Готовая лекция

РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ.

1. Место экологии в системе биологических наук, связь ее с другими науками.



Весь органический мир Земли и ок¬ружающая его природная среда, об¬разующие биосферу, являются ее основными, невероят¬но сложными и взаимодействующими структурными со¬ставляющими. Все проявления жизни: строение и функ¬ции живых существ, их происхождение, развитие и распространение, связи друг с другом и с неживой при¬родой, а также образуемые ими сообщества изучает биоло¬гия. Неживая природа и ее компоненты - рельеф, кли¬мат, воды, суша, океан и ледяной покров - исследуются физической географией.

Фундаментом для биосферы служит земная кора - самая верхняя из твердых оболочек планеты. Состав, стро¬ение, историю развития и движения земной коры изуча¬ет геология. На стыке биологии, физической географии и геологии возникла наука о биосфере, которая изучает планетарную систему организации жизни на Земле.

Биосфера как система планетарного уровня организа¬ции состоит из отдельных взаимосвязанных структурных образований - экосистем, или биогеоценозов, представ¬ляющих собой природные комплексы, которые образо¬ваны живыми организмами и средой их обитания. Эти комплексы различной степени сложности и организован¬ности, связанные общим потоком вещества и энергии, являются объектом изучения экологии.

Экология рассматривает, прежде всего, организмы как живые существа, которые обладают совокупностью свойств, отличающих их от неживой материи. В боль¬шинстве случаев это клеточная организация, обмен веществ, движение, раздражимость, рост и развитие, размножение, изменчивость и наследственность, а так¬же приспособляемость к условиям существования.

Согласно современным научным взглядам на органи¬зацию живой материи, жизнь на Земле представлена индивидуумами определенного строения, при¬надлежащими к систематическим группам, а также со-обществам различной сложности. Сообщества организмов бывают одновидовые и многовидовые. Индивидуумы и сообщества организованы в пространстве и во времени.

На основе разных способов структурно-функциональ¬ного объединения элементов, составляющих живую ма¬терию, выделяют несколько уровней ее организации, которые образуют своеобразный биологический спектр от генов до сообществ. На каждом из уровней в результате взаимодействия с окружающей физической средой возникает определенна функциональная система.





Экология (rp.oikos - дом, родина) - это наука, изучающая организацию и функционирование надорганизменных систем различных уровней. Под такими сис¬темами следует понимать все биологические и биокос¬ные системы, которые служат "домом" для орга¬низма. Размеры "дома" могут колебаться от небольшого пространства до природной зоны, материка и всей био¬сферы. Учение о биосфере является составной частью на¬уки экологии. Термин "экология" введен в 1866 г. не¬мецким биологом Э.Геккелем (1834-1919).

Экология стремится познать все многообразие органи¬зации жизни на Земле, взаимосвязей между животны¬ми, растениями, грибами, микроорганизмами и средой их обитания. Она служит научной основой рационально¬го использования и охраны биологических ресурсов. В задачи экологии входят также прогнозирование измене¬ний природы под влиянием деятельности человека, на¬учное обеспечение восстановления нарушенных при¬родных систем и заповедного дела. Конечной целью эко-логических, как и географических, исследований явля¬ется сохранение среды обитания человека.

Упорядочивая знания об организации жизни на Зем¬ле и ее связи с исключительно сложной средой обита¬ния, экология распадается на множество разделов, име¬ющих свой объект исследования. Прежде всего, она клас¬сифицируется по конкретным биологическим объектам. Например, экология растений, экология животных, эко¬логия микроорганизмов изучают взаимодействие этих организмов со средой обитания. При описании любого вида в биологии всегда указывается, на какой территории и в каких природных условиях он распространен. Эти направления исследований получи¬ли названия географической и экологической ботаники, географической и экологической зоологии. В данном слу¬чае экология сохранила свои биологические корни.

