Объектом изучения экологии не является. Экология: предмет и задачи экологии, методы

Предметом исследования экологии являются биологические макросистемы (популяции, сообщества и биоценозы) и их динамика во времени и в пространстве. Работы Барри Анри Тенсли (1935 г.), Г.Г.Винберга (1936 г.),
В.Н. Сукачева (1942 г.), Р. Линдемана (1942 г.) доказывают, что экосистема является предметом экологии, а методом её исследований явился системный подход, нашедший отражение во многих работах отечественных и зарубежных учёных.

В экологии используются методы исследований и понятия, применяемые и в других науках – биологии, математике, физике, химии и т.д. Многие же методы исследований свойственны исключительно только экологии как науке. Например, если исследования экологии особей (аутэкология) иногда близки к исследованиям в области физиологии или биогеографии, то изучение популяций и биоценозов относится всецело только к экологии. Известно, что при переходе вещества от одного уровня к другому, более высокому, у вещества проявляется новое качество, не свойственное первоначальному состоянию.

В связи с этим можно привести два простых примера: один из курса химии, другой – из экологии.

1. Водород и кислород, соединяясь в определённом соотношении, образуют воду (2Н + О = Н 2 О) – жидкость, совершенно не похожую по своим свойствам на исходные газы – водород и кислород. Вода является важным экологическим фактором для жизни живых организмов.

2. Водоросли и кишечно-полостные животные, эволюционируя совместно, образуют систему кораллового рифа, при этом возникает эффективный механизм круговорота элементов питания, позволяющий такой комбинированной системе поддерживать высокую продуктивность в водах с очень низким их содержанием. Фактическая продуктивность и разнообразие коралловых рифов – это качественно новые свойства, характерные только для данного рифового сообщества. Г. Фейблман
(1945 г.) считал, что при каждом объединении подмножеств возникает, по меньшей мере, одно новое множество с другими свойствами.

Методическую основу современной экологии составляет сочетание системного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и моделирования. Экология уже давно перестала быть чисто описательной дисциплиной, сейчас в ней преобладают количественные методы – измерения, расчёты, математический анализ. Системный анализ пронизывает большинство экологических исследований, так как любой объект экологии имеет системную природу. В системном подходе объединяются аналитические и синтетические приёмы исследования. Разнообразие исследовательских и прикладных задач влечёт за собой и разнообразие применяемых в экологии методов. Их можно объединить в несколько групп.

Основными методами экологических исследований считаются: полевые; экспериментальные с использованием экосистемного подхода; изучение сообществ (синэкология ); популяций (аутэкология ); анализ местообитаний; эволюционный и исторический подходы, методы регистрации и оценки состояния среды; методы количественного учёта; методы изучения взаимоотношений между организмами во многовидовых сообществах; методы прикладной экологии.

Экосистемный подход . При экосистемном подходе экологических исследований в центре внимания исследователя-эколога оказывается поток энергии и круговорот веществ между биотическими и абиотическими компонентами экосферы. Этот подход выдвигает на первый план общность организации всех сообществ независимо от местообитания и систематического положения входящих в них организмов.

В экосистемном подходе находит свое понимание концепция саморегуляции, благодаря которой становится ясно, что нарушение регуляторных механизмов, например, в результате загрязнения окружающей среды может привести экосистему к биологическому дисбалансу.

Изучение сообществ . При этом подходе исследуют сообщества растений, животных и микроорганизмов, которые обитают в различных биотических единицах: лес, степь и луг. Основное внимание при этом уделяется определению и описанию видов, изучению факторов, ограничивающих их распространение. Одним из аспектов подобных исследований считается получение научных данных осукцессиях и климаксовых сообществах , что важно для решения вопросов рационального использования природных ресурсов.

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Экология: природопользование

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования.. ивановский государственный энергетический университет имени в и ленина..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Твитнуть

Все темы данного раздела:

(В этой части книги даны те главы, которых нет в учебном пособии 2007 г.) ИВАНОВО 2008 УДК. 574:50

Инженерная защита окружающей среды
УЧЕБНИК Редактор Т.В. Соловьева Технический редактор Н.С. Толмачева Лицензия ИД № 05285 от 4 июля 2001 года  

Антуан де Сент – Экзюпери
В условиях научно-технического прогресса сохранение окружающей природной среды как местообитания человека стало важнейшей задачей современности. Человечество в условиях техногенеза получило в свои

Экологические кризисы
Сложилась парадоксальная ситуация: мировая цивилизация, достигшая больших знаний во многих областях науки и техники, оказалась в очень сложном положении; появилось много разных проблем локального,

Экологические последствия
К началу 2000 г. численность популяции человека достигла 6,0 млрд. К настоящему времени население увеличилось примерно до 6,72 млрд человек. Более 95 % этого роста народонаселения «обеспечили» разв

Проблема нехватки продуктов питания
Проблема голода, как и другие проблемы, напрямую связана с прогрессирующим ростом народонаселения. Т. Мальтус (1766 – 1834) впервые высказал мысль о том, что при росте народонаселения буде

Проявление парникового эффекта
Кроме традиционной концепции существуют ещё несколько гипотез об изменении климата на нашей планете. 1. Теория превалирующей роли природной эмиссии диоксида углерода. Согласно этой

Появление озоновых дыр
Формы жизни на нашей планете сохраняются благодаря тому, что вокруг Земного шара образовался защитный озоновый слой, который защищает биосферу от опасной ультрафиолетовой солнечной радиации.

Проблема кислотных дождей
Немаловажными видами загрязнения атмосферного воздуха считаются оксиды серы и азота, которые, циркулируя в ней, являются основными источниками выпадения кислотных дождей. Оксиды серы и азота поступ

Уничтожение лесов и их последствия
На заре земледелия и скотоводства лесами было покрыто не менее 6,2 млрд км2 (60 – 70%) поверхности Земли. По оценкам лесных экспертов, лесопокрытые территории в конце ХХ столетия составл

Истощение энерго- и минеральных ресурсов
В современном мировом хозяйстве применяется свыше 250 разновидностей полезных ископаемых. Например, строительные камни, руды чёрных и цветных металлов, камни-самоцветы, золото, серебро, нефть, угол

Деградация сельскохозяйственных угодий
Одним из проявлений экологического кризиса является деградация сельхозугодий. Ежегодно из-за деградационных процессов на нашей планете теряется около 43,2 млн га, в том числе пашни 7,0 млн га. Обща

Эвтрофирование водоёмов
Деградацию водоёмов и нарушение всех видов водопользования ставят в ряд глобальных проблем. Эвтрофирование водоёмов является одним из воздействий на окружающую природную среду. Термин троф

Постепенный переход из дистрофного или олиготрофного состояния в эвтрофное называется эвтрофированием
Эвтрофирование может происходить как естественным путём, так и вследствие антропогенного воздействия, его называют антропогенным эвтрофированием. Процесс естественного эвтро

Вопросы для самоконтроля
1. В чём состоит суть проблемы цивилизации? 2. Что из себя представляет демографический взрыв, как происходил и какие экологические последствия при этом возникли? 3. Чем вызван не

