Uuml; за останні 25 років біорізноманіття Землі скоротилося на 1/3.

· Щодня на нашій планеті:

ü знищується понад 30 000 га тропічних лісів;

ü 192 га продуктивних земель стає пустелею;

ü понад 48 тис. т кислотних дощів випадає у Північній півкулі;

ü щодня на планеті зникає від одного до десяти видів тварин, щотижня – мінімум один вид рослин.

· Якість життя:

ü 40% смертей в світі викликано забрудненням повітря, води, грунту.

ü 57% населення Землі страждає від голоду. В 1950 році - 20%.

ü щодня 27 тис. людей помирає від вживання забрудненої або зараженої води;

ü щодня 48 тис. дітей помирає від голоду;

ü кожні 3,6 секунди на планеті від голоду помирає одна людина;

üв найближчі 50 років населенню Землі буде потрібно стільки їжі, скільки воно з’їло за всю свою історію.

Навколишнє середовище інтенсивно змінюється. Техногенний тиск людини з часом все збільшується і набуває все ширшого просторового діапазону, від нижнього прошарку атмосфери до проникнення в літосферу на десятки кілометрів в глибину. Відбувається бурхливий ріст населення. На Різдво Христове населення Землі складало 230 млн. людей; 1830 р. – 1 млрд.; 1930 р. – більше 2 млрд.; 1999 р. – 6 млрд.

Тургеневський герой Базаров казав: "Природа - не храм, а майстерня, і людина в ній працівник". До чого веде і вже привела ця установка сьогодні, добре відомо на конкретних фактах.Екологічні проблеми існують на всіх материках, у всіх країнах.

II. ПРЕДМЕТ ТА ЗАВДАННЯ ЕКОЛОГІЇ.

Термін екологія в наш час став широко відомим і загальновживаним. Юридично винахідником терміну “екологія” є послідовник Чарльза Дарвіна Ернст Геккель, що в кінці XIX століття визначив екологію “як загальну науку про відношення організмів та навколишнього середовища”. Завдання нової науки він вбачав у вивченні взаємодії різних організмів між собою, а також із навколишнім середовищем.

На початку ХХ ст. ситуація змінилась: відбулася підміна, зміна суті поняття „екологія”. Як пише Н.Ф. Реймерс, такого вибуху профанації знань не було в історії людства. В наш час втрачається смисл структури екологічного циклу наук, до екології приєднується будь-хто. Сьогодні сформувалася так звана неоекологія - міждисциплінарна наука, яка базується, крім біологічних основ, на основах географічних, технічних, економічних та соціальних наук. Екологія стала для всього людства не лише наукою, але й способом мислення, поведінки, реальністю дій. Вона стала однією з сторін гуманізму, що включає в себе духовність, розуміння єдності людини з природою, високу культуру та інтелект. Екологія та «неоекологія» — різні дисципліни і оперують поняттями, які не лише не сумісні між собою, а й суперечать, виключають одне одному. Візьмемо вислови «екологічно чиста продукція», «екологічно чисте підприємство», «екологія культури», «екологія транспорту» і т. д. З позицій класичної екології вони абсурдні. Адже екологія хорошою чи поганою, чистою чи брудною не буває. Крім того, вона є наукою, а в даному контексті у це слово вкладається інший зміст.

К.М. Ситник та М.І.Будико (1990 – 1992) розділяють екологію на три частини:

§ загальна екологія, що вивчає основні закономірності функціонування екологічних

систем;

§ глобальна екологія, що вивчає біосферу в цілому;

§ прикладна екологія, об’єктом вивчення якої є взаємовідносини живих організмів із

середовищем.

Г.Білявського та М.Падуна (2000) виділяють в екології п’ять основних блоків:

§ біоекологія - вивчає відносини організмів:

- екологію мікроорганізмів;

- екологію грибів;

- екологію рослин;

- екологію тварин;

- екологію людини.

