Файл: Тема Основные положения классической экологии Раздел Цели и задачи науки Экология. Экологические факторы. Изучение курса начнем с общих понятий дисциплины Экология.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 25.04.2024
Просмотров: 8
Скачиваний: 0
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Тема 1. Основные положения классической экологии
Раздел 1.1. Цели и задачи науки «Экология». Экологические факторы.
Изучение курса начнем с общих понятий дисциплины «Экология». Термин «экология» ввел в науку немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866 году. Термин происходит от греческих корней «ойкос» – «дом», «жилище», «обиталище» и «логос» – «наука». Наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и окружающей средой обитания.
В современном представлении экология – междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе и в их взаимосвязи.
В современном представлении экология – междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе и в их взаимосвязи.
Предметом экологии как науки является структура связей между организмами и средой.
Главный объект изучения в экологии – экосистемы, или единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов – организменный уровень, их популяций – популяционно-видовой уровень. А также биоценозов – совокупностей популяций, или биоценотический уровень, и биосферы в целом – биосферный уровень.
Стратегической задачей экологии считается развитие теории гармоничного взаимодействия природы и общества на основе новой теории, рассматривающей человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы. Основной общетеоретической задачей является изучение закономерностей функционирования и устойчивости экосистем. Ведущие прикладные задачи направлены на оптимизацию решений для обеспечения экологической безопасности.
Структура Экологии.
С научно-практической точки зрения экологию подразделяют на теоретическую и прикладную.
Теоретическая экология вскрывает общие закономерности организации жизни.
Прикладная экология изучает механизмы антропогенного воздействия человека на биосферу, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов.
Основой экологического направления является общая экология, которая изучает взаимоотношения компонентов в биотических системах.
Структуру общей экологии составляют четыре раздела:
1. Аутэкология, или экология видов, изучает влияние факторов среды обитания на конкретных особей. Пример: влияние абиотических факторов среды, таких как температура и содержание кислорода в воде, на численность судака в Куйбышевском водохранилище.
2. Демэкология, или популяционная экология, изучает отношение популяций к факторам среды и динамику популяций. Пример: исследование структуры популяций видов-вселенцев.
3. Синэкология, или экология экосистем, посвящена изучению взаимоотношения сообществ живых организмов с окружающей средой, структуру и динамику экосистем.
4. Экология биосферы рассматривает биосферу как глобальную экосистему.
История развития экологии.
В истории развития экологии можно выделить три основных этапа.
Первый этап – от древних времен до 60-х годов XIX века, зарождение экологии. Этот этап характеризуется накоплением данных о взаимосвязи живых организмов со средой их обитания. На этом этапе делались первые научные обобщения. Характерной чертой этого периода является отсутствие собственного для экологии понятийного аппарата. В этот период Жан Батист Ламарк и Томас Мальтус впервые предупреждают человечество о возможных негативных последствиях воздействия человека на природу. Завершается этап определением понятия «экология», которое дал в 1866 году немецкий ученый Эрнст Геккель.
Второй этап – с 60-х годов XIX века до 50-х годов XX века. Становление экологии как самостоятельной отрасли знаний, формирование факториальной экологии. Начало этапа ознаменовалось выходом работ русских ученых Рулье, Се́верцова, Докучаева. Впервые был обоснован ряд принципов и понятий экологии, актуальных до настоящего времени. В 1877 году немецкий гидробиолог Мебиус вводит важнейшее понятие биоценоза. Под биоценозом он понимал закономерное сочетание организмов в определенных условиях среды. Неоценимый вклад в развитие основ экологии внес Чарлз Дарвин. Ученый выявил основные факторы эволюции органического мира. Крупнейший русский ученый XX века Владимир Иванович Вернадский создает фундаментальное учение о биосфере. В 1926 году опубликована его монография «Биосфера»
Артур Тенсли в 1935 году выдвинул понятие экосистемы. Несколько позже, в 1940 году, Владимир Сукачев обосновал представление о биогеоценозе. Уровень отечественной экологии в 20–40-х годах был одним из самых передовых в мире, особенно в области фундаментальных разработок. В этот период работали такие выдающиеся ученые, как академик Вернадский, а также крупные экологи Сукачев, Бауэр, Гаузе, Беклемишев.
Современный этап развития экологии.
Третий этап – с 50-х годов XX века до настоящего времени. Превращение экологии в комплексную науку, включающую в себя науки об охране окружающей человека природной среды. Из строго биологической науки экология превращается в «значительный цикл знания, вобрав в себя разделы географии, геологии, химии, физики, социологии, теории культуры, экономики...». Происходит становление истинно системного подхода к изучению экологических объектов.
Современный период развития экологии связан с именами таких крупных зарубежных ученых, как Одум, Андерсен, Пианка́, Миллер. Среди отечественных ученых следует назвать Герасимова, Гилярова, Моисеева, Наумова, Реймерса, Розанова, Тимофеева-Ресовского.
Начало природоохранной деятельности Советского государства совпало с рядом первых декретов, начиная с «Декрета о Земле» от 26 октября 1917 года. Декрет заложил основы природопользования в нашей стране. Именно в этот период зарождается и получает законодательное выражение основной вид природоохранной деятельности – охрана природы.
Период 30–40-х годов характеризуется увеличением эксплуатации природных ресурсов, вызванных, главным образом, ростом масштабов индустриализации. В России возникает новый вид природоохранной деятельности – рациональное использование природных ресурсов, или рациональное природопользование.