Развитие экологических знаний
Становление и развитие экологии неразрывно связано с возникновением и развитием человеческого общества. Биотическое начало на планете послужило и будет в дальнейшем служить предпосылкой для формиро

Системные связи в биосфере
Среди форм взаимоотношений между организмами разных видов в природе главное место занимают взаимодействия, которые обобщённо могут быть обозначены как «пища – потребитель пищи» или «ресурс – эксплу

Принципы и теории систем в экологии
Существуют некоторые общие принципы, позволяющие составить единую основу для изучения технических, биологических и социальных систем. Некоторые общие свойства этих систем: 1. Свойства сист

Фундаментальные законы экологии
Современная экология располагает обширным, не требующего доказательств, материалом относящейся ко всем уровням организации природных систем. Некоторые, достаточно общие постулаты, теоремы, правила

Под системой понимаются упорядоченно взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое
Живая система при всей сложности её организации состоит из биологических макромолекул: нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), белков, полисахаридов, жирных кислот, а также других необходимых веществ.

Связь экологии с другими науками
Сегодня экология перестала быть чисто естественной биологической наукой – это комплексная социоестественная наука. В её предмет практически вовлечены все стороны жизнедеятельности человека.

Вопросы для самопроверки
1. Какие основные разделы экологии Вам известны? Как происходило формирование экологических знаний? Из скольких этапов состоит развитие экологии? Труды каких ученых Вам изве

Понятие о среде обитания и адаптации
Среда обитания ─ это часть природы, которая окружает живой организм и с которой он взаимодействует. Любой живой организм живет в сложном и изменяющемся мире, постоянно пр

Экологические факторы и типы реакций организмов на внешние воздействия
Отдельные свойства, или элементы, среды, воздействующие на организм (организмы), именуются экологическими факторами. К экологическим факторам относятся элементы окружающей сред

Общий характер действия экологических факторов и понятие о лимитирующих условиях окружающей среды
Несмотря на многообразие влияния экологических факторов, можно выявить характер их воздействия на организм. При небольших значениях или чрезмерном воздействии фактора жизненная активность организма

Фитоценоз и экологическая ниша
Фитоценозом, или растительным сообществом, называют совокупность растений, произрастающих на однородном участке земной поверхности и имеющих только им свойственные взаимоотношения между соб

Эуксерофиты и стинаксерофиты
К эуксерофитам относятся многие степные растения с розеточными и полурозеточными, сильноопушёнными побегами, полукустарники, злаки, полыни и др; К

Биоценоз, его свойства и связи в нём
По Б.А. Быкову, биоценоз (bios ─ жизнь, koinos ─ общий) ─ это устойчивая система совместно существующих на определенном участке суши или водоема популяций автотрофных и

Пищевые цепи, сети и трофические уровни
В процессе жизнедеятельности автотрофные и гетеротрофные организмы, в своей совокупности составляющие биоценоз, непосредственно осуществляют фиксацию и дальнейшую трансформацию лучистой энергии Сол

Отношения организмов в биоценозах
Разнообразные формы биотических отношений, в которые вступают те или иные виды организмов в биоценозе (конкуренция, комменсализм, мутуализм, хищник-жертва и т.д.), определяют основные условия их жи

Биогеоценоз и взаимоотношения в нём
По В.Н. Сукачёву, биогеоценоз – это совокупность однородных природных явлений на известном протяжении земной поверхности (атмосферы, горной породы, растительности, животного мира и микро

Экосистемы и их основные свойства
Экосистема – это греческое слово oikos – дом, system – целое, то есть составленное из частей или соединение. Этот термин ввёл в экологию Анри Барри Тенсли (1935 г.).

Саморегуляция и устойчивость экосистем
Правило внутренней непротиворечивости: в естественных экосистемах деятельность входящих в них видов направлена на поддержание этих экосистем как среды собственного обитания.

Сукцессии, их происхождение и прогнозирование. Синузия
Необратимые во времени последовательные смены фитоценозов (или экосистем), происходящие на одной и той же территории, называются сукцессиями. В природе различа

Агроэкосистема и её регулирование
По Э. Дж. Райкину, агроэкосистемы ─ это «сверхсистемы», включающие экологические, экономические и социальные компоненты. При замене природных экосистем агроэкосистемам

Популяция и её свойства
Под популяцией понимается любая, способная к самовоспроизведению совокупность особей одного вида, более или менее изолированная в пространстве и во времени от других аналогичных совокупност

Круговорот веществ и энергии в эко - и агроэкосистемах
Окружающая нас среда представлена разнообразием естественных и преобразованных экосистем. Общим свойством для них является автотрофность, то есть процесс фотосинтеза при участии солнечной радиации,

Из материалов ООН
Непрерывно изменяя и преобразовывая вещества и предметы природной среды, люди обеспечивают себе благоприятные условия существования. В конечном итоге каждый продукт труда представляет собой результ

Вопросы для самоконтроля
Что понимается под средой обитания и адаптацией? Какие виды адаптации Вы знаете? Что нужно понимать под термином экологический фактор? Какие типы реакций организмов

Природно-ресурсный потенциал
Природные ресурсы (естественные ресурсы) –это часть всей совокупности природных условий и важнейших компонентов природной среды, которые используются для удовлетворения потребностей общества, подде

Ресурсные циклы
Взаимодействие природы и общества. При рассмотрении биосферных проблем основное внимание обычно обращают на исследования природных систем и происходящих в них процессов, а т

Природных ресурсов
Совершенствовать приемы освоения природно-ресурсного потенциала –это значит повышать эффективность использования природных ресурсов по всей цепи, соединяющей природные ресурсы и продукцию, получаем

Равновесия в биосфере
Одной из центральных проблем выживания человечества в совремённом мире является сохранение биологического разнообразия на нашей планете, что невозможно без организации особо охраняемых природных те

Рационального природопользования
Академик А.В. Сидоренко, формулируя задачи, стоящие перед наукой в области охраны окружающей среды, писал: «Некоторые «охранители природы» выступают за сохранение природы в девственном с

Существуют следующие виды лицензий природопользования
Природоресурсовая лицензия – это разрешение на ведение определённого вида деятельности, которое связано с использованием какого-либо природного ресурса. В этой лицензии скон

Лицензия на использование лесов. Основы лесного законодательства РФ предусматривают два вида лесопользования: основное и побочное
Основное лесопользование – это заготовка древесины и живицы (смолы хвойных деревьев). Побочное лесопользование – сбор ягод, грибов, орехов, заготовка сена, охота и т.д. Основное лесопользо

Лицензия на использование животного мира
Закон РСФСР об охране и использовании животного мира определяет следующие виды лицензионной деятельности: рыболовство, охоту на птиц и животных, использование продуктов жизнедеятельности и полезных

Лицензирование на пользование атмосферным воздухом
Атмосферный воздух как экологический ресурс используется при складировании газообразных отходов или выбросов вредных веществ и их примесей. Суть лицензирования в этой системе сводится к следующему:

Лимитирование природопользования
Лимиты на природопользование – это система экологических ограничений по территориям. Такие ограничения представляют собой объёмы предельного изъятия природных ресурсов, которые

Договорно-арендные отношения в области природопользования
Аренда природных ресурсов осуществляется в форме срочного возмездного пользования ресурсами в условиях, необходимых арендатору для самостоятельного осуществления хозяйственной и иной деятельности.

