18810

ВВЕДЕНИЕ В КУРС «Экология»

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ В КУРС Экология План лекции Экология как наука об основных законах и принципах функционирования системы общество природа. Современная структура и основные направления развития экологии. Цели задачи и общее содержание курса

Русский

2013-07-08

625.62 KB

27 чел.

Лекция 1. ВВЕДЕНИЕ В КУРС «Экология»

План лекции

  1.   Экология как наука об основных законах и принципах функционирования системы «общество – природа».
  2.   Современная структура и основные направления развития экологии.
  3.   Цели, задачи и общее содержание курса «Экология».

  1.  Экология как наука об основных законах и принципах функционирования системы «общество –природа».

Экология как наука сформировалась в середине XIX века, после того, как были накоплены сведения о многообразии живых организмов на Земле, об особенностях их образа жизни. Возникло понимание того, что не только строение и развитие организмов, но и взаимоотношения их со средой обитания подчинены определенным закономерностям, которые заслуживают специального и тщательного изучения. Хотя, накопление сведений об образе жизни, зависимости от внешних условий, характере распределения животных и растений началось очень давно: Аристотель, Теофраст, Бюффон (44 тома «Естественой истории», где впервые утверждалось, что влияние условий может стать причиной изменений самих видов.

Слово «Экология» происходит от двух греческих слов «oikos» - дом, жилище или местообитание и «logos» - наука. Таким образом, экология - это наука, занимающаяся изучением природного дома и процессов, благодаря которым этот дом пригоден для жизни.

Впервые термин «экология» был предложен в 1866 г. немецким зоологом Эрнестом Геккелем в труде «Всеобщая морфология организмов», где было дано определение экологии как “общей науки об отношениях организмов к окружающей среде”. В дальнейшем, расширив формулировку Э. Геккеля, многие ученые стали рассматривать экологию как науку о закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем разного ранга в их взаимоотношениях с условиями среды. По Э. Геккелю, экология представляет собой науку о «домашнем быте» живых организмов, она призвана исследовать «все те запутанные взаимоотношения, которые Дарвин условно обозначил как «борьбу за существование».

Таким образом, научной основой экологии стало учение Чарльза Дарвина о борьбе организмов за существование. В понимании борьбы за существование он выделял три основных направления: отношения с физической средой, с особями своего вида, с особями других видов. Выживают и дают потомство не все родившиеся особи, а лишь те, которые способны выдержать напор среды.

Большой вклад в развитие экологии внесли такие выдающиеся ученые, как Ж.-Б. Ламарк, А. Гумбольдт, Н.А. Северцев, Е.Н. Павловский, В.Н. Сукачев, С.С.Шварц, Б.П. Колесников, В.Н.Большаков и др. Особая заслуга принадлежит В.И. Вернадскому.

В 60—-х гг. наблюдается бурный рост экологических исследований во всём мире. Причина его, во-первых, —в зрелости самой экологии как науки, чётком определении объектов и методов исследования, во-вторых, в актуальности проблем повышения продуктивности экосистем и охране окружающей среды, необычайно возросшей в ходе научно-технической революции. Параллельно развивается и теоретическое направление в экологии (американский эколог Р. Мак-Артур и испанский эколог Р. Маргалеф), широко использующее математическое моделирование.

Характерная черта современной экологии —исследование процессов, охватывающих всю биосферу. Особенно пристально изучается взаимодействие человека и биосферы. С 1964 начались работы, проводимые в рамках Международной биологической программы, цель которой  —изучение продуктивности экосистем в разных областях земного шара. В рамках этой программы (1964 - 1974 гг.) были достигнуты большие успехи в изучении наземных и водных экосистем.

Тем не менее, до последнего времени экология была сугубо биологической дисциплиной, и в сферу ее интересов входил анализ закономерностей функционирования биологических систем: биологических видов, популяций и экосистем. С середины 80-х годов XX в. произошло смещение акцентов: в экологию стали включать области знаний о состоянии окружающей человека природной и природно-техногенной среды.

В настоящее время область экологии как науки не имеет четких границ. Она включает в себя как классическую «биологическую экологию», так и самые разнообразные направления, связанные с изучением воздействия человека на природу и оптимизацией взаимоотношений в системе «общество —природа». Усилению неопределенности понятия «экология» способствует и современная мода на это слово, которое часто используется к месту и не к месту.