§ геоекологія;

§ техноекологія - вивчає вплив промисловості на природу і природи на промисловість, вплив умов природного середовища на функціонування підприємств та їх комплексів;

§ соціоекологія - - вивчає взаємовідносини елементарних соціальних груп суспільства та людства загалом з життєвим середовищем;

§ космічна екологія.

Інші вчені додають ще

§ промислову, або інженерну;

§ транспортну;

§ сільськогосподарську;

§ медичну.

Екологія як наука постійно розвивається, з’являються все нові її розділи, найважливішими з яких є:

§ мілітаризаційна екологія;

§ радіоекологія;

§ урбоекологія;

§ ландшафтна екологія;

§ екологія суші, прісних водоймищ, морську, високогірну;

§ в часовому аспекті розрізняють історичну та еволюційну екологію.

Екологія – це наука, яка вивчає взаємозв’язки організмів та їх популяцій з навколишнім середовищем, досліджує вплив середовища на будову ,життєдіяльність і поведінку організму, встановлює залежність між середовищем і чисельністю популяції.

Екологія вивчає сукупність живих організмів, які взаємодіють між собою, утворюючи з оточуючим середовищем певну єдність (тобто систему), в межах якої здійснюється процес трансформації енергії й органічної речовини.

Головні завдання екології:

ü дослідження особливостей організації життя;

ü встановлення закономірностей взаємозв’язків між організмами, їхніми угрупованнями та умовами довкілля;

ü дослідження структури та функціонування угруповань організмів; розробка методів визначення екологічного стану природних і штучних угруповань;

ü спостереження за змінами в окремих екосистемах та біосфері в цілому, прогнозування їхніх наслідків;

ü оптимізація взаємин між людиною, з одного боку, окремими видами та популяціями, екосистемами – з другого;

ü створення бази даних та розроблення рекомендацій для екологічно безпечного планування господарської і соціальної діяльності людини;

ü застосування екологічних знань у справі охорони навколишнього середовища та раціонального використання природних ресурсів;

Предметом екології є різноманітність і структура зв’язків між організмами, їхніми угрупуваннями та середовищем існування, а також склад і закономірності функціонування угрупувань організмів: популяцій, біогеоценозів, біосфери в цілому.

Отже, екологія – це комплексна біологічна наука, яка тісно взаємодіє з багатьма природничими дисциплінами.

Залишається тільки погодитися з висновками науковців, що тільки екологізація свідомості суспільства, виховання дбайливого ставлення до природи може допомогти людині уникнути глобальної екологічної кризи, загроза якої близька сьогодні як ніколи раніше.

III. СТРУКТУРА СУЧАСНОЇ ЕКОЛОГІЇ.

Сучасна екологія, по суті, розчленована на чотири взаємопов’язаних, але до певної

міри самостійних, розділи, що логічно виходять один з одного, і поділяють екологію за розмірами об’єктів вивчення:

1. Аутекологія (екологія організмів) - вивчає взаємозв’язки представників виду з оточуючим їх середовищем. Цей розділ екології займається, головним чином, визначенням меж стійкості виду і його ставленням до різних екологічних факторів. Аутекологія вивчає також вплив середовища на морфологію, фізіологію та поведінку організмів.

v Внаслідок надмірної спеки 2010 р. в російському Приокско-Тераському заповіднику різко зменшилася кормова база птахів – насіння рослин і комахи. Популяції багатьох птахів катастрофічно зменшились. Наприклад, в гніздах зябликів, синиць замість звичайних 5-6 пташенят можна було зустріти лише одного. Зменшення кількості мілких гризунів створило загрозу популяціям хижих птахів.

v Внаслідок теплих, малосніжних зим заєць-біляк в Білорусії майже зник.

2. Демекологія (екологія популяцій) - вивчає умови формування, структуру і динаміку внутрівидових угруповань, які називаються популяціями.

v (цикли збільшення чисельності мишей в залежності від сонячної активності).

v Тасманійський вовк зник в 30-х роках XXст. Внаслідок генетичного виродження;

v В 70-х роках зник тюлень-чорнець (Чорне море).

v Зникаючі види:

- яванській носоріг – залишилось приблизно 50 особин + 12-15 тварин, які недавно знайдені у В’єтнамі;

- ефіопського вовка залишилось 500 екземплярів.