Аутэкология исследует взаимодействие со средой от¬дельных особей или их групп, относящихся к одному виду (популяции). При этом особь либо популяция как бы изолируется от целостной биологической системы, в ко¬торую она входит, с целью познания ее взаимодействия со средой обитания. Полученная информация позволяет оценить роль и значение одной особи или группы особей в природе. Однако этой информации недостаточно для решения проблем, связанных с охраной природы и вос-становлением используемых биологических ресурсов. Например, невозможно успешно выполнять лесовосстановительные работы, не исследуя лес как целостную си¬стему, включающую присущие ей растительные и жи¬вотные организмы.

Все уровни организации живого выше организма по отношению к нему являются надорганизменными систе¬мами. Синэкология исследует эти надорганизменные, в основном многовидовые, сообщества растений, животных, грибов и микроорганизмов - биоценозы. Сообщество и абиотическая среда, функционирующие совместно, обра¬зуют экосистему, или биогеоценоз, а совокупность эко¬систем - ландшафт, т.е. природный комплекс географи¬ческого ранга. Для характеристики экосистем привлека-ется информация о геологическом фундаменте, гидроге¬ологических условиях, рельефе, климате, почвах и т.д. Таким образом, экология тесно соприкасается с ландшафтоведением - отраслью физической географии, объекта¬ми исследования которой являются сложные природные и природно-антропогенные образования.

Взаимосвязь между физической географией и эколо¬гией нашла также отражение в становлении. Выделение геоэкологии в самостоятельную науку связа¬но с целесообразностью объединить изучение простран-ственного взаимодействия природных явлений с иссле¬дованием "вертикальных" взаимоотношений между ними в границах определенного природного комплекса.

Интересы геоэкологии сосредоточены на анализе струк¬туры и функционирования ландшафтов, взаимоотноше¬ний их составных биотических и косных компонентов, воздействия общества на природные составляющие. Однако термины "геоэкология" и "ландшафтная экология" пока не получили широкого распространения. По мнению немецкого физикогеографа, исследователя ландшафтов К.Тролля, они являются си-нонимами биогеоценологии. Иногда под геоэкологией понимают экологию геологической среды. В современ¬ной географии утверждается представление о геоэколо¬гии как системе наук о взаимодействии геосфер Земли и общества. Земля рассматривается как единая система, обеспечивающая человечество ресурсами и средой обита¬ния, что сопровождается определенными разрушениями в биосфере. Конечная цель геоэкологии заключается в разработке экологической политики на глобальном, на¬циональном и локальном уровнях.

Экология человека - комплексная дисциплина, иссле¬дующая общие законы взаимодействия и взаимовлияния биосферы и антропосистемы. Антропосистему образуют все структурные уров¬ни человечества, все группы людей и индивидуумы.

Перечень задач, решаемых экологией человека, чрез¬вычайно широк. В их совокупности различаются два на¬правления. Одно связано с влиянием природной среды и ее компонентов на антропосистему, другое вытекает из необходимости изучать последствия антропогенной деятельности.

Во второй половине XX века человек расширил сферу своего обитания, сделав доступным не только околозем¬ное, но и далекое космическое пространство. Совершенно новое направление экологии человека - космическая эко¬логия исследует пилотируемые спутники Земли как ис¬кусственные экосистемы и влияние космических факто¬ров на человеческий организм, являющийся ядром этой сис¬темы. В данном случае интересы экологии космической тесно переплетаются с интересами экологии медицинской.

Самостоятельным направлением в экологии человека является социальная экология. Она анализирует взаимо¬отношения между социальными группами населения и средой. Однако предмет исследования и место социаль¬ной экологии в системе экологических наук трактуются по-разному: основным объектом социальной экологии выступают или человек как биологический вид, или со¬циальные механизмы взаимосвязи человеческого об¬щества с окружающей средой.

Рассматривая человека как биологический вид, соци¬альная экология тесно соприкасается с социобиологией, или социальной биологией, наукой о биологических основах любого общественного явления.

