Экология. Экология: основные понятия

Как самостоятельная наука экология сформировалась в XX столетии, хотя факты, составляющие ее содержание, привлекали внимание человека с давних времен. В современном виде экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно переплетается с целым рядом смежных наук: биологией, геологией, физикой, химией, генетикой и др.

Экология - это наука об отношениях растительных и животных организмов или их сообществ между собой и с окружающей средой. Термин «экология», образованный из двух греческих слов: ойкос - дом, жилище, родина и логос - наука, был предложен немецким биологом Э. Геккелем в 1869 г. и обозначает буквально «изучение собственного дома», или «наука о местообитании».

Экология тесно связана с другими биологическими науками - зоологией и ботаникой. В период становления этих наук основное внимание исследователей было сосредоточено на систематике и строении живых организмов. Но уже в первых сочинениях по флоре описание каждого вида растения стало сопровождаться указанием мест его произрастания. В ходе исследований фауны ученые также пришли к выводу, что образ жизни животного и среда его обитания взаимосвязаны. Очевидно то, что большинство сведений из этих областей одновременно является предметом изучения экологии.

Огромное значение экологии было осознано обществом совсем недавно - когда ввиду постоянно усиливающегося антропогенного воздействия на природную среду со всей очевидностью возникла проблема сохранения жизни на нашей планете, сохранения человеческой цивилизации.

Нельзя бездумно относиться к природе, безжалостно ее эксплуатировать! Человеческое общество может жить и развиваться, только находясь в гармонии с природой. Для этого необходимо знать, как устроена и функционирует природа, как она реагирует на вмешательство человека.

Экология изучает организацию жизни на трех уровнях. Первый уровень охватывает отдельные растения и животных - особи. Любая особь находится под влиянием различных условий окружающей среды, испытывает на себе их воздействие. Одними из главных воздействующих на организм условий являются климатические - температура, влажность, освещенность и др. Кроме того, в существовании наземных животных, особенно обитателей почвы, и в жизни растений важную роль играют физические и химические свойства почвы. Для водных организмов особое значение имеют физические и химические свойства воды как среды обитания.

Раздел экологии, в рамках которого исследуется взаимодействие отдельного организма со средой обитания (образ жизни, поведение, взаимодействие с отдельными элементами окружающей среды и др.), носит название аутэкологии (от греческого аутос - сам).

В реальной жизни, однако, ни один организм не существует вне связи с другими ему подобными организмами, то есть особями того же вида. Как правило, организмы существуют в виде особых группировок - популяций (от латинского популус - народ, население). Взаимодействие организмов в популяции приводит к тому, что у нее появляются собственные свойства, отличные от свойств отдельных особей. Под влиянием многих внешних условий (параметров окружающей среды, качества и количества пищи и др.) популяции меняют численность во времени и пространстве, приобретают свойства накапливать и расходовать вещество и энергию, им свойственны более сложные реакции на изменения среды, чем соответствующие реакции индивидуума.

Раздел экологии, изучающий взаимоотношения между организмом и средой обитания на уровне популяций, носит название демэкологии , или популяционной экологии .

Но и популяция изолированно существовать не может, поскольку нуждается в энергии, веществе, пространстве и других жизненных ресурсах. Поэтому популяция обязательно вступает во взаимоотношения с другими популяциями: популяция хищного животного черпает энергию от популяции травоядного, популяции могут бороться за пространство, пищу и т.п. Однако они могут и помогать друг другу: почвенные животные, перерабатывая мертвое растительное вещество, увеличивают плодородие почвы, насекомые участвуют в опылении растений, некоторые растительноядные животные обеспечивают перенос семян растений, способствуя их размножению. Таким образом, популяции не могут существовать друг без друга. Стабильность природной системы во времени поддерживается посредством взаимодействия между всеми ее живыми и неживыми составляющими.

В природе совместно обитающие популяции различных организмов всегда образуют определенное единство, называемое сообществом , или биоценозом (от греческого биос - жизнь и ценоз - общее). Занимаемое сообществом природное жизненное пространство принято именовать биотопом (от греческого биос - жизнь и топос - место). Сообщество - это довольно устойчивое биологическое образование, поскольку оно обладает способностью к самоподдерживанию своих природных свойств и видового состава. Устойчивость сообщества определяется не только устойчивостью входящих в него популяций, но и особенностями взаимодействия между ними.

