Термины общей экологии. Словарь экологических терминов. Теория центральных мест Вальтера Кристаллера

Экология - это наука, изучающая жизнь различных организмов в их естественной среде обитания, или окружающей среде. Окружающая среда - это все живое и неживое вокруг нас. Ваша собственная окружающая среда - это все, что вы видите, и многое из того, чего вы не видите вокруг себя (например, которым вы дышите). Она в основном неизменна, но ее отдельные детали постоянно изменяются. Ваше тело - в каком-то смысле тоже окружающая среда для многих тысяч крошечных существ - бактерий, помогающих вам усваивать пищу. Ваше тело является для них естественной средой обитания.

Общая характеристика экологии как раздела общей биологии и комплексной науки

На современном этапе развития цивилизации экология представляет собой сложную комплексную дисциплину, основанную на различных областях человеческого знания: биологии, химии, физики, социологии, природоохранной деятельности, различных видов технологии и т. д.

Впервые в науку понятие «экология» ввел немецкий биолог Э. Геккель (1886). Это понятие первоначально являлось чисто биологическим. В дословном переводе «экология» означает «наука о жилище» и подразумевала изучение взаимоотношений между различными организмами в природных условиях. В настоящее время это понятие очень усложнилось и разные ученые вкладывают в это понятие различный смысл. Рассмотрим некоторые из предлагаемых понятий.

1. По В. А. Радкевичу: «Экология - это наука, исследующая закономерности жизнедеятельности организмов (в любых ее проявлениях, на всех уровнях интеграции) в их естественной среде обитания с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека». Это понятие соответствует биологической науке и его нельзя признать полностью соответствующим той области знания, которую изучает экология.

2. По Н. Ф. Реймерсу : «Экология (всеобщая, «большая») - это научное направление, рассматривающее некую значимую для центрального члена анализа (субъекта, живого объекта) совокупность природных и отчасти социальных (для человека) явлений и предметов с точки зрения интересов (в кавычках или без кавычек) этого центрального субъекта или живого объекта». Данное понятие является универсальным, но оно трудно для восприятия и воспроизведения. Оно показывает многообразие и комплексность экологической науки на современном этапе.

В настоящее время экология распадается на несколько направлений и научных дисциплин. Рассмотрим некоторые из них.

1. Биоэкология - отрасль биологической науки, изучающая взаимосвязи организмов друг с другом; средой обитания и воздействие деятельности человека на эти организмы и среду их обитания.

2. Популяционная экология (демографическая экология) - раздел экологии, изучающий закономерности функционирования популяций организмов в среде их обитания.

3. Аутэкология (аутоэкология) - раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма (отдельной особи, вида) с окружающей средой.

4. Синэкология - раздел экологии, изучающий взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой.

5. Экология человека - комплексная наука, изучающая общие законы взаимоотношения биосферы и антропосистемы, влияние природной среды (в том числе и социальной) на отдельного человека и группы людей. Это наиболее полное определение экологии человека, оно может быть отнесено и к экологии отдельной личности, и к экологии человеческих популяций, в частности, к экологии различных этносов (народов, народностей). Большую роль в экологии человека играет социальная экология.

6. Социальная экология - многозначное понятие, одно из которых следующее: раздел экологии, изучающий взаимодействия и взаимосвязи человеческого общества с природной средой, разрабатывающий научные основы рационального природопользования, предполагающие охрану природы и оптимизацию жизненной среды человека.

Различают также прикладную, промышленную, химическую, онкологическую (канцерогенную), историческую, эволюционную экологию, экологию микроорганизмов, грибов, животных, растений и т. д.

Все вышеизложенное показывает, что экология - это комплекс научных дисциплин, имеющих в качестве объекта исследования Природу, учитывающих взаимосвязь и взаимодействие отдельных компонентов живого мира в виде отдельных особей, популяций, отдельных видов, взаимоотношения экосистем, роль отдельных людей и человечества в целом, а также пути и способы рационального природопользования, меры по охране Природы.

Взаимосвязи

Экология изучает, как растения и животные, включая людей, живут вместе, влияют друг на друга и на окружающую их среду. Начнем с вас. Подумайте, как вы связаны с окружающей средой. Чем вы питаетесь? Куда выбрасываете отходы и мусор? Какие растения и животные живут рядом с вами. То, как вы воздействуете на окружающую среду, оказывает обратное воздействие и на вас, и на все , которые живут рядом с вами. Взаимосвязи между вами и ними образуют сложную и разветвленную сеть.

Среда обитания

Естественное окружение группы растений и животных называется средой обитания, а сама группа, живущая в ней, - сообществом. Переверните камень и посмотрите, о пол над ним живет. Миленькие сообщества - всегда часть больших сообществ. Так, камень может быть частью ручья, если он лежит на его берегу, а ручей - частью леса, в котором протекает. В каждой крупной среде обитания живут различные растений и животных. Попробуйте отыскать несколько различных типов среды обитания вокруг вас. Глядите вокруг: вверх, вниз - во все стороны. Но не забывайте, что жизнь надо оставить такой, какой вы ее застали.

Современное состояние экологической науки

Впервые термин «экология» был употреблен в 1866 г. в работе немецкого биолога Э. Геккеля «Всеобщая морфология организмов». Самобытный биолог-эволюционист, медик, ботаник, зоолого-морфолог, сторонник и пропагандист учения Ч.Дарвина, он не только ввел в научный обиход новый термин, но и приложил все свои силы и знания для формирования нового научного направления. Ученый считал, что «экология - это наука об отношениях организмов к окружающей среде». Выступая на открытии философского факультета университета в Йене с лекцией «Путь развития и задачи зоологии» в 1869 г. Э. Геккель отмечал, что экология «исследует общее отношение животных как к их органической, так и неорганической средам, их дружественные и враждебные отношения к другим животным и растениям, с которыми они вступают в прямые и непрямые контакты, или, одним словом, все те запутанные взаимодействия, которые Ч. Дарвин условно обозначил как борьбу за существование». Под средой он понимал условия, создаваемые неорганической и органической природой. К неорганическим условиям Геккель относил физические и химические особенности мест обитания живых организмов: климат (теплота, влажность, освещенность), состав и почвы, особенности , а также неорганическую пищу (минералы и химические соединения). Под органическими условиями ученый подразумевал взаимоотношения между организмами, существующими в пределах одного сообщества или экологической ниши. Название экологической науки произошло от двух греческих слов: «экое» - дом, жилище, местообитание и «логос» - слово, учение.

Надо отметить, что Э. Геккель и многие его последователи использовали термин «экология» не для описания изменяющихся условий среды и меняющихся со временем взаимоотношений между организмами и средой, а только для фиксации существующих неизменными условий и явлений окружающей среды. Как полагают С. В. Клубов и Л. Л. Прозоров (1993), фактически исследовался физиологический механизм взаимоотношения живых организмов, выделялось их отношение к окружающей среде исключительно в рамках физиологических реакций.

В рамках биологической науки экология просуществовала до середины XX в. Акцент в ней был сделан на изучение живого вещества, закономерностей его функционирования в зависимости от факторов среды обитания.

В современную эпоху экологическая парадигма основывается на концепции экосистем. Как известно, этот термин был введен в науку А. Тенсли в 1935 г. Под экосистемой подразумевают функциональное единство, образованное биотопом, т.е. совокупностью абиотических условий, и населяющими его организмами. Экосистема является главным объектом изучения общей экологии. Предметом познания ее являются не только законы формирования структуры, функционирования, развития и гибели экосистем, но и состояние целостности систем, в частности их устойчивость, продуктивность, круговорот веществ и баланс энергии.

Таким образом, в рамках биологической науки общая экология оформилась и окончательно выделилась как самостоятельная наука, которая основывается на изучении свойств целого, не сводимого к простой сумме свойств его частей. Следовательно, экология в биологическом содержании этого термина подразумевает науку об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. Объектами биоэкологии могут быть гены, клетки, отдельные особи, популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом.

Сформулированные законы общей экологии широко используются в так называемых частных экологиях. Точно так же, как и в биологии, развиваются своеобразные таксономические направления в общей экологии. Самостоятельно существуют экология животных и растений, экология отдельных представителей растительного и животного мира (водорослей, диатомовых водорослей, определенных родов водорослей), экология обитателей Мирового океана, экология сообществ отдельных морей и водоемов, экология определенных участков водоемов, экология животных и растений суши, экология пресноводных сообществ отдельных рек и водоемов (озер и водохранилищ), экология обитателей гор и возвышенностей, экология сообществ отдельных ландшафтных единиц и т. д.

В зависимости от уровня организации живого вещества экосистем в целом выделяют экологию особей (аутоэкологию), экологию популяций (демэкологию), экологию ассоциаций, экологию биоценозов и экологию сообществ (синэкологию).

При рассмотрении уровней организации живого вещества многие ученые полагают, что самые низшие ее ранги - геном, клетка, ткань, орган - изучаются сугубо биологическими науками - молекулярной генетикой, цитологией, гистологией, а высшие ранги - организм (особь), вид, популяция, ассоциация и биоценоз - как биологией и физиологией, так и экологией. Только в одном случае рассматриваются морфология и систематика отдельных особей и составляемых ими сообществ, а в другом - их взаимоотношение между собой и с окружающей средой.

К настоящему времени экологическое направление охватило практически все существующие области научного познания. Не только науки естественного профиля, но и сугубо гуманитарные науки при изучении своих объектов стали широко пользоваться экологической терминологией и главное методами исследования. Возникло множество «экологий» (экологическая геохимия, экологическая геофизика, экологическое почвоведение, геоэкология, экологическая геология, физическая и радиационная экология, медицинская экология и множество других). В связи с этим была проведена определенная структуризация. Так, в своих работах (1990-1994) Н. Ф. Реймерс сделал попытку представить структуру современной экологии.

Более простой выглядит структура Экологической науки с иных методологических позиций. В основу структуризации положено разделение экологии на четыре крупнейших и одновременно фундаментальных направления: биоэкологию, экологию человека, геоэкологию и прикладную экологию. Все перечисленные направления пользуются практически одинаковыми методами и методологическими основами единой экологической науки. В данном случае речь может идти об аналитической экологии с соответствующими подразделениями ее на физическую, химическую, геологическую, географическую, геохимическую, радиационную и математическую, или системную, экологии.

