Історія розвитку екології та об'єкт дослідження

З м і с т

1. Тема 1. Вступ. Навколишнє середовище та НТП
   1.1. Вступ
   1.2. Довкілля та науково-технічний прогрес
   1.3. Історія розвитку екології та об'єкт дослідження
   1.4. Основні екологічні поняття та терміни
2. Тема 2. Біосфера
   2.1. Загальна характеристика та структура біосфери
   2.2. Еволюція біосфери. Роль живої речовини
   2.3. Екосистеми
   2.3.1. Процеси, що відбуваються в середині екосистем
   2.3.2. Харчові ланцюги
   2.3.3. Екологічні піраміди
3. Тема 3. Середовище і умови існування організмів. Популяції і угрупування
   3.1. Умови існування організмів
   3.2. Адаптація до абіотичних факторів середовища
   3.3. Динаміка популяцій
   3.4. Взаємодія популяцій в угрупуваннях
4. Тема 4. Природні і антропогенні фактори впливу на біосферу
   4.1. Класифікація та загальна характеристика джерел забруднення навколишнього середовища
   4.2. Природні фактори впливу на біосферу
   4.3. Антропогенний вплив на біосферу
   4.4. Створена глобальна екологічна ситуація
5. Тема 5. Захист навколишнього середовища від антропогенного забруднення і раціональне природокористування
   5.1. Класифікація методів захисту навколишнього середовища (НС)
   5.2. Організаційні методи захисту НС
   5.3. Характеристика активних методів
   5.4. Характеристика пасивних методів
6. Тема 6. Закінчення
   6.1. Екологія та управління якістю навколишнього середовища
   6.2. Міжнародна співпраця в області охорони природи

 

ТЕМА 1. ВСТУП. НАВКОЛИШНЄ СЕРЕДОВИЩЕ ТА НТП

Мета лекції: розглянути екологічні наслідки природоперетворювальної діяльності людини; структуру, основні поняття, принципи та основні проблеми сучасної екології, ознайомитися з основними екологічними законами,розвивати екологічне мислення,виховувати екологічну культуру.

План лекції.

1. Вступ.
2. Довкілля та науково-технічний прогрес.
3. Історія розвитку екології та об'єкт дослідження.
4. Основні екологічні поняття та терміни.

Вступ

Проблема взаємодії людського суспільства та природи стала однією з найважливіших проблем сучасності. Становище, яке складається у відносинах людини з природою, в багатьох випадках стає критичним: посилюється засуха, відбувається опустелювання великих територій, вичерпуються запаси води та корисних копалин, гостро відчувається нестача харчування у багатьох країнах, які розвиваються, погіршується стан грунту, водного та повітряного басейнів, ускладнюється боротьба з шкідниками сільськогосподарських культур. Антропогенні зміни до наступного часу зачепили практично усі екосистеми планети, газовий склад атмосфери, надходження сонячної радіації та енергетичний баланс Землі. Це визначає, що стрімкий індустріальний прогрес водночас з матеріальними благами та небаченим раніше комфортом, несе нарощування забруднення середовища, зруйнування природних комплексів, виснажування природних ресурсів.

У багатьох куточках світу вже перейдено кордон самозахисту природи, зруйнувалася її динамічна рівновага, діяльність людини вступила у суперечність з природою. Увага наукової та широкої світової спільноти прикута до найгостріших проблем екології, які є глобальними та потребують для свого вирішення об'єднання зусиль усього людства.

Удосконалення природокористування, екологічна обґрунтованість усієї господарської діяльності суспільства – величезна задача сучасності.

Довкілля та НТП.

Природа являє собою організм, який характеризується різноманітністю рухомих елементів, що його складають, які постійно змінюються. До основних складників навколишнього середовища відносять повітряне (атмосферу), водне (гідросферу) середовища, тваринний та рослинний світ, надра (грунт, корисні копалини), акустичне та кліматичне середовища.

ДОВКІЛЛЯ – середовище проживання та виробничої діяльності людини. Людина є частиною природи – вона підпорядкована її об'єктивним законам: біологічним, фізіко-хімічним та ін.; разом с тим вона активно впливає на її стан та розвиток.

Таким чином, ПРИРОДНЕ СЕРЕДОВИЩЕ – це складна система, в якій елементи, що її складають, знаходяться у визначеній рівновазі між собою.

Природа існувала задовго до виникнення людини, а з розвитком людського суспільства дія людини на оточуючий її світ значно збільшується й стає більш відчутною. Вплив на природу факторів природного характеру (землетрус, виверження вулкану тощо) у порівнянні з дією, яку справляє людина (антропогенні фактори), практично непорівнянні. Перші з них порівняно короткочасні та рідкі, а інші – діють постійно, довго й у деяких випадках можуть привести до катастрофічних наслідків.

