Автор: Пользователь скрыл имя, 22 Декабря 2011 в 17:31, реферат
Если двадцать-тридцать лет назад экологические проблемы обсуждали только специалисты, то сейчас о катастрофическом состоянии нашей планеты знают даже дети. Экологические проблемы являются всеобщими проблемами населения Земли. Утончение озоновой оболочки, глобальные изменения климата, истощение природного слоя почвы, природных ресурсов, уменьшение запасов питьевой воды и одновременно интенсивный рост народонаселения планеты, сопровождающийся наращиванием производственных мощностей, частые аварии – это проблемы, которые качаются каждого государства. В совокупности они создают непрерывно ухудшающуюся среду обитания самого человека. Многообразие болезней, постигшее людей в последнем столетии - вот итог отсутствия правильного взаимодействия человека с природой.
Введение………………………………………………………………………… 2
Предмет экологии………………………………………………………………. 3
История становления экологии………………………………………………… 6
Развитие экологии в последние десятилетия 20-го века…………………….. 11
Современное состояние науки………………………………………………… 13
Заключение……………………………………………………………………… 14
Список литературы……………………………………………………….…….. 15
Растительным сообществам немало внимания уделялось и в России. Так, Сергей Иванович Коржинский (1861-1900), изучая границу лесной и степной зон, подчеркнул, что помимо зависимости растительности от климатических условий, не менее важно и воздействие самих растений на физическую среду, их способность делать ее более пригодной для произрастания других видов. В России (а потом и в СССР) для развития исследований растительных сообществ (или иначе говоря — фитоценологии) важное значение имели научные труды и организаторская деятельность В. Н. Сукачева. Сукачев одним из первых начал экспериментальные исследования конкуренции и предложил свою классификацию разных типов сукцессии. Он постоянно разрабатывал учение о растительных сообществах (фитоценозах), которые трактовал как целостные образования (в этом был близок к Клементсу, хотя идеи последнего очень часто критиковал). Позже, уже в 1940-х годах, Сукачев сформулировал представление о биогеоценозе — природном комплексе, включающем не только растительное сообщество, но также почву, климатические и гидрологические условия, животных, микроорганизмы и т. д. Исследование биогеоценозов в СССР нередко считали самостоятельной наукой — биогеоценологией. В настоящее время биогеоценология обычно рассматривается как часть экологии.
Для превращения
экологии в самостоятельную науку
очень важными были 1920-1940-е годы.
В это время публикуется ряд
книг по разным аспектам экологии, начинают
выходить специализированные журналы
(некоторые из них существуют до
сих пор), возникают экологические
общества. Но самое главное —
постепенно формируется теоретическая
основа новой науки, предлагаются первые
математические модели и вырабатывается
своя методология, позволяющая ставить
и решать определенные задачи. Тогда же
оформляются два достаточно разных подхода,
существующие и в современной экологии:
популяционный — уделяющий основное внимание
динамике численности организмов и их
распределению в пространстве, и экосистемный
— концентрирующийся на процессах круговорота
вещества и трансформации энергии.
Развитие экосистемных исследований.
Термин «экосистема» был предложен в 1935 видным английским экологом-ботаником Артуром Тенсли (1871-1955) для обозначения естественного комплекса живых организмов и физической среды, в которой они обитают. Однако исследования, которые с полным основанием можно назвать экосистемными, начали проводиться значительно раньше, а бесспорными лидерами здесь были гидробиологи. Гидробиология, а особенно — лимнология с самого начала были комплексными науками, имевшими дело сразу со многими живыми организмами, и с их средой. Изучались при этом не только взаимодействия организмов, не только их зависимость от среды, но и, что не менее важно, — влияние самих организмов на физическую среду. Нередко объектом исследований для лимнологов был целый водоем, в котором физические, химические и биологические процессы теснейшим образом взаимосвязаны. Уже в самом начале 20-го века американский лимнолог Эдвард Бердж (1851-1950) с помощью строгих количественных методов изучает «дыхание озер» — сезонную динамику содержания в воде растворенного кислорода, которая зависит как от процессов перемешивания водной массы и диффузии кислорода из воздуха, так и от жизнедеятельности организмов. Существенно, что среди последних как производители кислорода (планктонные водоросли), так и его потребители (большинство бактерий и все животные). В 1930-х годах большие успехи в изучении круговорота вещества и трансформации энергии были достигнуты в Советской России на Косинской лимнологической станции под Москвой. Возглавлял станцию в это время Леонид Леонидович Россолимо (1894-1977), предложивший так называемый «балансовый подход», уделяющий основное внимание круговороту веществ и трансформации энергии. В рамках этого подхода начал свои исследования первичной продукции (т. е. создания автотрофами органического вещества) и Г. Г. Винберг, используя остроумный метод «темных и светлых склянок». Суть его в том, что о количестве образовавшегося при фотосинтезе органического вещества судят по количеству выделившегося кислорода.
