90040

Экология как наука

Лекция

Экология и защита окружающей среды

Экосистема: состав, структура, разнообразие Понятие биосферы, ее структура Живое вещество биосферы, его функции Круговороты веществ в биосфере Антропогенное воздействие на окружающую среду Источники и виды антропогенных воздействий на окружающую среду Антропогенное воздействие на атмосферу...

Русский

2015-05-29

78.25 KB

1 чел.

Лекция 1. Введение. Экология как наука.

План лекции:

  1.  тематическая структура изучаемого курса;
  2.  рекомендуемые учебники и учебные пособия;
  3.  экология как наука.

Тема 1. Тематическая структура изучаемого курса.

N ДЕ

Наименование
дидактической единицы ГОС

N темы

Тема

1

Биосфера

1

Экология как наука

2

Экосистема: состав, структура, разнообразие

3

Понятие биосферы, ее структура

4

Живое вещество биосферы, его функции

5

Круговороты веществ в биосфере

2

Антропогенное воздействие на окружающую среду

6

Источники и виды антропогенных воздействий на окружающую среду

7

Антропогенное воздействие на атмосферу

8

Антропогенное воздействие на гидросферу

9

Антропогенное изменение литосферы

10

Отходы и их влияние на окружающую среду

11

Физическое загрязнение окружающей среды

3

Охрана окружающей среды и рациональное природопользование

12

Система природоохранных нормативов

13

Нормирование загрязнений атмосферного воздуха

14

Меры по предотвращению загрязнений атмосферного воздуха

15

Нормирование загрязнений гидросферы

16

Методы очистки сточных вод

17

Нормирование образования и размещения отходов

18

Переработка и утилизация твердых отходов

19

Экологические принципы рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды

4

Социально-экономические аспекты экологии

20

Экология и здоровье человека

21

Основы экономики природопользования

Тема 2. Рекомендуемые учебники и учебные пособия (рекомендованные Министерством образования  для студентов технических, технологических и других небиологических специальностей вузов, в том числе нового поколения, по дисциплине ЭКОЛОГИЯ).

1. Акимова Т.В. Экология. Человек-Экономика-Биота-Среда: Учебник для студентов вузов/ Т.А.Акимова, В.В.Хаскин; 2-е изд., перераб. и дополн.- М.:ЮНИТИ, 2001.- 556 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.

2. Акимова Т.В. Экология. Природа-Человек-Техника.: Учебник для студентов техн. направл. и специал. вузов/ Т.А.Акимова, А.П.Кузьмин,  В.В.Хаскин..- Под общ. ред. А.П.Кузьмина; Лауреат Всеросс. конкурса по созд. новых учебников по общим естественнонауч. дисципл. для студ. вузов. М.:ЮНИТИ-ДАНА, 2001.- 343 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.

3. Бродский А.К. Общая экология: Учебник для студентов вузов. М.: Изд. Центр «Академия», 2006. - 256 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для бакалавров, магистров и студентов вузов.

4. Воронков Н.А. Экология: общая, социальная, прикладная. Учебник для студентов вузов. М.: Агар, 2006. – 424 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.

5. Коробкин В.И. Экология: Учебник для студентов вузов/ В.И. Коробкин, Л.В.Передельский. -6-е изд., доп. И перераб.- Ростон н/Д: Феникс, 2003.- 575с. Лауреат Всеросс. конкурса по созд. новых учебников по общим естественнонауч. дисципл. для студ. вузов. Рекомендовано Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.

6. Николайкин Н.И., Николайкина Н.Е., Мелехова О.П. Экорлогия. 2-е изд.Учебник для вузов. М.: Дрофа, 2003. – 624 с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов технич. вузов.

7. Стадницкий Г.В., Родионов А.И. Экология: Уч. пособие для стут. химико-технол. и техн. сп. вузов./ Под ред. В.А.Соловьева, Ю.А.Кротова.- 4-е изд., испр. – СПб.: Химия, 1997. -238с. Рекомендован Минобр. РФ в качестве учебника для студентов вузов.

8. Одум Ю. Экология т.т. 1,2.  Мир,1986.

