997 г.
• 2. Киселёв В.Н., Основы экологии: Учебное пособие – МН.: 1998 г.
• 3. Чернова Н.М., Былова А. М., Экология: Учебное пособие для студентов биологических специальностей – 2-е издание, переработанное – М.: Просвещение, 1988 г.
• 4. Радкевич В.А., Экология: Учебник. – 3-е изд., переработано и дополнено – Мн.: Высшая Школа, 1997 г.
• 5. Киселёв В.Н., Основы экологии: Учебное пособие – МН.: 1998 г.
• 6. Чернова Н.М., Былова А. М., Экология: Учебное пособие для студентов биологических специальностей – 2-е издание, переработанное – М.: Просвещение, 1988 г.