Основные положения рационального природопользования
Согласно теории Н.Ф. Реймерса (1990 г.), рациональное природопользование – это система деятельности, призванная обеспечить экономную эксплуатацию природных ресурсов и условий, и наиболее

Очистка газопылевых выбросов
Основной физической характеристикой примесей, находящихся в атмосфере, является концентрация – масса (мг, г) – вещества в единице объёма (м3) воздуха при нормальных условиях. Концентраци

Очистка газовых выбросов от газо- и парообразных загрязнителей
В настоящее время для очистки промышленных газов парообразных загрязнителей используются два типа газо- и пароулавливающих установок. Первый тип установокобеспечивает сани

Очистка сточных вод
Для очистки сочных вод используются специальные очистные сооружения. В зависимости от типа процессов, протекающих в очистных сооружениях, различают механическую, физико-химическую и биолог

Утилизация и ликвидация твёрдых отходов
Обезвреживание и утилизация твёрдых бытовых и промышленных отходов делятся на ликвидационные (решают санитарно-гигиенические задачи) и утилизационные (решают задачи экологии и экономики). Выделяют

Малоотходные и безотходные производства
Для кардинального решения проблемы экологии, снижения ресурсоёмкости и энергоёмкости производства необходимо обеспечить кругооборот сырья, утилизовать вторичные ресурсы, полностью использовать всё,

Биотехнологии и их значение для защиты окружающей среды
Одним из важных путей экологизации производства является расширение использования биологических технологий – применения живых организмов в биологических процессах для получения пол

Вопросы для самоконтроля
1. Как классифицируются основные направления природоохранных и природозащитных мероприятий? 2. В чём заключается суть очистки газопылевых выбросов и экозащитная техника? 3. Какими

Состояние биосферы и болезни населения
Человек – это очень лишь незначительная часть биосферы. На протяжение всей жизни человек стремился не столько приспособится к природной среде, сколько сделать её удобной для своего существования. Т

Факторы, вызывающие негативные воздействия на население
Биологические факторы В окружающей человека природной среде обитает огромное число микроорганизмов, в том числе антропогенного происхождения, вызывающих различные боле

Химические факторы
Последствия химического загрязнения биосферы для человека могут быть различными, в зависимости от природы, концентраций и времени действия. Реакция организма на загрязнение зависит от возраста, пол

Химические соединения и физические факторы, опасные для здоровья человека
Диоксины. Диоксины– это группа органических веществ, которую в последние годы считают наиболее экологически опасной. В группу диоксиноподобных соединений входят супертоксиканты

Продукты жизнедеятельности вредителей
Вредители не только снижают продуктивность растительности, но и существенно ухудшают качество производимой продукции. При этом изменяются её химический состав и вкусовые качества. Они способствуют

Физические факторы
Воздействие физических экологических факторов на здоровье человека имеет не меньшее значение, чем влияние химических соединений. Действие вибрации на организм человека зав

Нитраты и их влияние на организм человека
Возрастание антропогенного давления на агроэкосистемы, связанное с интенсификацией продуционного процесса растений, вызывает накопление в продуктах растениеводства различных токсичных веществ, особ

Тяжёлые металлы и их воздействие на организм человека
В Российской Федерации утвержден и действует ГОСТ 17.4.02─83, в соответствии с которым химические элементы, в том числе и тяжелые металлы по степени токсичного действия,

Болезни человека, связанные с влиянием среды обитания на его психическое состояние
Помимо факторов окружающей среды, воздействие которых мало зависит от отдельного человека, существуют так называемые факторы добровольного риска, которым люди подвергают себя в процессе курения, уп

Экологический СПИД человечества
Возможности адаптационного механизма человека и человеческой популяции в целом почти неограниченны. Однако если скорость изменения существенных параметров окружающей природной среды (Vопс

Вопросы для самоконтроля
Как влияет состояние биосферы на развитие болезней человека? Какие химические соединения наиболее опасны для здоровья людей? В чём заключается опасность воздействия тяжёлых

Эколого-экономический учёт природных ресурсов и загрязнителей
Экономические, экологические и некоторые другие показатели природных ресурсов обычно обобщают в виде отдельных кадастров. Кадастр – это систематизированный свод сведений, количеств

Поверхностные воды; 2) подземные воды; 3) использование вод
Источником сведений для составления и пополнения водного кадастра служит сеть наблюдательных гидрологических постов и режимных станций. Полученные данные обрабатывают с помощью специальной автомати

Плата за использование природных ресурсов
Плата за выбросы, сбросы, размещение отходов является формой компенсации ущерба, наносимого загрязнением окружающей природной среде. Взимание платы за загрязнение окружающей среды осуществляется во

Экологические фонды
Для реализации различных природоохранных задач: восстановления потерь в природной среде, компенсации вреда здоровью граждан, строительство очистных сооружений, материального обеспечения эколого-про

Экологическое страхование
По закону ФЗ РФ «Об охране окружающей природной среды» (1991 г.) предприятия, а также граждане имеют право на получение страхового возмещения (при добровольном или обязательном страховании) в случа

Экологическая обусловленность экономики
Современная эколого-экономическая ситуация указывает на необходимость замены сложившегося техноцентрического образа экономики на устойчивый экологически сбалансированный тип хозяйственного развития

Зависимость экономики от ресурсов биосферы
Уровень благосостояния людей определяется всеми факторами общественной жизни, но прежде всего – первичными, экологически значимыми факторами жизнеобеспечения – пищей, водой, одеждой, жилищем. Они ф

Основные составляющие
Традиции и законы макроэкономики сложились в эпоху, когда общее воздействие антропогенной деятельности на природную среду не превышало границ самовосстановительного потенциала экологических систем.

Нормативные документы по охране природной среды в России
Первые законодательные акты по охране природы в России появились в ХI – ХII вв.. Например, в «Русской правде» Ярослава Мудрого ограничивалась добыча зверей и птицы. Князь Владимир Волынский в ХIII

Природно-экономические особенности хозяйства
· Экономическая характеристика и перспективы развития. · Население (количество, размещение). · Аграрные угодья и другие земли (площади и их соотношение, использование, антропогенн

Прогноз антропогенных изменений природного комплекса и их влияние на развитие хозяйства
· Изменения, вызванные воздействием на территорию хозяйства. · Изменения, вызванные воздействием сопредельных территорий. · Экономическая оценка антропогенных изменений и влияние

Система мер комплексной охраны природы на территории хозяйства
· Атмосфера: сохранение и создание зелёных насаждений в населенных пунктах, вдоль дорог; постройка очистных сооружений; усовершенствование технологических процессов и т.д.