9. Чернова Н.М. Общая экология: Учебник для студентов педагогических вузов/ Н.М.Чернова, А.М.Былова. - М.: Дрофа, 2004.-416 с. Допущено Минобр. РФ в качестве учебника для студентов высших педагогических учебных заведений.

10. Экология: Учебник для студентов высш. и сред. учеб. заведений, обуч. по техн. спец. и направлениям/Л.И.Цветкова, М.И.Алексеев, Ф.В.Карамзинов и др.; под общ. ред. Л.И.Цветковой. М.: АСБВ; СПб.: Химиздат, 2001.- 550 с.

11. Экология. Под ред. проф.В.В.Денисова. Ростов-н/Д.: ИКЦ «МарТ», 2006. – 768 с.

Тема 3. Экология как наука.

Как самостоятельная наука экология сформировалась приблизительно к 1900 г. Термин «экология» был предложен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1869 г. Следовательно, это сравнительно молодая наука. Но именно она переживает в настоящее время период быстрого роста.

Экология (от греч. oicos – дом и logos – наука) в буквальном смысле – наука о местообитании.

Понятие экологии очень обширно, поэтому в зависимости от акцента на той или иной ее задаче меняется и сама формулировка.

Для «долгосрочного употребления» лучшим определением может быть, например, следующее: «Экология – это биология окружающей среды». Один из отечественных экологов Александр Сергеевич Данилевский давал такое определение: «Экология – наука о структуре и функции экологических систем и о механизмах, обеспечивающих их гомеостазис».

Для последних десятилетий XX в. наиболее подходит одно из определений экологии, приведенное в полном словаре Уэбстера: «Предмет экологии – это совокупность или структура связей между организмами и средой».

Соревнуясь друг с другом в точности и краткости формулировок, авторы забывают, что еще Эрнст Геккель дал этой науке исчерпывающее определение: «Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и прежде всего – его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми оно прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология – это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин назвал условиями, порождающими борьбу за существование».

Таким образом, существует много определений экологии как науки, однако подавляющее большинство современных исследователей считает, что экология – это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают.

Для того чтобы более точно определить область компетенции экологии, рассмотрим спектр уровней организации живой материи:

Живой организм – это любая форма жизнедеятельности.

По определению академика Станислава Семёновича Шварца, популяция – это элементарная группировка организмов определенного вида, обладающая всеми необходимыми условиями для поддержания своей численности необозримо длительное время в постоянно изменяющихся условиях среды.

Вид – это совокупность популяций особей, представители которых фактически или потенциально скрещиваются друг с другом в естественных условиях.

Каждый организм, популяция, вид имеет свое местообитание: местность или тип местности, где они проживают. Когда несколько популяций различных видов живых организмов (животных, растений, грибов и микроорганизмов) живут в одном месте и взаимодействуют друг с другом, они создают так называемое сообщество, или биологическое (биотическое) сообщество (биоценоз).

Любое единство, включающее все организмы (то есть «сообщество») на данном участке и взаимодействующее с физической средой таким образом, что поток энергии создаёт чётко определённую трофическую структуру, видовое разнообразие и круговорот веществ (то есть обмен веществами между биотической и абиотической частями) внутри системы, представляет собой экологическую систему, или экосистему (термин предложен Артуром Тенсли в 1935 г.).

Биотическая часть – это живая часть, то есть биота или биотическое сообщество. Абиотическая часть – это неживая часть, то есть все физические и химические факторы среды (солнечный свет, тень, испарение, ветер, температура, водные течения, питательные элементы и их соединения в атмосфере, гидросфере и земной коре, необходимые в больших или малых количествах для существования, роста и размножения организмов).

Главные экосистемы суши, такие, как леса, степи и пустыни, называются наземными экосистемами, или биомами. Экосистемы гидросферы называются водными экосистемами. Примерами таких экосистем являются пруды, озера, реки, открытый океан, коралловые рифы и т.п.

Переходная область между двумя смежными экосистемами называется экотоном.

Все экосистемы Земли составляют экосферу.

