Предмет и направления экологии

Введение

Жизнь человека, общества, существование  цивилизации на планете неразрывно связаны с природными условиями. Успехи научно-технической революции, бурным развитием которой ознаменовалась вторая половина ХХ века, лишь на короткий период были восприняты с оптимизмом как свидетельство торжества  человеческого разума, как предпосылка  к будущему благоденствию на основе покорения природы. Очень скоро  пришло горькое разочарование: загрязнение  окружающей среды, истощение природных  ресурсов, неконтролируемый рост населения  ясно обозначили угрозу надвигающегося глобального экологического кризиса.

На протяжении почти двух веков слова слепого  провидца Жана-Батиста Ламарка: "Человеку суждено истребить самого себя, после  того, как он сделает Землю непригодной  для обитания" долгое время оставались непонятыми.

Экологическая культура призвана противостоять технократическим стереотипам, чтобы роковой ход  истории цивилизации был исправлен и биосфера будущего не осталась безлюдной. В приоритеты научно-технического прогресса постепенно включается спасение природы, сохранение естественной среды обитания людей. Возможностей для самовосстановления и самоочищения природных систем остается все меньше.

2.Экология

2.1 Предмет и направления экологии

     И Термин "экология" был впервые введен в 1866 г. немецким биологом Эрнестом Геккелем в работе "Всеобщая морфология организмов" для обозначения науки об отношениях растительных и животных организмов между собой и с окружающей средой. Слово экология происходит от греческих слов экос - дом, жилище, среда обитания и логос-наука (изучение). В более обобщенном смысле под экологией понимается область знаний, рассматривающая совокупность природных объектов, явлений и процессов, по отношению к объекту или субъекту, принимаемому за центральный объект этой совокупности. Этим центральным объектом может быть тот или иной вид растения или животного, популяция (сообщество организмов одного вида, обитающих в пределах единого ареала) или человек как один из видов живых существ, обитающих на Земле, и при этом оказывающий воздействие на ее природу несравнимо большее, чем любой другой вид или популяция. Поскольку взаимодействие организмов между собой и окружающей их средой всегда системно, то есть всегда реализуется в форме некоторых систем взаимосвязей, поддерживающихся обменом вещества, энергии и информации, основным объектом исследования экологии являются экосистемы. Самой крупной в иерархии экосистем является биосфера. Учение о биосфере - это обширная область знания о функционировании и развитии биосферы, включающая в себя целый ряд научных направлений естественнонаучного и гуманитарного профилей.

     В настоящее время экология представляет собой разветвленную систему наук. Она делится на общую экологию, изучающую закономерности связи со средой, присущие всем группам организмов, и на частные направления, по экологической специфике отдельных групп (экология микроорганизмов, растений, млекопитающих, птиц, рыб, насекомых и т. п.). В ней выделяются такие области, как аут- и синэкология, экология популяций: аутоэкология изучает взаимоотношение особи или вида с ОС, синэкология - взаимодействие сообществ организмов с ОС, демэкология -отношения популяций со средой. Физиологическая экология выявляет закономерности физиологических изменений, лежащих в основе адаптации организмов. В последние годы развивается биохимическая экология, внимание которой направлено на молекулярные механизмы приспособительных преобразований в организмах в ответ на изменение среды. Палеоэкология изучает экологические связи вымерших групп, эволюционная экология -экологические механизмы преобразования популяций, морфологическая экология - закономерности строения органов и структур в зависимости от условий обитания. Основной предмет геоботаники - закономерности сложения и распределения фитоценозов. Экологической наукой является гидробиология. Выделяют также экологию наземных экосистем, экологию ландшафтов и т. п.

     Особую область составляет математическая экология, задачей ее является перевод эмпирически накопленных сведений и закономерностей в математические модели, которые позволяют прогнозировать состояние и поведение популяций и сообществ. В последнее время развивается экология человека, включающая в себя и целый ряд социальных проблем.

     Экологическое направление получили многие общественные науки, что отразилось в появлении экологической этики, экологического права, экологического менеджмента (изучает управление взаимодействием общества и природы на основе использования экономических, административных, социальных, технологических и информационных факторов с целью достижения планируемого качества окружающей среды).