Международное сотрудничество РФ в области охраны природной среды
В соответствии со статьей 81 Закона «Об охране окружающей среды», «Принципа международного сотрудничества в области охраны окружающей среды» РФ исходит в своей политике в области охраны окружающей

Изучение закономерностей геосферы, поиск и раскрытие связей между природой и человеком, а также конструирование оптимальной модели этого взаимодействия - вот чем занимается наука экология. Предмет и и методы исследований - какие они? Об этом пойдет речь далее.

Что такое экология?

Это наука, от которой, по сути, зависит будущее всего человеческого общества. В XXI столетии кризис во взаимоотношениях между человеком и окружающей средой обострился до предела, поэтому главные цели и задачи экологии кроются в поиске путей разрешения этого конфликта.

Название дисциплины происходит от двух грецких слов: "ойкос" - "дом, жилище", и "логос" - "учение". В 1866 году впервые упоминается наука "экология", предмет и задачи которой касаются особенностей взаимодействия общностей живых организмов между собой, а также с окружающей средой. Этот термин ввел в обиход немецкий ученый на страницах книги "Общая морфология организмов".

В широком понимании предмет изучения экологии кроется во взаимоотношениях организмов и окружающего их мира, а также в исследовании структуры и организации экосистем и популяций, выделении механизмов поддерживания их стойкости в пространственно-временном поле.

Суть экологии XXI-го века

Лишь в конце XIX века сформировалась наука экология. Предмет и задачи её в те времена сводились к изучению взаимосвязей живых организмов с внешней средой их обитания. По сути, таковой она оставалась до середины ХХ века, сохраняя черты чисто биологической дисциплины.

Ближе к концу прошлого столетия экология начинает превращаться в одну из первых синтетических (междисциплинарных) наук. В наши дни она сохранила свое греческое название. Правда оно, в сущности своей, уже не совсем точно отображает основные задачи экологии.

Современная экология XXI века - это наука о стратегиях сохранения и стабильного развития жизни на Земле в целом. Таково главное призвание этой дисциплины, соединившей в себе теоретические и практические черты.

Экология: предмет и задачи экологии

Едва ли не основным в методологическом аппарате любой науки выступает её предмет и комплекс задач. "Познание экономики природы," - такой представлялась Эрнсту Геккелю экология. Предмет и задачи экологии - какие они? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Для ответа на него нужно опираться на известный в науке принцип системности. Он предусматривает понимание как единых, целостных систем. Исходя из принципа системности, объектом изучения экологии является экосистема (вернее, экосистемы разных рангов).

Экология в своем развитии призвана отвечать на два основополагающих вопроса:

1. Какова структура экосистемы.
2. Как функционирует и развивается экосистема.

Соответственно, вся экология делится на два больших раздела: на структурную и динамическую. Причем обе они находятся в теснейшем взаимодействии.

Исходя из общенаучного принципа системности, можно также очертить предмет изучения этой науки: это исследование структуры, особенностей, а также закономерностей функционирования экосистем разного уровня.

Какие же задачи ставит перед собой наука экология? Из них можно выделить следующие:

1. Общее и комплексное изучение биосферы и её развития под влиянием разных факторов.
2. Прогнозирование динамики состояния экосистем в пространственно-временном поле.
3. Разработка путей оптимизации взаимоотношений между природой и человеком с целью улучшения качества жизни на планете в целом.

Место экологии в общенаучной системе знаний

Современная экология соединяет в себе элементы естественных, гуманитарных, точных и Биология, география, медицина, экономика, психология, социология и рациональное природопользование - с этими и некоторыми другими дисциплинами она пребывает в теснейшем взаимодействии.

Кроме того, на стыке экологии с другими близкими ей науками сформировались совершенно новые и интересные дисциплины. Среди таких - биоэкология, геоэкология, инженерная экология, ноосферология и тому подобные.

Структура современной экологической науки

На сегодняшний день известно более 100 направлений в экологической науке, каждое из которых занимается своей узкой проблематикой. Существует несколько классификаций экологии, каждая из которых построена по своим принципам. Наиболее детальной и обоснованной является структура, предложенная ученым М. Реймерсом.

Он предлагает разделять экологическую науку на два крупных блока:

1. Теоретическая экология.
2. Прикладная экология.

Первая включает в себя биоэкологию со всеми её многочисленными подразделениями, а также рекреацию. В блок прикладной экологии входит геоэкология, социоэкология, биосферология и инженерная экология со своими ответвлениями.

Весьма важное место в прикладном блоке занимает инженерная экология - наука о факторах и критериях Её также часто называют техноэкологией. Она включает в себя множество дисциплин: экология энергетики, экология транспорта и коммуникаций, экология сельского хозяйства, космическая экология, экологическая экспертиза и другие.

Стоит отметить, что каждая из вышеперечисленных дисциплин призвана решать свой круг проблем и задач. При этом все они используют наработки и достижения других экологических дисциплин.

Задачи и методы экологии

Для решения комплекса своих задач экологическая наука использует широкий набор различных методов. Их можно представить тремя основными группами:

1. Методы для сбора информации о состоянии и функционировании экосистем.
2. Методы обработки полученной информации.
3. Методы интерпретации полученных материалов и результатов.

Самые популярные методы, используемые в экологии сегодня: стационарного наблюдения и эксперимента, математические, картографические, а также метод моделирования. Особенно популярно сегодня построение математических моделей. Для этого на основе добытых "в поле" эмпирических фактов и материалов строится абстрактная модель экосистемы (с помощью специальных символов). Потом, изменяя значения некоторых параметров, можно легко наблюдать за тем, как будет вести себя (изменяться) система.

В заключение...

Почти полтора столетия назад возникла наука, от успешного развития которой сегодня зависит будущее всего человечества. Имя этой науки - экология. Предмет и задачи экологии сводятся к изучению особенностей и закономерностей функционирования экосистем, на основе чего разрабатываются стратегии стабильного развития жизни на нашей планете. Современному человеку не надо доказывать необходимость существования этой науки.

Предметом экологии является совокупность связей между организмами и средой, рождаемость, смертность, внутривидовые отношения, потоки энергии, круговорот веществ. Главный объект изучения в экологии- экосистемы (единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания).

Задачи экологии весьма многообразны. Их условно можно разделить на теоретические и прикладные.

К теоретическим задачам относятся:

1. Разработка общей теории устойчивости экологических систем.

2. Изучение экологических механизмов адаптации к среде.

3. Исследование регуляции численности популяции.

4. Изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания.

5. Исследование продукционных процессов.

6. Исследование процессов, протекающих в биосфере с целью поддержания ее устойчивости.

7. Моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

К прикладным задачам относят следующее:

1. Прогнозирование и оценка отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека.

2. Улучшения качества окружающей природной среды.

3. Сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов.

4. Оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экономически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районах.

Основные разделы экологии.

Структура экологии рассматривается с различных точек зрения, и единой системы пока не существует. Теоретической основой экологии является общая экология, которая включает ряд разделов:

1. Аутэкология (от греч. autos - сам) - раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма с внешней средой, в основе которых лежат его морфофизиологические реакции на воздействия среды. С изучения этих реакций начинается любое экологическое исследование.