- амурський тигр – чисельність не перевищує 400 голів;

- східносибірський леопард – залишилося не більше 20-30 особин.

3. Синекологія (екологія угруповань) - вивчає багатовидові угруповання організмів, що населяють екосистеми; їх взаємодії як між собою, так і з абіотичним середовищем.

v Гребневик Mnemiopsis leidei, який вперше було виявлено в Чорному морі у 1982 р., призвів до підриву кормової бази риб, катастрофічного зменшення маси планктону (на початок 90-х років загальна біомаса переселенця в басейні Чорного моря оцінювалася в 1 млрд. тонн). Чисельність риб, а відповідно і дельфінів впала катастрофічно.

v Влітку 2010 р. біля узбережжя Іспанії спостерігалася навала маленьких медуз. Кожен день жертвами їх опіків ставали більш ніж сто людей. Серед можливих причин надмірного розмноження вчені називають спекотне літо і різке зменшення чисельності тунця, промисел якого досяг надмірних розмірів.

4. Біогеоценологія (екологія екосистем) -вивчає конкретні екосистеми.. На Землі існують певні природні комплекси (річка – озеро – болото), які мають не тільки певні спільні риси але і суттєві відмінності один від одного.

5. Біосферологія (глобальна екологія) - вивчає біосферу як єдине планетарне ціле, з’ясовує закономірності еволюції біосфери. Біосфера – це своєрідний феномен прояву життя на Землі і саме вона найбільше потерпає від негативних наслідків людської діяльності.

IV. ІДЕЇ В. ВЕРНАДСЬКОГО ТА ЇХ ЗНАЧЕННЯ ДЛЯ СТАНОВЛЕННЯ ЕКОЛОГІЇ.

Відкриття нашого земляка В. І. Вернадського, який був першим президентом Академії наук України і засновником кількох сучасних наук, посідають особливе місце в історії екології.

Головні ідеї В.Вернадського:

o він довів наявність широ­комасштабного впливу живих організмів на абіотичне середовище;

o запропонував вчення про біосферу як про одну з оболонок Землі;

o вперше ввів у вивчення біосфери кількісний підхід, що дозволило об'єктивно оцінити масштаби біогеохімічного кругообігу речовин;

v всі рослини Землі кожен рік видихають 123 млн. т СО₂

o сформулював поняття про живу речовину, яку визначив як сукупність живих організмів.

o людина є частиною живої природи, але вплив людства на геохімічні процеси відрізняється від впливу інших живих істот

Такі самі думки дали привід французькому геологу Тейяр де Шардену запропонувати теорію, що біосфера в даний момент швидко геологічно переходить у новий стан – у ноосферу, тобто такий стан у який людський розум і робота, що направляється їм, являють собою нову могутню геологічну силу.

v Щорічно з надр Землі добувається більше елементів, ніж включається в біологічний кругообіг: кадмію — в 160 разів, ртуті — 110, свинцю — 35, миш'яку, фтору — 15, урану — 6, олова — 5, міді — 4, молібдену — в З рази

Ноосфера - це етап розвитку біосфери, на якому людина, свідомо використовуючи свої знання, буде підтримувати існування біосфери та сприяти її розвитку.

V. МЕТОДИ ЕКОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ.

· Методи, які використовує екологія як комплексна наука, поділяються на 3 групи:

I. методи збору інформації про стан екологічних об’єктів (рослин, тварин, мікроорганізмів,

II. методи обробки отриманої інформації;

III. методи інтерпретації отриманих матеріалів (тлумачення, розкриття змісту).

· Засоби і методи екологічних досліджень:

Ø спостереження - передбачає невтручання в природний плин подій;

§ - безпосередньо у природі - Фарлі Моуєт,

§ - в лабораторії - дає можливість запобігти впливу сторонніх факторів - внутрішньовидові відносини - інбридинг - запам’ятовування батьків (Конрад Лоренц -гусята).