В 60–70-е годы развивается международное сотрудничество в области охраны природной среды.
Методы экологии.
Методологическая основа экологии базируется на системном подходе. Исследования ориентированы на изучение многообразия связей между элементами сложноорганизованных систем. Главными являются метод наблюдения, экспериментальный метод и моделирование.
Метод наблюдения представляет собой первый прием экологического наблюдения. Он включает измерение множества параметров системы с помощью электронной, акустической, фотографической и другой аппаратуры. Например, измерение температуры, солености, химического состава, радиационного фона, среды, описание состояния объекта. К методам наблюдения относятся мониторинг окружающей среды и экспресс-анализы.
Экспериментальный метод подразумевает постановку экспериментов, а также анализ результатов с целью решения практических задач. Исследователь следит за экосистемой, в которой им сознательно произведены изменения. Различают однофакторный эксперимент, когда изучается влияние одного фактора при фиксированных значениях остальных. Метод малоэффективен, так как на объекты исследований, как правило, действует комплекс факторов. Перспективным считается многофакторный эксперимент, который предполагает изучение исследователем нескольких факторов. Эксперименты проводятся в лабораториях или в полевых условиях.
Моделирование заключается в том, чтобы получить модель. Необходимо математически рассчитать модель, достаточно сходную с оригиналом, и эффективно изучать ее свойства. Модель имитирует явления реального мира, максимально приближенные к природной среде. Метод позволяет делать прогнозы и поэтому актуален в настоящее время.
Экологические факторы и их классификации.
Организм и среда обитания тесно связаны между собой. Под средой обитания понимают ту часть природы, которая непосредственно окружает живой организм и с ним взаимодействует. Среда обитания воздействует на живой организм множеством своих элементов, которые называются экологическими факторами.
Экологические факторы подразделяются на три группы.
Абиотические факторы представляют свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы. К ним относятся свет, температура, радиация, давление, влажность воздуха, солевой состав воды, рельеф местности и другие.
Биотическими факторами называют различные формы воздействия живых организмов друг на друга. Они могут быть прямыми и опосредованными, то есть действовать через кого-то. Биотические факторы называют еще биотическими взаимодействиями.
К третьей группе антропогенных факторов относятся вырубка лесов, промысел, свалки, водохранилища, автомобильный транспорт и другие. Часть антропогенных факторов, связанная с производством, применением техники, транспорта, промышленности, называют техногенными.
Организм и среда обитания находятся в постоянном взаимодействии. Из окружающей среды в организм поступают, с одной стороны, питательные вещества и энергия. С другой стороны, организм выделяет в среду продукты своей жизнедеятельности. Таким образом, организм сам воздействует и изменяет среду.
Абиотические факторы и их влияние на живой организм.
Рассмотрим абиотические факторы и их воздействие на живой организм.
Среди основных абиотических факторов различают физические, химические, эдафические, климатические, гидрографические, орографические, пирогенные факторы.
Источником физических факторов, или факторов неживой природы, служит физическое состояние или явление. Примером физических факторов являются механические или волновые явления.
Химические факторы происходят от химического состава среды. Например, если соленость воды высокая, жизнь в водоеме может отсутствовать, как в Мертвом море. Но и в пресной воде не может жить большинство морских организмов
Эдафические факторы оказывают воздействие на организмы, живущие в них, и на корневую систему растений. Важными характеристиками почвы является рН – активная реакция почвенной среды и гумус. Низкие значения рН почвенного раствора показывают, что в почве содержится мало биогенных элементов. Поэтому продуктивность такой почвы крайне мала.
Среди климатических факторов наиболее значимыми для живых организмов являются свет, температура, влажность воздуха.
Свет является необходимым условием для осуществления процесса фотосинтеза. В результате фотосинтеза зеленые растения продуцируют органическое вещество и кислород, необходимые для жизнедеятельности живых организмов. По отношению к свету растения разделяются на следующие группы: тенелюбивые – сциофиты, теневыносливые, светолюбивые – гелиофиты.
Температура. Область распространения живого определяется диапазоном от чуть ниже 0 °С до +50 °С. От температуры зависит скорость окислительно-восстановительных реакций в организме и, как следствие, интенсивность метаболических процессов.
Организмы, неспособные регулировать свою собственную температуру, называются пойкилотермными. Пример: земноводные, пресмыкающиеся, насекомые и другие. Организмы, которые способны поддерживать постоянную оптимальную температуру тела, называются гомотермными. К таким организмам относятся млекопитающие, в том числе и человек, имеющие температуру тела 36–37 °С, и птицы с температурой тела 40 °С.
Влажность воздушной среды измеряется обычно в показателях относительной влажности. В растениях 97–99 % воды уходит в основном на транспирацию, иначе – на испарение через листья. Вода также расходуется на фотосинтез и около 0,5 % всасывается клетками.
Гидрографические факторы. В зависимости от способа адаптации к водной среде выделяются несколько экологических групп растений: гидатофиты, гидрофиты, гигрофиты, мезофиты, ксерофиты, суккуленты, склерофиты.
Выделяют экологические группы животных в зависимости от их отношения к воде: гигрофилы, или влаголюбивые, ксерофилы, то есть сухолюбивые, мезофилы – промежуточная группа.
Орографические факторы оказывают влияние на распространение организмов по земной поверхности. К этой группе факторов относятся: особенности элементов рельефа, высота над уровнем моря, экспозиция и крутизна склонов.
