Екологічні проблеми сучасності. Предмет та завдання екології. Основні етапи розвитку екології

Размещено на http://www.allbest.ru/

Екологічні проблеми сучасності. Предмет та завдання екології. Основні етапи розвитку екології

Екологія (від дав.-гр. п?кпт -- житло, оселище, будинок, майно і льгпт -- поняття, вчення, наука) -- наука про взаємодії живих організмів і їх спільнот між собою і з навколишнім середовищем. Термін вперше запропонував німецький біолог Ернст Геккель в 1866 р. в книзі «Загальна морфологія організмів» («Generelle Morphologie der Organismen»).

Екологія вивчає взаємовідносини організмів із довкіллям, досліджує структурно-функціональну організацію надорганізмових систем (популяцій, угруповань, екосистем, біосфери), виявляє механізми підтримання їх стійкості у просторі й часі.

v Екологічні проблеми сучасності

Згідно з програмою ООН з проблем навколишнього природного середовища (ЮНЕП) усі глобальні екологічні проблеми можна розподілити за такими напрямами:

- зміна атмосфери й клімату;

- зміна гідросфери;

- зміна літосфери;

- проблеми, пов'язані з використанням земної поверхні, а також з видобутком і використанням корисних копалин;

- зміна біоти;

- зміни в сільському й лісовому господарстві;

- демографічні проблеми, в тому числі проблеми виробництва продуктів харчування;

- урбанізація, проблеми населених пунктів;

- вплив навколишнього середовища та його змін на здоров'я людей;

- проблеми розвитку промислового виробництва;

- проблеми, пов'язані з виробництвом і споживанням енергії;

- проблеми, пов'язані з розвитком транспорту;

- проблеми розвитку природоохоронної освіти й розуміння громадськістю проблем навколишнього середовища;

- проблеми, пов'язані з впливом на навколишнє середовище воєн та їх можливі екологічні наслідки.

Крім наведених кардинальних проблем, можна виділити низку конкретних практичних завдань, які слід вирішувати за участю екологів. Серед них варто насамперед назвати такі:

- відновлення порушених екосистем;

- оздоровлення ландшафтів, тобто розробка заходів з метою попередження загрози захворювання людей у результаті поширення різних захворювань у природних ландшафтах;

- збереження еталонних ділянок біосфери;

- утилізація комунально-господарських відходів міст;

- перехід від промислу до господарства, тобто розробка принципів і стратегії переходу від “збору” до високопродуктивного землеробства, від “мисливства” до культурного господарювання;

- забезпечення ефективності техногенної безпеки біосфери від забруднень внаслідок господарської діяльності людей.

Отже, екологія пов'язана з вирішенням низки найактуальніших завдань сучасності.

v Предмет экології: Згідно із сучасними уявленнями, предмет екології -- це сукупність або структура зв'язків між організмами та середовищем, що їх оточує.

Взаємозв'язки та різноманітна структура певних організмів між собою.

v Завдання екології:

1. Вивчення загального стану сучасної біосфери планети, його формування й особливості розвитку під впливом природних і антропогенних чинників.

2.Прогноз динаміки стану біосфери в часі і просторі, в залежності від впливу різноманітних чинників.

3.Розробка шляхів гармонізації взаємодії суспільства і природи з метою зберігання самого життя на Землі.

Основні завдання екології:

- вивчення загального стану сучасної біосфери, умов його формування та змін під впливом природних і антропогенних факторів;

- прогнозування динаміки змін стану біосфери в часі і просторі;

- розробка з урахуванням основних екологічних законів шляхів гармонізації взаємовідносин людського суспільства і природи, збереження здатності біосфери до самоочищення, саморегулювання й самовідновлення.

v Основні етапи розвитку екології

В історії розвитку екологічних знань виділяють такі етапи.

1. Перший етап -- до 1866 року. Це підготовчий етап накопичення екологічних знань. Елементи екології з'являються в працях зоологів, ботаніків, фізіологів, анатомів. Характерна риса цього періоду -- відсутність свого понятійного апарату.

