Современная экология

Экология (от греческого οικος  – дом, обиталище  и λόγος – учение) – наука о взаимоотношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ  между собой и  окружающей их неорганической средой (средой обитания), о связи в надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем, условиях развития и равновесия этих систем. Инструментами этого познания являются наблюдение, проведение опытов, выдвижение теорий, объясняющих явления. Отношения между человеком и природой также являются предметом изучения экологии.

Первоначально же предложенный Эрнестом Геккелем в 1866 году данный термин звучал так: экология - это познание экономики природы, одновременное  исследование всех взаимоотношений  живого с органическими и неорганическими  компонентами среды… Одним словом, экология — это наука, изучающая все сложные взаимосвязи в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование. Это определение Э. Геккеля написано в те времена, когда экология была ещё исключительно биологической наукой. Нынешнее понимание экологии шире.

Экология обычно рассматривается как подотрасль биологии, общей науки о живых организмах. Живые организмы могут изучаться на различных уровнях, начиная от отдельных атомов и молекул и кончая популяциями, биоценозами и биосферой в целом. Экология связана со многими другими науками именно потому, что она изучает организацию живых организмов на очень высоком уровне, исследует связи между организмами и их средой обитания. Экология тесно связана с такими науками, как биология, химия, математика, география, физика, философия.

Экология изучает  взаимосвязи:

·        между организмами (включают пищевые  и непищевые взаимосвязи);

·        между организмами и средой их обитания;

·        взаимосвязи внутри экосистем.

Соответственно, структура  классической биоэкологии включает аутэкологию (экологию отдельных организмов), демэкологию (экологию популяций и видов), синэкологию (экологию сообществ организмов).

Как известно, в настоящее  время науки претерпевают как  бы два взаимно противоположных  процесса. С одной стороны, происходит их дифференциация - науки распадаются  на множество специализированных направлений, а с другой стороны, - интеграция - многие научные исследования проводятся на стыке наук, на стыке различных  направлений возникают новые  науки. Эти процессы не обошли стороной и экологию.

Итак, определим уже  названные разделы биоэкологии:

·        аутэкология - изучает взаимоотношения отдельной особи (представителей вида) с окружающей ее (их) средой; определяет пределы устойчивости и предпочтения вида по отношению к различным экологическим факторам;

·        демэкология - изучает взаимоотношения популяций с окружающей их средой, изучает демографию и ряд других характеристик популяций в свете их отношений с окружающей средой;

·        синэкология - исследует биотические сообщества и их взаимоотношения со средой: формирование сообществ, их энергетику, структуру, развитие и т.д.

На стыке экология и других научных дисциплин (медицины, педагогики, юриспруденции, химии, технологии, агрономии и так далее) рождаются  новые научные направления. В  широком смысле слова экология выходит  за рамки чисто биологической  отрасли знаний.

В экологии выделяют экологию различных систематических  групп (экология грибов, экология растений, экология млекопитающий и т.д.), сред жизни (суши, почвы, моря и т.п.), эволюционную экологию (связь эволюции видов и  сопутствующих экологических условий), ряд прикладных направлений (медицинская, сельскохозяйственная, лесохозяйственная, водохозяйственная, эколого-экономические  науки) и многие другие направления.

Особо следует отметить такой раздел как социальная экология - то есть экология человеческого сообщества, изучающая взаимоотношение социума  и Природы.

После того как мы дали определение экологии, наверное, будет полезным развести экологию и  некоторые другие науки и понятия, которые часто смешиваются, и  все это создает невообразимую  путаницу.

К экологии иногда неверно  относят ряд дисциплин. Так, природопользование и охрана природы не являются разделами  экологии. Другое дело, что в последнее  время стало ясно, что нельзя организовывать природопользование и охрану природу, не применяя экологических методов  и не используя экологическое  знание. Только знание о взаимосвязи  природных объектов, об устойчивости природных систем может определить возможные механизмы взаимодействия с ними. Этим и объясняется справедливый всеобщий интерес к экологии как  науке о взаимосвязях живых организмов и окружающей их среды.

В настоящее время  экология распалась на ряд научных  отраслей и дисциплин, подразделяемых в соответствии с:

·     размерами  объектов изучения: аут(о)экология (организм и его среда), популяционная, или демэкология (популяция и ее среда), синэкология (экосистема и ее среда), ландшафтная экология (крупные геосистемы с участием живого и их среда), глобальная экология, или мегаэкология (учение о биосфере Земли;

·     отношением к предметам изучения: экология микроорганизмов, экология грибов, экология растений, экология животных, экология человека, сельскохозяйственная экология, промышленная экология, общая  экология;

·     средами  и компонентами: экология суши, экология пресных водоемов, экология морская, экология Крайнего Севера, экология высокогорий, экология химическая;

·      подходом к предмету: аналитическая экология, динамическая экология;

·      фактором времени: историческая, эволюционная.

Предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популя-ции, биоценозы, экосистемы) и их динамика во времени и пространстве.

 Основные задачи  могут быть сведены к изучению  динамики популяций, к учению  о биогеоценозах и их системах. Главная теоретическая и практическая задача экологии заключается в том, чтобы вскрыть законы этих процессов и научиться управлять ими в условиях неизбежной инду-стриализации и урбанизации нашей планеты.

