Шпаргалка по экологии

1. Экология как наука

 

История экологического знания насчитывает много веков. Уже первобытным людям необходимо было иметь определенные знания о  растениях и животных, их образе жизни, взаимоотношениях друг с другом и с окружающей средой. В рамках общего развития естественных наук происходило  и накопление знаний, ныне принадлежащих  к области экологической науки. Как самостоятельная обособившаяся  дисциплина экология выделилась в XIX в.

Термин экология (от греч. экое - дом, логос - учение) в науку ввел немецкий биолог Эрнест Геккель.

В 1866 г. в работе «Всеобщая морфология организмов»  он писал, что это «... сумма знаний, относящихся к экономике природы: изучению всей совокупности взаимоотношений  животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего его дружественных  или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт». Такое определение  относит экологию к биологическим  наукам. В начале XX в. формирование системного подхода и разработка учения о  биосфере, которое является обширнейшей  областью знания, включающей в себя множество научных направлений  как естественного, так и гуманитарного  цикла, в том числе и общую  экологию, обусловили распространение  экосистемных взглядов в экологии. Основным объектом для изучения в  экологии стала экосистема.

Экосистемой называют совокупность живых организмов, взаимодействующих друге другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

Все возрастающее воздействие человека на окружающую среду потребовало вновь расширить  границы экологического знания. Во второй половине XX в. научно-технический  прогресс повлек за собой ряд проблем, получивших статус глобальных, таким  образом, в поле зрения экологии явственно  обозначились вопросы сравнительного анализа природных и техногенных  систем и поиска путей их гармоничного сосуществования и развития.

Соответственно  дифференцировалась и усложнялась  структура экологической науки. Сейчас ее можно представить как  четыре основные ветви, имеющие дальнейшее деление: биоэкология, геоэкология, экология человека, прикладная экология.

Таким образом, мы можем дать определение экологии как науки об общих законах  функционирования экосистем различного порядка, совокупности научных и  практических вопросов взаимоотношений  человека и природы.

2. Современное понимание  экологии как науки  об экосистемах  и биосфере

 

Вначале экология, оставаясь в рамках биологической  науки, имела непосредственную связь  с ботаникой и зоологией, затем  росли и крепли связи с такими дисциплинами, как география, почвоведение и климатология.

В начале XX в. формирование системного подхода и разработка учения о биосфере, которое является обширнейшей областью знания, включающей в себя множество научных направлений  как естественного, так и гуманитарного  цикла. в том числе и общую  экологию, обусловили распространение  экосистемных взглядов в экологии. Основным объектом для изучения в  экологии стала экосистема.

Экосистемой называют совокупность живых организмов, взаимодействующих друг с другом и с окружающей их средой посредством обмена веществом, энергией и информацией таким образом, что эта единая система сохраняет устойчивость в течение продолжительного времени.

Дальнейшее развитие экологии связано с возрастающим вовлечением в круг рассматриваемых  вопросов проблем взаимодействия общества и природы.

В настоящее  время структуру экологии можно  представить как четыре основные ветви, имеющие дальнейшее деление: биоэкология, геоэкология, экология человека, прикладная экология.

Биоэкология, в свою очередь, делится на: аутэкологию - экологию особей и видов; синэкологию - экологию популяций и сообществ, экологию биоценозов; эволюционную экологию.

Геоэкология рассматривает биосферные оболочки Земли. Сюда включается экология географических сред соответственно.

Экология человека представляет комплекс дисциплин, изучающих взаимодействие человека как живого организма и социального элемента с окружающей средой и обществом. Сюда включаются такие дисциплины, как социальная экология, медицинская экология и т.п.

Прикладная экология обеспечивает теоретический фундамент тем областям человеческой деятельности, которые так или иначе связаны с живой природой. Она исследует техногенные и антропогенные воздействия на природные системы, устанавливает для них нормативные и лимитирующие величины, являясь теоретической базой охраны природы. К этой области относятся сельскохозяйственная экология, инженерная экология, экология природно-технических геосистем, экологическое образование и менеджмент.

3. Проблемы, связанные  с антропогенным  воздействием на  биосферу

 

Глобальные процессы образования и движения живого в  биосфере обусловлены круговоротом огромных масс вещества и колоссальных потоков энергии. Процессы, происходящие с участием живого вещества, превосходят  чисто геологические по интенсивности и скорости. Человечество же создает дополнительный - антропогенный - канал.

Адаптация человека в окружающей среде шла по двум направлениям:

1) человек приспосабливался  к новым природным условиям, менял  свой способ хозяйства и, следовательно,  вырабатывал новый стереотип  поведения;

2) человек приспосабливал  природу под себя, создавая вторичные,  антропогенные геобиоценозы согласно  отработанному стереотипу поведения.  Причем в естественных условиях  оба процесса переплетались.

Многие характеристики развития человеческого общества имеют  интересную особенность - графически их можно представить в виде кривой, близкой к экспоненте. Примерно 200 лет назад человечество вступило в индустриальную фазу развития. Произошла  сначала промышленная, а затем  в XX в. и научно-техническая революция. Все это позволило человечеству скачкообразно увеличить свою численность, произошло явление, называемое демографическим  взрывом. Масштабы воздействия человека на биосферу стали сравнимы с масштабами естественных процессов, человечество стало мощной силой, преобразующей  лик планеты. В результате чего стали  заметны определенные сдвиги в биосферных процессах.