Комплексное изучение сообществ является предметом еще более сложного раздела экологии – синэкологии (от греческого син - вместе), или экологии сообществ.

Экология - это наука об отношениях растительных и животных организмов или их сообществ между собой и окружающей средой. Термин “экология”, образованный из двух греческих слов: ойкос - дом, жилище, родина и логос - наука, был предложен немецким биологом Э.Геккелем в 1869г. и обозначает буквально “изучение собственного дома” или “наука о местообитании”.

Как самостоятельная наука экология сформировалась в ХХ столетии, хотя факты, составляющие ее содержание, привлекали внимание человека с давних времен. В современном виде экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно переплетается с целым рядом смежных наук (биология, геология, физика, химия, генетика и др.).

Огромное значение экологии стали понимать совсем недавно, когда ввиду усиливающегося антропогенного воздействия на природную среду со всей очевидностью возникла проблема сохранения жизни на нашей планете, сохранения человеческой цивилизации. Нельзя бездумно относиться к природе, безжалостно ее эксплуатировать! Человеческое общество может жить и развиваться только находясь в гармонии с природой. Для этого необходимо знать, как устроена и функционирует природа, как она реагирует на вмешательство человека.

Экология тесно связана с другими биологическими науками - зоологией и ботаникой. В момент становления этих наук основное внимание исследователей было сосредоточено на систематике и строении организмов. Но уже в первых сочинениях по флоре описание каждого вида растения стало сопровождаться указанием мест произрастания. В изучении фауны также пришли к тому, что образ жизни животного взаимосвязан с условиями его обитания. Очевидно, что большинство этих сведений относится и к экологии.

Экология изучает организацию жизни на трех уровнях. Первый уровень относится к отдельным растениям и животным - особям . Любая особь находится под влиянием различных условий окружающей среды и испытывает их воздействие. Одними из главных условий являются климатические - температура, влажность, освещенность и др. Кроме того, для наземных животных, особенно обитателей почвы, и растений важную роль играют физические и химические свойства почвы. Для водных организмов особенное значение приобретают физические и химические свойства воды как среды обитания.

Раздел экологии, в котором исследуется взаимодействие отдельного организма со средой обитания (образ жизни, поведение, взаимодействие с отдельными элементами окружающей среды и др.), носит название аутэкологии (от греческого аутос - сам).

В реальной жизни, однако, ни один организм не существует вне связи с другими, себе подобными организмами, т.е. особями того же вида. Как правило, организмы существуют в виде особых группировок - популяций (от латинского - популус - народ, население). Взаимодействие организмов в популяции приводит к тому, что у нее появляются собственные свойства, отличные от свойств отдельных особей. Под влиянием многих внешних условий (параметров окружающей среды, качества и количества пищи и др.) популяции меняют численность во времени и пространстве, приобретают свойства накапливать и расходовать вещество и энергию, им свойственны более сложные реакции на изменения среды, чем реакции индивидуума.

Раздел экологии, изучающий взаимоотношения между организмом и средой обитания на уровне популяций, носит название демэкологии или популяционной экологии .

Но и популяция изолированно существовать не может, поскольку нуждается в энергии, веществе, пространстве и других жизненных ресурсах. Поэтому популяция обязательно вступает во взаимоотношения с другими популяциями: популяция хищного животного черпает энергию от популяции травоядного, популяции могут бороться за пространство, пищу и т.п. Однако они могут и помогать друг другу: почвенные животные, перерабатывая мертвое растительное вещество, увеличивают плодородие почвы, насекомые участвуют в опылении растений, некоторые растительноядные животные обеспечивают перенос семян растений, способствуя их размножению. Таким образом, популяции не могут существовать друг без друга. Стабильность природной системы во времени поддерживается взаимодействиями между всеми ее живыми и неживыми составляющими.

В природе совместно обитающие популяции различных организмов всегда образуют определенное единство, называемое сообществом или биоценозом (от греческого биос - жизнь и ценоз - общее). Занимаемое сообществом природное жизненное пространство называется биотопом (от греческого биос - жизнь и топос - место). Сообщество - это довольно устойчивое биологическое образование, поскольку обладает способностью к самоподдерживанию своих природных свойств и видового состава. Устойчивость сообщества определяется не только устойчивостью входящих в него популяций, но и особенностью взаимодействия между ними.