Сучасні учення пояснюють всю складність та різноманітність взаємовідносин людини та навколишнього середовища. В основі їх знаходиться всезагальний зв'язок предметів та явищ, як одного з найбільш суттєвих якостей об'єктивного світу, який включає природу та суспільство, тобто все матеріальне та ідеальне (мислення). Такі зв'язки можуть бути різноманітними (фізичними, хімічними, біологічними, соціальними) і проявлятися у часі та просторі. При цьому кожен із них може взаємодіяти з іншими й у той же час бути частиною загальної взаємодії так, що при вивченні прояву одного конкретного зв'язку необхідно враховувати не тільки його роль та характер, а й співвідношення усіх зв'язків у загальній системі поданої взаємодії.

Наука, яка вивчає характер та різноманітність цих взаємозв'язків у природі та суспільстві, називається ЕКОЛОГІЄЮ.

Важливо визначити не тільки існуючу у природі взаємозалежність зв'язків предметів та явищ, але й необхідність збереження екологічної рівноваги, яка є наслідком господарської діяльності людини та суспільства в цілому. Така діяльність повинна проводитися у визначених, розумних, науково-обгрунтованих масштабах.

Суттєвим в епоху НТР є необхідність не тільки вивчити вказані вище зв'язки предметів та явищ довкілля, але й виявити оптимальний характер взаємодії людини та природи, який не породжує причин та згубних для усього людства наслідків порушення екологічної рівноваги на нашій планеті Земля. Це особливо важливо у епоху НТР, коли на сучасному етапі всеприскорюючого розвитку виробничих сил та масштабів промисловості при значній концентрації засобів виробництва у крупних промислових зонах та росту народонаселення земної кулі вже відбувається помітне порушення такої рівноваги.

Нова наука та технологія, досягнення медицини, засоби масової інформації докорінно змінили умови життя людей, зміцнили їхню віру у могутність науки.

Дуже часто ця віра переростає у самовпевненість та вседозволеність, наслідком чого є застосування неосвічених, нераціональних заходів природокористування та неприпустиме, недбале відношення до довкілля.

У теперішній час зростає роль тієї частини екологічної науки, яка покликана попередити згубні наслідки екологічної кризи, а саме: пізнання та раціональне використання методів та засобів природокористування; ефективне застосування захисних заходів, які на даному етапі виключають зовсім або суттєво послабляють негативну дію антропогенних факторів на довкілля.

Надзвичайно важливою задачею у теперішній час є також домогтися суттєвих якісних змін рівня екологічної свідомості та культури населення.

Історія розвитку екології та об'єкт дослідження.

Визначення предмета екології і його місце у системі наук не можна зрозуміти без короткого огляду його виникнення, розвитку та основних категорій.

Екологія – відносно молода наука. З'явилася вона ненабагато більше ста років тому. Як самостійна наука сформувалася до 1900 року. Термін "екологія" був уведений у літературу у 1866 році німецьким біологом-еволюціонистом Ернстом Геккелем.

Основи екології можна знайти у працях багатьох видатних учених минулого віку (Ж.-С.-Ламарк, О. Гумбольд, О.М.Северцов та ін.).

Але систематичні екологічні дослідження були розпочаті тільки на початку ХХ століття.

Ретроспективний погляд на становлення екології показує, що вже при перших спробах узагальнення досвіду зв'язку людини із природою багато природознавців у найрізніших аспектах звертали увагу на взаємовідносини організмів та вплив на них середовища.

Ідея неможливості існування організмів поза навколишнього середовища була чітко сформульована російським натуралістом К.Ф. Рульє (1851 р.) та французьким натуралістом І.Жофруа Сент Ілером. К.Ф. Рульє та його учень О.М.Северцов були першими екологами-біоценологами, що вже розуміли задачі біоценологічних досліджень.

Нажаль, їх праці не були зрозумілі сучасниками. Пройшло багато років, перш ніж праці, схожі на праці О.М.Северцова і В.В.Докучаєва привернули увагу вчених-екологів.

Науковою основою екології послужила еволюційна теорія розвитку Ч. Дарвіна, виходячи з якої організми вивчали у їх нерозривному зв'язку з довкіллям.

Розвитку екології сприяли праці К. Мьобіуса, який упровадив поняття БІОЦЕНОЗУ, С.А. Форбса (1887 р.), що запропонував для природного комплексу живих організмів та їх абіотичного оточування, на який дивився як на цілісну систему, спеціальний термін МІКРОКОСМ; К.Шретера, що запропонував розрізняти АУТЕКОЛОГІЮ (1896 р.) та СИНЕКОЛОГІЮ (1902 р.).

Велике значення для подальшого розвитку екології мали праці В.В.Докучаєва (1846-1903 рр.) та його учнів Г.Ф.МОРОЗОВА (1867-1920) та В.І. Вернадського (1863-1945), які дивилися на світ у функціональному взаємозв'язку та із системних позицій.

В Україні вчення Г.Ф.Морозова про лісні біоценози з успіхом продовжував П.С.Погрібняк (1900-1976). Великий внесок у розвиток закордонної екології зробив англійський еколог Ч. Елтон. Його книга "Екологія тварин" (1927 р., перше видання) була поштовхом до подальшого розвитку екології, стала основним теоретичним керівництвом та додержала своє значення і зараз, витримавши майже без змін безліч видань.