2.2 Основные этапы развития экологии

     Первые попытки обобщения сведений об образе жизни, зависимости от внешних условий, характере распределения животных и растений встречаются еще в трудах античных философов: Аристотель (384-322 до н. э.) описал свыше 500 видов известных ему животных и рассказал об их поведении, например о миграциях и зимней спячке рыб, перелетах птиц, строительной деятельности животных, паразитизме кукушки, способе самозащиты у каракатицы и т. д. Ученик Аристотеля, "отец ботаники" Теофраст Эрезийский (371-280 до н. э.) привел сведения о своеобразии растений в разных условиях, зависимости их формы и особенностей роста от почвы и климата.

В средние  века интерес к изучению природы  ослабевает, заменяясь господством  богословия и схоластики.

Великие географические открытия в эпоху  Возрождения, колонизация новых  стран послужили толчком к  развитию систематики. Описание растений и животных, их внешнего и внутреннего  строения, разнообразия форм-главное содержание биологической науки на ранних этапах ее развития. Первые систематики- А. Цезальпин (1519-1603), Д. Рей (1623-1705), Ж. Турнефор (1656-1708) и другие сообщали и о зависимости растений от условий произрастания или возделывания, о местах их обитания и т. п. Сведения о поведении, повадках, образе жизни животных, которыми сопровождалось описание их строения, называли "историей" жизни животных.

Много путешествий по неизведанным краям  было организовано в XVIII в. В трудах С. П. Крашенинникова, И.И.Лепехина, П.С.Палласа и других русских географов и натуралистов указывалось на взаимосвязанные изменения климата, растительности и животного мира в различных частях обширной страны. П. С. Паллас в своем капитальном труде "Зоография" подробно описал образ жизни 151 вида млекопитающих и 425 видов птиц и такие биологические явления, как миграции, спячка, взаимоотношения родственных видов и т. п.

Жан Батист Ламарк (1744-1829), автор первого эволюционного  учения, считал, что влияние "внешних  обстоятельств"- одна из самых важных причин приспособительных изменений  организмов, эволюции животных и растений.

Появились первые специальные работы, посвященные  влиянию климатических факторов на распространение и биологию животных, например книга немецкого зоолога  К. Глогера об изменениях птиц под влиянием климата (1833) и датчанина Т. Фабера об особенностях биологии северных птиц (1826), К. Бергмана о географических закономерностях в изменении размеров теплокровных животных (1848). А. Декандоль в "Географии растений" (1855) подробно описал влияние отдельных факторов среды (температуры, влажности, света, типа почвы, экспозиции склона) на растения и обратил внимание на повышенную экологическую пластичность растений по сравнению с животными.

К. Ф. Рулье разработал широкую систему экологического исследования животных, "зообиологии" в его понимании, и оставил ряд трудов типично экологического содержания, например типизацию общих особенностей водных, наземных и роющих позвоночных .

В 1859 г. появилась книга Ч. Дарвина "Происхождение  видов путем естественного отбора.

Как уже  упоминалось, термин "экология" был  введен в 1866 г. немецким биологом Эрнстом  Геккелем для обозначения науки  об отношениях организмов между собой  и с окружающей средой.

Термин  прижился не сразу и получил всеобщее признание лишь к концу XIX в. Во второй половине XIX столетия содержанием экологии было в основном изучение образа жизни животных и растений, а так же их адаптации к климатическим условиям: температуре и световому режиму, влажности и т. д.

В начале XX столетия оформились экологические  школы гидробиологов, фитоценологов, ботаников и зоологов, в каждой из которых развивались определенные стороны экологической науки. На III ботаническом конгрессе в Брюсселе в 1910 г. экология растений официально разделилась на экологию особей (аутэкологию) и экологию сообществ (синэкологию). Это деление распространилось также на экологию животных, равно как и на общую экологию. Появились первые экологические сводки-руководство к изучению экологии животных Ч. Адамса (1913), книги В.Шелфорда о сообществах наземных животных (1913), С. А. Зернова по гидробиологии (1913). В 1913-1920 гг. были организованы экологические научные общества, основаны журналы, экологию начали преподавать в университетах.

