Задачи и методы современной экологии

Предмет, задачи и методы экологии

Задачи и методы современной 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/

Задачи и методы современной экологии

Задачи и методы современной экологии

Задачи и методы современной экологии

В настоящее время перед экологией стоит целый комплекс общих теоретических и прикладных задач, которые обусловлены как радиционным биологическим подходом этой науки, так и современными проблемами, связанными с негативным антропогенным воздействием на природную среду.

На стыке экологии и физиологии решаются такие актуальные задачи, как установление механизмов адаптации животных и растений к различным условиям и факторам среды, в том числе к экстремальным – холоду, высоким температурам, сухости, снижению или повышению давления и т.д. Эти исследования проводятся как на уровне отдельных особей, так и на уровнях популяций и биоценоза.

Эколог изучает географическую и сезонную изменчивость структуры популяции, адаптационные биологические ритмы в популяции или в биоценозе в целом. Одной из важнейших задач популяционной экологии является установление причин динамики количественных показателей популяций.

На результатах этих исследований во многом основывается планирование объёмов промысловой эксплуатации различных животных, в частности промысловых рыб, прогнозирование степени возможного изъятия части популяции без подрыва её репродуктивного потенциала. Крупными научными работами по данной тематике являются монографии М.Н Андреева и С.А.

Студенецкого «Оптимальное управление на промысле» (1975 г.) и А.И.

Трещева «Интенсивность промысла» (1983 г,) – знание основных причин, определяющих изменчивость величин рождаемости и смертности в популяции, позволяет разработать соответствующие методы для регуляции её численности, что находит своё практическое применение в биологической борьбе с вредителями сельскохозяйственных культур, а также в аквакультуре при выращивании промысловых беспозвоночных и рыб. Важными теоретическими задачами экологии являются установление величин первичной и вторичной продуктивности экосистем, оценка деятельности организмов по утилизации вещества и энергии на различных трофических уровнях, определение интенсивности обмена веществ и скорости роста животных и растений в зависимости от влияния различных, факторов среды. Прикладными задачами в данном направлении являются разработка рекомендаций по поддержанию плодородия почвы и предотвращению его снижения, установление 18 целесообразности применения различных удобрений и допустимых норм их внесения в почву, рациональное размещение и уход за посевами, оценка экономической эффективности выращивания различных культурных растений и животных. Оценка степени устойчивости природных и природно-антропогенных хозяйственных систем невозможна без применения экологических принципов и законов. Под устойчивостью понимается способность системы восстановить свои параметры и характеристики после определённого внешнего воздействия на неё. Применительно к организменному уровню организации жизни примером проявления свойств устойчивости является иммунитет, т.е. выработка определённых белков (антител), способных предотвратить развитие или ослабить тяжесть течения инфекционного заболевания. В результате организм справляется с болезнью и возвращается в прежнее здоровое состояние. На уровне популяции механизмами поддержания устойчивости, применительно к параметрам общей численности и плотности особей, являются внутривидовая конкуренция и межвидовые взаимоотношения (хищничество, паразитизм и др.), благодаря которым количество особей в популяции возвращается к оптимальному уровню, который соответствует пищевым ресурсам данного местообитания, тем самым предотвращается их полное исчерпание и деградация местной экосистемы.

Борьба за существование с внешними абиотическими условиями и факторами среды, а также естественный отбор, основанный на внутривидовых конкурентных взаимоотношениях, приводят к преобладанию в популяции более полноценных генетически и физиологически особей, обладающих наибольшей выживаемостью, что также является одним из экологических механизмов поддержания устойчивости. На уровне биоценоза устойчивость проявляется в процессе межвидовой конкуренции, в результате чего в составе сообщества остаются только те виды, которые способны наиболее адекватно и полно использовать имеющиеся ресурсы среды, не нарушая при этом баланс между продукцией биологического вещества и его утилизацией. Наконец, на уровне биосферы глобальная устойчивость проявляется в контроле живыми системами важнейших параметров окружающей среды, в том числе таких, как состав атмосферного воздуха, содержание в нём углекислого газа и кислорода, которое во многом зависит от фотосинтетической деятельности растений. В свою очередь, концентрация СО2 через парниковый эффект может влиять на температуру нижних слоёв атмосферы и климат. Установлено, что не нарушенные растительные сообщества в состоянии достаточно быстро поглощать избыток углекислоты из атмосферы за счёт увеличения интенсивности фотосинтеза, предотвращая тем самым значительные глобальные изменения в газовом и термическом режимах атмосферы Земли.

