Экология - Euroakadeemia

Экология и охрана
окружающей
среды
Экология –
наука о взаимоотношениях живых организмов, условий
среды их обитания и всех функциональных процессов,
делающих среду пригодной для жизни.
Термин был предложен немецким биологом Э. Геккелем в
1869 г.
Общая экология – отрасль науки об общих
закономерностях взаимоотношений организмов и
окружающей среды, характерных как для бактений,
грибов и растений, так и для животных (включая человека
как биологическое существо).
• Экология прикладная – разработка норм
использования природных ресурсов и среды обитания,
допустимых нагрузок на них, форм управления
экосистемами.
Экология прикладная
базируется на системе законов,
правил и принципов экологии и природопользования.
Экология человека
• 1. Комплексная дисциплина, изучающая общие
законы взаимоотношений биосферы и
антропосистемы человечества, его групп
(популяций) и индивидуумов, влияние природной
среды на человека и группы людей.
• 2. Экология личности и популяций человека, в
том числе учение об этносах.
• Э.ч. включает как социально-психологические и
экономические отношения людей между собой ,
так и отношение людей к природе.
• Промышленная экология – научное направление,
предметом изучения которого является отрицательное
антропогенное воздействие хозяйственной деятельности
на окружающую среду. Основные разделы:
мониторинг, регулирование, контроль и управление на
уровне отдельного производства и на территориальном
уровне.
Экология инженерная – раздел пром. экологии, связанный с
разработкой и применением технологических и
технических методов, регулирующих воздействие на
окружающую среду – очистка сточных вод, удаление и
переработка отходов и т.д.
Объекты экологических исследований
Биотический компонент
Организмы
Популяции
Сообщества
+
Абиотические компоненты
(Материя + Энергия)
=
Экосистемы
• Популяция – это группа организмов одного
вида, занимающая определенную территорию и
обычно в той или иной степени изолированная от
других сходных групп.
• Сообщество – это любая группа организмов
различных видов, существующих в одном и том
же местообитании или на одной площади и
взаимодействующих посредством трофических
и пространственных взаимоотношений.
Экосистема (экологическая система) любое сообщество живых существ с окружающей
их физической средой, взаимодействующих
между собой и образующих экологическую
единицу.
Впервые определение экосистемы как совокупности живых
организмов с их местообитанием было дано Тэнсли в 1935 году.
• Экосистемы могут быть природные (естественные),
формирующиеся под влиянием природных факторов, и
антропогенные (искусственные), создаваемые человеком в
процессе хозяйственной деятельности.
• Выделяют микроэкосистемы (например, ствол
дерева, муравейник, аквариум), мезоэкосистемы
(лес, пруд, город) и макроэкосистемы (океан,
континент).
Различные экосистемы вместе образуют
глобальную экосистему – биосферу,
включающую все живые организмы и всю
физическую среду, с которой они
взамодействуют.
• Биогеоценоз – однородная экологическая система
(участок леса, луга…) – синоним понятия экосистема.
• Биогеоценоз состоит из биотопа и биоценоза.
Понятие биогеоценоза предложено В.Н. Сукачевым
(1942).
• Биосфера – нижняя часть атмосферы,
гидросфера и верхняя часть литосферы,
населенные живыми организмами, “область
существования живого вещества” (В.И.
Вернадский); самая крупная экосистема Земли.
Толщина биосферы немногим больше 20 км организмы обитают на поверхности суши не
выше 6 км над уровнем моря и не ниже 15 км в
глубине океана. Основная масса живого
вещества сконцентрирована в поверхностном
слое 50-100 м.
Биосфера включает как область
распространения (абиотический компонент)
живого вещества и живых существ, так и само это
вещество (биотический компонент), которые
находятся в тесном взаимодействии.
• Биосфера возникла 3,5-5,5 млрд лет назад.
• Биосфера является результатом развития
живого вещества как планетарного явления,
служащего “могучей биологической силой…,
связанной с другим веществом биосферы…,
биогенной миграцией атомов” (Вернадский В.И.,
1965. – С. 59).