2. Демэкология (от греч. demos - народ) или популяционная экология изучает естественные группировки особей одного вида, то есть популяции - элементарные надорганизменные макросистемы. Важнейшая задача демэкологии - выяснение условий формирования популяции, а также внутрипопуляционных группировок и их взаимоотношений, структуры, динамики численности популяции.

3. Эйдэкология (от греческого eidos - образ, вид) , или экология ви­дов, - наименее разработанный раздел современной экологии. Вид как уровень организации живой природы, как надорганизменная био­логическая макросистема только начинает становиться объектом эко­логических исследований. В экологической науке в основе интегра­ции живых организмов в системы традиционно лежит следующая схе­ма: особь (организм) - популяция - биогеоценоз (экосистема) - биосфера. Вид в этой схеме не нашел отражения. Таким образом, любая новая особь (организм) и популяция как представители конкретного вида одновре­менно входят в состав определенного биоценоза, то есть как бы име­ют двойное подчинение. Эту вторую систему интеграции живой при­роды можно представить следующей схемой: особь - популяция - вид - биосфера.

4. Синэкология (от греч. syn - вместе) , или экология сообществ (биоцено- логия), изучает ассоциации популяций разных видов расте­ний, животных и микроорганизмов, образующих биоценозы, их фор­мирование и развитие, структуру, динамику, взаимодействия с физи­ко-химическими факторами среды, энергетику, продуктивность и дру­гие особенности. Базируясь на аут-, дем- и эйдэкологии, синэкология приобретает собственный четко выраженный характер. Синэкологические исследования направлены на изучение взаимоотношений популяций, сообществ и экосистем со средой.

Между разделами и направлениями экологии существуют тесная взаимосвязь.

С точки зрения объектов исследования экологию делят на экологию растений , животных, микроорганизмов, человека и т. д. Разделение это искусственное. Искусственный разрыв между этими науками сохраняется и в настоящее время, однако предпринимаются попытки к их объединению.

Современная наука не ограничивается только рамками биологической дисциплины. Актуальность и многогранность возникшей проблемы, вызванной обострением экологической обстановки привела к экологизации многих естественных, технических и гуманитарных наук. На стыке экологии с другими отраслями продолжается развитие новых направлений: инженерная экология, геоэкология, математическая, сельскохозяйственная, космическая и т. д.

Т.о. экология связана с биологическими науками, с небиологическими науками, социальными.

Методы экологии

1. полевые исследования.
2. камеральная обработка (с помощью аппаратуры)
3. математические методы (статистические)

4. моделирование (Пример: не учли местные особенности речного стока рек Амударьи и Сырдарьи, не смоделировали ситуацию, в итоге существует проблема Аральского моря);

5. прогнозирование (так известно, что мировых запасов Земли осталось [при сохранении нынешних темпов использования ресурсов]: нефть, газ - 85-80 лет; каменный уголь ­­­­­­- 140 лет; медь - 64 года; серебра - 29 лет; редкоземельные металлы - 45-60 лет; железная руда).

Предмет и задачи экологии.

Экология – это наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и окружающей их средой.

Как наука, экология возникла во второй половине 19 века, долгое время развивалась и во второй половине 20 века приобрела современные черты, очертила цели, задачи, основные принципы и положения.

Любая наука (и экология в том числе) обладает следующими обязательными признаками. Если они имеются, то можно говорить о существовании науки:

1. Цели и задачи.
2. Собственный объект и предмет исследования.
3. Систему методов исследования
4. Набор основополагающих теоретических представлений.

Цели и задачи экологии

Целью экологии является выяснение путей, с помощью которых вид сохраняется в постоянно меняющихся условиях среды . Сохранение и процветание вида заключается в поддержании оптимальной численности его популяции. Она достигается посредством наличия оптимальных связей с окружающей средой. Из окружающей среды в организмы поступает вещество, необходимое для строительства их тела, энергия, используемая для функционирования вида, выработки приспособлений, позволяющих ему комфортно существовать в условиях внешней среды. Из организмов во внешнюю среду поступают продукты жизнедеятельности и отмершие организмы, которые ей (внешней средой) утилизируются. Нарушение хотя бы одного из этих процессов ведёт к вымиранию вида, поэтому целью экологии и является изучение всех процессов, всех связей всех компонентов природных систем, позволяющих виду существовать в соотвествующей внешней среде. Цель эта весьма обширна, поэтому для её достижения решается ряд более конкретных задач:

1. Изучение механизмов адаптации организма к среде,
2. Исследование регуляции численности популяций,
3. Познание биологического разнообразия и механизмов его поддержания,
4. Исследование продукционных процессов,
5. Изучение протекающих в биосфере процессов с целью поддержания ее устойчивости,
6. Разработка общей теории устойчивости экосистем,
7. Моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Объект и предмет исследования экологии

Главным объектом исследования экологии являются экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций (популяционный уровень) и биосферы в целом (биосферный уровень). Это не противоречит сказанному, что объектом являются экосистемы, так как популяции и организмы изучаются не сами по себе, а как части экосистем, занимающие в них определённую нишу. Биосфера также является экосистемой глобального уровня. Так что можно повторить, что объектом исследования экологии является экосистема. Экосистема представляет собой любую взаимодействующую совокупность живых организмов и неживых компонентов природы на определённой территории. От отдельной лужи, кочки на болоте, до материка, природной зоны, биосферы в целом. То есть можно сказать, что вся наша биосфера состоит из бесчисленного множества экосистем различного размера, причём более мелкие экосистемы, входят в состав более крупных, те, в свою очередь, ещё более крупных и так далее.

Предметом исследования экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой, а также между самими организмами.

Предмет и задачи экологии

Экология (от греч. «ойкос » - дом, жилище и «логос » - учение) - наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. Изначально экология развивалась как составная часть биологической науки, в тесной связи с дру­гими естественными науками - химией, физикой, геологи­ей, географией, почвоведением, математикой.

Предметом экологии является совокупность или струк­тура связей между организмами и средой.

Главный объект изучения в экологии - экосистемы , т. е. единые природ­ные комплексы, образованные живыми организмами и сре­дой обитания. Кроме того, она изучает отдельные виды организмов (организменный уро­вень), их популяции, т. е. совокупность особей одного вида (популяционно-видовой уровень) и биосферы в целом (био­сферный уровень).

Различают два вида экологии – общую и прикладную.

Общая экология – изучает об­щие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды обитания (включая человека как биологическое суще­ство).