Таким образом, оценка устойчивости живых систем различного уровня и окружающей среды в целом представляет собой не только одну из главных теоретических задач экологии, но имеет также важнейшее практическое значение, связанное с установлением той меры возможной антропогенной нагрузки на данную популяцию или сообщество, которая не приведёт к их деградации и гибели. Существует также ряд типично прикладных экологических задач, направленных на оценку степени и характера влияния антропогенной хозяйственной деятельности на биоценозы или их элементы и на разработку рекомендаций по предотвращению негативных изменений. Обычно оценка состояния природной среды проводится на основе экосистемного подхода, связанного со всесторонним изучением количественных и качественных показателей биоценоза и его абиотического окружения. При этом широко используются данные, полученные в рамках географических, физических и химических исследований среды, в чём проявляется тесная связь экологии с большинством естественных наук. После выделения районов с наиболее неблагоприятной экологической обстановкой следующей задачей является обоснование мер и конкретных способов по восстановлению почвенного покрова и растительных сообществ, очистки водоёмов и водотоков и т.д.

Для предотвращения негативного воздействия человека на природу с учётом  экологических подходов осуществляется утилизация и рециркуляция отходов производства, а также разрабатывается система особо охраняемых природных территорий.

Методом научного познания является совокупность организованных действий, целью которых является достижение истины. Применяемые в экологии методы соответствуют особенностям решаемых прикладных или теоретических задач. В целом экологические методы можно подразделить на полевые, дистанционные, экспериментальные, теоретическогообобщения, моделирование.

– Полевые методы предполагают получение данных непосредственно в процессе нахождения исследователя в естественной природной среде в период проведения различных сухопутных и морских экспедиций.

– Дистанционные методы основаны на получении данных с помощью различных автоматизированных систем наблюдения, в том числе с помощью самолётов и орбитальных спутников.

– Экспериментальные методы применяются тогда, когда достаточно сложно или невозможно в полевых условиях установить степень и характер воздействия определенных факторов среды на исследуемый биологический объект. Эксперимент проводится по строго определенной программе, включающей в себя наблюдения и точную регистрацию параметров жизнедеятельности особей.

– Модель представляет собой абстрактное упрощённое подобие реальности. Примером модели может служить географическая карта. Экологические модели строятся на основании теоретических обобщений совокупности сведений, полученных в результате полевых наблюдений и экспериментов. 

Источник: https://ekoprojkt.jimdofree.com/%D0%BF%D0%BE%D0%B4%D0%B3%D0%BE%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B0-%D0%BA-%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D1%87%D0%B5%D1%81%D0%BA%D0%B8%D0%BC-%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D0%BF%D0%B8%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D0%BC/%D0%B7%D0%B0%D0%B4%D0%B0%D1%87%D0%B8-%D0%B8-%D0%BC%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B4%D1%8B-%D1%81%D0%BE%D0%B2%D1%80%D0%B5%D0%BC%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B9-%D1%8D%D0%BA%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B8/

Экология: предмет и задачи экологии, методы

Задачи и методы современной экологии

Изучение закономерностей геосферы, поиск и раскрытие связей между природой и человеком, а также конструирование оптимальной модели этого взаимодействия – вот чем занимается наука экология. Предмет и задачи экологии, цели и методы исследований – какие они? Об этом пойдет речь далее.

Что такое экология?

Это наука, от которой, по сути, зависит будущее всего человеческого общества. В XXI столетии кризис во взаимоотношениях между человеком и окружающей средой обострился до предела, поэтому главные цели и задачи экологии кроются в поиске путей разрешения этого конфликта.

Название дисциплины происходит от двух грецких слов: “ойкос” – “дом, жилище”, и “логос” – “учение”. В 1866 году впервые упоминается наука “экология”, предмет и задачи которой касаются особенностей взаимодействия общностей живых организмов между собой, а также с окружающей средой. Этот термин ввел в обиход немецкий ученый Эрнст Геккель на страницах книги “Общая морфология организмов”.

В широком понимании предмет изучения экологии кроется во взаимоотношениях организмов и окружающего их мира, а также в исследовании структуры и организации экосистем и популяций, выделении механизмов поддерживания их стойкости в пространственно-временном поле.

Лишь в конце XIX века сформировалась наука экология. Предмет и задачи её в те времена сводились к изучению взаимосвязей живых организмов с внешней средой их обитания. По сути, таковой она оставалась до середины ХХ века, сохраняя черты чисто биологической дисциплины.

