§ 1. Предмет и задачи экологии

Предмет и задачи экологии

§ 1. Предмет и задачи экологии

Ставропольский государственный аграрный университет

Учебное пособие рекомендовано для студентов высших учебных заведений, обучающихся по агрономическим и экономическим специальностям, а также для подготовки и повышения квалификации руководящих работников и специалистов. Экология (курс лекций). Лысенко И.О., Окрут С.В., Зеленская Т.Г., Поспелова О.А, Степаненко Е.Е., Башкот Е.Н. – Ставрополь: СГАУ. – 2008. – с.

В учебном пособии приведены сведения об истории развития экологии, рассмотрены закономерности взаимоотношений организмов на всех уровнях организации со средой их обитания, а также биосфера в целом, пределы ее устойчивости, роль и место человека в ней; изложены современные представления о причинах и особенностях глобального экологического кризиса, путях и методах сохранения современной биосферы.

Курс лекций печатается по решению методического совета Ставропольского государственного аграрного университета.

Протокол № от января 2008 г.

ã ФГОУ ВПО Ставропольский государственный аграрный университет, 2008.

ТЕМА: ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИИ

ПЛАН:

1. Экология. Определение и содержание.

2. Предмет и задачи экологии.

3. Структура современной экологии.

5. Экология и инженерная охрана природы.

4. Связь экологии с другими науками.

6. Виды и методы экологических исследований.

Истоки экологии, как науки о живых существах, их взаимозависимости и условиях обитания, уходят в далекое прошлое и связаны с необходимостью, на самых ранних этапах становления и развития человеческих обществ добывать себе в пищу растения и животных.

Было необходимо знать, как выглядят, где и когда созревают съедобные плоды, корни и стебли растений, где лежат пути миграции диких животных, когда и где они воспроизводят потомство.

Первичные знания такого рода осмыслялись и находили отражение во многих, ставших классическими, произведениях Гиппократа, Аристотеля, других ученых философов древности.

Термин экология (экос – дом, логос – учение, гр.) в науку ввел немецкий биолог Эрнест Геккель в 1886 году.

Слово “экология” образовано из двух греческих слов: “oicos”, что означает дом, жилище, и “logos” – наука и дословно переводится как наука о доме, местообитании.

Экология – это наука об изучении взаимоотношений живых организмов с окружающей их средой.

Поскольку взаимодействие организмов между собой и окружающей их средой всегда системно, то есть всегда реализуется в форме некоторых систем взаимосвязей, поддерживающихся обменом вещества, энергии и информации, основным объектом исследования экологии являются экосистемы. Самой крупной в иерархии экосистем является биосфера. Учение о биосфере – это обширная область знания о функционировании и развитии биосферы, включающая в себя целый ряд научных направлений естественнонаучного и общественного профиля.

Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой.

Исходя из приведенных выше понятий и направлений, следует, что задачи экологии весьма многообразны.

В общетеоретическом плане к ним относятся:

– разработка общей теории устойчивости экологических систем;

– изучение экологических механизмов адаптации к среде;

– исследование регуляции численности популяций;

– изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;

– исследование продукционных процессов;

– исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;

– моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие:

– прогнозирование и оценка возможных отрицательных по следствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;

– улучшение качества окружающей природной среды;

– сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;

– оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районах.

Стратегической задачей экологии считается развитие теории взаимодействия природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Таким образом, экология становится одной из важнейших наук будущего и, «возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от ее прогресса» (Ф. Дре, 1976).

К экологии часто относят большое количество смежных отраслей знаний, главным образом из области охраны окружающей среды.

Список литературы.

1. Коробкин В.И., Предельский А.В. Экология: Учебник для технических вузов.-Ростов н/Д. Изд-во «Феникс», 2000.- 576 с.

2. Денисов В.В., Лозановская И.Н., Луганская И.А. и др. Экология: Учебное пособие. М.- Ростов-на-Дону: ИКЦ «МарТ», 2004. – 672 с.

3. Горлов В.Д. Экология и рациональное природопользование. Учебное пособие. Изд. 2-е, перераб. и дополн. / ЮРГТУ(НПИ) – Новочеркасск: «НОК». – 2000. – 132 с.

4. Гутенёв В.В., Денисов В.В., Денисова И.А., Камышев А.П., Москаленко А.П., Нагнибеда Б.А., Осадчий С.Ю., Хорунжий Б.И. Промышленная экология: Учебное пособие. – М – Ростов-на-Дону: ИКЦ «МарТ», 2007. – 720 с.

Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском:

Источник: https://studopedia.ru/1_123786_predmet-i-zadachi-ekologii.html

Предмет, задачи и методы экологии

§ 1. Предмет и задачи экологии

По программе основного общего образования по биологии 11 класс, и программы Министерства РФ для общеобразовательных учреждений курса биологии для 10-11 класса «Общая биология» (авт. В.В. Пасечник, 2005 год).

