Определение экологии как науки. Краткая история экологии.
Слово экология образовано от греческих «ойкос» (что означает дом, жилище, местообитание, убежище) и «логос» (наука). В буквальном смысле экология – это наука об организмах «у себя дома».
В настоящее время большинство исследователей считает, что экология – это наука, изучающая отношения живых организмов между собой и окружающей средой или наука, изучающая условия существования живых организмов, взаимосвязи между средой, в которой они обитают.
Возникновение экологии связано с идеями всестороннего, системного подхода к действительности. Особенность экологического подхода определяется тем, что в представление об экосистеме входят две крупные подсистемы. Одна из них помещается в центре и рассматривается как главный объект, а другая как окружающая среда, с которой центральный объект обменивается информацией, веществом и энергией. Все связи оцениваются, прежде всего, по их воздействию на установленный объект.
Следовательно, основным содержанием экологии становится исследование взаимоотношений организмов друг с другом и со средой на популяционно-биоценотическом уровне и изучение жизни биологических макросистем более высокого ранга: биогеоценозов и биосферы, их продуктивности и энергетики. Отсюда очевидно, что предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, биоценозы, экосистемы), их динамика во времени и пространстве. Задачи экологии связаны с изучением динамики популяции, к учению о биогеоценозах и их системах, выявлению закономерностей и процессов существования макросистем, в также поиск рациональных путей управления системами в условиях неизбежной индустриализации и урбанизации нашей планеты.
Экология - один из сравнительно молодых и стремительно развивающихся разделов биологии. Тем не менее, в той или иной степени взаимоотношение организмов со средой изучают разные разделы биологии (табл. 1,). Экология затрагивает лишь те стороны, которые связаны с изучением развития, размножения и выживания особей, структуру и динамику популяций и сообществ.
Тесные связи экологии установились с физиологией, в результате чего выделилось и успешно функционирует такое направление, как экологическая физиология. Экологические и физиологические методы взаимно пронизывают обе науки. Также тесно происходит взаимодействие экологии с морфологией, дав нам такие направления, как экологическая морфология и экологическая эмбриология.
Таблица 1 – Классификация биологических наук (по Б.Г. Иоганзену, 1959)
| Общие науки | Частные науки | Комплексные науки |
| Систематика | Микробиология | Гидробиология |
| Морфология | Ботаника | Аэробиология |
| Физиология | Зоология | Почвоведение |
| Экология | Антропология | Паразитология |
| Генетика | ||
| Биогеография | ||
| Эволюционное учение |
Экология тесно связана с систематикой, так, последняя не может обойтись без экологических критериев для точного определения изучаемых видов. Существует тесная связь экологии с эволюционным учением и генетикой. Сейчас уже не вызывает сомнения тот факт, что в природе имеют место экологические механизмы эволюции, исследование которых должно вестись при совместной работе экологов, генетиков и эволюционистов.
На базе экологии стало возможно развитие таких дисциплин, как биогеография, этиология, палеоэкология. Геоморфология и почвоведение сблизились с экологией, поскольку многие процессы образования и разрушения почв происходят при участии животных и растений.
Выясняя характер влияния физических факторов среды на организм и ответные реакции последних, экология не обходится без таких небиологических наук, как климатология, метеорология, физическая география.
Достижения экологии успешно применяются в сельском, охотничье-промысловом, лесном хозяйствах, медицине, ветеринарии, при проведении мероприятий по охране природы, рациональном природопользовании ее ресурсов.
В экологии выделяют следующие основные уровни организации живых систем: молекулярный (генный); клеточный; тканевый, органный; организменный; популяционный (популяционно-видовой); биоценотический; биогеоценотический (экосистемный); биосферный.
Экология изучает, главным образом, системы надорганизменных уровней организации: популяционные, экологические.
Самой крупной и наиболее близкой к идеалу по «самообеспечению» веществом и энергией является биологическая система – биосфера. Она включает все живые организмы Земли, находящиеся во взаимодействии с физической средой как единое целое.
Системный подход указывает на необходимость учета множества факторов при анализе тех или иных явлений и тем боле при планировании вмешательства в экосистемы.
Таким образом, экология – это комплексная наука, изучающая законы существования живых систем в их взаимодействии с окружающей средой.С научно-практической точки зрения обоснованно деление экологии на теоретическую и прикладную.
Теоретическая экология вскрывает общие закономерности организации жизни.
В обще-теоретическом плане к задачам экологии относятся:
· разработка общей теории устойчивости экосистем;
· изучение экологических механизмов адаптации к среде;
· исследование регуляции численности популяции;
· изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;
· исследование продукционных процессов;
· моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.
Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов. Научную основу прикладной экологии составляет система обще-экологических законов, правил и принципов.
Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие:
· прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;
· улучшение качества окружающей природной среды;
· сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;
· оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически неблагоприятных регионах.
Экология, как общая биологическая наука, также может быть расчленена на составные части: экологию растений, экологию насекомых, экологию лесных пород и т.д.Однако если для других наук индивидуум является наикрупнейшей единицей, то для экологии он – мельчайшая единица исследований.