Многие специалисты считают экологию философской наукой, формирующей особое экологическое мировоззрение и общеметодологический подход к решению проблем выживания человека, а также к решению природоохранных задач. А, как и всякая философская, мировоззренческая наука экология охватывает широкий круг вопросов и тесно переплетается с рядом смежных наук, таких как биология, география, геология, физика, химия, химическая технология, генетика и другие.

Поэтому существует ряд определений науки экологии, рассматривающих её с принципиально разных позиций:

  1.  экология - одна из биологических наук, изучающая живые системы их взаимодействии со средой обитания (биологический подход);
  2.  экология - комплексная наука, синтезирующая данные естественных и общественных наук о природе и о её взаимодействии с обществом (эколого-социологический подход);
  3.  экология - совокупность научных и практических проблем
    взаимоотношений человека и природы (
    антропологический подход).

  1.  Современная структура и основные направления развития экологии.

Несмотря на такое разнообразие подходов к определению этой комплексной науки, фундаментальной задачей экологии является изучение законов формирования и функционирования биологических систем (видов, популяций, экосистем и биосферы), которые обеспечивают устойчивое поддержание жизни на нашей планете.

На рубеже ХХ и ХХI вв. экология в России получила широкое толкование. Как отмечал А.В. Яблоков (1985г.), в 70-е г. ХХ в. возникло не менее 50 различных «экологий»: глобальная, медицинская, моря, суши, атмосферы, почвы, города, культуры и т.д. Одни считают экологию частью биологии, другие - комплексной или синтетической наукой, третьи - дисциплиной, изучающей общие закономерности функционирования экосистем, четвёртые - общенаучной областью знания.

Принято выделять следующие основные направления современной экологии:

  1.   фундаментальная (биологическая)
  2.   прикладная
  3.   социальная

Н.Ф.Реймерс в своей книге «Экология» выделил следующую структуру современной экологии (см. схему 1).

Фундаментальная экология включает в себя следующие подразделы:

  •  аутоэкология - наука об анализе действия различных факторов (температуры, света, солености воды и др.) на отдельный организм, а также об изменении организмов под действием различных факторов;
  •  демэкология (популяционная экология) - наука о структуре и закономерностях функционирования биологических популяций, изменений популяций под действием различных факторов;
  •  синэкология (экология сообществ и экосистем, биоценология) - наука о структуре, закономерностях функционирования экологических систем. Частью синэкологии является глобальная экология, объект изучения которой - уникальная экологическая система, а именно вся биосфера Земли. Несколько обособленным направлением синэкологии является биогеоценология, изучающая экосистемы определенного пространственного масштаба.

Прикладная экология - это приложение знаний, полученных в рамках изучения фундаментальной экологии, к анализу системы «общество – природа». Структура прикладной экологии еще не устоялась, обычно в ней выделяют следующие основные направления:

  •  промышленная экология —наука, занимающаяся анализом воздействия разных отраслей промышленности (горной, металлургической, пищевой и других), коммунального хозяйства и сферы услуг на природу;
  •  химическая экология (экологическая токсикология) - наука, направленная на изучение действия токсических химических веществ на организмы, популяции и экосистемы, а также на анализ закономерностей миграции токсикантов в природных средах;
  •  радиоэкология - наука, изучающая миграцию в природе и действие на живые организмы естественных и искусственных радиоактивных веществ;
  •  инженерная экология - комплексная научная дисциплина, изучающая взаимодействие промышленного производства с окружающей природной средой и обеспечивающая создание различных инженерных сооружений (системы очистки промышленных выбросов и сбросов, системы доочистки питьевой воды, изменение технологических циклов производства), направленных на охрану окружающей среды и минимизацию вредных последствий для здоровья людей;
  •  медицинская экология - наука занимающаяся анализом влияния различных неблагоприятных факторов на здоровье населения;
  •  сельскохозяйственная экология - дисциплина изучающая функционирование искусственных экологических систем (поля, сады, агроландшафты) и оптимизирующая управление такими системами;
  •  охрана окружающей среды - комплексная дисциплина, направленная на разработку мер по снижению отрицательных последствий деятельности человека (разработка природоохранных законодательных актов и экономических механизмов рационального природопользования, развитие сети особо охраняемых природных территорий); включает в себя также экологическую экспертизу (разработка заключений о состоянии природных комплексов), экологическое прогнозирование (создание прогнозов развития ситуаций при различных сценариях воздействия), экологическое нормирование (разработка нормативов предельных экологических нагрузок, экологический мониторинг (разработка систем постоянного слежения за изменением природных комплексов).