В рамках биоэкологии выделяют два равноценных и важнейших направления: эндоэкологию и экзоэкологию. Согласно Н. Ф. Реймерсу (1990), к эндоэкологии относятся генетическая, молекулярная, морфологическая и физиологическая экологии. К экзоэкологии относятся следующие направления: аутоэкология, или экология отдельных особей и организмов как представителей определенного вида; демэкология, или экология отдельных группировок; популяционная экология, которая изучает поведение и взаимоотношение в пределах какой-то определенной популяции (экология отдельных видов); синэкология, или экология органических сообществ; экология биоценозов, рассматривающая взаимоотношение сообществ или популяций организмов, составляющих биоценоз между собой и с окружающей средой. Наиболее высшим рангом экзоэкологического направления являются учение об экосистемах, учение о биосфере и глобальная экология. Последняя охватывает все области существования живых организмов - от почвенного покрова до тропосферы включительно.

Самостоятельным направлением экологического исследования является экология человека. В действительности, если строго придерживаться правил иерархии, данное направление должно входить составной частью в биоэкологию, в частности как аналог уаутоэкологии в рамках экологии животных. Однако, учитывая ту огромную роль, которую играет человечество в жизни современной биосферы, это направление выделяют в качестве самостоятельного. В экологии человека целесообразно выделить эволюционную экологию человека, археоэкологию, рассматривающую взаимоотношение человека со средой обитания начиная со времен первобытного общества, экологию этносоциальных групп, социальную экологию, экологическую демографию, экологию культурных ландшафтов и медицинскую экологию.

В середине XX в. в связи с проводившимися глубокими исследованиями среды обитания человека и органического мира возникли научные направления экологической направленности, тесно связанные с географическими и геологическими науками. Их цель - изучить не сами организмы, а только их реакцию на изменяющиеся условия среды обитания и проследить обратное воздействие деятельности человеческого общества и биосферы на среду обитания. Эти исследования были объединены в рамках геоэкологии, которой придано сугубо географическое направление. Однако представляется целесообразным в пределах как геологической, так и географической экологий выделить по крайней мере четыре самостоятельных направления - ландшафтную экологию, экологическую географию, экологическую геологию и космическую (планетарную) экологию. При этом надо особо подчеркнуть, что не все ученые согласны с таким разделением.

В рамках прикладной экологии, как следует из ее названия, рассматриваются многоаспектные вопросы экологии, связанные с сугубо практическими задачами. В ее составе выделяют промысловую экологию, т. е. экологические исследования, связанные с добычей определенных биоресурсов (ценных пород зверей или древесины), сельскохозяйственную экологию и инженерную экологию. Последняя отрасль экологии имеет много аспектов. Объектами изучения инженерной экологии являются состояние урбанизированных систем, агломераций городов и поселков, культурных ландшафтов, технологических систем, экологическое состояние мегаполисов, наукоградов и отдельных городов.

Концепция системной экологии возникла в ходе интенсивного развития экспериментальных и теоретических исследований в области экологии в 20-е и 30-е годы XX в. Эти исследования показали необходимость комплексного подхода к изучению биоценоза и биотопа. Впервые необходимость такого подхода была сформулирована английским геоботаником А. Тенсли (1935), который ввел в экологию термин «экосистема». Главное значение экосистемного подхода для экологической теории заключается в обязательном наличии взаимоотношений, взаимозависимости и причинно-следственных связей, т. е. объединение отдельных компонентов в функциональное целое.

Определенная логическая завершенность концепции экосистем выражается количественным уровнем их изучения. Выдающаяся роль в изучении экосистем принадлежит австрийскому биологу-теоретику Л. Берталанфи (1901-1972). Он разработал общую теорию, позволяющую с помощью математического аппарата описывать системы различных типов. Основой концепции экосистемы является аксиома системной целостности.

При всей полноте и глубине охвата в классификационной рубрикации экологических исследований, включающей все современные аспекты жизни человеческого общества, отсутствует такое важное звено познания, как историческая экология. Ведь при изучении современного состояния экологической обстановки исследователю для определения закономерностей развития и прогноза экологических условий в глобальном или региональном масштабе необходимо сравнивать существующие экологические ситуации с состоянием среды исторического и геологического прошлого. Эти сведения сосредоточены в исторической экологии, которая в рамках экологической геологии дает возможность с помощью геологических и палеогеографических методов определить физико-географические обстановки геологического и исторического прошлого и проследить их развитие и изменение вплоть до современной эпохи.

Начиная с исследований Э. Геккеля термины «экология» и «экологическая наука» широко вошли в обиход научных исследований. Во второй половине XX в. экология разделилась на два направления: сугубо биологическое (общая и системная экология) и геолого-географическое (геоэкология и экологическая геология).

Экологическое почвоведение

Экологическое почвоведение возникло в 20-е годы XX в. В отдельных работах почвоведы стали употреблять термины «экология почв» и «педоэкология». Однако сущность терминов, как и магистральное направление экологических исследований в почвоведении, были раскрыты только в последние десятилетия. В научную литературу Г. В. Добровольским и Е. Д. Никитиным (1990) были введены понятия «экологическое почвоведение» и «экологические функции крупных геосфер». Последнее направление авторы трактуют применительно к почвам и рассматривают как учение об экологических функциях почв. Под этим подразумеваются роль и значение почвенного покрова и почвенных процессов в возникновении, сохранении и эволюции экосистем и биосферы. Рассматривая экологическую роль и функции почв, авторы считают логичным и необходимым выявить и охарактеризовать экологические функции других оболочек , а также биосферы в целом. Это даст возможность рассмотреть единство среды обитания человека и всей существующей биоты, глубже понять неотделимость и незаменимость отдельных компонентов биосферы. В течение всей геологической истории Земли судьбы этих компонентов оказались сильно переплетенными. Они проникли друг в друга и взаимодействуют через круговороты вещества и энергии, что и обусловливает их развитие.

Разрабатываются и прикладные аспекты экологического почвоведения, связанные главным образом с охраной и контролем за состоянием почвенного покрова. Авторы работ подобного направления стремятся показать принципы сохранения и создания таких свойств почв, которые определяют их высокое устойчивое и качественное плодородие, не наносящее ущерба сопряженным компонентам биосферы (Г. В. Добровольский, Н. Н. Гришина, 1985).

В настоящее время в некоторых высших учебных заведениях читают специальные курсы «Экология почв» или «Экологическое почвоведение». В данном случае речь идет о науке, в которой рассматриваются закономерности функциональных связей почвы с окружающей средой. С экологических позиций изучаются почвообразовательные процессы, процессы накопления растительного вещества и гумусообразования. Однако почвы рассматриваются в качестве «центра геосистемы». Прикладное значение экологического почвоведения сводится к разработке мер по рациональному использованию земельных ресурсов.

Проточный пруд

Пруд - пример более крупной среды обитания, идеальной для наблюдения за экосистемой. Это дом для большого сообщества различных растений и животных. Пруд, его сообщества и неживая природа вокруг него образуют так называемую экологическую систему. Глубины пруда - хорошая среда для изучения сообществ его обитателей. Осторожно поводите сачком в разных местах пруда. Запишите все, что окажется в сачке, когда вы его вытащите. Положите самые интересные находки в банку, чтобы лотом изучить их подробнее. Воспользуйтесь любым пособием, в котором описана жизнь обитателей пруда, чтобы определить названия найденных вами организмов. А когда закончите опыты, не забудьте обязательно выпустить живых существ обратно в пруд. Сачок вы можете купить или сделать сами. Возьмите кусок толстой проволоки и согните ее кольцом, а концы воткните в один из краев длинной бамбуковой палки. Затем обшейте проволочное кольцо капроновым чулком и завяжите его снизу узлом. В наши дни пруды встречаются куда реже, чем лет сорок назад. Многие из них обмелели и заросли. Это неблагоприятно сказалось на жизни обитателей прудов: лишь немногие из них сумели выжить. При высыхании пруда гибнут и его последние обитатели.

Устройте пруд сами

Выкопав прудик, вы можете устроить у себя уголок дикой природы. Это привлечет к нему множество видов животных и не станет для вас обузой. Однако пруд надо будет постоянно поддерживать в хорошем состоянии. Чтобы его создать, потребуется немало времени и сил, но зато когда в нем поселятся различные животные, вы сможете изучать их в любое время. Самодельная трубка для подводных наблюдений позволит вам лучше познакомиться с жизнью обитателей пруда. Аккуратно обрежьте горлышко и дно у пластиковой бутылки. На один конец наденьте прозрачный полиэтиленовый пакет и закрепите его на горлышке резинкой. Теперь через эту трубку вы можете наблюдать жизнь обитателей пруда. Для безопасности свободный край трубки лучше всего оклеить клейкой лентой.

В последние десятилетия слово « экология » стало очень популярным. Наиболее часто его используют, говоря о неблагополучном состоянии окружающей нас природы. Иногда этот термин употребляют в сочетании с такими словами, как общество, семья, культура, здоровье. Неужели экология столь обширная наука, что способна охватить большинство проблем, стоящих перед человечеством? Можно ли дать конкретный ответ на вопрос – что же она изучает?

Экология (от греческих слов « ойкос » – дом и « логос » – учение) – наука о взаимоотношениях организмов между собой и окружающей средой. Такое название дал ей немецкий биолог Эрнст Геккель (1834–1919) в 1866 г. (дословно: « Это познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотношений живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая неантагонистические и антагонистические взаимоотношения животных и растений, контактирующих друг с другом. Одним словом, экология – это наука, изучающая все сложные взаимосвязи и взаимоотношения в природе, рассматриваемые Дарвином как условия борьбы за существование ») .

Современная наука дает несколько определений экологии:

– это часть биологии, изучающая отношение организмов (особей, популяций, биоценозов и т.п.) между собой и окружающей средой;

– это дисциплина, изучающая общие законы функционирования экосистем различного иерархического уровня;

– это комплексная наука, исследующая среду обитания живых существ, включая человека;

– область знания, рассматривающая некую совокупность предметов и явлений с точки зрения субъекта или объекта (как правило, живого или с участием живого), принимаемого за центральный в этой совокупности;

– это исследование положения человека как вида и общества в экосфере планеты, его связей с экологическими системамии меры воздействия на них.

Таким образом, если во времена Э. Геккеля экология понималась как наука, входящая в биологический комплекс знаний (как часть биологии), то в наше время трактовка этого понятия существенно расширилась, включив в себя не только отношения между живой и неживой природой, но и между природой и обществом (включая объединения людей разного уровня (государство, этнос, семья и т.п.) и даже отдельных индивидуумов).

