Структура экологических знаний

Экология, как раздел науки.

Этапы развития экологии

Основные этапы развития экологии, как науки

Экология стала самостоятельной наукой 20-25 лет назад, когда всерьез заговорили об «экологическом буме». До этого она оставалась рядовым разделом биологии.

Несмотря на то, что экологические знания стали накапливаться еще со времен первобытнообщинного строя, наукой экология стала в середине XIX века.

В 1866 г. немецкий естествоиспытатель Эрнст Геккель впервые употребил термин «экология» для обозначения науки о взаимоотношениях природы и общества. В 1868 г. этот термин появился в России, а в 1904 г. в российской энциклопедии экология была определена, как наука о строительстве домов животными.

Современная экология сформировалась в 1920-40-е годы ХХ века в основном в США и Великобритании. В частности, в 1927 г. Ч. Элтон основал популяционную экологию. В 1935 г. А. Тенсли ввел понятие «экосистема», а в 1942 г. Сукачев – понятие биогеоценоза.

В конце 60-ых и начале 70-ых годов ХХ века стала очевидна всеобщая озабоченность проблемами окружающей среды, логическим завершением которой можно считать первое совещание по проблемам антропогенного изменения среды в рамках ООН (1972 г.,Стокгольм). После чего был создан специальный орган ООН по вопросам экологии, охраны окружающей среды - UNEP со штаб-квартирой в Найроби.

Экологический бум, который вывел экологию как науку на качественно более высокий уровень имел под собой комплекс объективных причин, к основным из которых можно отнести:

1. Глобальные изменения окружающей среды. Эти изменения были обусловлены:

- ростом численности населения;

- материальным и физическим загрязнением окружающей среды;

- состоянием обманчивого благополучия;

- эйфорией новых успехов в технике и технологии.

2. Выдвижение на первый план взаимоотношений человека с окружающей средой;

3. Успехи естествознания;

4. Методологические особенности экологии, позволившие ей выйти за рамки отдельного раздела биологии. Речь идет прежде всего о:

- предмете исследования - взаимоотношении человека с окружающей сре

дой;

- методе исследования - системном подходе.

Основные подходы к экологии, как науке.

Структура экологических знаний

На сегодняшний день существуют различные взгляды на экологию, как науку, и соответственно на решаемые ею цели и задачи. Вот лишь некоторые характерные представления:

Согласно определению, данному Геккелем в XIX веке, экология представляет собой фундаментальный раздел биологии, изучающий взаимоотношения организмов с окружающей средой.

Определения времен экологического бума, расширили понятие экологиидо междисциплинарной области знаний, комплексной науки, синтезирующей знания о природе и обществе и их взаимоотношениях.

Так Ю. Одум определил экологию как междисциплинарную область знаний, науку об устройстве многоуровневых систем в природе, обществе и об их взаимодействии. Английские ученые Грин, Стаут и Тейлор также являются сторонниками междисциплинарного восприятия экологии. Р. Риклефс отмечал, что если мы хотим достичь взаимодействия с природой, мы должны жить по ее законам. Подходить к использованию природы нужно только с учетом этих законов. Эти законы и изучает экология.

В настоящее время экология – это не столько наука, сколько подход, мировоззрение. При этом основная концепция экологии состоит в том, чтобы выработать экологическое мышление у специалиста, когда экологические цели становятся базисными и их достижение обусловливает достижение всех остальных целей. Именно экология призвана решить совокупность проблем, связанных с взаимодействием природы и общества. В связи с этим Дж. Стайнедом даже выделены основные фазы восприятия окружающей среды:

1. Ни разговоры, ни действия;

2. Только разговоры;

3. Разговоры, начало действий;

4. Действия.

Подводя итог вышесказанному, можно определить экологию как науку о взаимоотношениях любого объекта с окружающей средой. Этого определения придерживается большинство отечественных и зарубежных ученых.