Учебник В.В. Пасечник, А.А. Каменский, Е.А. Криксунов. Биология. Общая Биология, 10-11 класс. – М.: Дрофа, 2005.

Цель урока: показать большое значение изучения экологии в современном мире. Изучить основные задачи, стоящие перед экологией и её связь с другими науками.

Задачи урока:

  • сформировать у учащихся систему знаний о задачах экологии, закономерностях влияния различных факторов среды на организмы.
  • Продолжить развитие умения выявлять признаки приспособленности организмов к влиянию экологических факторов.
  • Сформировать у старшеклассников интерес к науке экологии и желание изучать её закономерности на последующих уроках.

Оборудование:

Таблицы: «Биоценоз дубравы», «Сообщество смешанного леса». Диск «электронное средство учебного издания «Экология» ООО «Дрофа» ЗАО «1С».

Презентация к уроку.

План урока:

  1. Подготовка учащихся к уроку, настрой на урок.
  2. Беседа для воспроизведения знаний, полученных из курса 9 класса по данной теме.
  3. Изучение нового материала.
    1. История экологии.
    2. Развитие экологии.
    3. Разнообразие экологических наук. (Флэш анимация Законы экологии)
    4. Задачи экологии ( «Экология)
    5. Методы исследований в экологии.
    6. Окружающая среда. (Флэш анимация «Кислотные дожди»)
    7. Экологический фактор
    8. Экологические проблемы ( «Экологические проблемы»)
  4. Выполнение практических заданий, проверка усвоения полученных на уроке знаний.
  5. Демонстрация презентации.
  6. Домашнее задание.

II. Беседа, с целью воспроизведения в памяти учащихся знаний из курса 9 класса

Вспомните, что вы знаете об экологии?

Кто впервые ввёл термин «Экология»?

Какие вопросы решает эта наука?

III. Изучение нового материала

Ты, человек, любя природу, Хоть иногда ее жалей; В увеселительных походах Не растопчи ее полей; В вокзальной сутолоке века Ты оценить ее спеши: Она – твой давний добрый лекарь, Она – союзница души. Не жги ее напропалую И не исчерпывай до дна, И помни истину простую: Нас много, а она одна.

В. Шефнер

1) История экологии

Эрнст Геккель «Естественная история миротворения» (1868)

«Экология – общая наука об отношениях организмов к окружающей среде, куда относятся все условия их существования».

Впервые термин «экология» предложил Э. Геккель (1866 год)

Это наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и окружающей их неорганической природой, о связях в надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем.

«Экология» – (от греческого «ойкос» – дом, жилище и «логос» – учение).

Экология наука молодая, но тесно связана со многими другими науками, это доказывает схема, которая перед вами.

2) Развитие экологии во второй половине XIX века.

В центре внимания – организм

Основные направления исследований:

  • Описание образа жизни разных видов
  • Изучение жизни в экстремальных условиях (Арктика, пустыни)
  • Закономерности влияния факторов среды
  • Связь морфологии организмов и среды обитания
  • Периодические явления в жизни организмов (сезонность, суточные ритмы)

В середине XIX в. возникло особое направление – экология

Вначале – на уровне изучения отдельных организмов.

1930-е гг. – формирование нового направления – экологии популяций – популяционная экология.

Особенности развития экологии в XX веке.

  • Математическое моделирование
  • Компьютеризация. Базы данных.
  •  Количественные оценки. Прогнозы
  • Международное сотрудничество
  • Прикладная экология. Охрана природы
  • Организационные мероприятия
  •  (общества, журналы, совещания)

Экология – это наука о взаимоотношениях живых организмов и систем организмов (популяций, сообществ) друг с другом и со средой их обитания.

Она пытается объяснить, почему те или иные растения и животные встречаются только в определённом месте; почему так много организмов одного типа и так мало другого, какие изменения могут вызвать их взаимодействия на данной территории; как функционируют биологические системы, как образуются и используются органические соединения в них, как происходит круговорот элементов и веществ в природе.

Работа со схемой: взаимосвязь экологии с другими науками

Экология

4) Какие основные задачи экологии вы смогли бы выделить?

  • Исследование закономерностей организации жизни в связи с антропогенным воздействием на природные системы и биосферу в целом.
  • Создание научной основы эксплуатации биологических ресурсов, прогноз изменений природы под влиянием деятельности человека и управление процессами сохранения среды
  • Разработка системы мероприятий, обеспечивающих минимум применения химических средств борьбы с вредными видами.
  • Регуляция численности живых организмов.
  • Экологическая индикация состояния и загрязнения природной среды
  • Изучение взаимоотношения организмов, популяций, видов между собой.