Все чаще и чаще специалисты дают определение экологии как комплекса (или системы) научных дисциплин, связанного с изучением и оценкой взаимоотношений общества и природы и имеющего конечной целью их оптимизацию (гармонизацию). В этом комплексе выделяют три основные составляющие:

1) общая (в том числе и глобальная) экология;

2) экология человека;

3) отраслевая экология (биоэкология, географическая экология, геологическая экология и т.д.).

Следует различать экологию как область знаний и экологический подход, имеющий общенаучное значение. Экологический подход имеет место в том случае, если некая совокупность предметов или явлений (система) рассматривается и (или) оценивается с точки зрения « субъекта », принимаемого за центральный в этой совокупности (т.е. на нем замыкаются все связи). При этом, как правило, за такой центральный « субъект » принимается либо человечество в целом, либо какие-то его части.

В качестве самостоятельной науки экология оформилась лишь в ХХ в., хотя факты, составляющие ее содержание, с давних времен привлекали внимание человека. Весьма интересны взгляды древнегреческих ученых: Аристотеля (384–322 гг. до н. э.), Теофраста (371–280 гг. до н. э.), Плиния Старшего (23–79 гг.). Позднее вопросы экологического характера находили отражение в трудах ученых всего мира. Английский химик Роберт Бойль (1627–1691 гг.) оказался первым, кто осуществил экологический эксперимент; он опубликовал результаты сравнительного изучения влияния низкого атмосферного давления на различных животных. Значительный вклад в формирование экологических знаний внесли такие выдающиеся ученые, как шведский естествоиспытатель Карл Линней (1744–1778 гг.), французский исследователь природы Жорж Бюффон (1707–1788 гг.), автор первого эволюционного учения француз Жан Батист Ламарк (1744–1829 гг.), великий английский ученый-естествоиспытатель Чарльз Дарвин (1809–1882 гг.), немецкий биолог Эрнст Геккель (1834–1919 гг.).

Среди русских ученых, внесших большой вклад в развитие экологии, необходимо назвать академика Петра Симона Палласа (1741–1811 гг.), профессора Московского университета Карла Францевича Рулье (1814–1858 гг.), известного зоолога Николая Алексеевича Северцова (1827–1885 гг.), всемирно известных ученых: ботаника Климента Аркадьевича Тимирязева (1843–1920 гг.), почвоведа Василия Васильевича Докучаева (1846–1903 гг.), крупнейшего русского ученого ХХ в. Владимира Ивановича Вернадского (1863–1945 гг.).

Роль экологии как науки особенно возрастает к середине ХХ в. Это объясняется тем, что рост численности населения Земли и усиливающееся воздействие человека на природную среду поставили его перед необходимостью решать ряд новых жизненно важных задач. Для удовлетворения своих потребностей в воде, пище, чистом воздухе человеку надо знать, как устроена и как функционирует окружающая его природа.

В период своего возникновения экология изучала взаимоотношения организмов с окружающей средой и была составной частью биологии, современная экология охватывает чрезвычайно широкий круг вопросов и тесно связана с целым рядом различных наук, прежде всего таких как биология (ботаника и зоология), география, геология, физика, генетика, химия, математика, медицина, агрономия, архитектура и т.д.

По характеру изучаемых объектов можно выделить ряд подразделений экологии:

1) аутэкология (изучает организмы и их среду);

2) популяционная, или демэкология (изучает популяции и их среду);

3) синэкология (изучает биотические сообщества, экосистемы и их среды);

4) географическая, или ландшафтная экология (изучает крупные геосистемы, географические процессы с участием живого и их среды);

5) глобальная экология (мегаэкология) изучает процессы, затрагивающие всю Землю.

По отношению к предметам изучения можно выделять экологию грибов, экологию животных, экологию растений, экологию человека. При этом иногда изучают какую-то их часть, например, в исследованиях животного мира выделяют экологию птиц, экологию рыб и т.п. Кроме того, по характеру предмета изучения обособляются промышленная (инженерная) экология, сельскохозяйственная экология (агроэкология) и т.п. Используется и разделение экологии применительно к средам или территориям. В этом случае говорят об экологии суши, экологии водоемов, экологии леса, экологии Крайнего Севера, экологии города и т.п. По способам изучения выделяют аналитическую, синтетическую и динамическую экологии.

Следует иметь в виду, что каждый конкретный раздел может быть также разделен на соответствующие уровни. Так, экология человека включает социальную экологию (взаимоотношения социальных групп с их средой жизни), экологию индивидов и экологию человеческих популяций, отличающиеся друг от друга.

Ниже следуют определения некоторых, наиболее часто встречающихся, разделов или ветвей экологии.

1. Биосферная экология – изучает глобальные изменения, которые происходят на нашей планете в результате воздействия хозяйственной деятельности человека на природныеявления.

2. Лесная экология – исследует влияние способов использования ресурсов лесов (древесина, промысловые животные, ягоды, грибы и др.) при их постоянном восстановлении и роль, которую играют леса в поддержании структуры и ритмов ландшафтов.

3. Экология тундр – изучает влияние природопользования в тундре и лесотундре (оленеводства и охоты) на природные системы. Важным направлением в экологии тундр в последнее десятилетие стало изучение влияние на экосистемы добычи нефти и газа и разработка способов уменьшения вредоносного воздействия промышленности.

4. Экология морей – исследует влияние хозяйственной деятельности человека на морские экосистемы: загрязнение при добыче на шельфе нефти и газа; при сбрасывании в воду промышленных и бытовых отходов, в том числе с морских судов. Эта наука разрабатывает методы восстановления и поддержки морских экосистем.

5. Сельскохозяйственная экология (агроэкология) изучает способы получения сельскохозяйственной продукции без истощения ресурсов почвы, при сохранении окружающей среды и получения экологически чистых (т.е. не загрязненных опасными для здоровья человека веществами) продуктов.

6. Промышленная экология – рассматривает влияние выбросов промышленных предприятий на окружающую среду и возможности уменьшения этого влияния за счет совершенствования технологий и очистных сооружений.

7. Городская экология - изучает состояние и возможности улучшения среды обитания человека в городе.

8. Медицинская экология – исследует болезни человека, связанные с загрязнением или разрушением (трансформацией) среды, и способы их предупреждения и лечения. Здоровье населения любой территории – лучший показатель состояния среды его обитания.

Некоторые науки экологического комплекса выделены не по объекту изучения, а по методам, которыми они пользуются.

9. Математическая экология – моделирует экологические процессы, т.е. изменения в природе, которые произойдут при изменении экологических условий.

10. Химическая экология – разрабатывает методы определения веществ-загрязнителей, попадающих в атмосферу, воду, почву, продукты питания, способы химической очистки среды от газообразных, жидких и твердых отходов, а также новые технологии производства, при которых количество отходов уменьшается.

11. Экономическая экология – разрабатывает экономические механизмы рационального природопользования, оценки стоимости ресурсов (вода, древесина, нефть, газ, и т.д.) и размеры платежей и штрафов за загрязнения.

12. Юридическая экология (экологическое право) – создает систему законов, направленных на защиту природы. Юристы-экологи выступают адвокатами Природы в судебных процессах, связанных с экологическими преступлениями и нарушениями законов об использовании природных ресурсов.

Таким образом, современная экология – универсальная, бурно развивающаяся, комплексная наука, имеющая большое практическое значение.

Основные понятия, использующиеся в учебном пособии

Атмосфера – газовая оболочка, окружающая Землю и вращающаяся вместе с ней. У земной поверхности в основном состоит из азота (78,08%), кислорода (20,95%), аргона (0,93%) и углекислого газа (0,03%). На высоте около 30 км находится слой озона (О 3).

Биогеоценоз – элементарная экологическая система, охватывающая участок пространства с практически равномерно распределенными на нем условиями жизни и населяющими их организмами.

Биосфера (экосфера) – нижняя часть атмосферы, вся гидросфера и часть (верхняя) литосферы Земли, населенные живыми организмами, « область существования живого вещества » (В.И.Вернадский); самая крупная экосистема.

Биоценоз – любое сообщество взаимосвязанных организмов, живущих на каком-либо участке суши или водоёма.

Биотоп (экотоп) – относительно однородное по свойствам субстрата, увлажнения и состава воздуха пространство, занятое сообществом взаимосвязанных организмов (биоценозом).

Геосистема – особого рода материальная система, состоящая из взаимообусловленных природных компонентов, взаимосвязанных в своём размещении и развивающихся во времени как части целого. Термин, близкий к термину « экосистема », но, по мнению некоторых географов, охватывает и такие понятия, как территориально-производственные комплексы, системы расселения людей и т.п.

Геосферы – концентрические слои, охватывающие всю планету: атмосфера, гидросфера, литосфера, их подразделения (например: оболочка базальтовая).

Гидросфера – совокупность всех вод земного шара: океанов, морей, рек, озер, водохранилищ, болот, подземных вод, ледников и снежного покрова.

Загрязнение – привнесение в среду или возникновение в ней новых, обычно нехарактерных для нее физических, химических, информационных или биологических агентов.

Истощение природных ресурсов – приближение затрат на добычу природного ресурса к получаемому эффекту, делающее использование природного ресурса социально-экономически нерентабельным.

Компоненты природной среды – горные породы, воздух, поверхностные и подземные воды, почвы, растительность, животный мир.

Концентрация предельно допустимая (ПДК) – норматив – количество вредного вещества в окружающей среде, при постоянном контакте или при воздействии за определенный промежуток времени не влияющее на здоровье человека и не вызывающее неблагоприятных последствий у его потомства. Устанавливаются ПДК и для других организмов: животных, грибов, растений.

Кризис экологический – напряженное состояние взаимоотношений между человеком и природой, характеризующееся несоответствием развития производительных сил и производственных отношений в человеческом обществе ресурсно-экологическим возможностям биосферы.

Литосфера – внешняя сфера « твердой » части Земли. Поверхность литосферы на суше является областью развития экосистем суши.

Микроэлемент – химический элемент, необходимый организмам в ничтожных количествах, но определяющий успешность их развития или безболезненное существование.

Ниша экологическая – комплекс требований вида к среде, отражающий функциональную роль вида в сообществе.

