Читать книгу Основы экологии - Владимир Иванов - Страница 4

Хотя термин «экология» Эрнст Геккель предложил еще в 1866 г., который в буквальном смысле означает «наука о местообитании», единого и строгого определения экологии как науки нет.

В большом энциклопедическом словаре «Биология» (Москва, 1998) дается следующее определение: «Экология – это биологическая наука, изучающая организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней: популяций, биоценозов (сообществ), биогеоценозов (экосистем) и биосферы».

Экологию определяют также как науку о взаимоотношениях организмов между собой и с окружающей средой.

На наш взгляд, это определение удерживает экологию только в рамках биологических наук. Но содержание понятия экологии многократно расширялось и под ней стали понимать науку, изучающую среду обитания всех живых существ, включая человека.

По определению В.А. Радкевича (1998), экология – это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов (в любых ее проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естественной среде обитания с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека.

Таким образом, современная экология превращается из раздела биологии в своеобразную гипернауку, в комплекс фундаментальных и прикладных дисциплин, в так называемую мегаэкологию, т. е. «большую экологию» или «макроэкологию».

Следует отметить, что в западной литературе и в ряде наших специальных изданий по биологии термин «экология» часто употребляют для традиционного круга объектов и методов, а все, что связано с экологией человека, окружающей средой и охраной природы называют наукой об окружающей среде (environmental science). В отечественной литературе оба эти понятия часто используют или как синонимы, или включают последнее в экологию.

Поэтому мегаэкологию можно подразделить на две большие ветви: общую и частную (специальную).

Основной, традиционной, частью экологии как биологической науки является общая экология.

Общая экология изучает основные принципы строения и функционирования различных надорганизменных систем.

Предметом общей экологии являются биологические макросистемы – популяции, биоценозы, экосистемы, их динамика во времени и пространстве. Причем изучаются как природные, так и антропогенные системы, т. е. созданные человеком, – агроценозы, города и т. д.

Общая экология изучает проявления жизни на четырех уровнях ее организации:

1) организменном;

2) популяционно-видовом;

3) биоценотическом или биогеоценотическом;

4) биосферном.

На организменном уровне рассматриваются как проблемы адаптации организмов к влиянию факторов среды, так и одновременное воздействие этого организма на окружающую среду.

Популяционно-видовой уровень отражает наличие или отсутствие вида в данных природных условиях, степень обильности или редкости вида в конкретном месте, степень устойчивости и колебания численности популяции на изучаемой территории.

Эти задачи решаются с использованием двух научных подходов:

1. Исследование проводится в зависимости от свойств и признаков, характерных для отдельно взятой особи. При этом изыскиваются сочетания различных свойств организма и их использование особями в популяции.

2. Происходит изучение и оценка свойств популяции, рассматривается их взаимосвязь со средой обитания особей в популяции.

На биоценотическом уровне изучаются состав и структура сообщества, биоценоза; рассматриваются пути превращения и использования энергии и биогенных элементов в биоценозе в рамках круговорота веществ и энергии биосферы; исследуются свойства функционирования сообществ.

На биосферном (глобальном) уровне выявляются причины и механизмы изменения элементов биосферы в результате антропогенного воздействия.

Таким образом, в составе общей экологии в зависимости от изучаемого уровня проявления жизни можно выделить четыре основные ветви:

1) аутэкология (от греч. autos – сам) – экология особей и составленных ими видов, изучает взаимоотношения организма (вида, особи) с окружающей средой и исследует действие среды на морфологию, физиологию и поведение организмов;

2) демэкология (от греч. demos – народ, население) – экология популяций, изучает динамику популяций, описывает и устанавливает причины колебания численности различных видов;

3) эйдоэкология (от греч. eidos – образ, вид) – экология видов. Наименее разработанное направление, так как вид как надорганизменная биологическая макросистема еще не стал объектом активного изучения современной экологии. Это объясняется тем, что интерес исследователей с организма переключился сразу же на популяцию, а затем на биоценоз;

4) синэкология (от греч. syn – вместе) – экология сообществ, или биоценозов, исследует взаимоотношения популяций и сообществ со средой. Часто к этим основным разделам добавляют еще биогеоценологию – учение о биогеоценозах, или экологических системах, и биосферологию – учение о функционировании биосферы.

Частная, или специальная, экология занимается изучением экологических аспектов конкретных таксономических групп организмов (экология различных видов растений, животных, экология человека и т. д.) или сообществ (экология сельскохозяйственных экосистем – агроэкология, растительных сообществ – фитоценология и т. д.).

Развитие промышленности, сельскохозяйственного производства привело к возникновению нового направления экологии – прикладной экологии.

Такие науки, как промышленная (инженерная), сельскохозяйственная, промысловая экология, изучают возможность использования природных ресурсов и среды жизни, допустимые нагрузки на них, формы управления и хозяйствования. Они исследуют воздействие промышленности, транспорта, сельского хозяйства на природу и, наоборот, влияние естественной природной среды на функционирование промышленных предприятий и сельскохозяйственных комплексов.

Экологическими проблемами Земли как планеты занимается глобальная экология.

Задачами экологии являются:

1. Изучение закономерностей взаимоотношений разных групп организмов (популяций, видов) с факторами внешней среды и их влияние на среду обитания.

2. Изучение биогеоценозов и их систем.

3. Разработка основ рационального использования природных ресурсов человеком и прогнозирование антропогенных изменений среды.

4. Разработка и внедрение биологических методов борьбы с вредителями и сорняками, безотходных и малоотходных технологий производства.

Каждая из перечисленных задач решается с помощью определенных методов исследования, которые помогают рассмотреть все многообразие связей, формирующихся на уровне биологических макросистем.

Для этого широко используют методы физиологии, биохимии, анатомии, систематики и других биологических и небиологических наук. Выбор того или иного метода определяется в первую очередь с учетом особенностей объекта изучения.

Все методы, применяемые в экологических исследованиях, можно разделить на три большие группы.

1. Полевые методы. Их использование позволяет изучить конкретное влияние целого комплекса экологических факторов на развитие и жизнедеятельность популяции в естественных условиях. К ним можно отнести:

а) методы регистрации и оценки состояния среды (например, метеорологические наблюдения, измерения освещенности, мониторинг);

б) методы количественного учета организмов;

в) методы оценки биомассы и продуктивности растений и животных.

2. Экспериментальные методы. Они позволяют исследовать влияния отдельных факторов среды на жизнедеятельность организмов в лабораторных условиях.

В реальной среде обитания невозможно рассмотреть воздействие на организм или сообщество отдельного фактора, так как они действуют комплексно. Поэтому создаются искусственные модели экосистем, аналогичные естественным.

3. Методы математического моделирования и экологического прогнозирования. Они дают возможность прогнозировать развитие экосистем в зависимости от изменений климата и антропогенных воздействий. В основе этих моделей лежит количественный анализ наблюдений специалистов разного профиля: биологов, геологов, гидрологов, метеорологов, микробиологов и т. д. Эти данные обрабатываются с помощью компьютерных программ, анализируются. В результате их оценки делаются выводы о последствиях того или иного воздействия на экосистему в режиме реального времени или через десятилетия.

Как правило, в экологических исследованиях эти и другие применяемые методы исследований используются совместно или в комплексе.