К 30-м  годам, после разносторонних исследований и дискуссий, выкристаллизовались  основные теоретические представления  в области биоценологии: о границах и структуре биоценозов, степени  устойчивости, возможности саморегуляции этих систем. Углублялись исследования типов взаимосвязей организмов, лежащих в основе существования биоценозов. Разрабатывалась соответствующая терминология.

Для развития идей общей биоценологии большое  значение имели фитоценологические исследования В. Н. Сукачева, Б. А. Келлера, В. В. Алехина, Л. Г. Раменского, А. П. Шенникова, Ф. Клементса в Америке, К. Раункиера в Дании, Г. Дю Рие в Швеции, И. Браун-Бланке в Швейцарии. Были созданы разнообразные системы классификации растительности на основе морфологических (физиономических), эколого-морфологических, динамических и других особенностей сообществ, разработаны представления об экологических индикаторах, изучены структура, продуктивность, динамические связи фитоценозов.

В разработку физиологических основ экологии растений, продолжая традиции К. А. Тимирязева, много ценного внес Н. А. Максимов.

В 30-х  годах оформилась новая область  экологической науки - популяционная  экология. Основоположником ее следует  считать английского ученого  Ч. Элтона. В своей книге "Экология животных" (1927) Элтон переключает внимание с отдельного организма на популяцию как единицу, которую следует изучать самостоятельно, так как на этом уровне выявляются свои особенности экологических адаптаций и регуляций. Центральными проблемами популяционной экологии стали проблемы внутривидовой организации и динамики численности.

В развитие популяционной экологии большой  вклад внесли С. А. Северцов, С. С. Шварц, Н. П. Наумов, Г. А. Викторов, работы которых во многом определяют современное состояние этой области науки.

С начала 40-х годов в экологии возник принципиально  новый подход к исследованию природных  экосистем. В 1935 г. английский ученый А. Тенсли выдвинул понятие экосистемы, а в 1942г. В. Н. Сукачев обосновал представление о биогеоценозе. В этих понятиях нашла отражение идея о единстве совокупности организмов с абиотическим окружением, о закономерностях, которые лежат в основе связи всего сообщества и окружающей неорганической среды,-о круговороте вещества и превращениях энергии. Начались работы по точному учету продуктивности водных сообществ (Г. Г. Винберг, 1936). В 1942 г. американский ученый Р. Линдеман опубликовал статью с изложением основных методов расчета энергетического баланса экологических систем. С этого периода стали принципиально возможными расчеты и прогнозирование предельной продуктивности биоценозов в конкретных условиях среды.

2.3 Основные цели и задачи экологии

Основные  цели развития фундаментальных исследований в области экологии определяются важными хозяйственными проблемами: необходимостью интенсифицировать производство и повышать экономическую эффективность использования природных ресурсов, сохраняя при этом окружающую среду. На первый план выдвигаются вопросы биологической продуктивности и стабильности природных и искусственных сообществ. Эти проблемы могут быть решены только совместными усилиями экологов всех стран, поэтому широко реализуется международное сотрудничество в области глобальной экологии.

В настоящее  время ясно осознана опасность экологического кризиса, возможности катастрофических неравновесных преобразований планетарной  системы в связи с широкой  экстенсивной хозяйственной деятельностью  человека. Возможности предотвращения этого кризиса могут быть найдены только на основе развития экологических знаний. Действенная сила экологических знаний помогает правильно использовать природные ресурсы, управлять численностью популяций, находить новые решения сельскохозяйственных проблем, новые принципы организации промышленных производств.

Современная экология не только изучает законы функционирования природных и техногенных  систем, но и ищет пути гармонического взаимоотношения природы и общества, от характера которого зависят не только здоровье людей и их экономическое процветание, но и сохранение человека как биологического вида. Решение экологических проблем требует огромной работы во всех областях науки и техники. Поэтому идеи и проблемы экологии всемерно проникают в другие научные дисциплины и внедряются в общественное развитие. Этот процесс получил название экологизации.