Ноосфера – « мыслящая оболочка », сфера разума, высшая стадия развития биосферы, связанная с возникновением и развитием в ней человечества, сформируется тогда, когда разумная человеческая деятельность станет главным определяющим фактором развития биосферы.

Опасность экологическая (ЭКО) – совокупность негативных факторов, явлений и их взаимосвязей, присущих определенным антропогенным и природным системам. Различают потенциальную и реальную экологическую опасность. Реальная ЭКО – это, например, токсичность добываемого минерального сырья. Потенциальная ЭКО – совокупность вероятных, предполагаемых опасностей для природных систем и человека. ЭКО может быть небольшой (низкой), умеренной, средней, высокой и т. п.

Охрана природы – система государственных и общественных мероприятий, обеспечивающих сохранение атмосферы, растительного и животного мира, почв, вод и земных недр, а также их комплексов.

Популяция – совокупность особей одного вида, в течение многих поколений населяющих определенное пространство, внутри которого практически осуществляется случайное, равновероятное для всех особей скрещивание. Популяция отделена от соседних аналогичных совокупностей той или иной степенью изоляции.

Природопользование – совокупность всех форм эксплуатации природных ресурсов. Автор термина Ю. Н. Куражковский считает, что « задачи природопользования как науки сводятся к разработке общих принципов осуществления всякой деятельности, связанной либо с непоследовательным пользованием природой и ее ресурсами, либо с изменяющими ее воздействиями ».

Ресурсы – любые используемые и потенциальные источники удовлетворения тех или иных потребностей общества.

Сообщество – система совместно живущих в пределах некоторого естественного объема (пространства) организмов. Могут выделяться сообщества микроорганизмов (микробоценозы), растений (фитоценозы), животных (зооценозы). Иногда сообщество понимается как синоним биоценоза.

Среда –

1) вещество и/или пространство, окружающее рассматриваемый объект;

2) природные тела и явления, с которыми организм находится в прямых или косвенных взаимоотношениях;

3) совокупность физических (природных), природно-антропогенных (культурных ландшафтов, населенных мест и т.п.) и социальных факторов жизни человека.

Среда, окружающая человека, – совокупность природных и измененных деятельностью людей живых и неживых естественных факторов, оказывающих влияние на человека.

Сукцессия – последовательная смена во времени одних биоценозов другими на определенном участке земной поверхности.

Техносфера – часть биосферы, коренным образом преобразованная человеком в технические и техногенные объекты (здания, дороги, механизмы и т.д.).

Факторы (в экологии) – внешние и внутренние силы, определяющие направление и скорость процессов, совершающихся в организмах и экосистемах (абиотические, биотические, антропические).

Экологическая система (экосистема) – природная система, в которой живые организмы и среда их обитания объединены в функциональное целое через обмен веществ и энергии, тесную причинно-следственную взаимосвязь и зависимость слагающих ее экологических компонентов.

Этнос – биосоциальное, эколого-социально-экономическое и историко-культурное единство значительной группы (популяции) людей, объективно составляющих и сознающих себя как единое целое и противопоставляющих свою общность другим подобным группам. Этносы представляют племена, народности, нации. Иногда этнос обозначает группу народов (например, русские, белорусы, украинцы и поляки составляют славянский этнос) или обособленные группы (части) внутри народа (этнографические группы типа нормандцев во Франции).

БИОСФЕРА

Термин “биосфера” введен в науку австрийским геологом Э. Зюссом в 1875 г. Он отнес к биосфере все то пространство атмосферы, гидросферы и литосферы (твердой оболочки Земли), где встречаются живые организмы.

В. И. Вернадский (1863–1945 гг.), используя этот термин, в отличие от Э.Зюсса, считал особенностью биосферы не просто наличие живых организмов, он подчеркивал, что они являются главнейшей преобразующей силой. Более того, он показал, что в природе нет более мощной геологической силы, чем живые организмы и продукты их жизнедеятельности.

Биосфера включает׃

– живое вещество, т. е. совокупность всех живых организмов (растения, грибы, животные, микроорганизмы);

– биогенное вещество, т. е. органо-минеральные или органические продукты, созданные живым веществом (торф, каменный уголь, нефть);

– биокосное вещество, созданное живыми организмами вместе с неживой (косной) природой (водой, атмосферой, горными породами) – почвенный покров.

В биосфере протекают очень сложные процессы. Все живые организмы тесно связаны между собой и со своим окружением, состоящим из элементов неживой природы׃ воды, воздуха, почвы, света, температуры.

Организмы не только зависят от внешних условий, но и сами оказывают огромное влияние на окружающий их мир. Иными словами, живые организмы и неживая природа тесно связаны и находятся в постоянном взаимодействии.

По современным представлениям, развитие безжизненной геосферы, т. е. оболочки, образованной веществом Земли, происходило на ранних стадиях существования нашей планеты, миллиарды лет назад. Изменения облика Земли были связаны с геологическими процессами, происходившими в земной коре, на поверхности и в глубинных слоях планеты, и проявились в виде извержения вулканов, землетрясений, подвижек земной коры, горообразования.

С возникновением жизни (саморазвивающихся, устойчивых органических форм) сначала медленно и слабо, а затем все быстрее и значительнее стало проявляться влияние живой материи на ход геологических процессов.

Деятельность живого вещества, проникшего во все уголки планеты, привела к возникновению нового образования – биосферы, тесно взаимосвязанной единой системы геологических и биологических тел и процессов преобразования энергии и вещества. Размеры преобразований, осуществляемых живой материей, достигли планетарных масштабов, существенно видоизменив облик и эволюцию Земли.

Биосфера, возникнув и сформировавшись 1–2 млрд лет назад (к этому времени относятся самые ранние из обнаруженных остатков живых организмов), находится в постоянном динамическом равновесии и развитии.

Установившиеся за многие миллионы лет круговороты энергии и веществ в биосфере самоподдерживаются в глобальных масштабах, хотя локальные (местные) изменения структуры и особенностей отдельных экосистем (биогеоценозов), составляющих биосферу, могут быть значительными.

Еще на ранних этапах эволюции живое вещество распространилось по безжизненным пространствам планеты, занимая все потенциально доступные для жизни места, изменяя их и превращая в места обитания. И уже в древние времена различные жизненные формы и виды растений, животных, микроорганизмов, грибов заняли всю планету. Живое органическое вещество можно найти и в глубинах океана, и на вершинах самых высоких гор, и в вечных снегах приполярных районов, и в горячих водных источниках вулканических территорий.

Живое вещество – основа биосферы, хотя и составляет крайне незначительную часть ее массы. Если распределить живое вещество равномерно по поверхности планеты, это будет слой толщиной около 2 см (или 0,01% массы всей биосферы). Причины огромной роли живого вещества в процессе развития нашей планеты определяются его свойствами. Прежде всего, живые организмы благодаря биологическим катализаторам (ферментам) способны увеличивать скорости химических реакций на порядок или на несколько порядков по сравнению с неживой природой. Другими специфическими свойствами живого вещества являются׃

1) способность быстро занимать (осваивать) все свободное пространство. В. И. Вернадский назвал это “всеюдностью жизни”;

2) движение не только пассивное, но и активное (против течения, ветра и т.д.);

3) устойчивость при жизни и быстрое разложение после смерти (включение в круговороты веществ и элементов);

4) высокая приспособительная способность (адаптация) к самым разным условиям;

5) феноменальная скорость протекания реакций;

6) высокая скорость обновления живого вещества, составляющая для биосферы в среднем 8 лет (при этом для суши она равна 14 годам, а для океана, где преобладают краткоживущие организмы, например планктон, – 33 дня).

Вышеперечисленные свойства живого вещества обуславливаются концентрацией в нем больших запасов энергии. В.И. Вернадский считал, что с организмами по энергетической насыщенности может конкурировать только лава, образующаяся при извержении вулканов.

Выделяют несколько функций живого вещества в биосфере. По классификации А.В. Лапо (1979 г.), их 9: энергетическая, газовая, окислительно-восстановительная, концентрационная, деструктивная (разрушающая), транспортная, средообразующая, рассеивающая, информационная.

Современное распространение живых организмов определяется в первую очередь условиями среды, в которой они обитают. Все живые и неживые объекты, окружающие растения, животных и другие организмы и непосредственно взаимодействующие с ними, называются средой обитания .

Под термином окружающая среда (или окружающая природная среда) обычно понимается та часть природы, на которую простирается влияние человека.

Элементы среды, воздействующие на живые организмы, называются экологическими факторами . По своему происхождению и специфике влияния экологические факторы делят на три основные группы:

- Абиотические факторы – это свойства неживой природы, которые прямо или косвенно влияют на живые организмы, определяя условия их существования (температура, свет и другая лучистая энергия, влажность и газовый состав воздуха, атмосферное давление, осадки, снежный покров, ветер, солевой состав воды, почвы, рельеф местности и т.п.).

- Биотические факторы – это все формы воздействия живых существ друг на друга. Каждый организм испытывает прямое или косвенное влияние других особей, вступает во взаимоотношения с представителями своего или иных видов (растений, животных, микроорганизмов), зависит от них или сам оказывает воздействие.

- Антропогенные факторы – все формы деятельности человека, которые приводят к изменению природы как среды обитания других видов или непосредственно сказываются на их жизни.обитания. К таким факторам относится воздействие промышленности, сельскохозяйственного производства, транспорта и всех других форм ведения хозяйства. Антропогенные воздействия на живой мир планеты продолжают возрастать.

Любой из экологических факторов может то проявляться как непосредственная причина изменения обмена веществ, то действовать косвенно, влияя на жизнедеятельность организмов, изменяя среду обитания.

Несмотря на большое разнообразие экологических факторов, в характере их воздействия на организмы и в ответных реакциях живых существ есть ряд общих закономерностей. К ним относится реакция организмов на интенсивность или силу воздействия фактора. Как недостаточное, так и избыточное действие его отрицательно сказывается на жизнедеятельности организма. Для представителей разных видов условия, в которых они себя особенно хорошо чувствуют, неодинаковы. Например, некоторые растения (влаголюбивые) предпочитают очень влажную почву (капуста, кабачки), другие – переносят засушливую погоду. Одни любят сильную жару (дыня), другие предпочитают тень, прохладу (цветная капуста). Эти факторы очень существенно влияют на рост и состояние растений. Точка, при которой наблюдается их максимальный рост, называется оптимумом. Обычно это относится к диапазону температур. Благоприятная сила воздействия фактора (дозировка) называетсязоной оптимума фактора для организма данного вида. Весь интервал температур, от минимальной до максимальной, при которой еще возможен рост, называютдиапазоном устойчивости. Точки, ограничивающие его, то есть максимальная и минимальная пригодная для жизни температура, это пределы устойчивости или пределы выносливости вида. Степень выносливости по отношению к данному экологическому фактору называютэкологической валентностью. Экологическая валентность организма представляет собой его способность заселять разнообразные среды.