 Методы экологических  исследований делятся на: полевые,  лабораторные, экспериментальные, количественные (математическое моделирование)  методы.

 Полевые методы  имеют первостепенное значение. Они предполагают изучение популяций  и сообществ в естественной  среде (в природе) и позволяют  установить воздействие на объект  комплекса факторов, изучить общую  картину развития и жизнедеятельности  изучаемого объекта. Экспериментальные  методы отличаются от полевых  тем, что организмы искусствен-но ставятся в условия, при которых можно дозировать размер изучаемого фактора, следо-вательно, можно точнее, чем при обычном наблюдении, оценить его влияние. При этом выводы, полученные в лаборатории, требуют обязательной проверки в полевых условиях.

 Большое значение  при проведении экологических  исследований имеют химические  и физиологические методы, т.к.  они позволяют выявить роль  разных компонентов экоси-стем, и в первую очередь, самого главного - фитоценоза, в аккумуляции и превращении вещества и энергии. Химические методы позволяют установить особенности накопления химических элементов в растениях и в целом в сообществах, особенности круговорота питания. С помощью физиологических методов можно в полевых условиях проследить физиологические процессы (фотосинтез и транспирация).

 Математические  методы (математическая статистика, методы теории информации и  кибернетики, теории чисел, дифференциальные  и интегральные исчисления и  др.) и на основе этих методов  - моделирование. Моделирование биологических  явлений, т.е. вос-произведение в искусственных системах процессов свойственных живой природе, полу-чило широкое распространение в современной экологии.

 Модели подразделяются  на реальные (аналоговые) и знаковые. Примеры аналоговых моделей - аппараты искусственного кровообращения, искусственная почка. Знаковые мо-дели представляют собой отображение оригинала с помощью математических выражений или подробного описания.

 Процесс перевода  физических или биологических  представлений о любой экосистеме  в математические формулы и  операции над ними называются  системным анализом.

 Экологический  мониторинг - один из главных методов  изучения динамики экоси-стем (биогеоценозов), происходящей под воздействием естественных и антропогенных факторов. Под мониторингом понимается специальное длительное слежение за состояни-ем одних и тех же экосистем. Подобные исследования сопряжены с большими время- и трудозатратами, так как предусматривают детальное описание и изучение всех компонен-тов, составляющих биогеоценоз, и потому возможны лишь при организации стационар-ных работ с закладкой как временных, так и постоянных пробных площадей.

 Главная цель  экологии: изучить, как работает  экосфера. Объекты изучения: 5 уровней организованной материи:

живые организмы, популяция, сообщества, экосистемы, экосфера.

 Живой организм - это любая форма жизнедеятельности.  Сущ. от 3-х до 20-ти категорий  живых организмов. Обычно подразделяют  все организмы на: растения; животных  деструкторов-редуцентов.

 Популяция - это  группа организмов одного вида, проживающих в определенном районе. Вид - это совокупность популяций,  представители которых фактически  или потенциально дают полноценное  потомство в естествен. условиях. Сообщество. Каждый организм или популяция имеет свое место обитания. Когда несколько популяций различных видов живых организмов живут в одном месте и взаимодействуют друг с другом, они создают так называемое экологическое сообщество.

 Экосистема - это  взаимосвязь сообществ с химическими  и физическими факторами, создающими  неживую (абиотическую) среду. К  физическим факторам относятся:

солнечный свет, тень, испарение, ветер, температура, водные течения.

 Хим. факторам  являются питательные элементы  и их соединения в атмосфере,  гидросфере и земной коре, необходимые  в больших или малых количествах  для существования, роста и  размножения организмов. Все экосистемы Земли составляют экосферу.

Под экологией понимается область знаний, рассматривающая  совокупность природных объектов, явлений  и процессов, по отношению к объекту  или субъекту, принимаемому за центральный  объект этой совокупности. Этим центральным объектом может быть тот или иной вид растения или животного, популяция (сообщество организмов одного вида, обитающих в пределах единого ареала) или человек, как один из видов живых существ обитающих на Земле и при этом оказывающий воздействие на ее природу несравнимо большее, чем любой другой вид или популяция, или какое то производство.

Современная экология, таким образом, представляет собой  значительный цикл знаний, вобравшей  в себя разделы биологии, географии, геологии, химии, физики, социологии, психологии, культурологии, экономики, педагогики и технических наук. Отсюда вытекает многообpазие объектов, методов и сpедств экологических исследований, многие из котоpых оказываются заимствованы из смежных областей знаний. В отношении экологии человека - это медицина, биология, психология, санитария и гигиена, гигиена окружающей среды, социология и демография, биохимия и, конечно же, комплексный мониторинг здоровья людей определенного региона, административной территории, связанных с тем или иным производством. Все это имеет прямое отношение к экологии вообще и экологии человека, в частности. В каком то смысле, годы учебы - тоже процесс экологический. Потому, что на всем протяжении этого нелегкого пути познания нового, каждый из студентов представляет собой некий центр, к которому сходятся знания, от Вашей реакции и действий зависят результаты учебы, а в широком перспективном плане - уровень благополучия Вас, Вашей семьи и близких.