Ø експеримент - передбачає свідоме втручання в природний хід процесу з метою з’ясування функції відгуку системи на той чи інший вплив. Досить поширеним є поділ експериментів на польові та лабораторні.

§ - вивчення вирубок лісу, створення водосховищ, заростання та заселення

вулканічних покладів - Кракатау;

§ - „Біосфера 2”

У 1991 р. група американський дослідників проводила експеримент, що дістав назву “Біосфера-2”. У пустельному районі штату Арізона споруджено комплекс ізольованих від навколишнього природного середовища приміщень зі скляним дахом і стінками (ззовні надходила лише сонячна енергія). У цих приміщеннях було створено п’ять поєднаних одна з іншою біот: вологий тропічний ліс, савана, пустеля, болото й море (басейн глибиною 8 м з живим кораловим рифом). У “Біосферу-2” було переселено 3800 представників фауни і флори, причому головним критерієм відбору була користь, яку вони могли приносити людям (вживатись в їжу, очищати повітря, давати ліки тощо). У “Біосферу-2” була включена й техносфера, що мала житлові й робочі приміщення, розрахована на вісім чоловік, спортзал, бібліотеку, город, ферму й числення технічне устаткування (дощувальні установки, насоси для циркуляції води й повітря, комп’ютерна установка з численними датчиками, що мала вести моніторинг життєво важливих параметрів комплексу).

Метою експерименту, розрахованого на два роки, було створення замкненої екосистеми, своєрідної міні-біосфери, яка б функціонувала на основі самозабезпечення й була б незалежною від “Біосфери-1” (так автори називають “велику” біосферу, тобто біосферу Землі). В майбутньому модель схожої штучної біосфери, за задумкою авторів, могла б використовуватись для створення колоній людей на Місяці, Марсі й у відкритому космосі. Таким чином, автори проекту намагались створити замкнуту систему життєзабезпечення зі штучно підтримуваним гомеостазом, тобто здійснити, хоч і не у великих масштабах, мрію В.І.Вернадського про біосферу, що керується людським мозком (ноосферу).

Експеримент закінчився невдало – менше як за півроку дослідників евакуювали з “Біосфери-2” назад, до рідної “Біосфери-1”. Бажаної керованості процесів і збалансованості техносфери й “Біосфери-2” досягти не вдалося: більше того, основні параметри системи, зокрема, вміст у повітрі вуглекислого газу, склад мікроорганізмів у грунтах тощо вийшли з-під контролю.

Ø екологічна індикація – дозволяє визначити стан природного середовища за видовим складом, чисельністю та розвитком певних видів.

§ найвідомішими живими індикаторами залишаються лишайники. Кожен лишайник має певний рівень стійкості до забруднення повітря. Високий рівень токсичних речовин вбиває лишайники. Склад угруповання лишайників в якому-небудь місці може бути використаний як біологічний показник рівня забруднення повітря;

§ якщо в лісі на стовбурах дерев зникають лишайники, це означає, що в повітрі є сірчистий газ

§ для визначення забруднення довкілля також використовуються молюски, які пропускають через себе великі обсяги води і концентрують у своїх тканинах токсичні речовини, наприклад, отруйні метали та пестициди;

§ відсутність річкових раків також вказує на певний рівень хімічного забруднення, або на недостатній рівень кисню у воді.

Ø моделювання - передбачає створення моделі і подальше вивчення системи проводять не на реальному об’єкті, а на його моделі. Модель можна визначити як будь-яке спрощене відображення об’єкта (реального чи уявного). Особливо цінним моделювання є у випадках, коли досліди над реальною системою проводити неможливо (з огляду на масштаби системи – скажімо, біосфери в цілому, океану, моря тощо або ж небезпечно – вплив радіації на екосистеми...

§ акваріум – модель ставка, але чим складніше природний об’єкт, тим важче моделювання – ліс;

Ø математичне моделювання - дає змогу прогнозувати можливі варіанти перебігу подій, виділяти окремі зв’язки, комбінувати їх.