По мере приближения к точкам предела устойчивости, если действие фактора уменьшается или возрастает, жизнедеятельность снижается вплоть до полного угнетения или гибели живого существа (в нашем примере – растения), то есть речь идет о стрессовых зонах в рамках диапазона устойчивости. Аналогичное влияние могут оказывать и другие факторы.

Для каждого вида растений и животных существуют оптимум, стрессовые зоны, или зоны угнетения, и пределы устойчивости (выносливости) в отношении каждого фактора окружающей среды. (рис.2.1).

Разбирая пример с температурой, мы рассматривали изменение только одного фактора, полагая, что все остальные как бы соответствуют зоне оптимума. Мы наблюдали действия закона лимитирующих факторов , сформулированного Ю.Либихом. Фактор, который за пределами зоны своего оптимума приводит к стрессовому состоянию организма, называют лимитирующим. К изменениям этого фактора организмы особенно чувствительны. Нередко лимитирующими факторами оказываются биотические, то есть воздействие одних видов животных и растений на другие. Например, недостаток пищи лимитирует развитие и распространение различных видов животных. К лимитирующим факторам развития растений относятся температура, свет, водообеспеченность и т.д Ни один из факторов не действует в одиночку. Все организмы при взаимодействии со средой должны поддерживать динамическое равновесие, илигомеостаз.

Рис.2.1. Зависимость результатов воздействия экологического фактора от его интенсивности.

Широкую экологическую валентность вида по отношению к абиотическим факторам среды обозначают добавлением к названию фактора приставки «эври» (от греческого эурис – широкий). Например, эвритермный вид – выносящий значительные колебания температуры. Узкая экологическая валентность обозначается приставкой «стено» (от греческого стенос – узкий) – стенотермный. Виды, которые могут приспособиться к колебаниям различных экологических факторов в широких пределах, называются эврибионтными ; виды, для существования которых необходимы строго определенные условия, называютсястенобионтными.

Под воздействием экологических факторов живые организмы объединяются в определенные иерархические системы, которые представляют собой разные уровни организации живого вещества: популяции, сообщества и экосистемы.

Популяцией называют группу особей одного вида, занимающую определенное пространство и обладающую необходимыми возможностями для поддержания своей численности в постоянно изменяющихся условиях среды. Слово «популяция» происходит от латинского «populus» – народ, население.

В природе популяции разных видов объединяются в системы более высокого ранга – сообщества. Сообщество (биотическое)- это совокупность популяций, населяющих определенную территорию. Сообщества организмов связаны энергетическими связями с неорганической средой. Растения, например, могут существовать только за счет постоянного поступления в них углекислого газа, воды, кислорода, минеральных солей. Наименьшей единицей, к которой может быть применен термин «сообщество», являетсябиоценоз (термин введен немецким зоологом К.Мебиусом в 1877 г.).

Биоценозами называют группировки совместно обитающих и взаимосвязанных организмов. Масштабы биоценозов различны – от сообществ нор, муравейников, листвы деревьев до населения целых ландшафтов: лесов, степей, пустынь и т.п. Термин «биоценоз» употребляют чаще всего применительно к населению территорий, которые на суше выделяют по относительно однородной растительности, например, биоценоз еловых лесов, пшеничного поля и т.п.

Биота (от греческогоbiote– жизнь) – совокупность видов растений, животных и микроорганизмов, объединенных общей областью распространения. В отличие от биоценоза, может характеризоваться отсутствием экологических связей между видами.

Сообщества организмов связаны с неорганической средой теснейшими материально-энергетическими связями. Пространство, занимаемое биоценозом, называется биотопом. Биоценоз и его биотоп представляют собой два нераздельных элемента, образующих более или менее устойчивую систему, именуемуюбиогеоценозом . Понятиебиогеоценоз (от греческогоbio– жизнь,geo– земля,koinos– общий) введено в науку русским ученым В.Н. Сукачевым в 1940 г.

Идея о взаимосвязи и единстве всех явлений и предметов на земной поверхности возникла почти одновременно в СССР и за рубежом с той лишь разницей, что в СССР она развивалась как учение о биогеоценозе, а в других странах – как учение об экосистемах . Экологическая система, илиэкосистема – это единый природный комплекс, образованный живыми организмами и средой их обитания, в котором все компоненты связаны между собой обменом вещества и энергии.

Биогеоценоз и экосистема – понятия сходные, но не тождественные. И то, и другое понятие подразумевает совокупность живых организмов и среды обитания, но экосистема – понятие безразмерное. «От капли до океана», – так образно охарактеризовал ее автор термина «экосистема» английский биолог А.Тенсли. Муравейник, аквариум, пруд, болото, кабина космического корабля – все это экосистемы (рис. 2.2)

Биогеоценоз в отечественной литературе принято характеризовать как экосистему, границы которой очерчены ареалом распространения растительного покрова – фитоценоза. Например, степные, болотные, луговые и т.п. биогеоценозы. Иными словами, биогеоценоз – это частный случай экосистемы, всегда явление естественное, даже в случае воздействия на него человека. Экосистема же может быть целиком искусственной (аквариум, космический аппарат и т.п.).

Поддержание жизнедеятельности организмов и круговорот вещества в экосистемах возможны только за счет постоянного притока энергии. Жизнь на Земле существует благодаря энергии солнечного излучения, которая переводится фотосинтезирующими растениями (автотрофами) в химические связи органических соединений. Все остальные организмы получают энергию с пищей. Перенос энергии пищи от ее источника (автотрофов) через ряд организмов, происходящий путем поглощения одних организмов другими, называется пищевой (трофической) цепью (рис. 2.3).

Рис. 2.2. Схематическое строение экосистемы.

Рис.2.3. Схема, иллюстрирующая пищевые цепи в экосистеме (По Акимовой Т.А, Хаскину В.В., 1994.).

Каждая экосистема содержит совокупность животных и растительных организмов, которые по формам питания можно разделить на две группы:

Автотрофы (кормящие себя сами) – зеленые растения, способные осуществлять фотосинтез и использующие минеральные элементы для роста и воспроизводства.Фотосинтез – это сложный процесс превращения воды и углекислого газа в сахара с помощью солнечной энергии. Из образованных таким образом сахаров и минеральных элементов питания, получаемых из почв или воды, растения синтезируют сложные вещества, входящие в состав их организмов. Иными словами простые химические вещества, из которых состоит воздух, вода и минералы горных пород и почвы, превращаются в сложные соединения типа белков, жиров и углеводов, называемых органическими. Автотрофные растения – это продуценты экосистемы (от латинскогоproducens– производящий), создающие органические вещества из неорганических. Из этих органических веществ и образуются ткани растений и животных. Фотосинтезирующие растения продуцируют пищу для всех остальных организмов экосистемы, поэтому их и называют продуцентами.

Гетеротрофы (питающиеся другими) – организмы, которым для питания необходимы органические вещества. Эти организмы имеют значительно более сложный обмен веществ. В свою очередь все гетеротрофы подразделяются на организмы-потребители(консументы ) и организмы, разлагающие органические вещества на исходные неорганические компоненты(редуценты ).

Консументы (от латинскогоconsumo– потребляю) – это организмы, потребляющие органические вещества. К ним относятся самые разнообразные организмы: как простейшие, черви, рыбы, моллюски, насекомые и прочие членистоногие, пресмыкающиеся, птицы, так и млекопитающие, включая человека. Различаютконсументы первого порядка – растительноядные животные, будь то слон или клещ (или первичные консументы), консументы второго, третьего и более высоких порядков, потребляющие животную пищу (хищники, или плотоядные), а также всеядные (илиэврифаги), которые могут поедать как растительную, так и животную пищу (лисы, свиньи, тараканы и др.).

Редуценты (от латинскогоreducens– возвращающий, восстанавливающий) – организмы, разлагающие мертвое органическое вещество. К ним относятся всевозможные сапрофитные бактерии, грибы и животные –детритофаги , питающиеся мертвым или частично разложившимся органическим веществом – детритом. В почве это мелкие беспозвоночные, питающиеся отбросами, например, мелкие клещи, земляные черви, многоножки; в водных экосистемах – моллюски, крабы и черви; при гниении – бактерии; при разложении растительного опада – грибы. По составу и активности сообщества редуцентов не менее разнообразны, чем другие сообщества, но гораздо менее знакомы обычному человеку.

Очевидно, что ни один организм не существует вне связи с другими. Каждый может жить, только взаимодействуя с окружающей средой, в рамках определенной экосистемы. Наглядным примером, в этом смысле, является лес. В экологической системе все связи между организмами соединены между собой и образуют сложную цепь пищевых взаимоотношений, или трофические цепи (продуценты – консументы – редуценты), поскольку пища – важнейший фактор жизнедеятельности организмов.

У животных и растений возникло огромное количество взаимных адаптаций (приспособлений), определяемых трофическими или пищевыми связями. Существует четкая экологическая закономерность, называемая пирамидой чисел , согласно которой количество особей, составляющих последовательный ряд звеньев, неуклонно уменьшается. Например, на 1 волка в северных лесах приходится около 100 лосей, на каждого крупного хищника (льва, леопарда, гепарда) в саваннах Африки – от 350 до 1000 диких животных. Располагая данными о численности волка и суточной потребности его в пище, приблизительно рассчитано, что в течение календарного года 2400 особей изымают 7480 кабанов, 5560 лосей, 4020 косуль. Последовательное уменьшение количества животных в цепи питания сопровождается соответственным снижением их общей биомассы, а это приводит к сокращению потока энергии в экосистеме.

Совокупность множества параметров среды, определяющих условия существования того или иного вида, и его функциональных характеристик (преобразование им энергии, обмен информацией со средой и с себе подобными и др.) представляет собой экологическую нишу. Экологическая ниша включает не только положение вида в пространстве, но и функциональную роль его в сообществе (например, трофический уровень) и его положение относительно абиотических условий существования (температура, влажность и т.п.). По Н.Ф.Реймерсу,экологическая ниша – это совокупность условий жизни внутри экологической системы, предъявляемых к среде видом или его популяцией. Таким образом, каждый вид в среде, где он обитает, занимает место, которое обусловлено его потребностью в пище, территории, связано с функцией воспроизводства. Такие экологические связи создают определенную структуру биоценоза. Биоценозы – динамические системы, они находятся в постоянном развитии, им свойственна сукцессия.