Говоря о взаимоотношениях экологии, физической географии и биологии, следует сказать и о биогеоценоло¬гии, науке о взаимосвязанных и взаимодействующих комплексах живой и неживой природы - биогеоценозах и их планетарной совокупности - биогеосфере, которая представляет собой часть биосферы с наибольшей кон¬центрацией жизни. В биогеоценологии, развивающейся также на стыке биологических и географических отрас¬лей знания, используется комплексный подход к изуче¬нию живой природы.

При отыскании причин современной организации жизни на Земле и распространения организмов учение о биосфере черпает сведения из исторической геологии и палеонтологии.

Экология, будучи комплексной наукой, изучающей организацию жизни на планете "и условия ее существова¬ния, в своем научном языке широко использует термины из географических и биологических дисциплин, такие как флора, фауна, биота, растительность, растительный покров, животный мир, биом и многие другие. В то же время некоторые понятия экологии стали уже общеупот¬ребительными

РАЗДЕЛ 1. ВВЕДЕНИЕ. 3

1. Место экологии в системе биологических наук, связь ее с другими науками. 3

2. Краткая история экологии с древнейших времен до наших дней. 8

РАЗДЕЛ 2. ОСНОВЫ ЭКОЛОГИИ. 16

Тема 1. Аутэкология. Организм и среда, 16

1. Понятие «экологический фактор». Примеры классификаций экологических факторов. Свет как экологический фактор. Морфологические, физиологические и поведенческие адаптации организмов к действию солнечных лучей с разной длиной волны. 16

2. Представления Дж.Гриннелла, Ч.Элтона, Г.Хатчинсона об экологической нише. Современное понимание экологической ниши. 21

Тема 2. Популяционная экология. 26

1. Понятие «популяция». Основные характеристики популяции. Демографические проблемы в популяции человека. 26

2. Гомеостаз популяции и способы его поддержания. Группы факторов, регулирующих численность популяции. 30

Тема 3. Биоценология. 39

1. Понятие «биоценоз». Типы биотических отношений в сообществе по В.Н.Беклемишеву и по Ю.Одуму. 39

Тема 4. Биогеоценология и учение об экосистемах, 44

1. Понятия «биогеоценоз» и «экосистема». Структура биогеоценоза по В.Н.Сукачеву. 44

2. Энергетика экосистемы: движение вещества, энергии и информации. Экологические пирамиды, их виды. 48

3. Динамика экосистем: линейные и циклические процессы. 54

Тема 5. Учение о биосфере. 58

1. Понятие «биосфера». Пространственные границы биосферы. Типы вещества биосферы. Роль живого вещества в жизни планеты. 58

2. Будущее биосферы: представление о ноосфере. 64

РАЗДЕЛ 3. ОСНОВЫ ОХРАНЫ ПРИРОДЫ. 67

Тема 1. Охрана отдельных видов природных ресурсов. 67

1. Охрана природы как наука и практика. Понятие «природные ресурсы» и их классификация. 67

2. Современное состояние и проблемы охраны основных видов ресурсов (вода, воздух, недра, почва, биологические объекты). 72

3. Федеральные законодательство в области охраны природы. 76

Тема 2. Охрана ландшафтов. 78

1. Понятие «особо охраняемая природная территория» (ООПТ). Закон об ООПТ. Категории ООПТ. 78

2. Цели создания, режим охраны и история создания заповедников и национальных парков в мире. 79

РАЗДЕЛ 4. ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ И ПРИРОДООХРАННОЕ ПРОСВЕЩЕНИЕ. 85

1. Государственные и общественные природоохранные организации. Международное сотрудничество в области охраны природы. 85

2. Система непрерывного экологического и природоохранного образования и воспитания. Формирование культуры природопользования. 90

Литература:



1. Константинов В.М. Охрана природы, М.: Академия, 2000.

2. Коробкин В.К, Передельский Л.В. Экология. Ростов-на-Дону: Феникс, 2001.

3. Охрана природы / Под ред. Михеева А.В., Галушина В.М,, Гладкова КА. М., 1987.

4. Родионова И.А. Глобальные проблемы человечества. М.: АО Аспект Пресс, 1994.