В процессе совместной эволюции общества и природы, предсказывал Вернадский, биосфера должна будет  преобразоваться в новое состояние - ноосферу - сферу разумной жизни. Опыт всех предшествующих поколений и настоящего времени показывает, что человечество, к сожалению, движется не к созданию гармоничной с природой ноосферы, а по пути деструкции биосферы и замены ее инженерно-техническими сооружениями (техносферой). В результате преобразования человеком естественных местообитаний, а также и прямого уничтожения исчезают многие виды живых организмов, снижается биоразнообразие, являющееся основой устойчивости экосистем. Нерациональное ведение сельского хозяйства приводит к истощению почв и распространению процессов опустынивания, нарушению водных режимов территорий. Возможно, самым грозным проявлением воздействия человека на биосферу является загрязнение окружающей среды. Влияние загрязнений может проявляться различно, но это всегда разрушающее воздействие, приводящее к стрессу, деградации, а в конечном счете и к гибели экосистемы.

4. Экологический кризис

 

С точки зрения экологии представляет интерес рассмотрение воздействия человека на экологические  системы под углом зрения соответствия или противоречия действий человека объективным законам функционирования природных экосистем. Все многообразие видов деятельности человека в биосфере приводит к изменениям состава биосферы, круговоротов и баланса слагающих  ее веществ; энергетического баланса  биосферы; биоты. Направленность и степень  этих изменений таковы, что самим  человеком им дано название экологического кризиса. Современный экологический кризис характеризуется следующими проявлениями:

1) постепенное  изменение климата планеты вследствие  изменения баланса газов в  атмосфере;

2) общее и  местное (над полюсами, отдельными  участками суши) разрушение биосферного  озонового экрана;

3) разрыв естественных  экологических связей между океаном  и водами суши в результате  строительства плотин на реках,  приводящий к изменению твердого  стока, нерестовых путей и т.п.;

4) загрязнение  атмосферы с образованием кислотных  осадков, высокотоксичных веществ  в результате химических и  фотохимических реакций;

5) загрязнение  вод суши, в том числе речных, служащих для питьевого водоснабжения,  высокотоксичными веществами, включая  диоксины, тяжелые металлы, фенолы;

6) опустынивание  планеты;

7) деградация  почвенного слоя, уменьшение площади  плодородных земель, пригодных для  сельского хозяйства;

8) радиоактивное  загрязнение отдельных территорий  в связи с захоронением радиоактивных  отходов, техногенными авариями  и т.п.;

9) накопление  на поверхности суши бытового  мусора и промышленных отходов,  в особенности практически неразлагающихся  пластмасс;

10) сокращение  площадей тропических и северных  лесов, ведущее к дисбалансу  газов атмосферы, в том числе  сокращению концентрации кислорода  в атмосфере планеты;

11) загрязнение  подземного пространства, включая  подземные воды, что делает их  непригодными для водоснабжения  и угрожает пока еще мало  изученной жизни в литосфере;

12) массовое и  быстрое, лавинообразное исчезновение  видов живого вещества;

13) ухудшение  среды жизни в населенных местах, прежде всего в урбанизированных  территориях;

14) общее истощение  и нехватка природных ресурсов  для развития человечества;

15) изменение  размера, энергетической и биогеохимической  роли организмов, переформирование  пищевых цепей, массовое размножение  отдельных видов организмов;

16) нарушение  иерархии экосистем, увеличение  системного однообразия на планете.

5. Биосфера и человек

 

Структурно  биосфера представляет собой совокупность функционально связанных и иерархически соподчиненных единиц - экосистем. В связи с этим одно из наиболее катастрофичных последствий деятельности человека связано с разрушением структуры экосистем и, следовательно, с разрушением структуры биосферы в целом как системной целостности. Очевидно, что система с нарушенной структурой уже не может выполнять своих прежних функций, поэтому, как правило, разрушение внутренней структуры экосистемы ведет к ее исчезновению с поверхности Земли. Установлено, что если разрушение затрагивает три и более уровней иерархии экосистем, то начинается сначала замедленный, а потом все более ускоряющийся процесс опустынивания - искажаются процессы образования почв, меняется химия среды, исчезают многие виды организмов.

Разрушение экосистем  сопровождается исчезновением видов. Проблема исчезновения видов состоит  не просто в том, что их невозможно восстановить, но и в том, что их место займут другие. Вопрос в том, какие. Не случайно существуют организмы  разного размера, неодинаковой суточной активности и т.п. Полностью безлесая Земля, населенная мелкими животными, будет совсем иной, чем сейчас. Изменятся  круговороты всех веществ, газовый  состав атмосферы, качество и количество воды в реках, другие условия жизни. Они могут оказаться совершенно не пригодными для существования  человека. Он исчезнет как биологический  вид. Таким образом, существуют определенные закономерности замены экосистем в  биосфере и видов в экосистеме. Их можно сформулировать следующим  образом:

1) «свято место  пусто не бывает»;

2) крупные организмы  исчезают раньше, их сменяют мелкие;

3) более эволюционно  высокоорганизованные виды вытесняются  низкоорганизованными, быстрее размножающимися  существами;

4) всегда побеждают  те, кто быстрее и легче изменяется, в том числе генетически.