Сукцессия (от латинского «сукцедо» – следую) – последовательная смена одного биоценоза другим. Суть этого явления заключается в том, что под влиянием внутреннего

развития биоценозов, их взаимодействия с окружающей средой они постепенно «стареют» и сменяются другими типами биоценозов, например, зарастание озера и превращение его в болото; высыхание болота и трансформация его в луг; смена пород в лесу после пожара и т.д.

Процесс сукцессии включает следующие этапы:

возникновение не занятого жизнью участка;

миграция на этот участок различных организмов;

приживание организмов;

формирование структуры биоценоза путем конкуренции;

преобразование местообитания для стабилизации условий среды и отношений между организмами.

Важное экологическое положение состоит в том, что чем разнороднее и сложнее биоценоз, тем выше его устойчивость, способность противостоять различным внешним воздействиям.

Устойчивость природных биоценозов определяется тем, что слагающие их виды в процессе эволюции приспособились друг к другу настолько, что стали как бы заботиться о целостности, структуре своего биогеоценоза. Взаимоотношения между хищником и его добычей, или жертвой, является примером так называемой обратной связи, при которой один вид наносит ущерб другому и не может жить без него. Еще один пример. В годы, когда растительная пища для какого-либо вида насекомого в избытке, популяция его быстро размножается и резко повышается его численность. В системе проявляется положительная обратная связь, которая стремится вывести ее из равновесия. Но резко возросшая численность популяции приводит к столь же резкому снижению запасов растительной пищи, в результате нехватки которой в системе обнаруживается отрицательная обратная связь, возвращающая ее в исходное состояние. Устойчивость экосистем характеризует так называемый принцип Ле Шателье . Суть его состоит в том, что при внешнем воздействии, выводящем систему из состояния устойчивого равновесия, последнее смещается в направлении, при котором эффект этого воздействия ослабляется (действуют отрицательные обратные связи).

Жизнь находится повсюду: в воздухе, воде, земле. Наша планета – дом для миллиардов форм жизни, от простейших микроорганизмов до человека разумного. И все мы, вместе, оказываем сильное влияние на жизнедеятельность планеты. Экология – это наука, изучающая особенности взаимодействия всех живых существ, сообществ и то, как они влияют на окружающую среду.

Вконтакте

Что такое экология

Понятие об экологии, в современном мире, имеет намного большее значение, чем на ранних этапах развития научного направления. Ошибочно полагать, что основная задача науки – решение вопросов, связанных с охраной природы. Подобное смещение легко объясняется, пагубным влиянием человеческой жизнедеятельности на окружающую среду.

Есть два совершенно разных понятия экологии, как науки, об окружающей среде:

• Ecological – относится к экологии;
• Environmental - относится к окружающей среде.

Изначально, Эрнстом Геккелем существовала чётко обозначенная область биологических знаний. Однако, внимание общественности, к вопросам экологии, привело к тесной связи экологии с другими науками. Теперь экология общая и объединяет в себе биологические, естественные и гуманитарные науки.

История

Как отдельное направление научных исследований, экология начала зарождаться в середине двадцатого века. Раньше она считалась лишь частью биологии. Её основоположником стал немецкий естествоиспытатель и ярый сторонник теории Дарвина — Э. Геккель.

Формированию экологии, как отдельного направления для изучения, поспособствовали одновременно два фактора:

• Увеличение роста населения планеты;
• В начале двадцатого века научно-технический прогресс начал усиленно развиваться.

Развитая промышленность начала пагубно сказываться на состоянии окружающей среды, из-за увеличения потребляемых ресурсов. Численность людей начала превышать поголовья других живых существ. В отличие от человека, их численность начала стремительно уменьшаться. Человеческий комфорт стал приоритетом, а научно-технический прогресс позволил людям обустраивать своё местообитание в любой местности.

Такое положение вещей губительно повлияло на состоянии природы. Появилась острая необходимость в изучении экологии, как науки. Исследование экологических факторов и взаимосвязей с окружающей средой всех живых существ необходимо, чтобы остановить вымирание. Таким образом, экология стала неотделима от других наук .

Основа общих исследований экологического направления - это изучение взаимодействий объектов, организованных на биосферном, видовом, биоцентрическом и организменном уровнях с окружающей средой. Из общей экологии выделяют несколько главных отделов:

1. Демэкология – изучает экологию популяций, природные механизмы, влияющие на численность и плотность живых организмов. Исследует допустимые границы изъятия разных популяций и видов.
2. Аутэкология – исследует экологию живых организмов, виды, их индивидуальные связи с окружающей средой и в составе общих видовых групп.
3. Синэкология изучает экологию сообществ, экосистемные и популяционные взаимодействия с окружающей средой, биогеоценозные механизмы и структуру.

Образно, экологию можно описать как науку, изучающую взаимодействия неживой и живой природы . Это область изучения систем уровнем выше, чем один отдельный организм. Основные объекты исследований:

• Биосфера – распространение жизни на планете;
• Популяция – относящиеся к одному или нескольким сходным видам групп организмов и обитающих на определённой территории;
• Экосистема – исследования совокупности популяций на исследуемой территории (биотическое сообщество) и среду обитания.

Связь природы с человеком специфична. Люди имеют разум, который позволяет осознать своё предназначение и место на планете. С древних времён, человечество задавалось вопросами о своей роли в мире. Будучи частью природы , люди основали среду обитания – человеческую цивилизацию. Однако путь развития, выбранный человечеством, вступал в противоречия с окружающим миром, пагубно отражаясь на состоянии природы. Однако, современный уровень развития человеческой цивилизации, привёл людей к осознанию своих ошибок: бездумная эксплуатация природных ресурсов угрожает существованию человечества. И экология предлагает пути решения этой проблемы.

Экологическая проблема достигла общепланетарных масштабов и привела к необходимой экологизации. Это учёт экологических требований и законов, для деятельности человека во всех науках.

Экология связывает биологические и физические явления, создавая мост между науками общества и естественными науками. В отличие от дисциплин линейной структуры, экология развивается по горизонтали, включая вопросы из разных дисциплин.

Проблемы взаимодействия общества и природы можно решить только объединив вместе несколько аспектов:

• Экономические;
• Географические;
• Социальные;
• Технологические.

Но ни одна современная наука, кроме экологии, не может справиться с этой задачей. Так как, только она является интегрированным направлением, направленным на совершенствование взаимодействий.

Современная экология, выйдя из несамостоятельного биологического отдела, переросла в междисциплинарную науку. Нарушив границы классической биологии и естествознания, экология приобрела собственную мировоззренческую составляющую. Принципы науки связаны с биологией, философией и культурой.

Все экологические исследования проводятся в природных условиях и делятся на две категории: лабораторные и полевые. Которые также разделить на несколько категорий:

Среда обитания

Все, что нас окружает, живые и неживые объекты – всё это окружающая среда . Собственная окружающая среда – это всё, что мы видим и не видим (воздух) вокруг себя. Отдельные детали окружающей среды постоянно изменяются, но основная её часть неизменна. Тело человека – окружающая среда для бактерий.

Чтобы понять влияние экологических факторов на живые организмы, нужно увидеть взаимосвязь среды обитания и жизни живых объектов. Природные нашей планеты являются местом обитания для различных видов животных и растений. Именно из среды обитания живые организмы получают всё необходимое для полноценной жизнедеятельности .

Благодаря разнице условий существования, в разных средах обитания, у различных организмов выработался ряд специфических морфологических, физиологических и поведенческих различий. Это позволяет им приспосабливаться к постоянно изменяющимся условиям их среды обитания.

В основе экологии большое значение уделяется различным экологическим факторам. Это элементы среды обитания и условия среды обитания, влияющие на адаптационные способности живых организмов. Выделяют три группы экологических факторов:

Именно человеческая деятельность вызывает серьёзные сдвиги в биогеоценозах. Одним видам это благоприятствует, а другие – губит. Поэтому основная экологическая проблема – влияние антропогенных факторов.

Если не решить основную антропогенную проблему, планету ждут кислотные дожди, загрязнение, истощение озонового слоя, деградация и эрозия почвы. Вина за все эти события возложена на деятельность человека. Его бездумное вмешательство в природные процессы приводит не только к загрязнению планеты, но и к её уничтожению.

Пагубное влияние человека на окружающую среду

Кроме взаимоотношений между природой и живыми организмами, экология также занимается решением вопросов, связанных с загрязнением окружающей среды. На научном языке наш окружающий мир называется биосфера. Загрязнением называется процесс попадания в биосферу веществ, пагубно воздействующих на места обитания живых организмов. Однако, не только токсические вещества могут навредить нашей планете. Кроме твёрдых, газообразных и жидких веществ, в биосферу попадают различные вредоносные энергии. Например: излучения, звуки, шумы. Загрязнения окружающей среды разделяют на два вида. Классификация которых производится по происхождению.

Антропогенное загрязнение – вина человека. Считается самым опасным , ведь современная наука до сих пор не нашла эффективных способов нейтрализации влияния человека на окружающий мир. Такие загрязнения имеют огромные масштабы, затрагивая не только атмосферу, но и почву, воду. Человеческая цивилизация оставила след своей жизнедеятельности даже в околоземном космическом пространстве. Если не развивать экологию, как науку, человечество будет неизбежно приближаться к всемирной экологической катастрофе.

Природные загрязнения – происходят без вмешательства человека и устраняются естественным путём.

Изучение экологии как науки, экологических факторов имеет большое значение, для человеческой цивилизации. Загрязнение окружающей среды влияет не только на животные сообщества. Человек, как часть природы также страдает от экологических проблем. Загрязнённые воздух , вода и почва негативно сказываются на последующих поколениях. С самого рождения они вынуждены употреблять вредные химические консерванты, которые накапливают аллергены в организме. Поэтому нет ничего удивительного в том, что в последние годы участились случаи аллергических приступов и увеличилось количество больных с бронхолегочными нарушениями. Большая часть пациентов – дети.

