Экология и охрана окружающей среды

Экология – наука о взаимоотношениях живых организмов, условий среды их обитания и всех функциональных процессов, делающих среду пригодной для жизни. Термин был предложен немецким биологом Э. Геккелем в 1869 г. Общая экология – отрасль науки об общих закономерностях взаимоотношений организмов и окружающей среды, характерных как для бактерий, грибов и растений, так и для животных (включая человека как биологическое существо).

Экология прикладная – разработка норм использования природных ресурсов и среды обитания, допустимых нагрузок на них, форм управления экосистемами. Экология прикладная базируется на системе законов, правил и принципов экологии и природопользования.

Экология человека 1. Комплексная дисциплина, изучающая общие законы взаимоотношений биосферы и антропосистемы человечества, его групп (популяций) и индивидуумов, влияние природной среды на человека и группы людей. 2. Экология личности и популяций человека, в том числе учение об этносах. Э.ч. включает как социально-психологические и экономические отношения людей между собой, так и отношение людей к природе.

Промышленная экология – научное направление, предметом изучения которого является отрицательное антропогенное воздействие хозяйственной деятельности на окружающую среду. Основные разделы: мониторинг, регулирование, контроль и управление на уровне отдельного производства и на территориальном уровне. Экология инженерная – раздел пром. экологии, связанный с разработкой и применением технологических и технических методов, регулирующих воздействие на окружающую среду – очистка сточных вод, удаление и переработка отходов и т.д.

Объекты экологических исследований Биотический компонент Организмы Популяции Сообщества + Абиотические компоненты (Материя + Энергия) = Экосистемы

Популяция – это группа организмов одного вида, занимающая определенную территорию и обычно в той или иной степени изолированная от других сходных групп. Сообщество – это любая группа организмов различных видов, существующих в одном и том же местообитании или на одной площади и взаимодействующих посредством трофических и пространственных взаимоотношений.

Экосистема (экологическая система) - любое сообщество живых существ с окружающей их физической средой, взаимодействующих между собой и образующих экологическую единицу. Впервые определение экосистемы как совокупности живых организмов с их местообитанием было дано Тэнсли в 1935 году. Экосистемы могут быть природные (естественные), формирующиеся под влиянием природных факторов, и антропогенные (искусственные), создаваемые человеком в процессе хозяйственной деятельности.

Выделяют микроэкосистемы (например, ствол дерева, муравейник, аквариум), мезоэкосистемы (лес, пруд, город) и агроэкосистемы (океан, континент). Различные экосистемы вместе образуют глобальную экосистему – биосферу, включающую все живые организмы и всю физическую среду, с которой они взаимодействуют.

Биогеоценоз – однородная экологическая система (участок леса, луга…) – синоним понятия экосистема. Биогеоценоз состоит из биотопа и биоценоза. Понятие биогеоценоза предложено В.Н. Сукачевым (1942).

Биосфера – нижняя часть атмосферы, гидросфера и верхняя часть литосферы, населенные живыми организмами, область существования живого вещества (В.И. Вернадский); самая крупная экосистема Земли. Толщина биосферы немногим больше 20 км - организмы обитают на поверхности суши не выше 6 км над уровнем моря и не ниже 15 км в глубине океана. Основная масса живого вещества сконцентрирована в поверхностном слое м.

Биосфера включает как область распространения (абиотический компонент) живого вещества и живых существ, так и само это вещество (биотический компонент), которые находятся в тесном взаимодействии. Биосфера возникла 3,5-5,5 млрд лет назад. Биосфера является результатом развития живого вещества как планетарного явления, служащего могучей биологической силой…, связанной с другим веществом биосферы…, биогенной миграцией атомов (Вернадский В.И., – С. 59).