Спустя три года аналогичные измерения были осуществлены в США Г. А. Райли. Инициатором этих работ был Джордж Эвелин Хатчинсон (1903-1991), который своими собственными исследованиями, а также горячей поддержкой начинаний многих талантливых молодых ученых, оказал значительное влияние на развитие экологии не только в США, но и во всем мире. Перу Хатчинсона принадлежит «Трактат по лимнологии» — серия из четырех томов, представляющая собой самую полную в мире сводку по жизни озер.
В 1942 в журнале «Эколоджи» вышла статья ученика Хатчинсона, молодого и, к сожалению, очень рано умершего эколога — Раймонда Линдемана (1915-1942), в которой была предложена общая схема трансформации энергии в экосистеме. В частности, было теоретически продемонстрировано, что при переходе энергии с одного трофического уровня на другой (от растений к травоядным животным, от травоядных — к хищникам) количество ее уменьшается и организмам каждого последующего уровня оказывается доступной только малая часть (не более 10%) от той энергии, что была в распоряжении организмов предыдущего уровня.
Для самой возможности проведения экосистемных исследований очень важным было то, что при колоссальном разнообразии форм организмов, существующих в природе, число основных биохимических процессов, определяющих их жизнедеятельность (а следовательно — и число основных биогеохимических ролей!), весьма ограничено. Так, например, самые разные растения (и цианобактерии) осуществляют фотосинтез, при котором образуется органическое вещество и выделяется свободный кислород. А поскольку конечные продукты одинаковы, то можно суммировать результаты активности сразу большого числа организмов, например, всех планктонных водорослей в пруду, или всех растений в лесу, и таким образом оценить первичную продукцию пруда или леса. Ученые, стоявшие у истоков экосистемного подхода, хорошо это понимали, а разработанные ими представления легли в основу тех крупномасштабных исследований продуктивности разных экосистем, которые получили развитие в разных природных зонах уже в 1960-1970-х годах.
К экосистемному
подходу примыкает по своей методологии
и изучение биосферы. Термин «биосфера»
для обозначения области на поверхности
нашей планеты, охваченной жизнью, был
предложен в конце 19-го века австрийским
геологом Эдуардом Зюссом (1831-1914). Однако
в деталях представление о биосфере, как
о системе биогеохимических циклов, основной
движущей силой которых является активность
живых организмов («живого вещества»),
было разработано уже в 1920-30-х годах российским
ученым Владимиром Ивановичем Вернадским
(1863-1945). Что касается непосредственных
оценок этих процессов, то их получение
и постоянное уточнение развернулось
только во второй половине 20-го века, и
продолжается до сих пор.
Развитие экологии в последние
десятилетия 20-го века.
Во второй
половине 20-го в. завершается становление
экологии как самостоятельной науки,
имеющей собственную теорию и
методологию, свой круг проблем, и свои
подходы к их решению. Математические
модели постепенно становятся более
реалистичными: их предсказания могут
быть проверены в эксперименте или
наблюдениями в природе. Сами же эксперименты
и наблюдения все чаще планируются
и проводятся так, чтобы полученные
результаты позволяли принять или
опровергнуть заранее выдвинутую гипотезу.
