ЛК 1. Введение в предмет «Экология».

Вопросы:

1. Краткая история становления экологии.

2. Предмет и задачи экологии.

3. Экология в системе естественных наук и ее структура.

4. Методы экологических исследований.

Вопрос 1. Существование цивилизации на нашей планете неразрывно связано с природными условиями. Она возникла, когда человек научился использовать огонь и другие средства и орудия, позволявшие ему изменять среду обитания. Экология приобрела практический интерес уже на заре человечества. Первобытный человек, борясь за выживание, должен был иметь определенные знания о видах животных, их повадках, местах обитания.

На протяжении тысячелетий человек пытался покорить природу, но только недавно осознал, что Земля - не более чем «космический корабль» с ограниченными ресурсами. Нерачительное их использование и загрязнение окружающей среды могут сделать невозможной жизнь последующих поколений.

Появившись на планете, человек на всех стадиях развития влиял на среду обитания сначала как биологический вид, затем как охотник, имеющий специальные орудия, которые позволяли уже в эпоху Великих оледенений воздействовать на видовой и численный состав животных. Выжигая леса, собирая съедобные виды растений, он влиял на природу через усиление естественно идущих процессов и формирование антропогенных ландшафтов. Развитие земледелия, скотоводства привело к росту общин и возникновению первых крупных поселений, способствовало прогрессу в изготовлении орудий труда. За 2 тыс. лет до н. э. в Египте и Месопотамии человек создал грандиозные оросительные системы, принципиально изменившие окружающий мир.

Происходившие в результате хозяйственной деятельности изменения природных условий тогда еще не были столь велики и носили локальный характер. Тем не менее они вели к эрозии почв, их засолению, опустыниванию, а в конечном итоге к региональным экологическим кризисам и исчезновению цивилизаций, их создавших.

Возникшие на заре цивилизации города первоначально хорошо «вписались» в природную среду, несмотря на то что по числу населения многие города древности (Фивы, Вавилон, Рим) вполне сопоставимы с современными. Так, согласно переписи населения Рима, проведенной в 14 г. н. э. императором Августом, в городе проживали 4 млн. 937 тыс. человек.

Создавая первые города, человек еще неосознанно понимал необходимость соблюдения определенных санитарных норм. Первая из известных сегодня систем городской канализациипоявилась в III-II тысячелетиях до н. э. в Индии. В Риме был построен водопровод, действовала система канализации. После падения Римской империи в 400-х годах н. э. в городах государств, образовавшихся на ее развалинах, вплоть до XIII-XIV вв. царила антисанитария, т.к. необходимые знания были утрачены.

Техническая революция, начавшаяся в конце XVIII в., привела к тому, что последствия деятельности человека стали сопоставимы с природными явлениями.

Экология как наука начала формироваться в конце XVIII в., и то сначала как один из разделов зоологии. Термин «экология» (от греч. оikos – дом, родина и logos – учение) впервые введен в 1866 г. немецким биологом Эрнстом Геккелем в труде «Всеобщая морфология». С этого времени экология из раздела биологии превращается в междисциплинарную науку, охватывающую многие области знаний. В XX в. в рамках экологии сформировалось самостоятельное направление физиологии, посвященное исследованию механизмов адаптации.

В 1927 г. Ч. Элтон выпустил первый учебник-монографию по экологии.В нем описано своеобразие биоценотических процессов, дано понятие экологической ниши, обосновано «правило экологических пирамид», сформулированы принципы популяционной экологии. Вскоре были предложены математические модели роста численности популяций (В. Вольтера,А. Лотка), в 30-е годы – понятие экосистемы (А. Тенсли, 1935). Под экосистемой понимали совокупность организмов и неживых компонентов среды их обитания, при взаимодействии которых происходит более или менее полный биотический круговорот (с участием продуцентов, консументов и редуцентов). В то же время продолжались широкие количественные исследования функциональных особенностей различных экосистем - их структуры, продуктивности, условий их устойчивости, трофических связей в экосистемах.

В начале 40-х годов В. Н. Сукачев (1880-1967) обосновал концепцию биогеоценоза, имевшую большое значение для развития теоретической базы экологии. В 50-е годы сформировалась общая экология, основное внимание в которой уделяется изучению взаимодействия организмов и структуры образуемых ими систем. К 70-м годам XX в. сложились направления, называемые «физиологической» и «эволюционной» экологией. В наши дни получили развитие «количественная» экология и математическое моделирование биосферных и экосистемных процессов.