Экология, как наука, использует различные методы исследования, исходя из поставленных задач.

5) Какие методы исследования в экологии вы выделите?

Каждый организм существует совместно с другими организмами и окружающей средой.

6) Что вы отнесёте к окружающей среде?

Ключевые понятия: среда – среда жизни – водная среда – наземно-воздушная среда – почвенная среда – организм как среда жизни

СРЕДА – все, что окружает организмы, прямо или косвенно влияет на их состояние, развитие, выживание и размножение.

Однако, несмотря на это разнообразие, различают четыре качественно различные среды жизни, обладающие специфическим набором экологических факторов, а, следовательно, требующих и специфического набора адаптаций.

Вот эти среды жизни: 1. Наземно-воздушная (суша); 2. водная; 3. почва; 4. другие организмы.

Распределите животных соответственно их среде обитания.

ЖивотноеНаземно-воздушнаяВоднаяПочваДругие организмы
Акула
Лягушка
Крот
Аскарида
Рак
Морская звезда
Амёба дизентерийная
Крокодил
Утка кряква
Дождевой червь
Нематода свекловичная

Среда окружающая (внешняя) – это силы природы, её вещество и пространство, находящееся вне систем.

Среда биотическая – природные условия, обязанные своим происхождением жизнедеятельности живых организмов.

Среда абиотическая – природные условия, происхождение которых не связано с жизнедеятельностью живых организмов.

Можно выделить 3 уровня изучения жизни:

  1. Взаимодействие отдельного организма со средой – изучает аутэкология
  2. Взаимодействие между организмами – изучает демэкология
  3. Взаимодействие между всеми живыми организмами – изучает синэкология
  4. И одной из новых наук, изучающих влияние человека – социальная экология.

Рассмотрим связь экологии с другими науками. Приложение 1.

Основными ключевыми понятиями в экологии является термин «экосистема», который был предложен английским учёным А. Тенсли (1935 год).

Самая крупная экосистема – это биосфера.

Человек, как и всякий живой организм, связан с биосферой и воздействует на неё, поэтому возникла глобальная экология. Она исследует влияние на биосферу антропогенных, космических, геофизических и других факторов. Важнейшим направлением в экологии является экология человека.

На любой организм оказывают влияние экологические факторы среды.

Вспомните из курса 9 класса какие виды экологических факторов знаете?

7) Экологический фактор – это любой элемент окружающей среды, способный оказать прямое или косвенное воздействие на живой организм.

Более подробно об экологических факторах мы будем говорить на последующих уроках.

Отметим только, что все факторы можно разделить на 3 группы.

  1. Абиотические
  2. Биотические факторы
  3. Антропогенный фактор

Экологические факторы действуют не по отдельности, а во взаимосвязи.

Определите принадлежность признака к определённому экологическому фактору:

Экологический факторАбиотическийБиотическийАнтропогенный
 Температура
Ель в лесу
Влажность
Солёность
Распашка земель
Свет
Белка в лесу
Аскарида в организме
Загрязнения от выбросов заводов
Клещи в гнезде птиц
Выхлопные газы автомобилей

Рассмотрим экологические советы. Приложение 3.

Основные термины экологии

Биогеоценоз – это устойчивое сообщество растений, животных и микроорганизмов, находящихся в постоянном взаимодействии с компонентами атмосферы, гидросферы и литосферы..

Биосфера – это часть оболочки Земли, населённая живыми организмами

Биом: совокупность животных и растений, населяющих крупные ландшафтные подразделения, например лиственный, хвойный лес и т. д.

Биотоп – неорганическая, неживая среда, занимающая определённое пространство.

Биоценоз – сообщество растений, животных и микроорганизмов, населяющих одну территорию, взаимно связанных в цепи питания и влияющих друг на друга.

Экологическая система – Сообщество живых организмов и среды их обитания, составляющие единое целое на основе пищевых связей и способов получения энергии.

IV. Выполнение учащимися практических заданий по решению экологических задач

Изучите распределение потомства жука-короеда в спиленном бревне. Выявите все факторы, которые благоприятствуют нормальному развитию личинок короеда. Какие благоприятные факторы способствуют развитию личинок? Какие приводят к гибели личинок, яиц? Почему необходимо обязательно удалять из леса, спиленные или упавшие деревья?

Закрепление изученного материала

Выберите правильное определение «Экология» – это:

  1. Наука о взаимоотношениях человека и окружающей среды
  2. Наука о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой
  3. Природа
  4. Охрана и рациональное природопользование

Выпишите понравившиеся афоризмы, поясните ваш выбор. Приложение 4.