• Ноосфера – “сфера разума”, высшая стадия
развития биосферы, связанная с возникновением и
развитием в ней человечества, когда разумная
деятельность человека становится главным
определяющим фактором глобального развития.
• Не следует забывать, что “…он (человек), как и все
живое , может мыслить и действовать в планетарном
аспекте только в области жизни – в биосфере, в
определенной земной оболочке, с которой он
неразрывно связан и уйти из которой не может. Его
существование есть ее функция” (Вернадский
В.И.,1977. – с. 324).
Подходы и методы экологии
•
•
•
•
•
При проведении экологических исследований
применяют один из нескольких основных
подходов :
экосистемный подход,
изучение сообществ (синэкология),
популяционный подход (аутэкология),
анализ местообитаний,
эволюционный или исторический подходы.
• Экосистемный подход - в центре внимания
эколога оказываются поток энергии и круговорот
веществ между биотическим и абиотическим
компонентами экосферы. Его интересуют
функциональные связи (такие, как цепи питания)
живых организмов между собой и с окружающей
средой.
Здесь находит приложение концепция гомеостаза
(саморегуляции) экосистем, из которой становится
понятным, что нарушение механизмов регуляции,
например при загрязнении среды, может привести к
биологическому дисбалансу.
• Изучение сообществ – в центре внимая
биотические компоненты экосистемы.
Синоним экологии сообществ – синэкология.
Исследуют растения, животных и
микроорганизмы, обитающие в различных
биотических единицах (лес, луг, болото,
озеро и т.п.) Упор делается на определение
и описание видов и изучение факторов,
ограничивающих их распространение.
• Один из аспектов - представление о
сукцессиях и климаксовых сообществах,
очень важное для решения вопросов
рационального использования природных
ресурсов.
Развитие и смена экосистем
• Циклические перемены обусловлены
периодическими изменениями в природе —
суточными, сезонными и многолетними.
• Поступательные изменения - сукцессии саморазвитие экосистемы в результате
взаимодействия организмов друг с другом и с
абиотической средой. В ходе сукцессии
малоустойчивый биоценоз (сообщество
организмов) сменяется более устойчивым.
Сукцессии
Зарастание озера:
Озеро
Болото
Мокрый луг
Лес
Смешанный лес
Лишайники на дереве
• Популяционный подход – используются
математические модели роста, увеличения и
уменьшения численности тех или иных
видов.
• Построение моделей связано с рядом
понятий – рождаемость, выживаемость и
смертность.
• Популяционная экология (аутэкология)
обеспечивает теоретическую базу для
понимания вспышек численности
вредителей и паразитов, а также позволяет
оценить критическую численность вида,
необходимую для его выживания.
• Изучение местообитаний. Местообитание – это
участок среды определенного типа, где живет
данный организм (пресноводное озеро, еловый лес
или берег моря).
Организмы определенного вида приспособлены к
определенным физическим и химическим условиям
местообитания.
Каждый вид занимает в своем местообитании
определенную экологическую нишу.
Э.н. – не только физическое пространство, где может
быть обнаружен данный вид, но еще важнее,
определенная его роль в сообществе (его питание и
взаимоотношение в другими видами).
Когда два вида занимают одну и ту же нишу, они
конкурируют, пока один из них не будет
вытеснен.
• Эволюционный и исторический подходы
Эволюционная экология рассматривает
изменения, связанные с развитием жизни на
нашей планете, и позволяет понять основные
закономерности, действовавшие в биосфере
до того момента, когда важным
экологическим фактором, влиящим на
большинство организмов и на физическую
среду, стала деятельность человека.
Объект исследования – ископаемые остатки,
анализ пыльцы растений в датированных
пластах торфа, льдах и др.
• Историческая экология – занимается
изменениями, связанными с развитием
человеческой цивилизации и технологии, с их
возрастающим влиянием на природу, и
рассматривает период с неолита до наших
дней (3000-4000 лет).
• В настоящее время эволюционная экология и
историческая экология - все более
плодотворные области исследований,
позволяющие выявлять долговременные
экологические тенденции, установить
которые при изучении только современных
экосистем невозможно (изменение климата,
расселение видов растений и животных).