Комплексное изучение сообществ является предметом еще более сложного раздела экологии - синэкологии (от греческого син - вместе) или экологии сообществ .

1.Природные условия жизни организмов

Климат и природные ресурсы определяют структуру, количественный и качественный состав биологических сообществ. К природным ресурсам относятся земля, вода, растения, животные, полезные ископаемые и многое другое. Природные катастрофы нарушают сформировавшееся течение жизни. Иногда жизнь начинает развиваться в другом направлении. К природным катастрофам относятся землетрясения, извержения вулканов, наводнения, ураганы, оползни и обвалы.

2.Взаимоотношения живых организмов и их сообществ между собой и со средой обитания

В природе устанавливается равновесие между различными видами живых организмов, например, между травоядными животными и растениями, хищниками и травоядными.

3.Изменения условий жизни под влиянием антропогенных факторов

Человек вырубает леса, распахивает землю, возводит плотины на реках, строит заводы... Подобная деятельность резко изменяет природные условия жизни и загрязняет окружающую среду. Это пагубно отражается на всех живых организмах, в том числе и на человеке.

I. Экологические факторы

Условия и ресурсы среды

Ресурсы среды - природные объекты и явления, используемые для прямого и непрямого потребления

Фотосинтез - процесс превращения зелеными растениями, водорослями и и некоторыми бактериями лучистой энергии Солнца в энергию химических связей органического вещества.

Закон экологического оптимума В.Шелфорда: ограничивающий фактор процветания организма может быть как минимумом, так и максимумом экологического фактора, диапазон между которыми определяет пределы толерантности 4 организма к данному фактору.

Толерантность - способность организма выносить отклонения экологических факторов среды от оптимальных для него значений. Организмы с широким диапазоном толерантности обозначаются приставкой "эври-" , а с узким диапазоном - приставкой "стено-" ,например:

Стенобионт - организм, требующий строго определенных условий среды. Пример: форель не может переносить большие колебания температур.

Эврибионт - организм, способный жить в различных, порой резко отличающихся друг от друга условиях среды. Пример: волк живет во всех географических зонах.

Условия и ресурсы 1 среды - взаимосвязанные понятия. Они характеризуют среду обитания организмов. Условия среды обычно определяют как экологические факторы, оказывающие влияние (положительное или отрицательное) на существование и географическое распространение живых существ. Экологические факторы очень многообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Условно все факторы среды подразделяются на три основные группы.

В последнее время слово "экология" стало очень популярным; наиболее часто его употребляют, говоря о неблагополучном состоянии окружающей нас природы. Иногда этот термин используют в сочетании с такими словами, как "общество", "семья", "культура", "здоровье". Неужели экология столь обширная наука, что способна охватить большинство проблем, стоящих перед человечеством? Можно ли дать конкретный ответ на вопрос -- что же изучает эта наука?

С первых шагов своего развития человек неразрывно связан с природой. Он всегда находился в тесной зависимости от растительного и животного мира, от их ресурсов и был вынужден повседневно считаться с особенностями распределения и образа жизни зверей, рыб, птиц и др. Конечно, представления древнего человека об окружающей среде не носили научного характера и были не всегда осознанными, но с течением времени именно они послужили источником накопления экологических знаний.

Уже в самых древних рукописях не только упоминаются различные животные и растения, но приведены и некоторые сведения об их образе жизни, о значении окружающей среды обитания для организмов, в том числе и для человека.

Термин экология был предложен в 1866 г. немецким биологом Эрнстом Геккелем. Слово "экология" (от греч. ойкос -- дом, жилище, родина и логос -- наука) означает дословно"наука о доме, о месте своей жизни". В более общем смысле экология -- это наука, изучающая взаимоотношения организмов с окружающей их средой обитания (в том числе многообразие взаимосвязей их с другими организмами и сообществами).