Выскажите своё мнение по экологическим фактам:

  • По словам известного Гарвадского биолога Уилсона ежегодно с лица Земли исчезает около 30 000 видов живых организмов. К концу этого столетия Земля лишится около половины своего теперешнего биоразнообразия.
  • Каждый шестой человек в мире живёт в опасных и неблагоприятных для здоровья условиях.
  • В мире на вооружение тратится в 12 раз больше денежных средств, чем на помощь развивающимся странам.
  • К 2025 году более 2,8 миллиардов людей 48 стран мира будет испытывать нехватку воды. К 2050 году количество людей, постоянно испытывающих нехватку воды, достигнет 7 миллиардов.

. Приложение 2.

Домашнее задание: 67 Учебник «Общая биология» Д.К. Беляев, Г.М. Дымшиц Москва «Просвещение» 2005 год, параграф 78 стр. 274–281. Ответить на вопросы в конце параграфа.

Общая биология О.В. Саблина Г.М. Дымшиц «Рабочая тетрадь 10 – 11 классы» Просвещение 2005 год. Задание 5 стр. 63, 9 стр.61.

Интернет ресурсы:

  • school-collection.edu.ru/
  • video.yandex.ru/#search?text
  • lotoskay.ucoz.ru/_ld/35/3585_qql.swf
  • www.gumer.info/bibliotek_Buks/Science/mihail/11.php

Приложения 1–4.

10.02.2013

Источник: https://urok.1sept.ru/%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D0%B8/628944/

Предмет и задачи экологии (Лекция)

§ 1. Предмет и задачи экологии

ПЛАН ЛЕКЦИИ

1. Предмет и задачи экологии

2. Уровни организации жизни

3. Среда обитания. Условия и факторы среды

4. Интенсивность действия факторов среды

5. Понятие популяции

1. Предмет и задачи экологии

1. Экология – наука, изучающая взаимоотношения между живы­ми организмами и средой обитания, находящимися втесной взаимосвязи и взаимозависимости друг с другом. Термин “эко­логия” (от греч. oikos – дом, logos – наука) предложил в 1866 г. немецкий зоолог Э. Геккель.

Первоначально экология развивалась как составная часть биологи­ческой науки, но постепенно пришло понимание того, что че­ловек, его образ жизни и мыслей, его судьба – все это неотде­лимо от окружающей среды и является ее частью, и его взаи­моотношения с природой – воздействие на нее, в процессе жизнедеятельности и обратное влияние оскудевшей природы на развитие человеческого общества – должны стать предме­том специального изучения.

На современном этапе развития цивилизации, экология пред­ставляет собой сложную комплексную дисциплину, основанную на различных областях человеческих знаний:

• биологии;

• химии;

• физики;

• социологии;

• природоохранной деятельности;

• различных видов технологии и т. д.

Основным объектом изучения в современной экологии явля­ются – экосистемы, т. е. единые природные комплексы, обра­зованные живыми организмами и средой обитания.

Кроме то­го, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций, т. е.

сово­купности особей одного вида (популяционно-видовой уровень) и биосферы вцелом (биосферный уровень).

Понятие сложного объекта (системы).

Системный анализ, системная методология все глубже проникают в практику современных научных исследований и разработок,
формирования комплексных программ для решения сложных научных и практических проблем – технических, социально-экономических, военных, экологических и т. п. Системный подход особенно эффективен при широком использовании ЭВМ и математических методов исследования и принятия решений, что, и свою очередь, требует
создания математических моделей различных объектов материального мира.

Широко известны самые общие принципы и этапы исследований
в рамках такой методологии: концептуализация, т. е.

выбор или
построение абстрактных моделей, отвечающих представлениям об
объекте; идентификация моделей – наполнение их реальной информацией об объекте; машинные эксперименты с моделями и теоретические исследования, принятие решений.

Однако практическая реализация этих этапов в значительной степени зависит от особенностей ис-
следуемого объекта, степени его сложности, условий его наблюдения, сроков и т. п.

Будем исходить из представления о системекак о целостном
множестве элементов (объектов), физических или(и) концептуальных, связанных взаимными отношениями.

В ма-
тематике, где понятия модели и системы отождествляются, в общем
случае оперируют представлением о системе
как о совокупности двух произвольных множеств А,В и отношения
S: (А, В, S).

Отношение S является, подмножеством декартова
произведения:

 .

В частности, это может быть оператор (отображение)

.

Последнее понятие менее общее, однако,вполне достаточное и удобное для многих целей.

Класс объектов, для которых
характерна уникльность, и невозможность или нежелательность, по
каким-либо причинам натурных экспериментов, будем называть сложными объектами, ограничивая действие это-
го не слишком оригинального термина, лишь рамками данного изложения, поскольку четкое общепринятое определение интуитивного понятия сложного объекта (или сложной системы) пока не известно.

