История развития экологии, задачи и предмет исследования. Структура экологии

История развития экологии как науки

Предмет, объект и задачи экологии

Как и большинство наук, экология имеет длительную предысторию. Ее обособление в качестве самостоятельной  науки в середине ХIХ века представляет собой естественный этап накопления большого объема научных знаний о  природе. Еще в трудах античных философов  встречаются первые попытки обобщения  сведений об образе жизни животных и растений, зависимости их от среды  обитания, характере распределения  и своеобразии в разных природно-климатических  условиях. Так, Аристотель (384–322 гг. до н.э.) описывает свыше 500 видов известных  ему животных и рассказывает об их поведении. Ученик Аристотеля – «отец  ботаники» Теофраст Эрезийский (371–280 гг. до н.э.) приводит 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 под  давлением богословия и схоластики, но возрождается с новой силой  в эпоху Возрождения, великих  географических открытий, когда колонизация  новых стран послужила толчком  к развитию систематики – науки  о разнообразии всех организмов на планете. В это время исследователями  составлены подробнейшие описания растений и животных, их внутреннего и внешнего строения. Первые систематики –  Дж. Рей (1623 – 1705 гг.), Ж. Гурнефор (1655 – 1708 гг.), К. Линней (1707 – 1778 гг.) и др., стремясь к созданию полной системы (классификации) органического мира, сообщали и о  зависимости растений от условий  их произрастания или возделывания, местах обитания и т.п.

В ХУII – ХУIII вв. экологические  сведения составляли нередко значительную часть в записях известных  путешественников. В трудах С.П. Крашенинникова, И.И. Лепехина, П.С. Палласа и других географов и натуралистов указывалось, что распространение растительности и животного мира в разных частях планеты связано с климатическими особенностями. А Жан-Батист Ламарк (1744 – 1829 гг.), автор первого эволюционного  учения, считал, что влияние «внешних обстоятельств» – одна из самых  важных причин приспособительных изменений  организмов, эволюции животных и растений.

Дальнейшему развитию экологического мышления способствовало появление  в начале ХIХ столетия биогеографии. Труды А. Гумбольдта (1769–1859 гг.) определили новое, экологическое направление  в географии растений. Он ввел в  науку представление о том, что  «лицо» ландшафта определяется внешним  обликом растительности: в сходных  зональных и вертикально-поясных  географических условиях у растений разных систематических групп вырабатывается сходный внешний облик.

Одним из основоположников классической экологии с полным правом можно назвать профессора Московского  университета К.Ф. Рулье (1814–1858 гг.), который  широко пропагандировал необходимость  развития особого направления в  зоологии, посвященного всестороннему  исследованию жизни животных, их сложных  взаимосвязей с окружающим миром (взаимоотношения  родителей и потомства, отношение  между животными разных видов, их взаимодействие с растениями, почвой, зависимость от физических условий  и т.п.). К.Ф. Рулье разработал широкую  систему экологического исследования животного мира.

В 1859 г. появилась книга  Ч. Дарвина «Происхождение видов  путем естественного отбора, или  сохранение благоприятствуемых пород  в борьбе за жизнь». В этом труде  показано, что борьба за существование в природе, под которой автор понимал все формы противоречивых связей вида со средой, приводит к естественному отбору, то есть является движущим фактором эволюции. Стало ясно, что взаимоотношения живых существ и их связи с неорганическими компонентами природы («борьба за существование») – большая самостоятельная область исследований.

В 1866 г., благодаря Э. Геккелю, эта новая область знаний получила название «экология», развернутое определение  которой приведено в начале данной темы. Интересно, что Э. Геккель позднее  отрекся от введенного им названия, заменив его на «экономию природы», однако термин «экология» постепенно получил всеобщее признание.

