Актуальность вопроса

ВВЕДЕНИЕ

Тексты лекций

ОБЩАЯ ЭКОЛОГИЯ

В.И.Иванов

Санкт-Петербург

Одобрено и рекомендовано к изданию

Учебно – методическим советом Университета

Ш 87(03)

Иванов В. И. Общая экология: Тексты лекций / Университет ГА. С.-Петербург, 2010

Издаются в соответствии с программой дисциплины «Экология».

Представлены материалы общего научного характера и описания экологического состояния отдельных регионов России.

Предназначены для студентов всех факультетов всех специализаций при изучении общей и промышленной экологии.

Ил.5, табл.15, библ.7 назв.

Рецензенты:

М. Л. Асатуров, докт. геогр. наук проф.

О. В. Кузьмицкая, канд. геол.-минер. наук доц.

ã Университет гражданской авиации,

В Университете гражданской авиации дисциплина «Общая экология» читается с 1998 года как общеобразовательный предмет. Однако следует отметить, что вопросы влияния авиации на окружающую среду под различными названиями освещались в 8 – 10-часовых курсах лекций начиная с 1976 года. Лекционный материал разделен на две части: «Общая экология» и «Экологические проблемы загрязнения природной среды под воздействием человеческой деятельности».

В первой части рассматриваются вопросы общей экологии, а именно уровни биологической организации организмов в различных средах (воздух, вода, почва и др.), системы организмов и биота нашей планеты, основные экологические факторы и их классификация, а также другие проблемные вопросы экологии как науки.

Во второй части освещены вопросы влияния человеческой деятельности на окружающую среду (воздействие промышленности, сельского хозяйства, различных видов транспорта и др.). Уделяется внимание и проблемным вопросам, связанным с изменениями климатического режима и возможными нарушениями экологического равновесия на планете Земля. Последнее очень важно, поскольку независимо от человеческой деятельности, а, например, в результате изменения активности Солнца исчезали и исчезают многие виды живых организмов.

Двадцатое столетие характеризуется интенсивным ростом населения Земли, развитием урбанизации. Появились города-гиганты с населением более 10 миллионов человек. Развитие промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского хозяйства привели к тому, что антропогенное воздействие на окружающую среду приняло глобальный характер.

Повышение эффективности мер по охране окружающей среды связано прежде всего с широким внедрением ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологических процессов, уменьшением загрязнения воздушной среды, почв и водоемов. Охрана окружающей среды представляет собой многогранную проблему, решением которой занимаются инженерно-технические работники практически всех специальностей, связанных с хозяйственной деятельностью в населенных пунктах и на промышленных предприятиях, являющихся источником загрязнения в основном воздушной, водной и почвенной сред.

Цель государственной экологической политики РФ в области охраны природы - формирование экологически ориентированной экономики, характеризующейся минимально-негативным воздействием на окружающую среду, малой ресурсоемкостью и высокой энергоэффективностью.

Об этом говорится в материалах Программы социально-экономического развития РФ, утвержденной распоряжением премьер-министра РФ Михаила Фрадкова 19 января 2006 года. Как отмечается в материалах, меры государственного регулирования будут осуществляться с участием бизнеса в рамках реализации природоохранных программ и проведения сертификации по экологическим требованиям, экологического аудита и рейтингов.

В перспективе ужесточение экологических требований и усиление ответственности за нарушение природоохранного законодательства РФ приведет к росту экологических издержек в реальном секторе экономики, что будет компенсировано ускорением технической модернизации производств, стимулированием инноваций, существенным повышением конкурентоспособности бизнеса и российской экономики в целом.

Кроме того, модернизация системы природоохранного регулирования будет способствовать реализации конкурентных преимуществ РФ как одного из ведущих поставщиков глобальных экологических услуг и создаст необходимые предпосылки для получения дополнительных преимуществ при исполнении международных конвенций и соглашений, направленных на достижение глобального экологического эффекта. В связи с этим потребуется внесение изменений в законодательство РФ об охране окружающей среды, а также оптимизация системы государственного управления в природоохранной сфере.