2. Другий етап -- 1866-1936 роки (до введення визначення «екосистема»). Це період формування факторіальної екології. А.М.Гіляров називає його аутекологічним редукціонізмом.

3. Третій етап -- з 1936 року до початку 70-х років. Це період синекологічних досліджень. На перший план вийшло вчення взаємовідносин між популяціями в екосистемах. Основний метод -- системний підхід. Набуває розвитку математична екологія. Основу цього періоду складають шість положень:

o формування екології як фундаментальної теоретичної дисципліни;

o уявлення про перебування природи найчастіше в стані рівноваги;

o формування синекологічних поглядів;

o провідна роль конкурентних відносин у формуванні угруповань;

o уявлення про дискретність екосистем;

o незначна роль еволюційних факторів у розвитку екосистем.

4. Четвертий етап -- з початку 70-х до середини 80-х років XX сторіччя. Основу цього періоду складають такі положення:

o неможливість виділити якісь загальні закони розвитку екосистем;

o постійне порушення стану рівноваги в екосистемах;

o розвиток популяційних досліджень;

o відмова від конкуренції як основного фактора формування угруповань;

o під час вивчення екосистем домінує концепція їх дискретності;

o з'являється погляд про зростаючу роль випадкових факторів в функціонуванні екологічних систем.

5. П'ятий етап -- кінець XX сторіччя. Відбувається об'єднання популяційного, синекологічного і стохастично-популяційного періодів. Поєднуються другий, третій і четвертий етапи, тобто має місце синтез найбільш значних ідей усіх попередніх етапів.

Наведений розподіл розвитку екології на етапи звичайно умовний. Кожний етап характеризується своїми значними відкриттями.

На перших трьох етапах домінували детерміністські уявлення про структуру екологічних об'єктів. У наступних етапах домінують стохастичні уявлення (стохастичні явища -- випадкові).

Як наука екологія користується методами й поняттями інших біологічних наук, а також географії, астрономії, математики, хімії тощо.

Сьогодні так багато говорять про екологію, що з'явились дві точки зору. Перша: екологія -- це загальнобіологічна, міждисциплінарна наука зі своїм предметом досліджень і завданнями. Друга: екологія -- це не наука, а точка зору та загальнонауковий прийом, оскільки можна говорити про екологізацію всього знання.

З двох положень треба прийняти золоту середину. Екологія -- це загальнобіологічна наука й світогляд, точка зору людини на природу.

Екологія як точка зору на природу відображена в чотирьох афористичних законах, які сформулював у 60-і роки XX ст. американський біолог Коммонер:

· все пов'язане з усім;

· нічого не дається дарма;

· все повинно кудись діватись;

· природа знає краще.

У наступні роки слово «екологія» широко вживається для позначення всіх форм взаємодії людини з оточуючим середовищем.

Ніхто не протестує проти такого вживання слова «екологія», тому що служить воно благородним завданням збереження культури й природи (А.М. Гіляров, 1990).

Часто ставлять знак рівності між екологією й охороною природи. Зв'язок між цими двома поняттями такий самий, як між медициною та охороною здоров'я.

Таким чином, екологія з суто біологічної науки за довгий час перетворилась на значний цикл знань. За Реймерсом, це наука про виживання людства в навколишньому середовищі, яка сьогодні нараховує понад 50 різних напрямків.

Перший етап

Про залежність рослин від зовнішніх умов добре знали і перші землероби за багато століть до нової ери (10-15 тис. років тому). Сівозміну сільськогосподарських культур застосовували в Єгипті, Китаї та Індії 5 тисячоліть тому. Складна і екологічно вивірена система землеробства була в індіанців майя в стародавній Америці. Елементи екології відображені в епічних творах і легендах: в давньоіндійському епосі «Махабхарта» (VI-II ст. до н. е.; відомості про звички і спосіб життя 50 тварин), в рукописних книгах Китаю і Вавилона (терміни посіву та збору диких і культурних рослин, способи обробки землі, види птахів і звірів).