Всемирная статистика заболеваний не радует. Замечен усиленный рост заболеваний , связанных с иммунодефицитом. Поэтому экологические проблемы набирают всё большую и большую значимость. Если пренебрегать ответственностью за окружающий нас мир – человечество может закончить своё существование, как и многие другие вымершие виды.

Наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и условиями среды. Основные методы науки: наблюдение, эксперимент, моделирование, учет численности особей и др. Термин «экология» введен немецким зоологом Э.Геккелем (1866г.)

СРЕДА ОБИТАНИЯ - это то, что окружает организм. Основные среды обитания: водная, наземно-водная, наземно-воздушная, почвенная.

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - это все, что оказывает прямое или косвенное влияние на организмы.

АБИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - факторы неживой природы- свет, температура, давление, климат, течения воды и воздуха, состав воды, почвы, воздуха и др.

БИОТИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ - факторы живой природы, т.е. влияние растений, животных, бактерий, грибов, вирусов.

АНТРОПОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ - это влияние человека (охота, рыболовство, охрана, истребление, загрязнения, вспашка земель, рубка леса и т.д.).

БИОЦЕНОЗ (СООБЩЕСТВО) - это все виды, совместно обитающие на какой-то территории и взаимосвязанные между собой (например, биоценоз озера, таежного леса и т.д.).

БИОГЕОЦЕНОЗ (ЭКОСИСТЕМА) - это сложная саморегулирующаяся система, в которой существует взаимосвязь живых организмов с условиями их обитания (биогеоценоз = биоценоз + условия среды ).

БИОТИЧЕСКИЕ СВЯЗИ - это различные типы взаимоотношений между живыми организмами.

ХИЩНИЧЕСТВО (-+) - тип отношений, когда один организм поедает другой. Различают хищников-охотников (волк, тигр, лев и др.) и хищников-собирателей (насекомоядные, травоядные). Есть хищные растения (росянка, венерина мухоловка, пузырчатка и др.)

КОНКУРЕНЦИЯ (--) отношения соперничества, состязания. Наиболее остро идет конкуренция внутри вида и между родственными видами, так как у них общие потребности в пище и условиях обитания. Примеры: лиса-волк, сова - филин, сосна - береза, щука - окунь, карп - карась и др.

НЕЙТРАЛИЗМ (ОО) - отношения, когда нет прямых связей между видами (волки и кузнечики, лоси и белки, пчелы и зайцы)

КОММЕНСАЛИЗМ (О+) - отношения, когда один вид получает от другого пользу, не причиняя ему вреда. Различают несколько разновидностей: квартирантство (использование насекомыми нор, гнезд других животных, как жилище), нахлебничество (питание шакалов, гиен, грифов остатками пищи хищных животных), сотрапезничество (питание разными частями одного и того же ресурса, например, хвоегрызущие и короеды сосны, почвенные обитатели, потребляющие разные растительные остатки)

АМЕНСАЛИЗМ (О-) - отношения когда один вид угнетается, а другому виду безразлично (например, травы, растущие под елью)

СИМБИОЗ (++) - взаимовыгодные отношения между видами. Когда совместная жизнь обязательна для обоих видов - это мутуализм (симбиоз корней берез и грибницы подберезовика, грибы и водоросли в теле лишайника), если необязательна, то - протокооперация (например, луговые растения и их опылители).

БИОЛОГИЧЕСКИЙ ОПТИМУМ - это наличие всех благоприятных условий для жизни организма.

ФОТОПЕРИОДИЗМ - это приспособленность организмов к изменению длины светового дня, т.е. к сезонным изменениям (весенняя и осенняя линька, зимняя спячка, сезонные перелеты и миграции, листопад, период размножения, гнездование, брачные игры).

АНАБИОЗ - это способность организмов переносить неблагоприятные условия в состоянии, при котором снижается обмен веществ и отсутствуют все видимые проявления жизни(например, состояние цисты у простейших, споры у бактерий, зимняя и летние спячки животных)

АККЛИМАТИЗАЦИЯ - физиологическое приспособление к перенесению жары или холода.

ЗИМОВКА - впадение зимой в спячку.

ДИАПАУЗА - остановка в развитии в неблагоприятный период года.

ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ СТРАТЕГИЯ ВЫЖИВАНИЯ - стремление организмов к выживанию.

ЦЕПИ ПИТАНИЯ (ТРОФИЧЕСКИЕ ЦЕПИ) - это последовательные связи организмов, когда организмы предыдущего звена являются пищей для последующего.

ПАСТБИЩНЫЕ ЦЕПИ (цепи выедания) - цепи питания, в которых первым звеном являются зеленые растения (трава---гусеница---синица----сокол)

ДЕТРИТНЫЕ ЦЕПИ (цепи разложения) - цепи питания, которые начинаются с мертвой органики (листовой опад -> дождевой червь -> синица -> сокол)

ТРОФИЧЕСКИЙ УРОВЕНЬ - все виды, потребляющие сходную пищу (например, все растительноядные образуют один трофический уровень; плотоядные - другой уровень)

БЕНТОС - все обитатели донной части водоема (крабы, двустворчатые моллюски, актинии, осьминоги, коралловые полипы и др.)

ПЛАНКТОН - микроскопические водоросли и животные, обитающие в толще воды. Состоит из фито- и зоопланктона.

НЕКТОН - крупные обитатели толщи воды (рыбы, кальмары, дельфины, киты и т.д.)

ПЕРИФИТОН - прикрепленные к водным растениям или к подводным скалам организмы (рачки, двустворчатые моллюски, морские желуди, асцидии)

ПЛЕЙСТОН - совокупность водных организмов, плавающих на поверхности воды или в полупогруженном состоянии.

ПРАВИЛО ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ПИРАМИДЫ - при переходе из одного звена питания к другому, биомасса, численность особей и количество энергии уменьшается в несколько раз (примерно 10 раз).Причина этой закономерности заключается в том, что организмы 90 % энергии пищи затрачивают на процессы жизнедеятельности (энергия «дыхания»), и только 10% идет на рост тела и только эта часть переходит к следующему звену цепи питания.

ТОЛЕРАНТНОСТЬ - способность организмов выдерживать изменения условий среды. Организмы с высокой толерантностью могут выдерживать изменения условий в широких диапазонах, и они поэтому имеют больше шансов выжить, а с низкой толерантностью могут жить только в определенных условиях.

БИОНТ - обитатель среды (гидробионт - обитатель водной среды, геобионт (эдафобионт, педофауна) - почвенной среды, стенобионт - организм, требующий строго определенных условий, т.е. с низкой толерантностью; эврибионт - организм, способный жить в разных условиях и т.д.)

ЖИЗНЕННАЯ ФОРМА ОРГАНИЗМА - тип приспособленности организмов к экологическим условиям обитания. Например, жизненные формы у растений: деревья, травы, кустарники, лианы, суккуленты и др.; у животных по способу передвижения - летающие, прыгающие, ползающие, роющие, бегающие, плавающие, прикрепленные, по месту обитания - водоплавающие, лесные, степные, почвенные и т.д.

ЯРУСНОСТЬ - приспособленность растений, позволяющая более полно использовать ресурсы среды: свет, тепло, влагу, питательные вещества почвы. Ярусность бывает горизонтальная и вертикальная (в почве).

ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ГРУППЫ ЭКОСИСТЕМЫ - это три группы организмов в любой экосистеме, осуществляющие основные процессы в экосистеме: продуценты, консументы, редуценты. Благодаря им в экосистеме происходит поток веществ и энергии по цепям питания, составляющий основу круговорота веществ, самовоспроизводства экосистемы.

ПРОДУЦЕНТЫ - это производители органического вещества (автотрофы), т.е. растения, хемосинтезирующие бактерии и сине-зеленые водоросли.

КОНСУМЕНТЫ - это потребители органического вещества, т.е. травоядные, хищники, всеядные. Консументы бывают 1-го порядка (травоядное насекомое, птица и др.), 2-го порядка (насекомоядные, рыбоядные или хищники) , 3-го порядка (хищники).

РЕДУЦЕНТЫ - это разрушители органического вещества (бактерии гниения и брожения, плесневые грибы, почвенные клещи, черви, трупоядные насекомые, животные, питающиеся выделениями других животных и т.д.).

УСТОЙЧИВОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ - это способность экосистемы противостоять различным воздействиям, сохранять относительное постоянство численности видов и поддерживать основные процессы в равновесии. Устойчивость напрямую зависит от количества видов! Чем больше видовое разнообразие, тем устойчивее экосистема! Причина этой закономерности: чем больше видов в экосистеме, тем больше возможностей у организмов иметь альтернативные виды пищи, и тем больше шансов выжить - при нехватке одной пищи, есть возможность питаться другой пищей. Поэтому очень важно в природе биоразнообразие, т.к. это важное условие экологического равновесия во всей природе, в биосфере.

САМОРЕГУЛЯЦИЯ ЭКОСИСТЕМЫ - свойство экосистемы поддерживать численность особей в популяциях на относительно постоянном уровне. Саморегуляция происходит благодаря наличию в экосистеме прямых, обратных и косвенных связей между организмами. Например, увеличение численности растений приводит к увеличению численности травоядных, а это - к увеличению численности хищников (прямые связи). Но увеличение численности хищников приведет со временем к уменьшению численности травоядных, а увеличение численности травоядных - к уменьшению численности растений (обратные связи). Хищники влияют на численность растений через травоядных (косвенная связь).

ЦЕЛОСТНОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ - это взаимосвязанность организмов в экосистеме, не позволяющая им существовать друг без друга и обеспечивающая протекание всех процессов в экосистеме (поток веществ и энергии по цепям питания, саморегуляцию, круговорот веществ).

ОТКРЫТОСТЬ ЭКОСИСТЕМЫ - заключается в том, что экосистема может существовать только тогда, когда в нее будет осуществляться приток энергии извне! (открытость любой системы заключается в том, что она нуждается в притоке энергии и питательных веществ извне)

СУКЦЕССИЯ - это последовательная смена во времени одних экосистем другими на определенной территории в ходе их саморазвития. Например, на месте маленького озера может образоваться болото из-за постепенного обмеления и высыхания; на месте болота - луг; на месте леса - луг, на месте безжизненного вулканического острова через столетия может вырасти лес и т.д. В ходе сукцессии процессы всегда идут в направлении достижения равновесия в экосистеме - климакса!

КЛИМАКС - состояние в экосистеме, когда она без вмешательства извне находится в равновесии.