В составе общей экологии выделяют следующие основ­ные разделы:

­ Аутэкология (от греч. autos - сам) - раздел экологии, в задачу которого входит установление пределов существования особи (орга­низма) и тех пределов физико-химических факторов, в диапазоне ко­торых организм может существовать. Изучение реакций организма на воздействия факторов среды позволяет выявить не только пре­делы, в которых он может существовать, но и физиологические и морфологические изменения, характерные для данных особей. Поэтому аутэкология изучает взаимоотношения организма с внешней средой, в основе которых лежат его морфофизиологические реакции на воздействия среды. С изучения этих реакций начинается любое экологическое исследование. Причем основное внимание уде­ляется биохимическим реакциям, интенсивности газового и водного обмена, а также другим физиологическим процессам, которые опре­деляют состояние организма. При проведении исследований используются сравнительно-экологи­ческий и эколого-географический методы, сопоставляются состояние и реакция организма на внешние воздействия в различные периоды жизни (сезонная и суточная активность). Большое место в аутэкологических исследованиях занимает изучение влияния на организм естес­твенной и искусственной радиоактивности, техногенного загрязнения.

­ аутэкологию , исследующую индивидуальные связи отдель­ного организма (вида, особи) с окружающей его средой;

­ популяционную экологию (демоэкологию) , в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдель­ных видов, взаимоотношения между организмами одного вида в пределах популяции и средой обитания. Популяционную экологию рассматривают и как специальный раздел аутэкологии;

­ синэкологию (биоценологию) - учение об экосистемах (биогеоценозах), изучающую взаимоотноше­ние популяций, сообществ и экосистем со средой.

­ !!глобальная экология - учение о роли живых организмов (живого вещества) и продуктов их жизнедеятельности в создании земной оболочки (атмосферы, гидросферы, литосферы) ее функционирования.

Для всех этих направлений главным является изучение выживания живых существ в окружающей среде и задачи перед ними стоят преимущественно биологического свойст­ва - изучить закономерности адаптации организмов и их со­обществ к окружающей среде, саморегуляцию, устойчивость экосистем и биосферы и т. д.

Кроме того, экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования, т.е. различают экологию животных, экологию растений и экологию микроорганизмов.

В последнее время роль и значение биосферы как объек­та экологического анализа непрерывно возрастает. Особен­но большое значение в современной экологии уделяется про­блемам взаимодействия человека с окружающей природной средой. Выдвижение на первый план этих разделов в эколо­гической науке связано с резким усилением взаимного отри­цательного влияния человека и среды, возросшей ролью экономических, социальных и нравственных аспектов, в связи с резко негативными последствиями научно-технического прогресса.

Таким образом, современная экология не ограничивает­ся только рамками биологической дисциплины, трактующей отношения главным образом животных и растений, она пре­вращается в междисциплинарную науку, изучающую слож­нейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Актуальность и многогранность этой проблемы, вы­званной обострением экологической обстановки в масшта­бах всей планеты, привела к «экологизации» многих естест­венных, технических и гуманитарных наук.

Например, на стыке экологии с другими отраслями зна­ний продолжается развитие таких новых направлений, как инженерная экология, геоэкология, математическая экология, сельскохозяйственная экология, космическая экология и т. д.

Экологическими проблемами Земли как планеты зани­мается интенсивно развивающаяся глобальная экология , ос­новным объектом изучения которой является биосфера как глобальная экосистема. В настоящее время появились и та­кие специальные дисциплины, как социальная экология, изу­чающая взаимоотношения в системе «человеческое общест­во - природа», и ее часть - экология человека (антропоэкология), в которой рассматривается взаимодействие человека как биосоциального существа с окружающим миром.

Современная экология тесно связана с политикой, эко­номикой, правом (включая международное право), психологией и педагогикой, так как только в союзе с ними возмож­но преодолеть технократическую парадигму мышления, свой­ственную XX в., и выработать новый тип экологического сознания, коренным образом меняющий поведение людей по отношению к природе.

С научно-практической точки зрения вполне обоснована деление экологии на теоретическую и прикладную.

Теоретическая экология вскрывает общие закономерно­сти организации жизни.

Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процес­са и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов. Научную основу прикладной экологии составляет система общеэкологических законов, правил и принципов.

Исходя из приведенных выше понятий и направлений сле­дует, что задачи экологии весьма многообразны.

В общетеоретическом плане к ним относятся:

­ разработка общей теории устойчивости экологических сис­тем;

­ изучение экологических механизмов адаптации к среде;

­ исследование регуляции численности популяций;

­ изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;

­ исследование продукционных процессов;

­ исследование процессов, протекающих в биосфере, с це­лью поддержания ее устойчивости;

­ моделирование состояния экосистем и глобальных био­сферных процессов.

Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие:

­ прогнозирование и оценка возможных отрицательных по­следствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;

­ улучшение качества окружающей природной среды;

­ сохранение, воспроизводство и рациональное использова­ние природных ресурсов;

­ оптимизация инженерных, экономических, организацион­но-правовых, социальных и иных решений для обеспече­ния экологически безопасного устойчивого развития, в пер­вую очередь в экологически наиболее неблагополучных районах.

Стратегической задачей экологии считается развитие теории взаимодействия природы и общества на основе ново­го взгляда, рассматривающего человеческое общество как не­отъемлемую часть биосферы.

Задачи экологии:

­ изучение механизмов адаптации живых организмов к условиям среды;

­ доработка научной основы рационального использования природных ресурсов и сохранение нормальной среды обитания;

­ регуляция численности населения;

­ разработка систем и мероприятий, обеспечивающих минимальное использова­ние химических средств в сельском хозяйстве;

­ экологическая индикация для изучения систем загрязнения;

­ разработка экологического мониторинга - системы повторных целенаправленных исследований параметров окружающей среды;

Задачи экологии применительно к проектно–конструкторской и инженерной деятельности:

­ оптимизация инженерных решений на стадии проектирования с точки зрения наименьшего вреда;

­ прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий новых инженерных решений;

­ своевременное выявление и корректировка технологических процессов нанося­щих ущерб окружающей среде.

Развитие организма как живой целостной системы

Организм - любое живое существо. Он отличается от неживой природы определенной совокупностью свойств, при­сущих только живой материи: клеточная организация; обмен веществ при ведущей роли белков и нуклеиновых кислот, обес­печивающий гомеостаз организма - самовозобновление и поддержание постоянства его внутренней среды. Живым ор­ганизмам присущи движение, раздражимость, рост, развитие, размножение и наследственность, а также приспособляемость к условиям существования - адаптация .

Взаимодействуя с абиотической средой, организм высту­пает как целостная система, включающая в себя все более низкие уровни биологической организации (левая часть «спек­тра», рис. 1.1). Все эти части организма (гены, клетки, кле­точные ткани, целые органы и их системы) являются компо­нентами и системами доорганизменного уровня. Изменение одних частей и функций организма неизбежно влечет за со­бой изменение других его частей и функций. Так, в изменяющихся условиях существования, в результате естествен­ного отбора, те или иные органы получают приоритетное раз­витие. Например, мощная корневая система у растений за­сушливой зоны (ковыль) или «слепота» в результате редук­ции глаз у ночных животных, существующих в темноте (крот).

Живые организмы обладают обменом веществ, или ме­таболизмом, при этом происходит множество химических ре­акций. Примером таких реакций могут служить дыхание, ко­торое еще Лавуазье и Лаплас считали разновидностью горения, или фотосинтез, посредством которого зелеными расте­ниями связывается солнечная энергия, а результаты дальней­ших процессов метаболизма используются всем растением, и др.