Социальная экология – рассматривает разнообразные аспекты взаимодействия общества и природы (частичное перекрывание с охраной окружающей среды); включает в себя экологическую психологию и экологическую социологию (анализ восприятия человеком и обществом природы), экологическое воспитание и экологическое образование (формирование экологического мышления и поведения).

  1.  Цели, задачи и общее содержание курса «Экология».

Методологической основой современных экологических исследований служит системный подход, ориентированный на раскрытие целостности объекта и обеспечивающих её механизмов, на выявление многообразных связей сложного объекта и сведения их в единую теоретическую картину. При этом система, и экологическая система в том числе, понимается как совокупность взаимосвязанных элементов, образующих определённую целостность, единство. Она характеризуется также непрерывным единством с окружающей средой, во взаимодействии с которой система и проявляет свою целостность. Выявление системного характера объекта исследований требует разложения его на составные части с установлением их свойств, а для определения сущности объекта, как некой организации, необходим синтез этих частей в единое целое.

Развитие экологии в настоящее время продолжается. И целью этого развития является решение главной экологической проблемы - сохранение жизни на Земле.

Решение экологических проблем требует огромной работы во всех областях науки и техники. И теоретическим фундаментом всей природоохранной деятельности является наука экология. Только знание экологических законов - законов развития природных и социальных процессов –позволит поладить с природой и разрешить социальные конфликты. Природоохранные мероприятия, не обоснованные научно, бесполезны, а часто даже вредны, так как могут входить в противоречие с законами природы.

Фундаментальные науки в технических вузах традиционно были представлены лишь физико-математическими и химическими дисциплинами, такими, как математика, физика, химия, информатика, теоретическая механика и т.п. С 1994 г. впервые в цикл этих дисциплин введена экология, так как и современных условиях необходима ликвидация пробела в фундаментальном образовании с целью повышения экологической грамотности в контексте общечеловеческой культуры и цивилизации.

Новая дисциплина для студентов технических направлений и специальностей призвана:

- познакомить студентов с основами фундаментальной экологии

- способствовать формированию экологического мировоззрения и представлений о человечестве как части природы

- научить видеть последствия влияния профессиональной деятельности на окружающую среду и здоровье человека

- убедить в необходимости научно обосновывать природоохранные мероприятия и пытаться находить баланс экономических и экологических интересов людей

- помочь осознать ценность всего живого и невозможность выживания человечества без сохранения биосферы

Современная экология тесно связана с политикой, экономикой, правом (включая международное право), психологией и педагогикой, так как только в союзе с ними можно преодолеть технократическую парадигму мышления XX в. и выработать новый тип экологического сознания, коренным образом меняющий поведение людей по отношению к природе. С научно-практической точки зрения вполне обосновано деление экологии на общую и прикладную.

Основными задачами экологии являются:

  •  исследует закономерности взаимоотношений разных групп организмов с факторами внешней среды и их влияние на среду обитания
  •  изучение экологических механизмов адаптации к среде
  •  исследование регуляции численности популяций
  •  исследование процессов, протекающих в биосфере

Для решения задач в экологии применяют специальные методы исследования:

  1.  полевой метод –конкретное влияние комплекса факторов среды на развитие и жизнедеятельность популяций
  2.  экспериментальные методы мониторинга окружающей среды:

а) биоиндикационные методы (методы мониторинга биологических систем)

б) химические методы (мониторинг воздушной среды и водных объектов)

в) физические методы (мониторинг шумового загрязнения, электромагнитного и радиационного загрязнений)

Мониторинг –слежение за состоянием окружающей среды и упреждение возможных критических ситуаций.