Заметный вклад в становление
методологии современной
Подход, который развивали Макартур и его последователи, был ориентирован прежде всего на выяснение общих принципов устройства (структуры) любых сообществ. Однако, в рамках подхода, получившего распространение несколько позже, в 1980-х гг., основное внимание было перенесено на процессы и механизмы, в результате которых происходило формирование этой структуры. Например, при изучении конкурентного вытеснения одного вида другим, экологи стали интересоваться прежде всего механизмами этого вытеснения и теми особенностями видов, которые предопределяют исход их взаимодействия. Выяснилось, например, что при конкуренции разных видов растений за элементы минерального питания (азот или фосфор) победителем часто оказывается не тот вид, который в принципе (при отсутствии дефицита ресурсов) может расти быстрее, а тот, который способен поддерживать хотя бы минимальный рост при более низкой концентрации в среде этого элемента.
Особое внимание исследователи стали уделять эволюции жизненного цикла и разным стратегиям выживания. Поскольку возможности организмов всегда ограничены, а за каждое эволюционное приобретение организмам приходится чем-то расплачиваться, то между отдельными признаками неизбежно возникают четко выраженные отрицательные корреляции (так называемые «трейдоффы»). Нельзя, например, растению очень быстро расти и в то же время образовывать надежные средства защиты от травоядных животных. Изучение подобных корреляций позволяет выяснить, как в принципе достигается сама возможность существования организмов в тех или иных условиях.
В современной экологии по-прежнему сохраняют свою актуальность некоторые проблемы, имеющие уже давнюю историю исследований: например, установление общих закономерностей динамики обилия организмов, оценка роли разных факторов, ограничивающих рост популяций, выяснение причин циклических (регулярных) колебаний численности. В этой области достигнут значительный прогресс — для многих конкретных популяций выявлены механизмы регуляции их численности, в том числе и тех, которые порождают циклические изменения численности. Продолжаются и исследования взаимоотношений типа «хищник—жертва», конкуренции, а также взаимовыгодного сотрудничества разных видов — мутуализма.
Новым направлением последних лет является так называемая макроэкология — сравнительное изучение разных видов в масштабах больших пространств (сопоставимых с размерами континентов).
Громадный
прогресс в конце 20-го столетия достигнут
в изучении круговорота веществ
и потока энергии. Прежде всего это
связано с совершенствованием количественных
методов оценки интенсивности тех или
иных процессов, а также с растущими возможностями
широкомасштабного применения этих методов.
Примером может быть дистанционное (со
спутников) определение содержания хлорофилла
в поверхностных водах моря, позволяющее
составить карты распределения фитопланктона
для всего Мирового океана и оценить сезонные
изменения его продукции.
Современное состояние науки.
Современная
экология — это быстро развивающаяся
наука, характеризующаяся своим
кругом проблем, своей теорией и
своей методологией. Сложная структура
экологии определяется тем, что объекты
ее относятся к очень разным уровням
организации: от целой биосферы и
крупных экосистем до популяций,
причем популяция нередко
Заключение.
Охрана
природы - задача нашего века, проблема,
ставшая социальной. Снова и снова
мы слышим об опасности, грозящей окружающей
среде, но до сих пор многие из нас
считают их неприятным, но неизбежным
порождением цивилизации и
Однако
воздействие человека на окружающую
среду приняло угрожающие масштабы.
Чтобы в корне улучшить положение,
понадобятся целенаправленные и
продуманные действия. Ответственная
и действенная политика по отношению
к окружающей среде будет возможна
лишь в том случае, если мы накопим
надёжные данные о современном состоянии
среды, обоснованные знания о взаимодействии
важных экологических факторов, если
разработает новые методы уменьшения
и предотвращения вреда, наносимого
природе человеком.
Список литературы.
1. Горелов А.А.
Концепция современного
2. Данилов Ю.А., Кадомцев Б.Б. Что такое синергетика// Нелинейные волны. Самоорганизация. М.: Наука, 1983.
3. Карпенков С.Х. Концепция современного естествознания: Учебник для вузов. - М.: ЮНИТИ, 1997. - 320 с.
4. Учебник для вузов (под ред. проф.В.Н. Лавриненко, проф.В.П.Ратникова: 3-е изд., перераб. и доп. - М.: ЮНИТИ - ДАНА, 2006. - 79 с.
5. Основы экологии: Учеб. пособие. - Донецк: ДонГАУ, 2009. - с.
6. Разумихин Н.В. Природные ресурсы и их охрана. - Л., 2008. - С. 138.
7. Вернадский В.И. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения - М.