Как известно, в процессе фотосинтеза кроме солнечной энергии используется двуокись углерода и вода. Суммарно химическое уравнение фотосинтеза выглядит так:

Практически вся двуокись углерода (С0 2) поступает из ат­мосферы и днем ее движение направлено вниз, к растениям, где осуществляется фотосинтез и выделяется кислород. Дыха­ние - процесс обратный, и движение СО 2 ночью направлено вверх и идет поглощение кислорода.

Некоторые микроорганизмы, бактерии, способны создавать органические соединения и за счет других компонентов, напри­мер за счет соединений серы. Такие процессы называются хе­мосинтезом .

Обмен веществ в организме происходит только при уча­стии особых макромолекулярных белковых веществ - фермен­тов, выполняющих роль катализаторов. Каждая биохимиче­ская реакция в процессе жизни организма контролируется осо­бым ферментом, который в свою очередь контролируется единичным геном. Изменение гена, называемое мутацией, приво­дит к изменению биохимической реакции вследствие измене­ния фермента, а в случае нехватки последнего и к выпадению соответствующей ступени метаболической реакции.

Однако не только ферменты регулируют процессы метабо­лизма. Им помогают коферменты - это крупные молекулы, частью которых являются витамины -вещества, необходимые для обмена веществ всех организмов - бактерий, зеленых рас­тений, животных и человека. Отсутствие витаминов ведет к болезням: нарушается обмен веществ.

Наконец, для ряда метаболических процессов необходи­мы особые химические вещества, называемые гормонами, которые вырабатываются в различных местах (органах) ор­ганизма и доставляются в другие места кровью или посред­ством диффузии. Гормоны осуществляют в любом организ­ме общую химическую координацию метаболизма и помога­ют в этом деле, например, нервной системе животных и че­ловека.

На молекулярно-генетическом уровне особенно чувстви­тельно воздействие загрязняющих веществ, ионизирующей и ультрафиолетовой радиации. Они вызывают нарушение гене­тических систем, структуры клеток и подавляют действие фер­ментных систем. Все это приводит к болезням человека, жи­вотных и растений, угнетению и даже уничтожению видов, живых организмов.

Метаболические процессы протекают с различной интен­сивностью на протяжении всей жизни организма, всего пути его индивидуального развития. Этот его путь от зарождения и до конца жизни называется онтогенезом. Онтогенез представляет собой совокупность последовательных морфологических, физиологических и биохимических преобразований, претерпе­ваемых организмом за весь период жизни.

Онтогенез включает рост организма, т. е. увеличение мас­сы и размеров тела, и дифференциацию, т. е. возникновение различий между однородными клетками и тканями, приводя­щее их к специализации по выполнению различных функций в организме. У организмов с половым размножением онтоге­нез начинается с оплодотворенной клетки (зиготы). При бес­полом размножении - с образованием нового организма пу­тем деления материнского тела или специализированной клетки, путем почкования, а также от корневища, клубня, лукови­цы и т. п.

Каждый организм в онтогенезе проходит ряд стадий раз­вития. Для организмов, размножающихся половым путем, раз­личают зародышевую (эмбриональную), послезародышевую (постэмбриональную) и период развития взрослого организ­ма. Зародышевой период заканчивается выходом зародыша из яйцовых оболочек, а у живородящих - рождением. Важ­ное экологическое значение для животных имеет первоначаль­ный этап послезародышевого развития - протекающий по ти­пу прямого развития или по типу метаморфоза. В первом случае идет постепенное развитие во взрослую форму (цып­ленок - курица и т. д.), во втором - развитие происходит вначале в виде личинки, которая существует и питается само­стоятельно, прежде чем превратиться во взрослую особь (го­ловастик - лягушка). У ряда насекомых личиночная стадия позволяет пережить неблагоприятное время года (низкие тем­пературы, засуху и т. д.)

В онтогенезе растений различают рост, развитие (форми­руется взрослый организм) и старение (ослабление биосинтеза всех физиологических функций и смерть). Основной особенно­стью онтогенеза высших растений и большинства водорослей является чередование бесполого (спорафит) и полового (гема-тофит)поколений.

Процессы и явления, проходящие на онтогенетическом уров­не, т. е. на уровне индивида (особи), - это необходимое и весь­ма существенное звено функционирования всего живого. Процессы онтогенеза могут быть нарушены на любой стадии дей­ствием химического, светового и теплового загрязнения среды и привести к появлению уродов или даже привести к гибели индивидов на послеродовой стадии онтогенеза.

Современный онтогенез организмов сложился в течение длительной эволюции, в результате их исторического разви­тия - филогенеза. Не случайно этот термин ввел Э. Геккель в 1866 г., так как для целей экологии необходима реконструк­ция эволюционных преобразований животных, растений и мик­роорганизмов. Этим занимается наука - филогенетика, кото­рая базируется на данных трех наук - морфологии, эмбриоло­гии и палеонтологии.

Взаимосвязь между развитием живого в историко-эволю-ционном плане и индивидуальным развитием организма сфор­мулирована Э. Геккелем в виде биогенетического закона: он­тогенез всякого организма есть краткое и сжатое повторение филогенеза данного вида. Иными словами, вначале в утробе матери (у млекопитающих и др.), а затем, появившись на свет, индивид в своем развитии повторяет в сокращенном виде исто­рическое развитие своего вида.

Системы организмов и биота Земли

В настоящее время на Земле насчитывается более 2,2 млн видов организмов. Систематика их все более усложняется, хо­тя основной ее скелет остается почти неизменным со времени ее создания выдающимся шведским ученым Карлом Линнеем в середине XVII в.

Таблица 1.1

Высшие таксоны систематики империи клеточных организмов

Оказалось, что на Земле существуют две большие группы организмов, различия между которыми намного более глубо­ки, чем между высшими растениями и высшими животными, и, следовательно, по праву среди клеточных были выделены два надцарства: прокариотов - низкоорганизованных доядерных и эукаритов - высокоорганизованных ядерных. Прока­риоты (Ргосагуо1а) представлены царством так называемых дро­бянок, к которым относятся бактерии и синезеленые водорос­ли, в клетках которых нет ядра и ДНК в них не отделяется от цитоплазмы никакой мембраной. Эукариоуы (Еисагуо1а) пред­ставлены тремя царствами: животных, грибов и растений, клетки которых содержат ядро и ДНК отделена от цитоплазмы ядерной мембраной, поскольку находится в самом ядре. Гри­бы выделены в отдельное царство, так как оказалось, что они не только не относятся к растениям, но имеют, вероятно, происхождение от амебоидных двужгутиковых простейших, т.е. имеют более тесную связь с животным миром.

Однако такое деление живых организмов на четыре царст­ва еще не легло в основу справочной и учебной литературы, поэтому при дальнейшем изложении материала мы придер­живаемся традиционных классификаций, но которым бактерии, синезеленые водоросли и грибы являются отделами низших растений.