Другий етап

Теофраст (Парацельс, він же Тіртей, 287-372) описав 500 видів рослин. Найголовнішими роботами різнобічного вченого (його праці: «Про каміння», «Про вогонь», «Про смаки», «Про втому», «Про прикмети погоди», «Характери», «Підручник риторики» та ін.) і філософа стали «Дослідження про ботаніку» в 9 книгах: 1 -- про частини і морфологію рослин, 2 -- догляд за садовими деревами, 3 -- опис лісових дерев, 4 -- опис заморських рослин та їх хвороб, 5 -- про ліс та його користь, 6 -- про чагарники і квіти, 7 -- про городні рослини і догляд за ними, 8 -- про злаки, бобові і про рільництво, 9 -- про лікарські трави. Теофраст зробив ботаніку самостійною наукою, відокремивши її від зоології. Тому його і називають батьком ботаніки. Давньогрецькі філософи багато в чому ототожнювали рослини і тварин, вважали, що рослини можуть радіти і засмучуватися, органи тварин ототожнювали з органами рослин: коріння -- рот і голова, стебла -- ноги й живіт, і т. д. Мріяли виростити в колбі живу істоту (гомункулус). Але Теофраст був не тільки батьком ботаніки. Велику увагу в своїх працях він приділяв впливу зовнішнього середовища на живі організми, і саме він вперше розділив покритонасінні рослини на життєві форми: дерева, чагарники, напівчагарники і трави, з урахуванням залежності від ґрунту і клімату.

Пліній старший (23-79 років н. е.) у своїй багатотомній «Філософії природи» багато явищ природи розглядав зі справді екологічних позицій. Стародавні вчені замислювалися про те, про що замислюємося і ми з вами.

В середні віки в Європі стався відкат людської думки далеко назад, церква на кілька століть стала гальмом розвитку всіх природних наук. Зв'язок будови організмів з середовищем цілком приписувалася волі бога. Наукові відомості містяться в одиничних роботах (багатотомний твір Венсені де Бове (XIII століття) «Дзеркало речей», «Повчання Володимира Мономаха» (XI), «Про повчання і подібність речей» домініканського монаха Іоанна Сієнського (XIV)) і мають прикладний характер; полягають в описі цілющих трав, культивованих рослин і тварин. Але вже в пізнє середньовіччя стали з'явилися нові віяння в науці -- Зачатки екології. Альберт Великий (Альберт фон Больштедт, ~ 1193-1280 рр.) в працях про рослини надає великого значення умовам зростання, зокрема світловому фактору -- «сонячному теплу», розглядає причини «зимового сну».

Третій етап

У першій половині XVIII століття Карл Лінней створив таксономічну систему тварин і рослин, якою ботаніки користуються і понині. Заслуги цього вченого перед світом настільки великі, що на їх перерахування не вистачить і цілої лекції. Його вважають реформатором ботаніки. Крім бінарної номенклатури він розробив термінологію, ввівши в систематику понад 1000 термінів для різних органів рослин та їх частин.

Вже перші систематики: А. Цезальпін (1509-1603), Д. Рей (1623-1705), Ж. Турнефор (1656-1708), відзначали залежність рослин від умов середовища і місць зростання. Жорж Леклерк Бюффон (1707-1788) в «Природній історії» (не проводячи дослідів!) писав про вплив клімату на тваринні організми, Жан Батист Ламарк (1744-1829) відкрив еволюцію життя. Ламарк був послідовником К. Ліннея і склав класифікацію тварин («Філософія зоології»), що відображає походження -- еволюцію, тварин, вибравши в якості ознак внутрішню будову (відділив безхребетних від хребетних) і будову нервової системи (бездушні -- інфузорії і поліпи, які відчувають -- все інші безхребетні, і розумні -- хребетні).