Ближе к концу прошлого столетия экология начинает превращаться в одну из первых синтетических (междисциплинарных) наук. В наши дни она сохранила свое греческое название. Правда оно, в сущности своей, уже не совсем точно отображает основные задачи экологии.

Современная экология XXI века – это наука о стратегиях сохранения и стабильного развития жизни на Земле в целом. Таково главное призвание этой дисциплины, соединившей в себе теоретические и практические черты.

Экология: предмет и задачи экологии

Едва ли не основным в методологическом аппарате любой науки выступает её предмет и комплекс задач. “Познание экономики природы,” – такой представлялась Эрнсту Геккелю экология. Предмет и задачи экологии – какие они? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Для ответа на него нужно опираться на известный в науке принцип системности. Он предусматривает понимание природных комплексов как единых, целостных систем. Исходя из принципа системности, объектом изучения экологии является экосистема (вернее, экосистемы разных рангов).

Экология в своем развитии призвана отвечать на два основополагающих вопроса:

  1. Какова структура экосистемы.
  2. Как функционирует и развивается экосистема.

Соответственно, вся экология делится на два больших раздела: на структурную и динамическую. Причем обе они находятся в теснейшем взаимодействии.

Исходя из общенаучного принципа системности, можно также очертить предмет изучения этой науки: это исследование структуры, особенностей, а также закономерностей функционирования экосистем разного уровня.

Какие же задачи ставит перед собой наука экология? Из них можно выделить следующие:

  1. Общее и комплексное изучение биосферы и её развития под влиянием разных факторов.
  2. Прогнозирование динамики состояния экосистем в пространственно-временном поле.
  3. Разработка путей оптимизации взаимоотношений между природой и человеком с целью улучшения качества жизни на планете в целом.

Место экологии в общенаучной системе знаний

Современная экология соединяет в себе элементы естественных, гуманитарных, точных и технических наук. Биология, география, медицина, экономика, психология, социология и рациональное природопользование – с этими и некоторыми другими дисциплинами она пребывает в теснейшем взаимодействии.

Кроме того, на стыке экологии с другими близкими ей науками сформировались совершенно новые и интересные дисциплины. Среди таких – биоэкология, геоэкология, инженерная экология, ноосферология и тому подобные.

Структура современной экологической науки

На сегодняшний день известно более 100 направлений в экологической науке, каждое из которых занимается своей узкой проблематикой. Существует несколько классификаций экологии, каждая из которых построена по своим принципам. Наиболее детальной и обоснованной является структура, предложенная ученым М. Реймерсом.

Он предлагает разделять экологическую науку на два крупных блока:

  1. Теоретическая экология.
  2. Прикладная экология.

Первая включает в себя биоэкологию со всеми её многочисленными подразделениями, а также рекреацию. В блок прикладной экологии входит геоэкология, социоэкология, биосферология и инженерная экология со своими ответвлениями.

Весьма важное место в прикладном блоке занимает инженерная экология – наука о факторах и критериях загрязнения окружающей среды. Её также часто называют техноэкологией. Она включает в себя множество дисциплин: экология энергетики, экология транспорта и коммуникаций, экология сельского хозяйства, космическая экология, экологическая экспертиза и другие.

Стоит отметить, что каждая из вышеперечисленных дисциплин призвана решать свой круг проблем и задач. При этом все они используют наработки и достижения других экологических дисциплин.

Задачи и методы экологии

Для решения комплекса своих задач экологическая наука использует широкий набор различных методов. Их можно представить тремя основными группами:

  1. Методы для сбора информации о состоянии и функционировании экосистем.
  2. Методы обработки полученной информации.
  3. Методы интерпретации полученных материалов и результатов.

Самые популярные методы, используемые в экологии сегодня: стационарного наблюдения и эксперимента, математические, картографические, а также метод моделирования. Особенно популярно сегодня построение математических моделей.

Для этого на основе добытых “в поле” эмпирических фактов и материалов строится абстрактная модель экосистемы (с помощью специальных символов).

Потом, изменяя значения некоторых параметров, можно легко наблюдать за тем, как будет вести себя (изменяться) система.

В заключение..

Почти полтора столетия назад возникла наука, от успешного развития которой сегодня зависит будущее всего человечества. Имя этой науки – экология.

Предмет и задачи экологии сводятся к изучению особенностей и закономерностей функционирования экосистем, на основе чего разрабатываются стратегии стабильного развития жизни на нашей планете.

Современному человеку не надо доказывать необходимость существования этой науки.

Источник: https://FB.ru/article/171713/ekologiya-predmet-i-zadachi-ekologii-metodyi

Book for ucheba
Добавить комментарий