Современные экологические проблемы, роль экологии в их решении — КиберПедия 

Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...

Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...

Современные экологические проблемы, роль экологии в их решении

2020-01-13 132
Современные экологические проблемы, роль экологии в их решении 0.00 из 5.00 0 оценок
Заказать работу

В течение последних 40 лет слово «экология» стало повседневным. Оно стало не только печатным, но и разговорным термином. Особенно популярным стало прилагательное «экологический»: «экологический подход», - «экологическая ситуация», «экологическое мышление», «экологический кризис» и т.п. И, вероятно, каждый думает, что он с пониманием употребляет эти слова. Но это не всегда так. Даже специалисты учёные-экологи не могут придти к единому мнению, и существует много противоречивых определений экологии.

«Так что же такое экология? - задает себе и нам вопрос Франческо ди Кастри-директор Отдела экологических наук ЮНЕСКО, биолог, бывший профессор экологии животных в Чилийском университете (Сантьяго), директор Института экологии в Вальдивии (Чили), который был основан им в 1969 г., - Этико-философская концепция и форма зашиты растений и животных? Политическое течение? Движение протеста против ядерной энергетики и загрязнения? Неоромантическая тоска о возврате к Природе? Научная дисциплина, отпочковавшаяся от биологии? Или нечто, сочетающее в себе всё? Что это: философия, проповедь, миф или наука?»[1]

Действительно, что же это? Термин «экология» (от греческого оikos - дом, место обитания) был предложен немецким учёным-биологом Эрнстом Геккелем для определения науки, изучающей взаимосвязь между организмом и окружающей его средой. И все существующие ныне определения экологии исходят из этого простого и ясного, путём добавления самых разных аспектов, деталей и прочего.

Если рассматривать возникновение экологии как науки, со своим объектом изучения и своими методами исследования, то её рождение нужно отнести к концу XIX в. В 1870 - 1889 г.г. появились «Записки энтомолога» («Souvenirs Entomologigues») французского естествоиспытателя Жана-Анри Фабра, в которых содержались точные наблюдения и лирические описания природных явлений.

Вскоре пришло время более детальных исследований окружающей среды. Разграничились два подхода к изучению природных объектов: синэкология и аутэкология. Аутэкологию определяют как экологию видов организмов, синэкологию - как экологию сообществ видов. Это произошло уже в начале XX в. (20-е годы).

Наблюдения, описания популяций и сообществ привели к появлению концепций, позволяющих сгруппировать, систематизировать факты. Это «цепь питания», «пирамида чисел», в соответствии с которыми численность особей снижается в прогрессии от растений - в основе пирамиды - до травоядных и хищных животных — на её вершине.

В. Вольтера, Г.Ф. Гауза и Умберто д'Анкона вывели математические законы, регулирующие динамику популяций взаимодействующих групп

особей. Эти сведения оказались полезными в акватической экологии, где они помогли решить проблемы, связанные с глубоководным ловом рыбы, и расширить понимание таких явлении, как инвазий насекомых.

Однако все эти отдельные концепции и законы не описывали какую-то базовую единицу исследования, такую как, например, атом в физике, клетка в биологии, ткань в гистологии, орган в физиологии и т.д.

Такой единицей изучения стали теперь экосистема - в литературе английской и американской, и биогеоценоз - в русской. Оба эти понятия появились почти одновременно. Термин «экосистема» был впервые предложен в 1935 г. А.Дж. Тензлеем, термин «биогеоценоз» - в 1942 г. В.Н. Сукачёвым. Термин «экосистема» - более общий и более абстрактный, термин «биогеоценоз» - более осязаемый, но громоздкий. Экосистема и биогеоценоз - это элементарные единицы биосферы, т.е. те кирпичики, из которых состоит последняя.

Таким образом, была определена элементарная единица исследования биосферы. Описательный период в экологии закончился, наступило время оперировать имеющимися фактами, выводить закономерности, открывать законы. Экология из науки для себя стала наукой для всех видов деятельности человека.

По своему развитию экология отличается от других наук. Если большинство наук можно представить в виде ствола дерева, от которого отходят многочисленные ветви, например, цитология, биохимия, микробиология - это ветви биологии, то экология не разветв;1яется, а собирает воедино данные многих наук. Вначале идут ботаника, зоология, климатология, почвоведение и физическая география, затем биохимия и микробиология (для изучения процессов биологической продуктивности), высшая математика (для построения моделей) и, наконец, социология, география населённости, психология и даже экономика.

«Нельзя утверждать, - говорит Франческо ди Кастри, - что этот общий ствол - экология - столь же взаимоувязан и однороден, как и у других наук. Различные дисциплины, образующие его, пока не согласовали свои подходы и взаимодействия. Возможно, что полностью этого не удастся добиться никогда. И всё" же именно это широкое слияние дисциплин придаёт экологии силу, вооружает её средствами для поиска решений всё более сложных проблем окружающей среды, помогает разобраться в многообразии различных сторон социальных и природных систем, в рамках которых любые изменения, даже если оно ограничивается одним единственным элементом в системе, обязательно вызывает ряд цепных реакции, воздействующих на все остальные элементы» [1].