В качестве самостоятельной науки экология оформилась лишь в XX в. А по-настоящему большое значение экологии как науки стали понимать недавно. Этому есть объяснение, которое связано с тем, что рост численности населения Земли и усиливающееся воздействие на природную среду поставили человека перед необходимостью решать ряд новых жизненно важных задач. Человеку надо знать, как устроена и как функционирует окружающая его природа. Экология как раз и изучает эти проблемы.

Идеи экологии как фундаментальной научной дисциплины имеют очень важное значение. И если мы признаём актуальность этой науки, нам надо научиться правильно пользоваться ее законами, понятиями, терминами. Ведь они помогают людям определять свое место в окружающей их среде, правильно и рационально использовать природные богатства.

Во второй половине XX в. происходит своего рода "экологизация" современных наук. Это связано с осознанием огромной роли экологических знаний, с пониманием того, что деятельность человека зачастую не только наносит вред окружающей среде, но, воздействуя на нее негативно, изменяя условия жизни людей, угрожает самому существованию человечества.

Если в период своего возникновения экология в основном изучала взаимоотношения организмов со средой и была составной частью биологии, то современная экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно переплетается с целым рядом смежных наук. Среди них прежде всего биология (ботаника и зоология), география, геология, физика, химия, генетика, математика, медицина, агрономия, архитектура.

В настоящее время в экологии выделяют такие научные отрасли, как популяционная экология, географическая экология, химическая экология, промышленная экология, экология растений, животных, человека. В основе всех направлений современной экологии лежат фундаментальные биологические идеи об отношениях живых организмов с окружающей их средой.

Природа гораздо сложнее, чем мы можем себе это представить. Первый закон экологии гласит: "Что бы мы ни делали в природе, все вызывает в ней те или иные последствия, часто непредсказуемые" .

Следовательно, результаты нашей деятельности можно предвидеть, только всесторонне проанализировав ее влияние на природу. Для экологического анализа необходимо привлечь знания различных наук, чтобы понять, каким образом происходит воздействие человека на окружающую среду, и найти те пределы изменения условий, которые позволяют не допускать экологического кризиса. Таким образом, экология становится теоретической основой для рационального использования природных ресурсов.

Современная экология -- универсальная, бурно развивающаяся, комплексная наука, имеющая большое практическое значение для всех жителей нашей планеты. Экология -- наука будущего, и возможно, само существование человека будет зависеть от прогресса этой науки.

Экология – это наука о взаимодействии растительного, животного мира и человечества между собой и окружающей средой.

Что изучает экология ? Объектами изучения экологии могут быть отдельные популяции, роды, семейства, биоценозы и т.д. При этом исследуются взаимоотношения разных организмов и их действие на природные системы.

Проблемы экологии

Главными проблемами экологии являются:

Истребление флоры и фауны;
нерациональная добыча полезных ископаемых;
загрязнение мирового океана и атмосферы;
истощение озонового слоя;
сокращение плодородных земель;
уничтожение природных ландшафтов.

История развития экологии

На вопрос: «Что такое экология?» пытались ответить еще задолго до нашей эры, когда впервые люди начали задумываться об окружающем мире и взаимодействии человека с ним. Эту тему затрагивали в своих трактатах древние ученые Аристотель и Гиппократ.

Термин «экология» предложил в 1866 году немецкий ученый Э.Геккель, который описывал взаимоотношения живой и неживой природы в своем труде «Всеобщая морфология».

Этапы развития

Выделяют 4 этапа развития экологии

Этап I . Первый этап связан с работами древних философов и их учеников, которые собирали информацию об окружающем мире, изучали основы морфологии и анатомии.

Этап II . Второй этап начался с приходом в науку термина «экология», в этот период активно трудился Дарвин, с его эволюционной теорией, природным отбором, которые стали центральными вопросами для экологической науки тех времен.

Этап III . Третий этап характеризуется накоплением информации, ее систематизацией. Вернадский создает учение о биосфере. Появляются первые учебники и брошюры по экологии.

Этап IV . Четвертый этап продолжается до сих пор и связан с массовым распространением экологических принципов и законов во всех странах. Проблемы экологии стали насущным вопросом международного значения. Сейчас экология занимается изучением этих проблем и поиском оптимального решения.

Основные экологические законы были сформулированы Барри Коммонером, и звучат так:

Первый закон — все связано со всем.