ПЕРВИЧНАЯ СУКЦЕССИЯ - процесс развития различных экосистем на безжизненных территориях (на песчаных дюнах, на вулканических островах, на месте скалистых гор). Эта сукцессия самая длительная, т.к. сначала требуется время для формирования почвы. Последовательность процессов:

На безжизненных местах поселяются «пионеры», первопоселенцы - сине-зеленые водоросли, лишайники. Отмирая, они образуют тонкий слой почвы, на которой могут поселяться сначала мхи. Затем, по мере увеличения почвенного слоя, могут вырасти травы, кустарники, деревья.

ВТОРИЧНАЯ СУКЦЕССИЯ - это развитие одной экосистемы на месте другой. Причины вторичных сукцессий: изменение климата (постепенное заболачивание местности из-за влажного климата), природные катаклизмы (землетрясения, наводнения, ураганы и т.д.), человеческая деятельность (вырубка лесов, загрязнение, вспашка земель, добыча полезных ископаемых и т.д.), нашествие вредителей или заболевания. Примечание: если в ходе вторичной сукцессии исчез почвенный слой (из-за эрозии почвы), процессы пойдут по типу первичной сукцессии.

АГРОЦЕНОЗЫ (агроэкосистемы, искусственные экосистемы) - экосистемы, созданные человеком (поля, сады, аквариум, огороды, пруды, лесопосадки, парки и т. д.) Признаки агроценозов: небольшое количество видов; короткие цепи питания; незамкнутый круговорот веществ (т.к. часть веществ выносится с урожаем и требует внесения удобрений в почву); неустойчивость; процессы регулируются человеком; кроме энергии солнца, используется энергия машин, труд человека и т.д.

ЗАПОВЕДНИКИ - особо охраняемые природные территории, на которых запрещены все виды хозяйственной деятельности человека. Разрешены только научные исследования, наблюдения.

ЗАКАЗНИКИ - это особо охраняемые природные территории, на которых в определенный период года разрешены некоторые виды хозяйственной деятельности человека, не наносящие сильного вреда.

БИОСФЕРА - это особая оболочка Земли, населенная живыми организмами. Границы биосферы определяются в атмосфере действием УФ - лучей (до озонового слоя, т.е. на высоте 20 -25 км), в гидросфере действием высокого давления и отсутствием света и недостатком кислорода (на глубине 11 км), в литосфере - высоким давлением и температурой, отсутствием кислорода (на глубине до 3 км). Учение о биосфере создал В.И.Вернадский, но термин «биосфера» ввел Э Зюсс (1873 г.).

НООСФЕРА («сфера разума») - новое состояние биосферы, когда ее существование зависит от разумной хозяйственной деятельности человека. Термин введен В.И.Вернадским.

БИОМАССА (живое вещество биосферы) - масса всех живых организмов. Различают биомассу суши, биомассу Мирового океана, биомассу растений, биомассу животных, биомассу почвы и т.д. Распределение биомассы различно: в биосфере преобладает биомасса суши, на суше преобладает биомасса растений (т.к.преобладает накопление биомассы в растениях), в Мировом океане преобладает биомасса животных (т.к. произведенная растениями (фитопланктоном и водорослями) органические вещества не накапливаются в них, а сразу же потребляются животными). От экватора к полюсам биомасса уменьшается.

ФУНКЦИИ ЖИВОГО ВЕЩЕСТВА - это функции живых организмов в масштабе всей планеты. Различают 5 основных биогеохимических функций:

1. Газовая - живые организмы благодаря процессам фотосинтеза и дыхания и азотобактерии за счет участия в круговороте азота поддерживают определенный состав атмосферы.
2. Концентрационная - живые организмы способны накапливать в себе определенные химические вещества. Благодаря этому на Земле образовались осадочные породы (мел, известь из известковых раковин моллюсков, простейших; кремнезем - из раковин радиолярий), железные и серные руды (результат жизнедеятельности серо- и железобактерий), торф (из отложений сфагнума), залежи каменного угля (из остатков древних папоротниковидных) и др. Например, в теле растений больше накапливается углерод, в животных - азот, кальций, фосфор.
3. Окислительно-восстановительная - благодаря обмену веществ в живых организмах одни вещества образуются (восстанавливаются), а другие распадаются (окисляются). Например, в ходе фотосинтеза углекислый газ восстанавливается до углеводов, а в ходе дыхания они окисляются до углекислого газа.
4. Деструкционная - живые организмы, участвуя в разрушении мертвой органики до неорганических веществ, способствуют образованию почвы и биологическому круговороту веществ в природе, а это является основой стабильного существования биосферы.
5. Биохимическая - в живых организмах постоянно происходят различные биохимические реакции.

БИОЛОГИЧЕСКИЙ КРУГОВОРОТ ВЕЩЕСТВ В БИОСФЕРЕ - это глобальные процессы превращения веществ в природе, происходящие в результате перемещения химических веществ по трофическим цепям. Этот процесс является основой стабильного существования биосферы, т.е. всего живого на Земле.

ЭРОЗИЯ ПОЧВЫ - процесс разрушения плодородного слоя почвы. Водная эрозия - вымывание, ветровая эрозия - выветривание плодородного слоя. Причины: отсутствие растений, неправильное орошение, неправильная вспашка и обработка почвы и т.д.

РЕЗИСТЕНТНОСТЬ - устойчивость организмов к чему-либо.

УРБАНИЗАЦИЯ -это рост и развитие городов, увеличение доли городского населения.

АГЛОМЕРАЦИЯ - скопление вокруг большого города близко расположенных населенных пунктов.

МЕГАПОЛИС - крупные городские агломерации с численностью более 1 млн. человек.(Бомбей, Каир, Нью Йорк, Токио, Шанхай, Москва, Пекин).

СЕЛИТЕБНАЯ ЗОНА (ЖИЛАЯ ЗОНА) - зона расположения жилых, административных зданий, объектов культуры, просвещения.

ДЕЗАКТИВАЦИЯ - удаление радиоактивного загрязнения с поверхности предметов, сооружений и т.д.

ЕМКОСТЬ СРЕДЫ - размер способности природного или природно-антропогенного окружения обеспечивать нормальную жизнедеятельность определенному числу организмов или сообществ без заметного нарушения самого окружения.

ИММИГРАЦИЯ - процесс естественного проникновения и расселения живых организмов в места, где ранее они не обитали.

ИНТРОДУКЦИЯ - процесс искусственного введения видов в места, где ранее они не обитали (например, североамериканская ондатра и норка в Сибири)

МЕЛИОРАЦИЯ - комплекс мер по улучшению водного и климатического режимов агроэкосистем. Различают гидромелиорацию (орошение, осушение), агролесомелиорацию (создание лесополос, закрепление оврагов, борьба с эрозией, оползнями и т.д.)

ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ - металл, плотностью более 8 тыс. кг/куб. м.(свинец, цинк, кадмий, кобальт, сурьма, олово, висмут, ртуть, медь, никель.)

ОЧИСТКА СТОЧНЫХ ВОД - устранение из сточных вод вредных примесей разными способами: механическим (отстаивание, осаждение, фильтрация, флотация), физико-химическим (коагуляция, нейтрализация, хлорирование, озонирование), биологичеким (биофильтрация, проведение через аэротенки).

ПНЕВМОКОНИОЗЫ - группа профессиональных заболеваний, обусловленных вдыханием запыленного воздуха (в легких возникают склеротические изменения): силикоз - при вдыхании кварца, песка, слюды; силикатоз - при вдыхании силикатной пыли (талька, каолина и др.); антракоз - при вдыхании угольной пыли, алюминоз - алюминиевой пыли; сидеросиликоз - железной и кварцевой пыли; антрасиликоз - угольной и кварцевой пыли.

ФУНГИЦИДЫ - химические вещества для борьбы с грибковыми заболеваниями культурных растений.

ИНСЕКТИЦИДЫ - химические вещества для борьбы с насекомыми.

ГЕРБИЦИДЫ - химические вещества для борьбы с сорняками.

ЭВТРОФИКАЦИЯ - «цветение» водоема из-за бурного размножения в нем водорослей в результате загрязнения минеральными удобрениями.

ЭРЕМОФИТЫ (псаммофиты) - растения пустынь

ЭРЕМОФИЛЫ - животные пустынь

РЕОФИТЫ - растения быстротекущих рек или прибойной полосы моря (часто имеют лентовидную форму).

ЭФЕМЕРОИДЫ - многолетние организмы с очень коротким периодом развития, большую часть года они проводят в состоянии покоя. Например, подснежники, некоторые насекомые (поденки).

ПАТИЕНТЫ - растения, побеждающие в борьбе за существование благодаря своей выносливости (своеобразные «верблюды» растительного мира)

ДЕФЛЯЦИЯ - процесс ветровой эрозии (выветривания плодородной части почвы)

НАУКИ И ИХ ОБЪЕКТ ИЗУЧЕНИЯ:

АУТЭКОЛОГИЯ (факториальная экология) - изучает экологию отдельных особей.

ДЕМЭКОЛОГИЯ - экология малых групп (популяций)

СИНЭКОЛОГИЯ (биоценология) - экология сообществ

ГЛОБАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ - экология всей планеты.

БИОСФЕРОЛОГИЯ - экология биосферы.

ГЕОЭКОЛОГИЯ - ландшафтная (географическая) экология.

СОЦИАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ - занимается вопросами экологического права, образования, культуры, медицинской экологии, экологического прогнозирования, производственной экологии, экологии города и др.

СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ ЭКОЛОГИЯ - экология различных групп организмов (грибов, растений, животных и др.)

ЭТОЛОГИЯ - наука, изучающая поведение животных.

АРАХНОЛОГИЯ - изучает пауков

АЛЬГОЛОГИЯ - изучает водоросли

БРИОЛОГИЯ - изучает мхи

ЛИХЕНОЛОГИЯ - изучает лишайники

МИКОЛОГИЯ - изучает грибы

ОРНИТОЛОГИЯ - изучает птиц

ПРОТОЗООЛОГИЯ - изучает простейших

ЭНТОМОЛОГИЯ - изучает насекомых

ФЕНОЛОГИЯ - наблюдение за сезонными изменениями в природе

ДЕНДРОЛОГИЯ - изучает деревья

ДЕМОГРАФИЯ - изучает изменение численности людей, поло-возрастной структуры в странах городах и т.д.

Информация взята из общедоступных источников