Ø космічні аеровізуальні спостереження.

§ зміни в екосистемах - скорочення площі тропічних лісів, опустелівання;

§ спостереження за забрудненням акваторій нафтопродуктами (Швеція - радіоізотопний аналіз нафтових плям);

§ Словенія. Словенські дослідники здійснили проект по спостереженню за переміщеннями бурих ведмедів за допомогою супутника. Для цього вони відловили двадцятьох ведмедів та наділи на них спеціальні нашийники з апаратурою GPS, яка дозволяла визначити місце перебування тварини с точністю до кількох метрів, і знову відпустили на волю. Устрій, відпрацював рік, самостійно відпадав з шиї ведмедя. На невеликій території Словенії мешкає майже 430 бурих ведмедів.

Ø застосування автоматичних систем.

§ Росія. На Далекому сході створено новий заказник „Леопардовий”, головне завдання якого - збереження далекосхідного леопарда. Оскільки чисельність популяції складає всього кілька десятків особин, можливості проведення польових спостережень за поведінкою та коливанням чисельності хижака обмежені. Вирішити цю проблему вдалося завдяки широкому застосуванню методу фотозйомки. Фотоапарати, встановлені на деревах біля мисливських стежок леопардів, реагують на тепловий рух. Кожна фото сесія дає вчених багатий матеріал не тільки життя рідкісного хижака і й інших мешканців лісу.

§ фото- та кінозйомка – суматранський тигр, сурікати, канадський журавель);

Моніторинг навколишнього природного середовища.

Моніторинг у наукову географічну літературу увійшов на початку 80-х років і означає (у перекладі з латинської мови ) нагадування, попередження, зосередження.

Моніторинг навколишнього природного середовища– це система спостережень, збирання, оброблення, передавання та аналізу інформації про стан екологічних систем, що розвиваються природним шляхом, так і під впливом антропогенного (техногенного) навантаження.

Структура моніторингу:

1. збір інформації

2. обробка інформації

3. аналіз інформації

4. висновки

5. прогнозування наслідків

6. рекомендації

Система моніторингу навколишнього природного середовища створюється з дотриманням загальнодержавних та міжнародних вимог і будується на наступних принципах:

1. об’єктивності і достовірності ( ОБК - одна бабка казала);

2. систематичності спостережень за станом навколишнього природного середовища

(статистична достовірність);

3. багаторівневості;

4. узгодженості нормативного та методичного забезпечення (застосування однакових

методик спостереження – стаціонарних, маршрутних, кільцювання птахів);

5. узгодженості технічного та програмного забезпечення;

6. комплексності в оцінці екологічної інформації;

7. відкритості інформації для населення.

v В США застосовують бальний показник, що іменується індексом якості природного середовища. Його максимальне значення для найкращих умов становить 700 балів. Він визначається за наслідками експертної оцінки стану води, повітря, грунту, природних ресурсів і т. ін. Відомо, що цей індекс у США знижувався з 406 балів у 1969 р., до 343 в 1977 р., однак нині стійко підвищується.

· Типи моніторингу:

- локальний (моніторинг окремої міської водойми);

v В Угорщині з 1999 р. до 2009 р. популяція міських ластівок скоротилася на 65%, сільських – на 44%, берегових – на 30%. Стосовно міських ластівок мова безумовно йде про погіршення стану міського середовища. Це погіршення довкілля негативно впливає на міських жителів.

v Риби, що мають підвищену чутливість до якості води, використовуються в моніторингу чистоти водойм Пекіну. Ці риби розміщені в акваріумах з водою, взятою з різних водойм міста і яка весь час поновлюється. Враховуючі той факт, що риби можуть адаптуватися до забрудненої води, кожні два тижні екологи замінюють в акваріумах одних риб на інших.