В настоящее время экология распалась на ряд научных отраслей и дисциплин. По средам и компонентам различают экологию суши, пресных водоемов, морскую, Крайнего Севера, высокогорий, химическую (биохимическую, геохимическую, экологию животных, экологию растений и другое) (рис. 1).
Рисунок 1 – Структура современной экологии (схема)
По подходам к предмету выделяют аналитическую и динамическую экологии. С точки зрения фактора времени рассматривают историческую, эволюционную и палеоэкологию (в том числе археологию).
В экологии объективно выделяют подразделения, изучающие органический мир на уровне особи (организма), популяции, вида, биогеоценоза, биосферы. В связи с этим экология подразделяются на аутэкологию, демэкологию, эйдэкологию, синэкологию и т.д. (табл. 2).
Таблица 2 – Разделы экологии
| Разделы экологии | Содержание |
| Аутэкология или экология организмов | Взаимодействие между отдельными организмами и факторами среды |
| Демэкология или популяционную экология | Взаимоотношения между организмами одного вида и средой обитания. Экологические закономерности существования популяций |
| Эйдэкология | Экология видов. Экологические закономерности существования отдельных видов. |
| Синэкология или учение об экосистемах | Взаимоотношения организмов разных видов и среды обитания как единого целого. Экологические закономерности функционирования экосистем. |
| Географическая, или ландшафтная экология | Изучает крупные геосистемы, географические процессы с участием живых организмов и их среды. |
| Глобальная экология или учение о биосфере | Роль живых организмов и продуктов их жизнедеятельности в создании земной оболочки, закономерности ее функционирования. |
Экология, как было отмечено выше, имеет свою специфику, объектом ее исследования служат не отдельные особи, а группы особей, популяций, то есть биологические макросистемы. Многообразие связей, формирующихся на уровне биологических макросистем, обуславливает разнообразие методов экологического исследования.
Основными методами экологических исследований являются полевые, экспериментальные исследования с использованием экосистемного, популяционного, эволюционного и исторического подходов, изучение сообществ и местообитаний.
Для эколога первостепенное значение имеют полевые исследования, то есть изучение объектов непосредственно в естественной обстановке. При этом используются методы физиологии, морфологии, биохимии, анатомии, систематики и других биологических и небиологических наук. Полевые методы позволяют установить результат влияния на организм или популяцию определенного комплекса факторов, выяснить общую картину развития особи, вида, популяции или сообщества.
Однако, наблюдения не всегда могут дать точный результат, это можно выяснить иногда при помощи эксперимента. Обычно экологический эксперимент носит аналитический характер. Экспериментальные методы позволяют проанализировать влияние на развитие организма отдельных факторов в искусственно созданных условиях и, таким образом, изучить все разнообразие экологических механизмов, обуславливающих его нормальную жизнедеятельность.
Экосистемный подход. При экосистемном подходе центром внимания исследователя-эколога является поток энергии и круговорот веществ между биотическим и абиотическим компонентами экосферы. Наибольший интерес представляет установление функциональных связей, таких, как цепи питания живых организмов между собой и с окружающей средой.
Экосистемный подход выдвигает на первый план общность всех сообществ, независимо от местообитания и систематического положения входящих в них организмов.
В экосистемном подходе находит приложение концепций саморегуляции (гомеостаза), из которой становится ясным, что нарушение регуляторных механизмов, например, в результате загрязнения среды, может привести к биологическому дисбалансу. Экосистемный подход важен при разработке стратегии развития сельского хозяйства.
Популяционный подход.В современных популяционных исследованиях используются математические модели роста, самоподдержания и уменьшения численности популяции тех или иных видов. Построение моделей связано с такими понятиями, как рождаемость, выживаемость и смертность. Популяционный подход обеспечивает теоретическую базу для понимания вспышек численности вредителей и паразитов, имеющих значение для медицины и сельского хозяйства.
Дает возможность борьбы с ними с применением биологических методов, например, использование хищников и паразитов вредителя, позволяет определить критическую численность вида, необходимую для его выживания. Это особенно важно при организации заповедников, ведении сельского и охотничьего хозяйства, а в теоретическом плане – при изучении вопросов эволюционной и исторической экологии.
Эволюционный и исторический подходы. Эволюционная экология рассматривает изменения, связанные с развитием жизни на Земле, позволяет понять основные закономерности, которые действовали в экосфере с того момента, когда важным экологическим фактором, влияющим на большинство организмов и на физическую среду, стала деятельность человека. Эволюционный подход в исследованиях позволяет реконструировать экосистемы прошлого, используя палеонтологические данные (анализ пыльцы, ископаемые остатки и т.д.) и сведения о современных экосистемах.
Изучение сообществ. При изучении сообществ исследуют растения, животных и микроорганизмы, которые обитают в различных биотических единицах, таких, как лес, луг, пустошь и т.д. Основное внимание уделяется определению и описанию видов, изучению факторов, ограничивающих их распространение. Одним из аспектов подобных исследований является получение научных данных о сообществах, что важно для решения вопросов рационального использования природных ресурсов.
Изучение местообитаний. Он широко распространен в полевых исследованиях, так как местообитания легко поддаются классификации. Изучаются абиотические компоненты экосистемы, основные факторы – вода, почва, свет и ветер.
Дата добавления: 2016-01-03; просмотров: 1868;