У середині 20-х років поширюються дослідження об'єднань видів – набуває розвитку синекологія, відкриваються закони динаміки популяцій.

У 1935 році англійський ботанік А.Г. Теслі впроваджує в екологію поняття ЕКОЛОГІЧНОЇ СИСТЕМИ (ЕКОСИСТЕМИ), яке охоплює природну єдність не тільки організмів, але й впливаючих на них фізичних факторів, які утворюють середовище БІОТИ, тобто місце перебування.

Видатна роль у формуванні сучасної вітчизняної екології належить Д.Н. Кошкарову, який, зокрема, визнаваючи розподіл екології на ауто - та синекологію, на відміну від багатьох інших учених, водночас вказував на нерозривний зв'язок цих двох напрямків. Зріст антропогенного впливу на біосферу, як глобальну екосистему, під час другої світової війни та після неї став поштовхом до подальшого розвитку екології.

З'являється ряд робіт (В.М.Сукачов, 1947; Ю. Одум, 1963; Р. Дажо, 1975; Н.В. Дитес, 1978; Р. Ріфлекс, 1979; В.П. Федоров, Т.Г. Гільманов, 1980; М.А. Голубець, 1982 та ін.), у яких викладені теоретичні засади та практичні задачі цієї науки.

Американський учений-еколог Ю. Одум визначає екологію, як науку про структуру та функції природи, причому людство розглядається, як частина природи.

Деякі автори розширюють коло наукових проблем, якими повинна займатися екологія, та охоплюють ними взаємодію суспільства із природою (Шварц, 1973). Цю проблему повинна вирішувати соціальна екологія.

ПРЕДМЕТОМ вивчення екології є умови та закономірності існування, формування та функціонування біологічних систем усіх рівнів – від окремого організму до біосфери в цілому, та їх взаємозв'язок із зовнішніми умовами, а також загальні закони розвитку екосистем різних ієрархічних рівнів.

Таким чином, хоча екологія відносно молода наукова дисципліна, у її розвитку розрізняють декілька фаз:

1. Вивчення середовища проживання окремих видів;
2. Вивчення екологічної системи;
3. Вивчення взаємовпливу екологічних систем;
4. Вивчення біосфери;
5. Вивчення людини у біосфері.

Розвиток екології почався з вивчення середовища, в якому проживають види, із вивченням їх відносин, симбіозу, відносин з іншими видами. Це перша фаза у розвитку екології. У 20-30 роки минулого століття набуває розвитку дослідження популяцій, з'являється поняття екосистеми як основної одиниці вивчення у екології.

У другій фазі розвитку екологія зосереджується на вивченні екосистем як функціональних природних об'єднань, що являють собою системи, які саморегулюються зі зворотними зв'язками, що включають товариства живих організмів – рослин, тварин та їх навколишнє середовище, у якому вони знаходяться у постійній взаємодії.

У третій фазі свого розвитку екологічні досліджування спрямовані на вивчення взаємодії екосистем, які усі разом складають єдине ціле – біосферу.

Вивчення біосфери – це четверта фаза розвитку екології.

Біосфера являє собою середовище проживання усіх живих організмів та людини й разом із тим являє єдність усіх екосистем на Землі, де вони усі зв'язані у єдину систему з єдиними законами.

У біосфері відбувається коловорот матерії крізь харчові ланцюги.

У п'ятій фазі свого розвитку екологія вивчає положення людини в біосфері, її зв'язки з екологічними системами та міри впливу.

У процесі природокористування людина змінює навколишнє природне середовище, причому ці зміни часто носять ненавмисно негативний характер і можуть мати негативні наслідки у найближчому та віддаленому майбутньому.

В орбіту людської діяльності утягується все більш поширюючийся спектр процесів, явищ та речовин природи, які до того ж використовуються з наростаючою інтенсивністю.

Особливо гостро проблема взаємодії людини та природи постала в останні 20 років, коли у результаті НТР масштаби господарської діяльності людського суспільства стали порівняні за впливом із процесами, які проходять у самій природі.

Хоча в основі всіх сучасних напрямків екології лежать фундаментальні ідеї біоекології, як біологічної науки про відношення живих організмів із довкіллям, сьогодні екологія вже вийшла за її межі, зформувавшись у нову інтегральну науку, яка пов'язує фізичні та біологічні явища та утворює міст між природними та суспільними науками, яка складається з ряду наукових галузей та дисциплін, інколи далеких від розуміння екології як біологічної науки: екологія глобальна, екологія загальна, екологія промислова (інженерна), екологія людини, біоекологія, екологія космічна, динамічна екологія та ін.

Предметом вивчення загальної екології є структура та загальні закони функціонування екосистем (природних та антропогенних) усіх ієрархічних рівнів, незалежно від їх розміру та розміщення.

Поняття екосистеми може включати і техногенні утворення, наприклад, екосистема селища, міста, промислового комплексу, космічного корабля і т.д.

Промислова (інженерна) екологія займається вивченням проблем впливу промислового виробництва на довкілля.