Структура экологии

По своему зарождению и развитию экология отличается от других наук. Все науки делятся на две группы: аналитические — цель которых расчленить и выделить элементы структуры; синтетические стремящиеся к осмыслению системы во всей её целостности путём изучения взаимодействия между всеми сё элементами.

Если представить себе структуру биологии - «науки о жизни» в виде «слоёного пирога», то его можно разрезать на куски двумя способами (рис. 1.1) [2].

  Фундаментальные науки – изучают основные, фундаментальные свойства жизни или, по крайней мере, не ограничиваются отдельными группами организмов. Примеры таких наук - морфология, физиология, генетика, теория эволюции, молекулярная биология, биология развития.

  Таксономические науки - изучают морфологию, физиологию и т.д. определённых организмов. Крупные подразделения этого типа - зоология, ботаника микробиология, и подразделения, имеющие дело с более узкими группами - фитология, протозоология, микология, энтомология, орнитология.

Рис. 1.1. «Слоеный пирог» биологии. Фундаментальные (горизонтальные) и «таксономические» (вертикальные) подразделения.

  Экология относится к фундаментальным разделам биологии и как таковая является составной частью каждого из всех таксономических подразделений.

 

Уровни организации жизни

Вероятно, лучше всего можно определить содержание современной экологии, исходя из концепции уровней организации, которые составляют своего рода «биологический спектр»

Сообщество, популяция, организм, орган, клетка и ген - главные уровни организации жизни. Взаимодействие с физической средой (энергией и веществом) на каждом уровне обусловливает существование определённых функциональных систем.

Под системой в данном случае мы подразумеваем «упорядочение взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое» (словарь Уэбстера).

Системы, содержащие живые компоненты (биологические системы или биосистемы), можно выделять на любом из уровней (рис. 1.2) или на любом промежуточном уровне, удобном или полезном для исследования.

Например, мы можем рассматривать не только системы генов, органов и т.д., но такие системы паразит-хозяин, что соответствует промежуточному уровню между популяцией и сообществом.

Экология изучает преимущественно те системы, которые расположены в правой части приведённого спектра, т.е. системы выше уровня организмов. Термин популяция (от латинского populus — народ), первоначально принявшийся для обозначения группы людей, в экологии приобрёл более широкое значение и относится к группе особей любого вида организмов. Точно также сообщество в экологическом смысле (иногда говорят «биотическое сообщество») включает все популяции, занимающие данную площадь. Сообщество и неживая среда функционируют совместно как экологическая система, или экосистема. Сообществу и экосистеме приблизительно соответствуют часто употребляемые в европейской и русской литературе термины биоценоз и биогеоценоз. Самая крупная и наиболее близкая к идеалу «самообеспечения» биологическая система, известная нам, — это биосфера или экосфера, она включает все живые организмы Земли, находящиеся во взаимодействии с физической средой Земли, в результате чего эта система, через которую проходит поток энергии от мощного её источника, и которая переизлучает в космическое пространство, поддерживается в состоянии устойчивого равновесия.

Синэкология и присущее ей отношение к совокупностям животных и растений как к неким биологическим единицам, сообществам, достигает наивысшего выражения в развиваемых ею представлениях о сообществе как о супер организме. Параллели между сообществом и организмом очевидны: и сообщество и организм состоят из отдельных субъединиц; в организме имеются сердце, лёгкое, печень и т.д., в сообществе зелёные растения, хищники и организмы-разрушители. Лесное сообщество развивается на расчищенной земле, проходя в процессе сукцессии через стадии поля и кустарников, прежде чем оно достигает зрелости, подобно тому, как организм проходит через ряд стадий развития и лишь после этого становится взрослым.

Понятие биогеоценоза было введено русским учёным В.Н. Сукачёвым в 1942 г. В своей работе "Идея развития в фитоценологии" он предложил новое понятие для обозначения материально-энергетической единицы биосферы (рис. 1.2) [3]: "Биогеоценоз - участок земной поверхности, где на известном протяжении биоценоз и отвечающие ему части атмосферы, литосферы, гидросферы и педосферы остаются однородными и имеющими однородный характер взаимодействия между ними и поэтому в совокупности образующими единый, внутренне взаимосвязанный комплекс”.

