Задачи и основные направления в экологии. Основные понятия и термины.
Термин «экология» был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 г. и в дословном переводе с греческого обозначает науку о доме или домоводство (ойкал - дом, жилище; логос - учение).
Следовательно, экология занимается, прежде всего, выяснением и изучением взаимоотношений организмов со средой обитания. Под взаимоотношениями при этом понимается как влияние среды на организмы, так и влияние организмов на среду.
В последние десятилетия термин «экология» существенно трансформировался. Она стала больше ориентированной на человека, в связи с его исключительным влиянием на среду и возникающими в связи с этим проблемами здоровья и выживания человечества.
Идеи экологии стали проникать во все отрасли знаний, с ней связывается гуманизация естественных и технических наук, она активно внедряется в гуманитарные области знаний. Т.е. формируется экологическое мировоззрение, призванное пронизывать все науки, технические процессы и сферы деятельности людей. Например, применительно к вашей сфере деятельности появились и используются такие понятия как экологическое воспитание, экология культуры, экология сознания, экология взаимоотношений людей и т. п. В процессе становления находится экологическая психология.
В более узком смысле экология делится на три основных направления:
1) биологическая - рассматривающая взаимоотношения между отдельными организациями и факторами среды или средами жизни, а также экологические закономерности существования популяций, функционирование экосистем разного порядка и функционирование биосферы.
2) географическая - геоэкология - изучающая связи между неживой природой и окружающей средой, также отношения природы с человеческим обществом, обусловленные его хозяйственной деятельностью.
3) социальная экология и экология человека - изучающая специфические связи между обществом, природой, человеком и его жизненной средой (окружением).
Объектом исследования экологии являются не конкретные объекты, явления, процессы, а связи.
Экология человека и социальная экология.
По мнению Н. Ф. Реймерса (1992г.) почти одновременно с классовой биоэкологией под другим названием возникла экология человека. На протяжении многих лет она формировалась в двух направлениях - собственно экология человека как организма и социальной экологией. Экология человека старше и шире по содержанию, чем социальная экология.
Согласно Н. Ф. Реймерсу разделение дисциплин «экология человека» и «социальная экология» следует проводить по дуалистическим качествам самого человека. Когда речь идет от индивидуума, организма - это «экология человека» (как аутэкология особи); когда рассматривается социальный ряд - это «социальная экология».
Основные понятия, термины экологии. Системность экологии.
Современные экологические представления опираются на широкую понятийную базу, заимствованную из биологии, географии, экономики, социологии, философии, а также возникшую в процессе формирования экологии как науки.
Основным понятием и основной таксономической и функциональной единицей в экологии является экосистема (Тэнсли, 1935г.) - это любое сообщество живых существ и среды их обитания, объединенных в единое функциональное целое. Основные свойства экосистемы - способность осуществить круговорот веществ, противостоять внешним воздействиям, производить биологическую продукцию.
Близким к понятию «экосистема» является понятие «биоценоз» (Сукачев). Его обычно применяют только к сухопутным природным системам и в него обязательно входит растительный покров (например, участок леса, степи, луга - сравни - гниющий ствол дерева, лужа - экосистемы).
Каждый биоценоз состоит из множества видов, но виды входят в него не отдельными особями, а популяциями. Популяция - это часть вида (совокупность особи одного вида), занимающая относительное однородное пространство и способная к саморегулированию и поддержанию определенной численности.
Системность экологии.
Экология как наука рассматривает экологические системы, звенья и элементы которых находятся в тесной взаимосвязи и взаимозависимости, т.е. в ее основе лежит системная концепция. В соответствии с ней, весь окружающий нас мир материальный и нематериальный представляет собой систему, состоящую из бессмысленного множества систем разного порядка и соединяющих их связей.
Обычно выделяют три типа систем:
1. замкнутые, которые не обмениваются с соседними ни веществом, ни энергией.
2. закрытые, которые обмениваются с соседними энергией, но не веществом (космический корабль).
3. открытые, которые обмениваются с соседними и веществом, и энергией. Практически все природные (экологические) системы относятся к типу открытых.
Существование систем немыслимо без связей, которые делят на прямые и обратные.
Прямой называют такую связь, при которой один элемент (А) действует на другой (В) без ответной реакции. Например, действия Солнца на земные процессы. При обратной связи элемент В отвечает на действия элемента А. Обратные связи бывают положительными и отрицательными.
При обратной связи элемент В отвечает на действия элемента А.Они играют значительную роль в экологических процессах. Обратные связи бывают положительные и отрицательные.
Обратная положительная связь ведет к усилению процесса в одном направлении.
Обратная отрицательная связь действует таким образом, что в ответ на усиление действия элемента А увеличивается противоположная по направлению сила действия элемента В. Такая связь позволяет сохраниться системе в состоянии динамического равновесия. На них, прежде всего, базируется устойчивость и стабильность экосистем. Это наиболее распространенный и важный вид связей в природных системах «хищник-жертва», «паразит-хозяин» и т.д.
Человеческая деятельность в природе приводит к нарушению этих связей, что ведет к разрушению экосистем или переходу их в другое состояние.
Иерархия уровней организации.
Для понимания содержания и организации современной экологии можно исходить из концепции уровней организации. В соответствии с ней уровни организации в данном случае организации живого: сообщество, популяция, организм, орган, клетка и ген, образуют иерархически организованную структуру жизни. Экология изучает, главным образом, системы выше уровня организма, рассматривая их во взаимодействии с неживой природой (абиотической средой). Например, сообщество и неживая природа, функционируя, совместно образуют экологическую систему или экосистему. Самая крупная экосистема, которую мы знаем, это биосфера или экосфера. Она включает все живые организмы Земли, находящиеся во взаимодействии с физической (неживой) средой Земли как единое целое.
Принцип эмерджентности.
Важное следствие иерархической организации систем состоит в том, что по мере объединения компонентов (элементов) в более крупные функциональные единицы, у этих новых единиц, возникают новые свойства, отсутствующие на предыдущем уровне. Такие универсальные свойства систем, в том числе и экосистем, называются эмерджентными. Такие качественно новые эмерджентные свойства нельзя предсказать исходя из свойств компонентов (элементов), составляющих этот уровень или единицу (систему). Эмерджентность можно выразить исходя также из понятия о несводимых свойствах, суть которого заключается в том, что свойства целого невозможно свести к сумме свойств его части. Следовательно, для объяснения явлений, происходящих на определенном уровне, практически нельзя использовать данные, полученные на предыдущем уровне; он должен быть изучен непосредственно.
Недоучет эмерджентности может привести к крупным просчетам при вмешательстве человека в жизнь экосистем или конструировании и реконструкции систем для выполнения определенных целей. Агроценоз - низкая способность к саморегулированию и устойчивость - сравним луг, лес и т.п.
Энергетические процессы в экосистемах.
Энергетические процессы в экосистемах, которые являются открытыми и неравновесными подчиняются первому и второму началам термодинамики. При рассеивании энергии нарушается степень упорядоченности системы. Мерой необратимого рассеивания энергии является энтропия, т.е. мера беспорядка системы.
Живые организмы и нормально функционирующие экосистемы характеризуются высокой степенью упорядоченности и противостоят энтропии, сохраняя определенный уровень энергии - сравним живой и мертвый организм. Показатель противоположный энтропии носит название негэнтропия. Основным свойством нормально функционирующих природных экосистем является способность извлекать негэнтропию из внешней среды (солнечную энергию) и тем самым поддерживать свою высокую упорядоченность.