Всю совокупность растительных организмов данной тер­ритории планеты любой детальности (региона, района и т.д.) называют флорой, а совокупность животных организмов - фауной.

Флора и фауна данной территории в совокупности состав­ляют биоту. Но эти термины имеют и гораздо более широкое применение. Например, говорят: флора цветковых растений, флора микроорганизмов (микрофлора), микрофлора почв и т. п. Аналогично используется термин «фауна»: фауна млекопитаю­щих, фауна птиц (орнитофауна), микрофауна и т. п. Термин «биота» используют, когда хотят оценить взаимодействие всех живых организмов и среды или, скажем, влияние «почвенной биоты» на процессы почвообразования и др. Ниже приводится общая характеристика фауны и флоры в соответствии с класси­фикацией (табл. 1.1).

Прокариоты являются древнейшими организмами в ис­тории Земли, следы их жизнедеятельности выявлены в отло­жениях протерозоя, образовавшихся около миллиарда лет на­зад. В настоящее время их известно около 5000 видов.

Самыми распространенными среди дробянок являются бактериин в настоящее время это самые распространенные в биосфере микроорганизмы. Их размеры составляют от деся­тых долей до двух-трех микрометров.

Бактерии распространены повсеместно, но больше всего их в почвах - сотни миллионов на один грамм почвы, а в черноземах - более двух миллиардов.

Микрофлора почв весьма разнообразна. Здесь бактерии вы­полняют различные функции и подразделяются на следую­щие физиологические группы: бактерии гниения, нитрофи-цирующие, азотофиксирующие, серобактерии и др. Среди них есть аэробные и анаэробные формы.

В результате эрозии почв бактерии попадают в водоемы. В прибрежной части их до 300 тыс. в 1 мл, с удалением от берега и с глубиной их количество снижается до 100-200 осо­бей на 1 мл.

В атмосфере воздуха бактерий значительно меньше.

Широко распространены бактерии в литосфере ниже поч­венного горизонта. Под почвенным слоем их всего на поря­док меньше, чем в почве. Бактерии распространяются на сот­ни метров в глубину земной коры и даже встречаются на глу­бине двух и более тысяч метров.

Синезеленые водоросли сходны по строению с бактери­альными клетками, являются фотосинтезирующими автотро­фами. Обитают преимущественно в поверхностном слое пре­сноводных водоемов, хотя есть и в морях. Продуктом их ме­таболизма являются азотистые соединения, способствующие развитию других планктонных водорослей, что при опреде­ленных условиях может привести к «цветению» воды и к ее загрязнению, в том числе и в водопроводных системах.

Эукариоты - это все остальные организмы Земли. Са­мые распространенные среди них - растения, которых около 300 тыс. видов.

Растения - это практически единственные организмы, которые создают органическое вещество за счет физических (неживых) ресурсов - солнечной инсоляции и химических эле­ментов, извлекаемых из почв (комплекс биогенных элемен­тов). Все остальные питаются уже готовой органической пи­щей. Поэтому растения как бы создают, продуцируют пищу для всего остального животного мира, т. е. являются проду­центами.

Все одноклеточные и многоклеточные формы растений имеют, как правило, автотрофное питание за счет процессовфотосинтеза.

Водоросли - это большая группа растений, живущих в во­де, где они могут либо свободно плавать, либо прикрепляться к субстрату. Водоросли - это первые на Земле фотосинтези-рующие организмы, которым мы обязаны появлением кисло­рода в ее атмосфере. Кроме того, они способны усваивать азот, серу, фосфор, калий и другие компоненты непосредственно из воды, а не из почвы.

Остальные, более организованные растения - обитате­ли суши. Они получают питательные элементы из почвы по­средством корневой системы, которые транспортируются че­рез стебель в листья, где берут начало процессы фотосинте­за. Лишайники, мхи, папоротникообразные и цветковые ра­стения являются одним из важнейших эементов географи­ческого ландшафта, доминируют здесь цветковые, которых более 250 тыс. видов. Растительность суши - главный ге­нератор кислорода в атмосферу и ее бездумное уничтожение не только оставит животных и человека без пищи, но и без кислорода.

Низшие почвенные грибы играют основную роль в про­цессах почвообразования.

Животные представлены большим разнообразием форм и размеров, их более 1,7 млн видов. Все царство животных - это гетеротрофные организмы, консументы.

Наибольшее количество видов и наибольшая численность особей у членистоногих. Насекомых, например, столько, что на каждого человека их приходится более 200 млн особей. На втором месте по количеству видов стоит класс моллюсков, но их численность значительно меньше, чем насекомых. На третьем месте по числу видов выступают позвоночные, среди которых млекопитающие занимают примерно десятую часть, а половина всех видов приходится на рыб.

Значит, большая часть видов позвоночных формировалась в водных условиях, а насекомые - это сугубо животные су­ши.

Насекомые развивались на суше в тесной связи с цветко­выми растениями, являясь их опылителями. Эти растения поя­вились позже других видов, но более половины видов всех растений приходится на цветковые. Видообразование в этих двух классах организмов находилось и находится сейчас в тес­ной взаимосвязи.

Если сравнить количество видов сухопутных организмов и водных, то это соотношение будет примерно одинаково и для растений, и для животных: количество видов на суше - 92-93 %, в воде - 7-8 %, значит, выход организмов на сушу дал мощный толчок эволюционному процессу в направлении увеличения видового разнообразия, что ведет к повышению устойчивости природных сообществ организмов и экосистем в целом.

ПОНЯТИЕ ОБ ЭКОСИСТЕМЕ

Концепция функционирования экосистемы

Термин «экосистема » введен английским ботаником А. Тенсли в 1935 году, хотя мысль о взаимосвязи и единстве организмов и среды их обитания высказывалась еще древ­ними учеными. Лишь в конце прошлого века стали появляться публи­кации, включающие понятия, идентичные термину «экосистема», при­чем практически одновременно в американской, западноевропейской и русской научной литературе. Так, немецкий ученый К. Мёбиус в 1877 г. ввел термин «биоценоз», через 10 лет американский биолог С. Форбс опубликовал свой классический труд об озере как водной экосистеме. В 1846-1903 гг. основоположник почвоведения в России В.В. Докучаев отмечал в своих трудах единство живых организмов с материнской породой при образовании почв. Примерно на рубеже XIX-XX вв. появилось серьезное отношение к идее о том, что приро­да функционирует как целостная система независимо от того, о какой среде идет речь - пресноводной, морской или наземной. Но только спустя полвека была разработана общая теория систем, началось развитие нового, количественного направления экологии экосистем. Основоположниками этого направления были Ф. Хатчинсон, Р. Маргалеф, К. Уатт, П. Пэттен, Ван Дайн, Г. Одум.

Экосистема - основная функциональная единица в экологии. Она включает в себя все организмы (биотическое сообщество), сов­местно функционирующие на конкретной территории, которые взаи­модействуют с физической средой таким образом, что поток энергии создает четко определенные биотические структуры и круговорот ве­ществ между живой и неживой частями.