Глобальная (междисциплинарная мега-, макро- и мета-) экология является теоретической базой для развития отдельных экологических направлений. В настоящее время сформировалось несколько основных направлений экологических исследований (рис.1.1)

Структура экологических знаний - student2.ru

Рис. 1.1. Структура экологических знаний.

Общая экология(биоэкология) – это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окружающей их неорганической природой, о связях в надорганизменных системах, о структуре и функциях этих систем.

Существуют и другие определения общей экологии (биоэкологии):

1. Биоэкология – наука о всех отношениях всех организмов ко всему, что их окружает (Грин, Великобритания; Дано, Дрё, Франция; Уитеккер, США).

2. Биоэкология – наука о взаимоотношениях, определяющих распределение и численность организмов (Соколов, Наумов, Воронов, Россия; Бигон, Великобритания; Гретц, Канада).

Биоэкология базируется на экологическом анализе, включающем:

- анализ факторов среды – на длительность влияния, степень влияния и т. д.

- исследование объектов – по устойчивости к воздействию, в том числе и допустимый предел воздействия.

- анализ уровней организации жизни:

ген ® клетка ® ткань ® орган ® организм ® популяция ®

®сообщество (биосистема).

Уровни биологической организации (рис.1.2), базируются на теории эволю­ционного развития органического мира Ч. Дарвина, в основе которой лежат представления о естественном отборе.

В упрощен­ном виде его можно представить так: в результате борьбы за существование выживают наиболее приспособленные организ­мы, которые передают выгодные признаки, обеспечивающие выживание, своему потомству, которое может их развить даль­ше, обеспечив стабильное существование данному типу орга­низмов в данных конкретных условиях среды. Если условия эти изменятся, то выживают организмы с более благоприят­ными для новых условий признаками, переданными им по на­следству, и т. д.

На каждом выделенном уровне возможно взаимодействие с неживой природой, образование системы упорядоченных взаимодействующих и взаимозависящих компонентов. При этом учитывают особенности иерархического ряда:

- самостоятельность существования каждого уровня(сепаратизм);

- невозможность существования каждой отдельной единицы без соседних уровней.

Каждый из изучаемых экологией надорганизменных уровней объединяется с абиотическими факторами (материей и энергией), образуя экосистемы. Именно экосистемы являются основным предметом изучения общей экологии.

Структура экологических знаний - student2.ru    

Рис. 1.2. Спектр уровней биологической организации (по Ю.Одуму)

Уровни биологической организациибиологических систем различаются по принципам организации и мас­штабам явлений. Они отражают иерархию природных систем, при которой меньшие подсистемы составляют большие сис­темы, сами являющиеся подсистемами более крупных сис­тем.

Свойства каждого отдельного уровня значительно слож­нее и многообразнее предыдущего. Но объяснить это можно лишь частично на основе данных о свойствах предшествую­щего уровня. Иными словами, нельзя предсказать свойства каждого последующего биологического уровня исходя из свойств отдельных составляющих его более низких уровней. Такое явление называют эмерджентностъю свойств — наличием у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а также сум­ме других элементов, не объединенных системообразующи­ми связями.

Биоэкология изучает правую часть «спектра», изображенного на рис. 1.2, т. е. уровни биологической организации от орга­низмов до экосистем. В экологии организм рассматривается какцелостная система,взаимодействующая с внешней сре­дой, как абиотической, так и биотической. В этом случае в наше поле зрения попадает такая совокупность, как биологический вид, состоящий из сходных особей, которые, тем не менее, как индивидуумы отличаются друг от друга. Но всех их объединяет единый для всех генофонд, обеспечивающий их способность к размножению в пределах вида.

Не может быть потомства от особей различных видов, даже близкородственных, объединенных в один род, не говоря уже о семействе и более крупных таксонах, объединяю­щих еще более «далеких родственников».