  1.  математические методы исследования и прогнозирования экологических ситуаций: компьютерное исследование модели (упрощенное представление реальной системы)

 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

36390. Перестроение импульсной характеристики в кривую разгона 887.85 KB
  На участке 1 переходная характеристика совпадает с импульсной. На последующем участке переходная характеристика получается путем суммирования ординат импульсной характеристики на этом участке с соответствующими значениями ординат на предыдущем участке.
36391. Приведите и поясните постановки задач синтеза линейных САУ 42.84 KB
  При синтезе задается множество М систем на котором производится выбор сист по заданному критерию оптимальности. Задача не тривиальна когда множество М содержит более 1го элемента т. 1 Параметрический синтез Элты мнва М различаются параметрами при этом мнва М2 второго ранга неопределенности представляет собой множество полностью определенных сист М3 и с допустимым диапазоном изменения параметров Q M2={ M3 Q} Пр: М2: Wpp=K1K21 p M3: K1 K2 G т. 2 Структурный синтез Элементы исходного множества отличаются...
36392. Сравнительный анализ АСУТП и АСУП 45.5 KB
  Сравнительный анализ АСУТП и АСУП У произвом и ТП имеет ряд отличий: 1 Произвом упрют люди в процессе У они воздействуют на людей. Технол процессом также упрют люди но они воздют на вещи срва произва и предметы труда. Сром труда в современном произве явлся машина человек получает данные о работе машины ее состоянии о наличии и качве сырья материалов и готовой продукции сравет их с планми и норматми данными принимает решение и передает его машине изменяя режим ее работы. 2 Продукт труда в У ТП продукт произва или...
36393. Средства измерения давления газа, жидкости и пара 61.52 KB
  Средства измерения давления газа жидкости и пара. Для прямого измерения давления жидкой или газообразной среды с отображением его значения непосредственно на первичном измерительном приборе на его отсчетном устройстве шкале табло или индикаторе применяются манометры. Если отображение значения давления на самом первичном приборе отсутствует т. прибор является бесшкальным но он позволяет получать и дистанционно передавать измерительный сигнал параметра такой прибор называют измерительным преобразователем давления ИПД или датчиком...
36394. Позиционные и следящие САУ электропривода. Регуляторы положения 24.81 KB
  Класс систем подчиненного регулирования 4 контура управления: контур напряжения контур тока контур скорости 4 регулятора контур положения Регуляторы положения: линейные нелинейные лучше минимум времени Следящие частный случай позиционной на входе задание меняется произвольным способом.
36395. Приведите классификацию и примеры методов синтеза закона управления линейных САУ 43.77 KB
  Методы аналитического синтеза. Эти методы позволяют решить задачу синтеза и провести полное исследование полученного решения. Корневые методы синтеза модальное управление 2.
36396. Средства определения химических составов чугуна, стали 46.71 KB
  Для экспрессанализа содержания углерода в металле применяются устройства основанные на зависимости термоэлектродвижущей силы возникающей в цепи из двух разнородных металлов или сплавов от их природы и свойства. С целью повышения точности определения содержания углерода пробу стали отбираемую по ходу плавки подвергают закалке при этом основной структурной составляющей пробы является мартенсит т. твердый раствор углерода в альфажелезе. В таких бинарных растворах между содержанием углерода и ТЭДС существует линейная зависимость.
36397. Режимы работы АСУТП, информационные потоки в ИАСУ 115.6 KB
  Режим ручного управления РУ когда оперативный персонал ОП непосредственно воздействует на регулирующие органы РО управляя процессом. Режим дистанционного управления. Эта разновидность АСУТП включает в себя локальные системы автоматического контроля регулирования объединенные центральным пультом управления на котором работает оператор. Режим совета кроме выполнения информационных функции УВК сам решает задачу управления т.
36398. Поясните сущность частотных методов синтеза корректирующих устройств 26.46 KB
  Основаны на графическом построении и являются достаточно простыми хорошо разработанными и наглядными методами синтеза. Существует несколько видов частотного синтеза. Для таких ОПФ ЛАЧХ и ЛФЧХ однозначно определяют друг друга и для синтеза достаточно рассматривать лишь ЛАЧХ разомкнутой САУ.