2. В настоящее время экология разделилась на несколько направле­ний и научных дисциплин:

аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельных организмов (видов, особей) с окружающей их средой;

популяционную экологию(демоэкологию), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов;

синэкологию(биоценологию), изучающую взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой;

социальную экологию, исследующую взаимодействия и взаимосвязи человеческого общества с природной средой; разрабаты­вающую научные основы рационального природопользования, предполагающие охрану природы и оптимизацию жизненной среды человека;

экологию человека, рассматривающую общие законы взаимоот­ношения биосферы и антропосистемы, влияние природной сре­ды на отдельного человека и группы людей.

Для всех этих направлений главной задачейявляется изучение механизмов выживания, саморегуляции живых организмов и их сообществ, адаптации к меняющимся условиям среды, устой­чивости экосистем и биосферы в целом.

В последнее время роль и значение биосферы как объекта ана­лиза непрерывно возрастает.

Это связано с резким усилением взаимного отрицательного влияния человека и среды, возрос­шей ролью экологических, социальных и нравственных аспектов по причине резко негативных последствий научно-технического прогресса и обострения экологической обстановки в масшта­бах всей планеты. Поэтому в настоящее время отмечается “эколо­гизация”многих естественных, технических и гуманитарных наук;так появились:

прикладная экология, которая изучает ме­ханизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвра­щения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов;

геоэкология;

промышленная экология;

химическая экология;

онкологическая экология;

историче­ская экология;

математическая экология;

сельскохозяйственная экология и т. д.

Современная экология тесно связанас политикой, экономикой, правом (включая международное право), психологией и педа­гогикой, т. к. только в союзе с ними, возможно, преодолеть не­гативные последствия технического развития общества и выра­ботать новый тип экологического сознания, коренным образом меняющий поведение людей по отношению к природе.

3. Задачи, которые ставятся перед экологией, весьма многообраз­ны. В общетеоретическом плане к ним можно отнести:

• разработку общей теории устойчивости экологических систем;

• изучение экологических механизмов адаптации к среде;

• изучение биологического разнообразия и механизмов его под­держания;

• исследование продукционных процессов;

• исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;

• моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие:

• прогнозирование и оценка возможных отрицательных послед­ствий в окружающей природной среде под влиянием деятель­ности человека;

• улучшение качества окружающей природной среды;

• сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;

• оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения эко­логически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районах.

Стратегической задачей экологии считается развитие теории взаимодействия природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Таким образом, экология становится одной из важнейших наук

будущего.

2. Уровни организации жизни

Мир живых существ, включая человека, представлен биологи­ческими системами различной структурной организации и разно­го уровня соподчинения, или согласованности.

В настоящее время выделяют несколько уровней организации живой материи:

молекулярный.

Любая живая система, как бы сложно она ни была организована, проявляется на уровне функционирования биологических молекул – биополимеров: нуклеиновых кислот, белков, полисахаридов, а также других важных органических веществ. С этого уровня начинаются важнейшие процессы жиз­недеятельности организма: обмен веществ и превращение энер­гии, передача наследственной информации и др.;

клеточный.Клетка является структурной и функциональной единицей развития всех живых организмов, обитающих на Зем­ле. Свободноживущих неклеточных форм жизни не существует;

тканевой.Ткань представляет собой совокупность сходных по строению клеток, объединенных выполнением общей функции;

органный.Органы – структурно-функциональные объединения нескольких типов тканей.

Экосистема изучаетеще четыре уровня:

организменный. Многоклеточный организм представляет собой целостную систему органов, специализированных для выпол­нения различных функций;

популяционно-видовой. Совокупность организмов одного и то­го же вида, объединенная общим местом обитания, создает популяцию как систему надорганизменного порядка. В этой сис­теме осуществляются простейшие, элементарные эволюцион­ные преобразования;

биогеоценотический. Биогеоценоз– совокупность организмов раз­ных видов и различной сложности организации со всеми факто­рами среды их обитания;

биосферный. Биосфера– система высшего порядка, охватываю­щая все явления жизни на нашей планете.

На этом уровне про­исходят круговорот веществ и превращение энергии, связан­ные с жизнедеятельностью всех живых организмов, обитающих на Земле.

Свойства каждого отдельного уровня значительно сложнее и мно­гообразнее предыдущего.

Но объяснить это можно лишь час­тично на основе данных о свойствах каждого последующего биологического уровня исходя из свойств отдельных состав­ляющих его более низких уровней.

Такое явление называют эмерджентностью наличием у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а также сумме других элементов, не объединенных системообразующими сетями.

3. Среда обитания. Условия и факторы среды

На Земле существует четыре основные среды обитания, освоен­ные и заселенные организмами. Это – водная, наземно-воздушная, почвеннаяи, наконец, среда, образуемая самими жи­выми организмами. Каждая из них имеет свои специфические условия жизни.