- регіональний (моніторинг басейну Дніпра);

- глобальний (моніторинг стану прісних водойм північної півкулі).

v Одним із прикладів міжнародного співробітництва є глобальна система моніторингу навколишнього середовища (ГСМНС), яка була створена ще у 1975 році, але активно запрацювала тільки в останні роки. Ця система складається з п’яти взаємопов’язаних підсистем: вивчення кліматичних змін, далекого переносу забруднюючих середовище речовин, гігієнічних аспектів навколишнього середовища, дослідження Світового океану та ресурсів суходолу. Існує сітка із 22 діючих станцій системи глобального моніторингу, а також міжнародні та національні системи моніторингу. Ця робота проводиться під егідою ЮНЕП. Станції комплексного фонового моніторингу України розташовані в біосферних заповідниках (Чорноморський, Асканія-Нова)

v Важливим наслідком проведення моніторингу є створення бази даних. Порядок створення та функціонування моніторингової системи в Україні визначає Положення про Державну систему моніторингу довкілля. Інформація, що зберігається в системі моніторингу, використовується для прийняття рішень у галузі охорони довкілля, раціонального використання природних ресурсів та екологічної безпеки органами державної влади та органами місцевого самоврядування.

· Структура моніторингу:

ü спостереження,

ü оцінка фактичного стану,

ü прогноз стану;

ü оцінка стану, який прогнозується.

Особливу роль у системі екологічного моніторингу відіграє біологічний моніторинг, тобто моніторинг біологічної складової екосистеми (біоти). Біологічний моніторинг – це контроль стану навколишньої природного середовища за допомогою живих організмів. Головний метод біологічного моніторингу – біоіндексація - реєстрація будь-яких змін в біоті, викликаних антропогенними факторами.

v різке зменшення кількості дощових червів свідчить про погіршення якості грунтів в великих містах. Внаслідок цього гинуть дерева, зникають птахи, погіршується якість повітря. Все це може привести до екологічної катастрофи.

УкраїнаВ Україні є „Положення про Державну систему моніторингу довкілля”, у якій визначенні основні завдання моніторингу навколишнього середовища в Україні:

- спостереження за станом навколишнього природного середовища;

- аналіз стану навколишнього природного середовища та прогнозування його змін;

- забезпечення органів державної виконавчої влади систематичною і оперативною

інформацією про стан природного навколишнього середовища, а також прогнозами і

попередженнями про можливі його зміни;

- розробка науково-обгрунтованих рекомендацій для прийняття управлінських рішень.

На сьогодні моніторингові спостереження проводяться за наступними складовими навколишнього природного середовища:

- повітряне середовище;

- водне середовище;

- тваринний і рослинний світ;

- грунт;

- клімат.

Державна система моніторингу довкілля функціонує на трьох рівнях: загальнодержавному

(національному), регіональному і локальному.

=======================================================================

Словник нових термінів:

ü Аутекологія (екологію організмів) - вивчає взаємозв’язки представників виду з оточуючим їх середовищем.

ü Біогеоценологія (екологія екосистем)- вивчає конкретні екосистеми.

ü Біосферологія (глобальна екологія )- вивчає біосферу як єдине планетарне ціле, з’ясовує закономірності еволюції біосфери.

ü Демекологія (екологію популяцій) - вивчає умови формування, структуру і динаміку окремих популяцій видів, а точніше внутрівидових угруповань, які називаються популяціями.

ü Екологія – наука, яка вивчає взаємозв’язки організмів та їх популяцій з навколишнім середовищем, досліджує вплив середовища на будову ,життєдіяльність і поведінку організму, встановлює залежність між середовищем і чисельністю популяції.

ü Ноосфера - етап розвитку біосфери, на якому людина, свідомо використовуючи свої знання, буде підтримувати існування біосфери та сприяти її розвитку.

ü Синекологія (екологію угруповань) - вивчає багатовидові угруповання організмів, що населяють екосистеми, та їх взаємодії між собою, так і з абіотичним середовищем.

ü Моніторинг навколишнього природного середовища - це система спостережень,

збирання, оброблення, передавання та аналізу інформації про стан екологічних систем, що розвиваються природним шляхом, так і під впливом антропогенного (техногенного) навантаження.