Действия человека всегда отражаются на состоянии окружающей среды, принося вред или пользу. В дальнейшем по закону обратной связи это влияние скажется и на человеке.

Второй закон — все должно куда-то деваться.

Очень остро стоит вопрос об утилизации отходов. Этот закон подтверждает, что недостаточно просто создать свалки для мусора, нужно разрабатывать технологии для его переработки иначе последствия будут непредсказуемы.

Третий закон — природа «знает» лучше.

Не нужно пытаться перестроить природу под себя, массовые вырубки деревьев, высушивание болот, попытки управлять природными явлениями не приводят ни к чему хорошему. Все, созданное до человека, прошло немало испытаний на пути эволюции и только немногие смогли дожить до наших дней, поэтому не стоит всякий раз вмешиваться в окружающий мир для удовлетворения своих потребностей.

Четвертый закон — ничто не дается даром.

Этот закон напоминает человеку, что нужно рационально использовать природные ресурсы. Экономя на охране окружающей среды, человечество обречено на болезни, которые вызваны ухудшением качества воды, воздуха, еды.

Задачи экологии

Изучение влияния окружающей среды на жизнь организмов, которые в ней обитают.
Изучение роли человека и его антропогенного воздействия на природные системы.
Исследование адаптационных механизмов к меняющимся условиям среды.
Сохранение целостности биосферы.
Разработка рациональных планов по использованию природных ресурсов.
Составление прогноза неблагоприятных последствий для окружающей среды при антропогенном влиянии.
Защита природы и возобновление утраченных природных систем.
Пропаганда среди населения культуры поведения, бережливого отношения к природе.
Разработка технологий, которые смогут решить основные проблемы экологии – загрязнение воздуха, водоемов, накопление не переработанного мусора.

Как влияет экология на человека?

Существует три вида влияния окружающей среды на человеческий организм:

Абиотическое – действие неживой природы.
Биотическое – влияние живых существ.
Антропогенное – последствия человеческого воздействия.

Благоприятное воздействие на человека оказывает свежий воздух, чистая вода, умеренное количество ультрафиолета. Наблюдение за животными, дружба с ними приносит эстетическое удовольствие.

Неблагоприятное влияние в основном связано с деятельностью самого человека. Загрязненный химическими, токсическими веществами воздух наносит весомый ущерб здоровью. Удобрение почвы, уничтожение вредителей культур ядовитыми средствами, внесение стимуляторов роста негативно сказываются на состоянии почвы, как следствие мы употребляем продукты с высоким содержанием токсинов, что ведет к развитию патологии ЖКТ.

Почему нужно сохранять экологию?

Нас окружает современная техника, которая делает жизнь легче и комфортнее. Каждый день мы пользуемся транспортом, мобильными телефонами и многими другими вещами, которые постепенно разрушают окружающую среду. В дальнейшем это сказывается на здоровье населения и продолжительности жизни.

Сегодня экология находится в тяжелом состоянии: природные ресурсы на исходе, многие виды животных и растений на гране вымирания, все чаще идут кислотные дожди, увеличивается число озоновых дыр и т.д.

Такая неблагоприятная обстановка ведет к изменениям в экосистемах, целые ареалы стают непригодными для проживания людей и животных. Растет количество онкозаболеваний, сердечных патологий, расстройств нервной системы, органов дыхания. Все чаще рождаются дети с врожденными пороками, хроническими заболеваниями (бронхиальная астма, аллергии).

Человечество должно задуматься как можно скорее о своем вредоносном влиянии на окружающий мир и начать решать глобальные экологические проблемы. Человек не может прожить без кислорода и пяти минут, но каждый день воздух все больше загрязняется людьми: выхлопными газами, отходами от промышленных предприятий.

Водный дефицит приведет к вымиранию всего животного и растительного мира, изменению климата. Чистая вода необходима и человеку, который может умереть от обезвоживания или возбудителей серьезных заболеваний, что передаются через воду.

Поэтому каждому человеку необходимо заботится об окружающей среде, начиная с уборки двора, улицы, проверки технического состояния автомобиля, соблюдения правил утилизации отходов. Люди должны перестать разрушать свой собственный дом, иначе угроза исчезновения жизни на планете станет реальной.