Поскольку каждый отдельный индивид (особь) имеет свои специфические особенности, то и отношение их к состоянию среды, к воздействию ее факторов различное. Например, по­вышение температуры часть особей может не выдержать и погибнуть, но популяция всего вида выживает за счет других, более приспособленных.

В современной биоэкологии наиболее распространены три направления – экология популяций, экология сообществ и физиоэкология (рис.1.1.).

Экология популяций(демэкология) появилась в 1927 г. (Элтон) и изучает отношения популяций со средой, условия и пути формирования популяций, их структуры и динамики взаимоотношений в популяции.

Экология сообществ(синэкология) сформировалась в 1935 г. (Тенсли) и изучает формирование структуры и динамики естественных сообществ и их взаимоотношения со средой. Сообщество образовано совокупностью симпатрических (проживающих на одной территории) популяций. Исследование сообществ включает:

- структурное направление, изучающее строение экосистем;

- функциональное направление, занимающееся изучением процессов в экосистемах.

Физиологическая экология (аутэкология) изучает воздействие факторов среды на организм и ответные реакции особей на внешние факторы и их отношение к среде обитания.

Социальная экология в качестве объекта экологических исследований рассматривает взаимодействие общества в целом с окружающей средой.

Экология человека (антропоэкология) изучает проблемы взаимодействия человека с окружающей средой, воздействие факторов среды на человеческий организм, а также ответные реакции человека на эти факторы (адаптацию).

Все рассмотренные выше направления экологических исследований базируются на биологическом обмене веществ и энергией в природной среде. Но в результате производственной деятельности социально организованного человека возник новый - антропогенный обмен веществ и энергии, имеющий техногенный характер. Комплексом вопросов взаимоотношения человеческого общества с окружающей природой и техногенной средами занимается прикладная экология.

До появления человека равновесие в природной среде определяли 5 энергетических факторов:

1. Солнечная радиация.

2. Силы гравитации.

3. Тектонические силы.

4. Химическая энергия (окислительно-восстановительные процессы)

5. Биогенная энергия (фотосинтез у растений, хемосинтез у бактерий, усвоение и окисление пищи у животных, размножение и продуктивность у биомассы).

Эти факторы развивались по геологической шкале времени и за 3,5 млрд лет сформировали природную среду.

Антропогенный обмен веществ заметно ускоряет общепланетарный круговорот. Новый фактор - энергия мирового производства приводит к дальнейшему развитию природной среды уже по исторической шкале времени. Промышленное производство в настоящее время имеет тенденцию к удвоению каждые 12 - 15 лет, что вызывает заметное напряжение и нарушение подвижного равновесия в природной среде.

Антропогенный обмен веществ и энергии отличается от биологического круговорота своей не замкнутостью, носит открытый характер. На входе антропогенного обмена находятся природные ресурсы, а на выходе - производственные и бытовые отходы. При этом КПД при использовании природных ресурсов чрезвычайно низок, а отходы как правило не разлагаются до природного состояния, ухудшая природную среду. Вот лишь несколько примеров:

-по расчетам французского ученого А. Геррена за последние 100 лет из-за деятельности человека эррозия уничтожила на Земле около 2 млрд га плодородных земель (это почти площадь России);

-по данным археологов 8-10 тыс. лет назад Сахара была обитаема и ее население занималось скотоводством. Рост численности животных привел к гибели растительности, разрушению почвы и наступлению песков;

-Мессопотамия, Греция, Малая Азия несколько тыс. лет назад были покрыты густыми лесами. Выкорчевывание лесов для получения пахотных земель, а потом и их усиленная "милиорация" привели к их постепенному опустошению;

-Харпер и Аллен подсчитали, что за последние 20 веков уничтожено: 106 видов крупных зверей, 139 видов птиц. Причем, за первые 18 веков вымерло только 33 вида, а за последние 2 века - все остальное.

В связи с этим нелишне вспомнить, что «культура, если она развивается стихийно, а не направляется сознательно, оставляет после себя пустыню» (К. Маркс).

Наши рекомендации