Водная среда характеризуется жидким агрегатным состоянием и в зависимости от глубины может быть как аэробной(поверх­ностные слои различных водоемов), так и анаэробной(на больших глубинах океана, в водоемах с высокой температу­рой). Эта среда – более плотная, чем воздушная, более благо­приятная с позиции добычи организмом воды и ее сохранени­ем в нем, а также более богата пищевыми ресурсами. В водной среде в далеком геологическом прошлом зародилась жизнь.

Формы организмов, живущих в воде, многообразны; среди них существуют такие, которые дышат кислородом как раство­ренным в воде, так и содержащимся в атмосфере, а также ана­эробные организмы. В данной среде живут различные простей­шие, водоросли, рыбы, членистоногие, моллюски, иглокожие и представители других типов и классов животного и расти­тельного мира.

Наземно-воздушная среда в ходе эволюции освоена позже вод­ной, она более сложна и требует более высокого уровня орга­низации живого. Здесь существенную роль играют температура воздуха, содержание кислорода, влажность, погода, интенсив­ность света, что особенно важно для растений.

Это аэробнаясреда, в которой осуществляется интенсивный обмен газов и воды, которая необходима для жизнедеятельности живых существ. Поэтому живущие в данной среде организмы приспо­соблены к добыванию и сохранению влаги, а животные обладают способностью к достаточно быстрому и активному перемеще­нию.

В этой среде живут птицы, многие виды членистоногих, млекопитающие, различные виды покрытосеменных и т. п.

Почва как среда обитания множества микро- и макро организмов, а также корней растений имеет свои экологические осо­бенности. В почве первостепенное значение имеют такие фак­торы, как структура, химический состав и влажность, а вот свет или резкие колебания температуры практически не игра­ют роли.

Обитателей почвенной среды называют эдофобиантамиили геобионтами. Здесь можно встретить разнообразных представителей типа простейших, различные водоросли, гри­бы, многообразные виды различных червей, моллюсков, раз­личных представителей высших животных.

Почва является субстратом различных видов высших растений, для которых характерна наземная среда.

Живой организм представляет собой специфическую среду оби­тания для паразитов и симбионтов. Главную роль здесь играет обилие пищи, относительная стабильность условий, защищен­ность от неблагоприятных внешних факторов, но в то же вре­мя и активное сопротивление организма-хозяина.

Условия и факторы среды взаимосвязанные понятия, которые характеризуют среду обитания организмов. Условия среды обычно определяются как экологические факторы, оказываю­щие влияние (положительное или отрицательное) на существо­вание и географическое распространение живых существ.

Экологические факторы очень многообразны как по своей природе, так и по воздействию на живые организмы. Условно все факторы среды подразделяются на три основные группы – абиотические, биотические и антропогенные.

Абиотическими факторами называют всю совокупность факто­ров неорганической среды, влияющих на жизнь и распространение животных и растений. Это, прежде всего климатические:

сол­нечный свет, температура, влажность,

и местные:

рельеф, свой­ства почвы, соленость, течения, ветер, радиация и т. д.

Эти факторы могут влиять на организмы прямо,т. е. непосредст­венно, как свет или тепло, либо косвенно,как, например, рельеф, который обуславливает действие прямых факторов – освещен­ности, увлажнения, ветра и пр.

Биотические факторы – это всевозможные формы влияния живых организмов друг на друга и на среду. Биотические взаимоотношения имеют чрезвычайно сложный и своеобразный характер и также могут быть прямыми и косвенными.

Антропогенные факторы – это все те формы деятельности чело­века, которые воздействуют на естественную природную среду, изменяя условия обитания живых организмов, или непосредствен­но влияют на отдельные виды растений и животных.

В свою очередь, организмы сами могут оказывать влияние наусловия своего существования. Например, наличие раститель­ного покрова смягчает суточные колебания температуры вбли­зи поверхности Земли, колебания влажности и ветра, а также влияет на структуру и химический состав почв.

Все имеющиеся в природе экологические факторы воздействуют на жизнь организмов по-разному и имеют различную степень важности для отдельных видов. В то же время набор факторов и их значимость для организмов зависят от среды обитания.

4. Интенсивность действия факторов среды

Некоторые свойства среды остаются относительно постоянны­ми на протяжении длительных периодов времени. Таковы сила тяготения, интенсивность солнечного излучения, солевой со­став океана, газовый состав и свойства атмосферы.

Большин­ство же экологических факторов – температура, влажность, ве­тер, количество и равномерность выпадения осадков, укрытия, хищники, паразиты, конкуренты и пр. – очень изменчивокак в пространстве, так и во времени. Степень изменчивости каж­дого из этих факторов зависит от особенностей среды обитания.

Например, температура сильно колеблется на поверхности су­ши, но почти постоянна на дне океана или в пещерах. Парази­ты живут в условиях избытка пищи, тогда как свободно живущие хищники часто испытывают голод.