Близким по значению понятием является биогеоценоз, но экосистема — более широкое понятие, относящееся к любой подобной системе. Биогеоценоз, в свою очередь — класс экосистем, экосистема, занимающая определенный участок суши и включающая основные компоненты среды — почву, подпочву, растительный покров, приземный слой атмосферы. Не являются биогеоценозами большинство искусственных экосистем. Таким образом, каждый биогеоценоз — это экосистема, но не каждая экосистема — биогеоценоз.

Биогеоценоз (от греч. Βίος — жизнь γη — земля + κοινός — общий) — система, включающая сообщество живых организмов (биоценоз) и тесно связанную с ним совокупность абиотических факторов среды в пределах одной территории, связанные между собой круговоротом веществ и потоком энергии. Представляет собой устойчивую саморегулирующуюся экологическую систему, в которой органические компоненты (животные, растения) неразрывно связаны с неорганическими (вода, почва). Примеры: сосновый лес, горная долина. Учение о биогеоценозе разработано Владимиром Николаевичем Сукачёвым в 1940 году. В зарубежной литературе — малоупотребимо. Ранее также широко употреблялось в немецкой научной литературе.

Организованная группа взаимосвязанных популяций растений, животных, грибов и микроорганизмов, живущих совместно на одной и той же территории в практически одних и тех же условиях среды, называется биоценозом (термин введён Карлом Мёбиусом в книге 1877 года). Пространство суши с более или менее однородными условиями, которое занимает биоценоз, носит название биотопа (topos – место). Биоценоз и биотоп вместе образуют биологическую макросистему – биогеоценоз.

Основная область компетенции экологии – уровень экосистем, но она простирается и на последующий уровень, и на два предыдущих.

Прежде всего, в поле зрения экологии попадают закономерности взаимоотношений и взаимосвязей отдельных особей и их популяций между собой и с условиями неорганической среды. Экология имеет дело в основном с той стороной взаимодействия организмов со средой, которая обусловливает развитие, размножение и выживание особей, структуру и динамику популяций и сообществ и их роль в протекающих в сообществах процессах. К примеру, физиолог изучает зависимость от температуры процессов, происходящих в организме, эколог же выясняет, как влияет изменение температуры на интенсивность размножения и плодовитость организмов, длительность их онтогенеза, на характер пищевых связей, скорость и направление биологических процессов, участвующих в круговороте веществ в экологических системах.

Взаимоотношение особей или групп особей того или иного вида с условиями среды составляет предмет одного из основных разделов общей экологии – аутэкологии.

В качестве специального раздела аутэкологии можно рассматривать популяционную экологию (демоэкологию), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов.

Специфическая задача экологии состоит в изучении живой природы на уровне экологических систем. Соответственно с этим основным и ведущим ее разделом следует считать синэкологию (биоценологию), т.е. учение о сообществах растений, животных и микроорганизмов в их взаимодействии друг с другом и с неорганической средой обитания. В настоящее время биоценология переросла в науку об экосистемах, которую применительно к биоценозам суши обычно называют биогеоценологией.

Экологией в последнее время стали интересоваться представители таких далеких от биологии специальностей, как архитектура, строительство, транспорт. Уже возникли новые научные направления – инженерная экология, экология градостроительства, промышленно-транспортная экология. Формирование новых синтетических направлений – объективный процесс, связанный с повышением роли экологии в решении ряда проблем развития современного общества. В связи с этим понятие «экология» становится все более неопределенным, так как его распространяют на самые различные сферы человеческой деятельности. Все чаще встречается трактовка экологии как синтетической науки. Но даже в современных условиях сохраняется значение экологии как сугубо биологической науки, исследующей структуру и функционирование систем надорганизменного уровня в естественных и измененных условиях, что не исключает, естественно, формирования частных синтетических направлений, связанных с решением различных задач.

Контрольные вопросы.

  1.  Происхождение термина «экология».
  2.  Определение экологии как науки.
  3.  Область «компетенции» экологии.
  4.  Определения: живой организм, популяция, вид.
  5.  Определение биологического (биотического) сообщества.
  6.  Происхождение термина «экологическая система». Определение экосистемы.
  7.  Происхождение термина «биогеоценоз». Определение биоценоза и биогеоценоза.
  8.  Совпадения и отличия в терминах «экологическая система» и «биогеоценоз».
  9.  Разделы экологии и вопрос о «биологическом» характере экологии.