. Биолог Э. Геккель  рассматривал в качестве предмета  экологии взаимоотношения животного  с окружающей средой, и, первоначально,  экология развивалась как биологическая  наука. Однако постоянно возрастающий  антропогенный фактор, резкое обострение  отношений природы и человеческого  общества, возникновение необходимости  охраны окружающей среды неизмеримо  расширили рамки предмета экологии.

В настоящий момент экологию необходимо рассматривать как комплексное научное направление, которое обобщает, синтезирует данные естественных и социальных наук о природной среде и взаимодействии ее с человеком и человеческим обществом. Она действительно стала наукой о «доме», где «дом» (oikos) — вся наша планета Земля.

В соответствии с этим, основными задачами экологии являются: 
- постижение законов функционирования и развития биосферы как целостной системы; 
- изучение реакций компонентов окружающей среды на возмущающие воздействия естественного и антропогенного происхождения; 
- определение допустимых пределов воздействия человеческой цивилизации на окружающую среду; 
- разработка концептуальных представлений и рекомендаций относительно путей развития общества, которые гарантировали бы соблюдение пределов воздействия на окружающую среду, существование и развитие последней.

Объектом исследования экологии являются природные экологические системы и созданные человеком системы (экологические системы – единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой их обитания).

Экологизация коснулась  практически всех отраслей знаний, что привело к возникновению  целого ряда направлений экологической  науки. Эти направления классифицируются по предмету изучения, основным объектам, средам и т.п. Экологический цикл знаний включает около 70 крупных научных  дисциплин, а экологический лексикон насчитывает примерно 14 тыс. понятий  и терминов.

В экологии как науке должен осуществляться синтез научных дисциплин  — биологии, геологии, физики, химии, географии, экономики, социологии, математического  моделирования, правоведения и др. Экологические  проблемы требуют широкого философского осмысления, создания новых этических  концепций. В экологии сложнейшие научные  построения соседствуют с прикладными  вопросами, которые требуют немедленного решения. 
Таким образом, экология — не просто научная дисциплина, она представляет собой проблемно ориентированную систему научных знаний.

Структура экологии

К сожалению, единой общепринятой классификации направлений экологии не существует. Один из вариантов структуры  современной экологии показан на рис. 1

Рис. 1. Структура современной экологии (по А.Д. Потапову, 2000 год, с изменениями)

Все структурные блоки, представленные на рис. 1, взаимосвязаны друг с другом и представляют фундамент знаний «Экологии реставрации». Блок «Охрана окружающей среды» (по отраслям деятельности) далее будет специально рассмотрен с учетом экологических проблем совместно с блоками «Социальная экология» и «Ноосферология».

В экологии, отдавая дань ее возникновению как естественной науки, выделяют динамическую и аналитическую  ветви. Динамическая экология (эволюционно-динамическая) изучает динамику и эволюцию отношений  организмов и их групп со средой обитания. Аналитическая экология —  раздел экологии, исследующий основные закономерности взаимоотношения организмов и их популяций с природной  средой.

Общая экология (биоэкология) исследует основные принципы организации и функционирования различных надорганизменных систем. Содержание разделов общей экологии приведено в табл. 1.

Таблица 1 
Структура общей (биологической) экологии

Сфера частной экологии ограничена изучением конкретных групп определенного ранга — экология растений, экология животных, экология микроорганизмов. Существует и более дробное деление разделов частной экологии: экология позвоночных, экология млекопитающих и т.д.

Экология может  быть разделена на теоретическую  и прикладную по сферам деятельности человека. Прикладная экология включает промышленную (инженерную) экологию, технологическую, сельскохозяйственную, химическую, медицинскую, промысловую, геохимическую, рекреационную экологию и др. Прикладные аспекты экологической науки служат основой для развития технической инженерной дисциплины — охраны окружающей среды.

К прикладным экологическим  наукам относится и строительная экология. Предметом ее изучения является воздействие строительства на окружающую среду, а факторов окружающей среды — на функционирование зданий и сооружений в оптимальном для человека режиме с обеспечением высокого качества среды его обитания.