Популяции организмов, обитающих в какой-то определенной среде, приспосабливаются к изменчивости факторов путем ес­тественного отбора; у них вырабатываются те или иные мор­фологические и физиологические особенности, позволяющие существовать именно в этих и ни в каких других условиях.

Для каждого влияющего на организм фактора существует бла­гоприятная сила воздействия, называемая зоной оптимума экологического фактора или просто его оптимумом. Отклонение от оптимальной интенсивности действия фактора (уменьшение или увеличение) на организмы определенного вида действует угнетающе их жизнедеятельность.

Границы, за пределами ко­торых наступает гибель организма, называются верхним и ниж­ним пределом выносливости.

На организм одновременно влияют многочисленные факторы среды.

По отношению к одним факторам организмы обладают боль­шой выносливостью и выдерживают значительные отклонения их интенсивности от оптимальной величины. К другим – ор­ганизмы менее приспособлены и могут вынести лишь неболь­шие изменения.

В зависимости от факторов среды различают виды организмов: тепло- и холодолюбивые, влаго- и сухолюбивые, приспособлен­ные к высокой или низкой солености воды. Например, для водных животных большое значение имеет концентрация ки­слорода в воде. Некоторые виды могут существовать лишь в узких пределах колебаний содержания кислорода.

Различается отношение организмов и к нахождению в среде химических элементов. Например, на бедных азотом почвах растет клевер. Крапива же поселяется только на почвах, бога­тых азотом. Организмы с большим диапазоном выносливости ко всем факторам среды распространены более широко.

На разных этапах онтогенеза организмы могут проявлять не­одинаковую выносливость к тому или иному фактору. Напри­мер, у бабочек мельничной огневки – одного из вредителей муки и зерновых продуктов – критическая минимальная тем­пература для гусениц 7оС, для взрослых форм –22°С, а для яиц –27°С. Мороз в – 10°С погубит гусениц, но будет безвре­ден для яиц и взрослых форм.

Отклонение интенсивности одного какого-либо фактора от оп­тимальной величины может сузить пределы выносливости к дру­гому.

Фактор, находящийся в недостатке или избытке по срав­нению с оптимальной величиной, называется ограничивающим, поскольку он делает невозможным процветание вида в данных условиях. Впервые на существование ограничивающих факторов указал немецкий химик Ю.

Либих (1803–1873). Ограничиваю­щими распространение факторами могут быть и биотические отношения: занятие территории более сильным конкурентом или недостаток опылителей для растений.

Для распространения видов большое значение имеют два показателя: температурный порог развития и сумма эффективных температур. Под эффек­тивной температурой понимают разницу между температурой среды и температурным порогом развития.

И пороги развития, и сумма эффективных температур для ка­ждого вида свои. Они обусловлены исторической приспособ­ленностью вида к определенным условиям жизни.

Многие факторы становятся ограничивающими в период раз­множения. Пределы выносливости семян, яиц, эмбрионов, ли­чинок обычно уже, чем доля взрослых растений и животных.

Выявление ограничивающих факторов очень важно в практи­ческом отношении. Так, пшеница плохо растет на кислых поч­вах, и внесение в почву извести позволяет значительно повы­сить урожайность.

5. Понятие популяции

В природных условиях организмы одного вида расселены не­равномерно. В результате вид распадается на группировки или популяции, соответствующие зонам более плотного заселения. Радиусы индивидуальной активности отдельных особей огра­ничены.

Так, виноградная улитка способна преодолеть рас­стояние в несколько десятков метров, ондатра – в несколько сотен метров, песец – в несколько сотен километров.

Благода­ря этому размножение (репродуктивные ареалы) в основном связано с территориями, где повышенная плотность организмов.

Вероятность случайных скрещиваний (панмиксии), обуславли­вающих из поколения в поколение эффективную перекомби­нацию генов, внутри “сгущений” оказывается выше, чем в зонах между ними, а также для вида в целом. Таким образом, в ре­продуктивном процессе генофонд вида представлен генофон­дами популяций.

Популяцией называют минимальную самовоспроизводящуюся группу особей одного вида, населяющих определенную территорию (ареал) достаточно долго (в течение многих поколений). В по­пуляции фактически осуществляется сравнительно высокий уровень панмиксии, и она в определенной степени отделена от других популяций той или иной формой изоляции.

Экологически популяция характеризуется величиной, оцени­ваемой по занимаемой территории (ареалу), численности осо­бей, возрастному и половому составу.

Размеры ареала зависят от радиусов индивидуальной активно­сти организмов данного вида и особенностей природных усло­вий на соответствующей территории.

Численность особей в популяциях организмов разных видов различается. Существуют минимальные значения численности, при которых популяция способна поддерживать себя во вре­мени. Сокращение численности ниже этого минимума приво­дит к вымиранию популяции.