Понятие биогеоценоза было введено русским учёным В.Н. Сукачёвым в 1942 г. В своей работе "Идея развития в фитоценологии" он предложил новое понятие для обозначения материально-энергетической единицы биосферы (рис. 1.3) [3]: "Биогеоценоз - участок земной поверхности, где на известном протяжении биоценоз и отвечающие ему части атмосферы, литосферы, гидросферы и педосферы остаются однородными и имеющими однородный характер взаимодействия между ними и поэтому в совокупности образующими единый, внутренне

Рис. 1.2. Структура биогеоценоза

Понятие «экосистема» было подробно и детально описано в 1953 г. Ю. Одумом [2]. Концепция экосистемы согласуется с общей теорией систем: целое представляет собой нечто большее, чем сумма составляющих элементов, поскольку его главная характеристика - взаимодействие, протекающее между его различными элементами.

 

Абиот. факторы           

Вещество -- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - Энергия

   +

 

 

 

 

 

Биот. Факторы

Живые организмы

      =

 

 

 

 

 

Экосистемы

 

Автотрофы

 

 

 

 

Гетеротрофы:

макроконсументы

 

 

 

 

 

микроконсументы

 

 

 

Рис. 1.3. Структура экосистемы

 

Результат применения экосистемного подхода позволил в 50-60-е гг. XX в. прийти к новому пониманию закономерностей функционирования экосистем:

1)была изучена эффективность накопления и ввода энергии в экосистему с помощью процесса фотосинтеза, эффективность преобразования материи при переходе от одного звена цепи к другому и переработка и восстановление питательных веществ в почвенном компоненте;

2)  были проведены аналогии между функционированием экосистемы и обменом веществ в организме, которые позволили установить взаимосвязи между различными уровнями организации жизни;

3)изучение экосистемы в целом потребовало более сложных исследовательских средств, которые могли быть обеспечены лишь в результате развития вычислительной техники и обработки информации, что позволило создавать модели сложных систем.

Дальнейшее развитие экологии привело к появлению первых экологических законов, которые были сформулированы Б. Коммонером. Суть этих положений состоит в следующем [4].

1.В сё связано со всем. Это положение об экосистемах и биосфере.

2. За всё надо платить. Это всеобщий «закон» рационального природопользования. Платить нужно энергией за дополнительную очистку отходов, удобрением - за повышение урожая, санаториями и лекарствами ~ за ухудшение здоровья человека.

3. Всё надо куда-то девать. Это положение о хозяйственной деятельности человека, отходы от которой неизбежны, и потому нужно думать и об уменьшении их количества и о последующем захоронении этих отходов.

4. Природа знает лучше. Это самое важное положение природопользования, которое означает, что нельзя пытаться покорять природу, а нужно сотрудничать с ней, используя биологические механизмы для очистки стоков и повышения урожая культурных растений. При этом нельзя забывать о том, что сам человек является биологическим видом, частью природы, а не её властелином.

 

Значение экологии

     Каждому уровню экологической организации присущи свои особые структурные и функциональные характеристики. Каждая секция на каждом уровне в «слоёном пироге» характеризуется единственным в своём роде сочетанием наблюдаемых явлений, выявляемых закономерностей и создаваемых на их основе концепций, и вместе с тем все они, очевидно, управляются неким основным набором законов природы. Поиски этих законов и составляют предмет изучения экологии.

     Можно спросить, как подобные представления об экологии как науке вписываются в гораздо более обширное здание, которое мы называем человеческой цивилизацией? Каким образом абстрактные концепции, выведенные из наблюдений над девственной природой, можно затем применить для решения таких реальных задач, как борьба с болезнями зерновых или с эвтрофикацией?

     Экология, безусловно, имеет два разных аспекта. Один её аспект - это стремление к познанию ради самого познания - особенность, присущая исключительно представителям человеческого рода, в любом определении цивилизации всякую науку, активно занятую поисками закономерностей и объяснений, следует ставить рядом с искусством и литературой. Другой аспект экологии - применение собранных знаний и объяснений для решения проблем, связанных с окружающей средой.

Вопросы для самоконтроля

1. Кем был предложен термин «экология»?

2. Дайте определения науки «экология».

3. Перечислите исторические этапы развития экологии.

4. Объясните модель «слоеного пирога» биологических наук и место в них экологии.

5. Объясните концепцию «уровней жизни».

6. Что означают термины: популяция и сообщество?

7. Объясните понятие «биогеоценоз».

8. Расскажите о концепции экосистемы.

9. Что общего в понятиях «биогеоценоз» и «экосистема» и в чём их различие?

10. Приведите примеры, объясняющие действие законов Б. Комм онера.

Глава 2. МЕЖДУНАРОДНАЯ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ В ОБЛАСТИ ЭКОЛОГИИ


Поделиться с друзьями:

Типы сооружений для обработки осадков: Септиками называются сооружения, в которых одновременно происходят осветление сточной жидкости...

Архитектура электронного правительства: Единая архитектура – это методологический подход при создании системы управления государства, который строится...

Биохимия спиртового брожения: Основу технологии получения пива составляет спиртовое брожение, - при котором сахар превращается...

Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...



© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!

0.061 с.