Значительные масштабы и  темпы современной урбанизации  обусловили появление в рамках строительной экологии урбоэкологии (от лат. урбанус — городской) — эколого-градостроительного направления деятельности, занимающегося изучением способов наилучшего расселения людей в городах и других населенных пунктах с учетом интересов населения и сохранения природной среды.

В рамках задач урбоэкологии важное место занимает вопрос формирования жилища, отвечающего экологическим  требованиям. Экологичное жилище —  это жилище вместе с прилегающими участками, в котором формируется  благоприятная среда обитания (микроклимат, защищенность от шума и загрязнений, обеспечение социально здоровых условий жизни, применение безвредных материалов в строительстве и  т.п.) и которое не оказывает негативных воздействий на городскую и природную  среду, отвечает требованиям энергосбережения, использует возобновляемые источники энергии и обеспечивает жителям контакты с природой.

Происходит постоянное расширение сферы исследований экологии. Появились  математическая, географическая, глобальная, космическая экология, палеоэкология, радиоэкология, экологическая минералогия, экотоксикология и др.

Среди экологических наук особое место занимает социальная экология, рассматривающая взаимоотношения в глобальной системе «человеческое общество—окружающая среда» и изучающая взаимодействия человеческого общества с природной и созданной им техногенной средой. Социальная экология разрабатывает научные основы природопользования, предполагающие повышение качества жизни человека в среде его обитания с одновременным обеспечением сохранения природы.

Экология человека включает экологию города, экологию народонаселения, экологию человеческой личности, экологию человеческих популяций (учение об этносах) и т.д.

На стыке экологии человека и строительной экологии сформировалась архитектурная экология, которая изучает методы создания для людей комфортной, долговечной и выразительной окружающей среды. Экологически недопустимо разрушение архитектурной среды города, часто возникающее при отсутствии композиционно-художественной связи новых и старых объектов и проч., поскольку архитектурная дисгармония вызывает снижение работоспособности и ухудшение здоровья человека.

К архитектурной экологии непосредственно примыкает новое  научное направление — видеоэкология, изучающая взаимодействие человека с видимой средой. Видеоэкологи считают опасными для человека на физиологическом уровне так называемые гомогенные и агрессивные визуальные поля. Первые — это голые стены, стеклянные витрины, глухие заборы, плоские крыши зданий и др., вторые — всевозможные поверхности, испещренные одинаковыми, равномерно расположенными элементами, от которых рябит в глазах (плоские фасады домов с одинаковыми окнами, большие поверхности, облицованные прямоугольными плитками, и т.д.).

Среди перечисленных наук особенно актуально сегодня в  общей и прикладной экологии сопряжение знаний о направлениях формирования и охраны окружающей среды обитания человека. В этой сфере знаний («средологии») особенно важным становится сохранение культурной среды обитания человека.

В настоящее время происходит формирование новой ветви экологической  науки — реставрационной экологии. Эта сфера включает знание законов и механизмов системных взаимодействий среды и памятника, их места в экосистемах, изучение влияния экологических факторов и, в частности, микробиогенных, на повреждение материала памятника. Эти знания сегодня практически необходимы и являются основой формирования экологического мировоззрения в реставрационной деятельности, экологических принципов сохранения культурного наследия. Составной частью знаний в этой области должно стать изучение опыта (информационного ресурса) древних зодчих. Они хорошо знали законы природы и строили качественно и на века. Сегодня новые, агрессивные условия эксплуатации памятников архитектуры требуют новых экологически обоснованных технологий реставрации, учитывающих изменения этих условий.

Ноосферология (ноосфера — «сфера разума») изучает возможности формирования высшей стадии развития биосферы, связанной с возникновением и становлением в ней цивилизованного общества, когда разумная деятельность человека становится главным определяющим фактором развития. Понятие ноосферы ввел французский математик и философ Е. ле Руа, а теоретически разработал и развил в своих работах В.И. Вернадский.