Величина популяции постоянно колеблется, что зависит от изменений экологической ситуации. Так, осенью благоприят­ного по кормовым условиям года популяция диких кроликов на одном из островов у юго-западного побережья Англии со­стояла из 10000 особей. После холодной малокормной зимы число особей снизилось до 100.

Возрастная структура популяций организмов разных видов варьируется в зависимости от продолжительности жизни, ин­тенсивности размножения, возраста достижения половой зре­лости.

В зависимости от вида организмов она может быть то более, то менее сложной.

Так, устадных млекопитающих, например дельфинов-белух Delphinapterus leucas, в популяции одновре­менно находятся детеныши текущего года рождения, подрос­ший молодняк прошлого года рождения, половозрелые, но, как правило, не размножающиеся животные в возрасте 2–3 лет, взрослые размножающиеся особи в возрасте 4–20 лет. С дру­гой стороны, у землероек Sorex весной рождаются 1–2 прип­лода, вслед за чем взрослые особи вымирают, так что осенью вся популяция состоит из молодых неполовозрелых животных.

Половой состав популяций обуславливается эволюционно за­крепленными механизмами формирования первичного (на мо­мент зачатия), вторичного (на момент рождения) и третичного (во взрослом состоянии) соотношений полов.

В качестве примера рассмотрим изменение полового состава популяции людей.

На момент рождения оно составляет 106 мальчиков на 100 девочек, в возрасте 16–18 лет выравнивается, в возрасте 50 лет насчи­тывает 85 мужчин на 100 женщин, а в возрасте 80 лет – 50 мужчин на 100 женщин.

Источник: http://icolog.ru/lekcii/predmet-i-zadachi-ekologii.htm

Предмет, структура и задачи экологии

§ 1. Предмет и задачи экологии

Экология — наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают.

Термин «экология» (от греч. oikos — дом, logos — наука) предложил в 1866 г. немецкий зоолог Э.Геккель.

Почему каждому человеку, в том числе и инженерно-техническим работникам, необходима экологическая культура и экологическое образование?

В настоящее время остановить нарушение экологических законов можно, только подняв на должную высоту экологическую культуру каждого члена общества, а это возможно сделать прежде всего через образование, через изучение основ экологии.

Что особенно важно для специалистов в области наук технического направления, в первую очередь для инженеров-строителей, инженеров в области химии, нефтехимии, металлургии, машиностроения, пищевой и добывающей промышленности и т. д.

Изначально экология развивалась как составная часть биологической науки.

Предмет экологии

Современная экология — комплексная дисциплина, которая объединяет основы нескольких наук (биологии, химии, физики, социологии, географии, геологии и др.).

Основной объект изучения в экологии – экосистемы — единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Экология также изучает отдельные виды организмов (организменный уровень), популяции (популяционно-видовой уровень) и биосферу в целом (биосферный уровень).

Основной, традиционной, частью экологии как биологической науки является общая экология, или биоэкология, которая изучает взаимоотношения живых систем разных рангов (организмов, популяций, экосистем) со средой и между собой.

Структура науки экологии

В составе общей экологии выделяют следующие основные разделы:

  • аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельного организма (виды, особи) с окружающей его средой;
  • демэкологию или экологию популяций, изучающую структуру и динамику популяций отдельных видов. Популяционную экологию рассматривают и как специальный раздел аутэкологии;
  • синэкологию, т.е.экологию сообществ;
  • экосистемную экологию;
  • биосферную экологию.

Кроме того, экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования,т.е. различают экологию животных, экологию растений, экологию микроорганизмов.

На стыке экологии с другими отраслями знаний продолжается развитие таких новых направлений, как инженерная экология, геоэкология, математическая экология, сельскохозяйственная экология и т.д.

С научно-практической точки зрения вполне обосновано деление экологии на теоретическую и прикладную.

Теоретическая экология раскрывает общие закономерности организации жизни.

Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов. Научную основу прикладной экологии составляет система общеэкологических законов, правил и принципов.

Задачи экологии

Задачи экологии весьма многообразны.

В теоретическом плане к ним относятся:

  • разработка общей теории устойчивости экологических систем,
  • изучение экологических механизмов адаптации к среде,
  • исследование регуляции численности популяций,
  • изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;
  • исследование продукционных процессов,
  • исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости,
  • моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие:

  • прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека,
  • улучшение качества окружающей природной среды,
  • сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов,
  • оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районах.

Стратегической задачей экологии считается развитие теории взаимодействия природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Таким образом, экология становится одной из важнейших наук будущего.

Основные методы экологии >

Источник: https://oblasti-ekologii.ru/ecology/predmet-struktura-i-zadaci-ekologii

Book for ucheba
Добавить комментарий