Ноосфера – сфера разума, высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и развитием в ней человечества, когда разумная деятельность человека становится главным определяющим фактором глобального развития. Не следует забывать, что …он (человек), как и все живое, может мыслить и действовать в планетарном аспекте только в области жизни – в биосфере, в определенной земной оболочке, с которой он неразрывно связан и уйти из которой не может. Его существование есть ее функция (Вернадский В.И.,1977. – с. 324).

Подходы и методы экологии При проведении экологических исследований применяют один из нескольких основных подходов : экосистемный подход, изучение сообществ (синэкология), популяционный подход (аутэкология), анализ местообитаний, эволюционный или исторический подходы.

Экосистемный подход - в центре внимания эколога оказываются поток энергии и круговорот веществ между биотическим и абиотическим компонентами экосферы. Его интересуют функциональные связи (такие, как цепи питания) живых организмов между собой и с окружающей средой. Здесь находит приложение концепция гомеостаза (саморегуляции) экосистем, из которой становится понятным, что нарушение механизмов регуляции, например при загрязнении среды, может привести к биологическому дисбалансу.

Изучение сообществ – в центре внимая биотические компоненты экосистемы. Синоним экологии сообществ – синэкология. Исследуют растения, животных и микроорганизмы, обитающие в различных биотических единицах (лес, луг, болото, озеро и т.п.) Упор делается на определение и описание видов и изучение факторов, ограничивающих их распространение. Один из аспектов - представление о сукцессиях и климаксовых сообществах, очень важное для решения вопросов рационального использования природных ресурсов.

Развитие и смена экосистем Циклические перемены обусловлены периодическими изменениями в природе суточными, сезонными и многолетними.Циклические перемены обусловлены периодическими изменениями в природе суточными, сезонными и многолетними. Поступательные изменения - сукцессии - саморазвитие экосистемы в результате взаимодействия организмов друг с другом и с абиотической средой. В ходе сукцессии малоустойчивый биоценоз (сообщество организмов) сменяется более устойчивым.Поступательные изменения - сукцессии - саморазвитие экосистемы в результате взаимодействия организмов друг с другом и с абиотической средой. В ходе сукцессии малоустойчивый биоценоз (сообщество организмов) сменяется более устойчивым.

Сукцессии Зарастание озера: Озеро Болото Мокрый луг Лес

Смешанный лес

Лишайники на дереве

Популяционный подход – используются математические модели роста, увеличения и уменьшения численности тех или иных видов. Построение моделей связано с рядом понятий – рождаемость, выживаемость и смертность. Популяционная экология (аутэкология) обеспечивает теоретическую базу для понимания вспышек численности вредителей и паразитов, а также позволяет оценить критическую численность вида, необходимую для его выживания.

Изучение местообитаний. Местообитание – это участок среды определенного типа, где живет данный организм (пресноводное озеро, еловый лес или берег моря). Организмы определенного вида приспособлены к определенным физическим и химическим условиям местообитания. Каждый вид занимает в своем местообитании определенную экологическую нишу. Э.н. – не только физическое пространство, где может быть обнаружен данный вид, но еще важнее, определенная его роль в сообществе (его питание и взаимоотношение в другими видами). Когда два вида занимают одну и ту же нишу, они конкурируют, пока один из них не будет вытеснен.

Эволюционный и исторический подходы Эволюционная экология рассматривает изменения, связанные с развитием жизни на нашей планете, и позволяет понять основные закономерности, действовавшие в биосфере до того момента, когда важным экологическим фактором, влияющим на большинство организмов и на физическую среду, стала деятельность человека. Объект исследования – ископаемые остатки, анализ пыльцы растений в датированных пластах торфа, льдах и др.

Историческая экология – занимается изменениями, связанными с развитием человеческой цивилизации и технологии, с их возрастающим влиянием на природу, и рассматривает период с неолита до наших дней ( лет). В настоящее время эволюционная экология и историческая экология - все более плодотворные области исследований, позволяющие выявлять долговременные экологические тенденции, установить которые при изучении только современных экосистем невозможно (изменение климата, расселение видов растений и животных).