Відомий англійський хімік Р. Бойль (1627-1691) поставив перший екологічний експеримент з впливу низького атмосферного тиску на розвиток тварин, а Ф. Реді експериментально довів, що самозародження складних тварин неможливе. Антоні ван Левенгук, який винайшов мікроскоп, був першим у вивченні трофічних ланцюгів і регуляції чисельності організмів.

М. В. Ломоносов розглядав вплив середовища на організм. Він у роботі «Про шари земні» (1763) писав, що «… даремно багато хто думає, що все, що ми бачимо, спочатку створено творцем …». За рештками вимерлих тварин (молюсків і комах) Ломоносов реконструював умови їх існування в минулому і спростував теорію катастроф Ж. Кюв'є. Таким чином, до кінця XVIII ст., у міру все більшого накопичення екологічних знань, у натуралістів почав складатися особливий підхід до вивчення явищ природи, який враховує залежність зміни організмів від навколишніх умов. Але екологічних ідей як таких ще немає.

Четвертий етап

екологія проблема розвиток наука

Олександр фон Гумбольдт

Період: кінець XVIII -- початок XIX століття.

Цей етап пов'язаний з великими ботаніко-географічними дослідженнями, що сприяли подальшому розвитку екологічного мислення. На початку XIX ст. виділяються в самостійні галузі екологія рослин і екологія тварин. Вчені цього часу аналізували закономірності організмів і середовища, взаємовідносини між організмами, призвичаюваність і пристосованість. Величезну роль у розвитку екологічних ідей зіграв німецький вчений О. Гумбольдт (1769-1859), що заклав основи біогеографії. У книзі «Ідеї географії рослин» (1807) він ввів ряд наукових понять, які використовуються екологами і сьогодні (екобіоморфа рослин, асоціація видів, формація рослинності та ін.).

З'явилися роботи, в яких автори розуміють місце існування, як сукупність діючих екологічних факторів. У 1832 р. О. Декандоль обґрунтував необхідність виділення нової галузі наук «Епірреалогіі». Він писав: "… Рослини не вибирають умови середовища, вони їх витримують або вмирають. Кожен вид, що живе в певній місцевості, за певних умов представляє як би фізіологічний досвід, демонструє нам спосіб впливу теплоти, світла, вологості і настільки різноманітні модифікації цих факторів …".

П'ятий етап

Найважливішою віхою у розвитку екологічних уявлень про природу став вихід в світ знаменитої книги Ч. Дарвіна (1809-1882) про походження видів шляхом природного добору, жорсткої конкуренції.

Це велике відкриття в біології стало потужним поштовхом для розвитку екологічних ідей. У Дарвіна було багато послідовників. Один з них -- німецький зоолог Ернст Геккель (1834-1919). «Я доведу!» -- девіз Е. Геккеля. У 8 років він прочитав Робінзона Крузо, довго марив дикунами, пригодами. Пробивний, який мріяв і добився світової слави, він домігся відкриття філогенетичного факультету в Йєнському університеті, багато років успішно вивчав радіолярій, прекрасно малював, але міг робити висновки, не підкріплені фактами і тому помилкові. Геккелем було придумано багато різних термінів для класифікації відділів наук; багато років він шукав одноклітинний організм, який дав початок всьому живому; шукав загальний закон, який би пояснив всі явища. Незабаром після виходу в світ вчення Ч. Дарвіна -- в 1866 р. він запропонував термін для нової науки -- «екологія», який згодом отримав загальне визнання.

Саме 1866 рік слід вважати роком народження екології. Наприкінці XIX ст. вона являла собою науку про адаптацію організмів до кліматичних умов, але лише через 100 років перетворилася на цілий світогляд -- загальну екологію. У 1895 р. датський вчений Е. Вармінг (1841-1924) ввів термін «екологія» в ботаніку для позначення самостійної наукової дисципліни -- екології рослин.

