РОЗДІЛИ І ТЕМАТИКА ЕКОЛОГІЇ ТА ЗВ’ЯЗОК її З ІНШИМИ НАУКАМИ

Для того щоб краще зрозуміти предмет і завдання екології як науки, схарактеризуємо взаємозв’язки її з іншими біологічними науками, скориставшись прийомом Ю. Одума (1975). Образно зобразимо структуру біології у вигляді «шарового пирога» (рис. 1.1). Розрізавши його на куски по горизонталі, отримаємо фундаментальні науки – молекулярну біоло-

гію, морфологію, фізіологію, генетику, теорію еволюції, біологію розвитку, екологію та ін., що вивчають основні властивості життя і не обмежуються дослідженням окремих груп організмів. Якщо розріжемо цей «пиріг» по вертикалі, то дістанемо «таксономічні» науки, що займаються вивченням природних груп живих організмів, – ботаніку, зоологію, мікробіологію та ін. Кожна з цих наук об’єднує окремі науки, що мають справу з порівняно вузькою групою живих організмів. Відповідно до цього зоологію можна розділити на протозоологію, ентомологію, іхтіологію, орнітологію і т. д.

Екологія належить до фундаментальних розділів біології і є складовою частиною всього таксономічного підрозділу. Тому можна говорити про екологію рослин, екологію тварин, екологію мікроорганізмів та ін. Розглядаючи більш часткові елементи цих розділів, можна виділити екологію людини, птахів, риб, комах тощо.

У свою чергу екологія поділяється ще на чотири горизонтальні рівні (рис. 1.2), що відповідають різним рівням біологічної організації: від особини (аутекологія) через популяцію (демекологія) і співтовариство (синекологія) до екосистеми (екологія екосистем) і біосфери (екологія біосфери).

З метою точнішого визначення сфери компетенції екології розглянемо спектр рівнів організації живої матерії. Його можна представити у вигляді такої послідовності:

Екологія

Сфера компетенції екології простягається від організменого рівня до біосфери, серед яких стрижневим є рівень екосистем. У поле зору екології потрапляють закономірності взаємовідносин і взаємозв’язків окремих особин та їх популяцій між собою і з умовами неорганічного середовища. Екологія розглядає в основному той бік взаємодії організмів із середовищем, який зумовлює розвиток, розмноження та виживання особин, структуру й динаміку чисельності популяцій і співтовариств та їхню роль у біоценозах. Наприклад, фізіолог вивчає залежність від температури процесів, які відбуваються в організмі, еколог же вивчає, як впливають зміни температури на інтенсивність розмноження і плодовитість організмів, тривалість їх онтогенезу, на характер трофічних зв’язків, швидкість і напрямок біологічних процесів, що беруть участь у колообігу речовин в екосистемах.

Взаємовідносини особин або груп особин того чи іншого виду з умо-нами середовища є предметом одного з основних розділів загальної екології – аутекології. Для еколога важливі ті взаємостосунки, які дають змогу з’ясувати місце і роль досліджуваного виду та зумовлюють найголовніші його зв’язки з іншими належними до екосистеми видами.

Як окремий підрозділ аутекології можна розглядати популяційну екологію (демекологію), завданням якої є вивчення структури й динаміки чисельності популяції окремих видів. Демекологія пов’язана з вирішенням таких проблем, як механізми регуляції чисельності організмів, оптимальна густота і допустимі норми їх відбору з популяцій використовуваних видів, наприклад у разі промислового лову, знищення або ослаблення популяцій у випадку боротьби з шкідниками сільського господарства. До аутекології дуже близька етологія – наука про поведінку тварин.

Вивченням живої природи на рівні екологічних систем займається синекологія, або біоценологія, тобто вчення про співтовариство рослин, тварин і мікроорганізмів, їх взаємодії один з одним і з неорганічним середовищем проживання. Нині біоценологія переросла в науку про екосистеми, яку стосовно до біоценозів суші називають біогеоценологією.

Прикладна екологія охоплює такі підрозділи, як раціональне використання природних ресурсів, охорону навколишнього природного середовища, науки про соціально-економічні фактори впливу на довкілля та науки про техногенні фактори його забруднення. До розділу наук про соціально-економічні фактори впливу на довкілля (соціоекологія) входять такі підрозділи, як екологічна освіта, екологічне право, екологія народонаселення, урбоекологія, екологічний менеджмент, екологічний аудит, міжнародна та національна екополітика тощо. До розділу наук про техногенні фактори забруднення навколишнього природного середовища (техногенна екологія) належать такі підрозділи, як екологія промисловості, енергетики, агроекологія, екологічні проблеми транспорту, військово-промислового комплексу, космосу, рекреаційної справи тощо. Кожний з цих розділів поділяється на підрозділи. Зокрема, екологія промисловості об’єднує такі підрозділи, як екологічні проблеми хімічної, металургійної, паливної, електричної, машинобудівної, легкої, лісогосподарської промисловості та будматеріалів, харчових виробництв тощо. Агроекологія поділяється на агрохімічну й меліоративну екологію та екологію тваринництва.

Екологічні проблеми харчових виробництв пов’язані з вирішенням завдань запобігання забрудненню харчової продукції шкідливими для здоров’я людини речовинами. До них належать речовини, що потрапляють у продукти харчування у процесі технологічної переробки та транспортування, а також через повітря, воду й ґрунт. Сюди належать також забруднення компонентами пакувальних матеріалів та мікроорганізмами. Для виробництва харчових продуктів слід використовувати такі технології, які завдають мінімальної шкоди довкіллю або не завдають її зовсім. Однак чи можна розглядати екологічні проблеми транспорту, харчових виробництв та інші розділи як складові частини прикладної екології? Так, проте в цьому випадку мається на увазі не одне окреме виробництво, а всі виробництва харчової галузі, які вирішують спільну проблему разом з іншими галузями промисловості зокрема і антропогенної діяльності загалом. У підсумку можна сказати, що прикладна екологія ставить на меті забезпечення стійкої динамічної природної рівноваги в біосфері (космосі), здатної до самовідновлення та саморегулювання.

Тематика екології часто перетинається з тематикою інших галузей біології: фізіології, генетики, біофізики, теорії еволюції тощо. Це визначає формування багатьох проміжних і синтетичних напрямів, таких як цитоекологія, екологічна фізіологія, продукційно-енергетична екологія, еволюційна екологія та ін.

Екологія тісно переплітається з небіологічними науками – фізикою, хімією, геологією, географією та ін. Екологічний підхід до вирішення географічних і фізико-географічних проблем наочно виявляється в гідробіології: вивчення сукупності організмів, які населяють товщу води і дно, проводять разом з дослідженнями різних факторів води, припливно-відпливних явищ, циркуляції водяних течій тощо.

На стику з геологією і палеонтологією виникла палеоекологія, яка відтворює екологічні зв’язки вимерлих видів рослин і тварин на основі будови викопних форм та умов їх захоронення. В результаті поєднання екологічного підходу з принципами ландшафтознавства з’явилась екологія ландшафту – напрямок, який тісно пов’язаний з проблемами раціонального використання, відтворення та охорони природних ресурсів. Впровадження в екологію принципів термодинаміки породило продукційно-енергетичну екологію, яка досліджує закономірності розсіювання потоку енергії в трофічних ланцюгах. Залучення даних про вплив живих організмів на кору вивітрювання сприяло створенню В. В. Докучаєвим сучасного ґрунтознавства.