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

22 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

37948. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ И ЗАКОНОВ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА 146.5 KB
  1 Экспериментальная проверка уравнения состояния и законов идеального газа: Методические указания к лабораторной работе № 17 по курсу общей физики Уфимск. В работе изучается взаимосвязь параметров задающих состояние идеального газа и закономерности их изменения. Контрольные вопросы [7] Список литературы ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 17 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ПРОВЕРКА УРАВНЕНИЯ СОСТОЯНИЯ И ЗАКОНОВ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА 1.
37949. Определение коэффициента Пуассона воздуха акустическим методом 128 KB
  Обратимся к молярным теплоемкостям идеального газа при постоянном объеме и при постоянном давлении. Внутренняя энергия идеального газа – это энергия теплового движения молекул и атомов в молекулах. Следовательно средняя энергия теплового движения молекулы идеального газа равна 2. Внутренняя энергия  молей газа равна 2.
37950. Определение коэффициента вязкости воздуха и кинематических характеристик теплового движения его молекул 888 KB
  1 Определение коэффициента вязкости воздуха и кинематических характеристик теплового движения его молекул: Методические указания к лабораторной работе №23 по курсу общей физики Уфимск. В работе на основе исследования одного из явления переноса внутреннего трения определяютcя коэффициент вязкости воздуха а также средняя длина свободного пробега и эффективный диаметр его молекул. Осипов ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 23 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ВЯЗКОСТИ ВОЗДУХА И КИНЕМАТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ТЕПЛОВОГО ДВИЖЕНИЯ ЕГО МОЛЕКУЛ 1.2 Определение средней длины...
37951. ИЗУЧЕНИЕ ГАЗОВЫХ ЗАКОНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПУАССОНА ГАЗА МЕТОДОМ КЛЕМАНА – ДЕЗОРМА 157.5 KB
  Теплоемкость и коэффициент Пуассона газа.14 лабораторная работа № 24 ИЗУЧЕНИЕ ГАЗОВЫХ ЗАКОНОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА ПУАССОНА ГАЗА МЕТОДОМ КЛЕМАНА – ДЕЗОРМА Цель работы Изучение различных процессов изменения состояния газа и определение коэффициента Пуассона воздуха. Теплоемкость и коэффициент Пуассона газа Удельной теплоемкостью вещества называется величина равная количеству теплоты которую надо передать единице массы этого вещества для увеличения его температуры на 1К а молярной теплоемкостью – количество теплоты которое...
37952. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ 2.23 MB
  13 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 25 ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТОВ ТЕПЛОПРОВОДНОСТИ МЕТАЛЛОВ Цель работы Изучение явления теплопроводности и определение коэффициентов теплопроводности чистых металлов и сплавов. Если в неравномерно нагретых жидкостях и газах тепловая энергия передается преимущественно за счет конвекции при которой происходит перемещение вещества между областями с различной температурой то в твердых телах тепло переносится только за счет теплопроводности. Распространение тепловой энергии путем теплопроводности обусловлено хаотическим...
37953. ИЗУЧЕНИЕ ВЗИМОСВЯЗИ ПАРМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА И ГАЗОВЫХ ЗАКОНОВ 150.5 KB
  Экспериментальная проверка уравнения состояния идеального газа.13 лабораторная работа № 29 ИЗУЧЕНИЕ ВЗИМОСВЯЗИ ПАРМЕТРОВ СОСТОЯНИЯ ИДЕАЛЬНОГО ГАЗА И ГАЗОВЫХ ЗАКОНОВ Цель работы 1. Изучение взаимосвязи макропараметров определяющих состояние идеального газа. Экспериментальная проверка уравнения состояния идеального газа.
37954. Исследование электростатического поля и изображение его при помощи силовых линий и поверхностей равного потенциала 867.5 KB
  Исследование электростатического поля Цель работы Экспериментальное исследование электростатического поля и изображение его при помощи силовых линий и поверхностей равного потенциала. Напряженностью электрического поля называют силу действующую на единичный положительный пробный заряд. Если электрическое поле создается системой зарядов то напряженность поля в данной точке определяется по принципу суперпозиции...
37955. ИЗУЧЕНИЕ ЗАКОНОВ ПОСТОЯННОГО ТОКА 1.19 MB
  Электрическим током называют упорядоченное движение зарядов. Эти заряды называют носителями тока. Линия тока есть математическая линия, направление касательной которой в каждой точке совпадает с направлением скорости носителей тока. За положительное направление тока принято считать направление скорости положительно заряженных частиц.
37956. Девиантное поведение. Концепции девиантного поведения 17.59 KB
  Девиантное поведение – поведение, отклоняющееся от нормы; когда человек ведет себя не в соответствии с нормами и стандартами поведения, принятыми в данном обществе.