Изучение общепланетарных процессов развернулось после выхода в свет в 1926 г. книги В. И. Вернадского «Биосфера», где рассмотрены свойства «живого вещества» и его функции в формировании, как современного лика Земли, так и всех сред жизни на планете (водной, почвенной и воздушной). Предшественником и единомышленником В. И. Вернадского был В. В. Докучаев (1846-1903), создавший учение о почве как о естественно-историческом теле. В. И. Вернадский (1863-1945) обосновал роль живого вещества как наиболее мощного геохимического и энергетического факторов - ведущей силы планетарного развития. В его работах ясно прослеживается значение для космоса жизни на планете Земля, а также значение космических связей для биосферы. Впоследствии эта космическая линия в экологии была развита в трудах А. Л. Чижевского, основателя современной науки гелиобиологии.

В. И. Вернадский проследил эволюцию биосферы и пришел к выводу, что деятельность современного человека, преобразующего поверхность Земли, по своим масштабам стала соизмерима с геологическими процессами на планете. В результате стало ясно, что использование природных ресурсов планеты происходит без учета закономерностей и механизмов функционирования биосферы. Тем не менее, завершающим этапом эволюции биосферы он считал появление ноосферы - сферы разума.

В середине XX в. экологию стали понимать как науку об экосистемах и биосфере. Начало такому пониманию положили работы В. И. Вернадского, В. В. Докучаева, Ю. П. Одума, А. Дж. Тенсли, Н. В. Тимофеева-Ресовского и других известных ученых. В результате стало ясно, что современная биосфера, среда обитания всех живых организмов, является продуктом их жизнедеятельности, т.е. неустанного воспроизведения, метаболизма (обмена веществ) и посмертного разложения живых существ. Почвенная, водная, наземная, воздушная среда жизни есть результат постоянного взаимодействия и взаимопроникновения живого и неживого веществ. Ни один вид живых организмов не может существовать среди себе подобных. Жизнь возможна только в сообществах (биоценозах) и в строго определенной совокупности условий, характеризующей место их обитания (биотоп). Единство биотопа и биоценоза - основная концепция современной экологии, концепция экосистемы.

Экосистемы и биосфера в целом являются высшим уровнем организации живого на планете Земля. Они, как и любая живая система, способны к саморегуляции, т. е. к самосохранению, поддержанию своего видового состава и воспроизведению связей между отдельными видами. Такое представление об устойчивости экосистем, их гомеостазе или, иначе, об экологическом равновесии - одно из основополагающих понятий современной экологии.

Биосфера и отдельные экосистемы могут переносить значительные антропогенные (от греч. antropos - человек и genesis- происхождение) нагрузки благодаря возможности саморегуляции, самоочищения и самовосстановления. Однако эти свойства имеют естественные пределы, которые называют емкостью экосистем.

По современным представлениям ЭКОЛОГИЯ - это наука, изучающая основные закономерности жизнедеятельности живых организмов в их естественной среде обитания с учетом изменений, вносимых хозяйственной деятельностью человека. Часто встречается перевод термина «экология» как учения о доме, жилище. Это не точно. Древние греки понимали этот термин значительно шире. Экосом они называли любое место пребывания человека: и хороший пляж, где люди собирались для купания, и горное пастбище, где пастухи пасли овец.

Вопрос 2. Предметом исследования экологии являются объекты природы, законы ее существования и развития, механизм воздействия человека на природу, предельно-допустимые нагрузки, которые может выдержать природа без разрушения

Фундаментальные задачи исследований в экологии:

1. Исследование закономерностей организации жизни в биосфере.

2. Управление процессами, протекающими в биосфере.

3. Создание научной базы рационального использования природных ресурсов и прогнозирование изменений природы под влиянием хозяйственной деятельности человека.

4. Регуляция численности популяций.

5. Разработка мероприятий, обеспечивающих минимальное применение химических веществ в целях борьбы с вредными организмами.

Задачи специалистов сельскохозяйственного производства (прикладные задачи):

1. Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий деятельности действующих и проектируемых с.-х. предприятий для окружающей среды, в том числе и человека.

2. Своевременное выявление и корректировка конкретных технологических процессов, наносящих ущерб окружающей среде и угрожающих здоровью человека.