Таким чином, загальним для періоду наївною екології, що тривав з початку розвитку цивілізації до 1866 р., є накопичення та опис колосального фактичного матеріалу і відсутність системного підходу в його аналізі.

Шостий етап

У 1877 р. німецький гідробіолог К. Мебіус (1825-1908) на основі вивчення вустричних банок в Північному морі розробив учення про біоценози, як угруповання організмів, які через середовище проживання найтіснішим чином пов'язані один з одним. Саме його праця «Вустриці і вустричне господарство» поклала початок біоценологічним -- екосистемним, дослідженням, які надалі збагатилися методами обліку кількісних співвідношень організмів. Виключно великі заслуги В. В. Докучаєва (1846-1903), він створив вчення про природні зони і вчення про ґрунт, як особливе біокосне тіло (систему).

Особливо широко дослідження надорганізменного рівня стали розвиватися з початку XX століття. Повсюдно стали створюватися різні наукові товариства та школи: ботаніків, фітоценологів, гідробіологів, зоологів і т. д., випускатися журнали.

1916 р. -- Ф. Клементс показав адаптивність біоценозів і адаптивний зміст цього,

1925 р. -- А. Тінеманн ввів поняття «продукція»,

1927 р. -- Ч. Елтон виділив своєрідність біоценотичних процесів, ввів поняття екологічна ніша, сформулював правило екологічних пірамід.

До 30-их років XX століття були створені різні системи класифікації рослинності на основі морфологічних, еколого-морфологічних та динамічних характеристик фітоценозів.

Сьомий етап

Сьомий етап відображає новий підхід до досліджень природних систем -- в його основу покладено вивчення процесів матеріально-енергетичного обміну, формування загальної екології, як самостійної науки. Г. Ф. Гаузе на початку 40-х років минулого століття проголосив принцип конкурентного виключення, вказавши на важливість трофічних зв'язків, як основного шляху для потоків енергії через природні системи. Слідом за Гаузе, в 1935 р. англійський ботанік А. Дж. Тенслі ввів поняття екосистеми, і цей рік прийнято вважати роком народження загальної екології як науки, об'єктом якої є не тільки окремі види і популяції видів, а й екосистеми, в яких біоценози розглядаються з біотопами, як єдине ціле.

У загальній екології з цього часу чітко виділилися два напрямки -- аутекологія і синекологія. В фітоценології загальне визнання отримала парадигма дискретності рослинного покриву, що пояснюється прагненням до класифікаційних робіт.

Майже одночасно з А. Тенслі, В. М. Сукачов в 1942 р., слідуючи Г. Ф. Морозову, розробив систему понять про лісовий біогеоценоз, як про природну систему, однорідну за всіма параметрами (рослинним покривом, світом тварин і мікроорганізмів, поверхневою гірською породою, гідрологічними, ґрунтовими, мікрокліматичними умовами, за типом взаємодій, обміном речовиною і енергією між його компонентами і між ними та іншими явищами природи).

Восьмий етап

«Екологізація» науки; становлення екологічних наук, що враховують діяльність людини, тобто соціальної та політичної спрямованості. Зростання інтересу до вивчення популяцій (демекологія), динаміки формування біогеоценозів в зв'язку з антропогенними порушеннями. Велика увага приділяється стаціонарним дослідженням. Основна методологія -- системний аналіз. Один з головних напрямків -- тривалий екологічний моніторинг різних рівнів (наземний, регіональний, глобальний і др.). Період: з 80-х років XX століття по теперішній час. Специфіка -- відмова від примату конкурентних взаємовідносин в ценозі; в фітоценології зміна парадигми дискретності на парадигму континуальності; розвиток методів і теорії екологічного моніторинга.

В останнє десятиліття відбулося об'єднання ряду тенденцій останніх періодів. Вченими визнається як континуальність, так і дискретність рослинного покриву -- в природі є і те і це, формується нова парадигма -- біологічного різноманіття

Размещено на Allbest.ru