Газообразный озон, открытый в середине прошлого века, долгое время привлекал внимание ученых лишь своими уникальными химическими и физическими свойствами. Интерес к озону существенно возрос после того, как выяснились его распространенность в земной атмосфере и та особая роль, которую он играет в защите всего живого от воздействия опасного ультра- фиолетового излучения. Особенно активно атмосферный озон стал изучаться в конце прошлого столетия, в результате чего было высказано несколько предположений об изменении концентрации последнего в связи с полетами воздушных судов. В начале 70-х годов появились гипотеза о том, что к 80-м годам полеты стратосферной авиации «съедят» слой озона, также гипотеза о периодическом формировании «озоновых дыр» над полюсами Земли.

Предположение о возможном разрушении стратосферного озона окислами азота, содержащимися в выхлопных газах сверхзвуковых самолетов и ракет, вулканических извержениях и азотных удобрениях, которые выносятся в нижнюю стратосферу вертикальными воздушными потоками, очень проблематичны. Однако сам факт того, что озоновый слой задерживает активное космическое и солнечное излучения, очевиден, и его разрушение может привести к целому ряду негативных последствий для растений, животных и человека.

Термин «экология» (от греческого oikos – дом, родина и logos - учение) впервые введен в 1866 году немецким биологом, профессором Йенского университета Э. Геккелем (1834-1919). Экология - это наука, изучающая взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой. Часто встречается перевод термина «экология» как учение о доме, жилище. Это не точно. Древние греки понимали этот термин значительно шире. Эксом они называли любое место пребывания человека: и хороший пляж, где люди собирались для купания, и горное пастбище, где пастухи пасли овец.

В середине ХХ века экологию стали понимать как науку об экосистемах и биосфере. Начало такого понимания положили работы В.И. Вернадского, В.В. Докучаева, Ю.П. Одума, А.Дж. Тенсли, Н.В. Тимофеева – Ресовского и других известных ученых. В результате стало ясно, что современная биосфера - среда обитания всех живых организмов, является продуктом их жизнедеятельности: неустанного воспроизведения, обмена веществ (метаболизма) и посмертного разложения мириад живых существ. Почвенная, водная, наземная, воздушная среды жизни есть результат постоянного взаимодействия и взаимопроникновения живого и неживого веществ. Ни один вид живых организмов не может существовать среди себе подобных. Жизнь возможна только в сообществах (биоценозах) и в строго определенной совокупности условий, характеризующей место их обитания (биотоп). Единство биотопа и биоценоза – основная концепция современной экологии, экосистемы.

Экосистемы и биосфера в целом являются высшим уровнем организации живого на планете Земля. Они, как и любая живая система, способны к саморегуляции, т.е. к самосохранению, поддержанию своего видового состава и воспроизведению связей между отдельными видами. Такое понятие об устойчивости экосистем и их экологическом равновесии (гомеостазе) – одно из основополагающих понятий современной экологии.

Биосфера и отдельные экосистемы могут переносить значительные антропогенные (от греч. antropos – человек и genesis – происхождение) нагрузки благодаря возможности саморегуляции, самоочищения и самовосстановления. Однако эти свойства имеют естественные пределы, которые называют емкостью экосистем.

Изначально экология развивалась как составная часть биологической науки в тесной связи с другими естественными науками – химией, физикой, геологией, географией, почвоведением, математикой, метеорологией и др.

Предметом экологии является совокупность или структура связей между организмом и средой обитания. Главный объект изучения в экологии – экосистемы, т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания. Кроме того, в область ее компетенции входит изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций, т.е. совокупностей особей одного вида (популяционно- видовой уровень) и биосферы в целом (биосферный уровень).

Основной, традиционной, частью экологии как биологической науки является общая экология, которая изучает общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды, включая человека как биологическое существо.

В составе общей экологии выделяют следующие основные направления:

- аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельного организма (вида, особи) с окружающей средой;

- демэкологию (популяционную экологию), в задачу которой входит изучение структуры и динамики популяций отдельных видов. Ее рассматривают и как специальный раздел аутэкологии;

- синэкологию (биоценологию), изучающую взаимоотношение популяций, сообществ и экосистем со средой.

Главным для перечисленных направлений является изучение выживания живых существ в окружающей среде, т. е. рассматриваются вопросы преимущественно биологического свойства - изучение закономерностей адаптации организмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляции, устойчивости экосистем и биосферы и т.д.

В изложенном понимании общую экологию нередко называют биоэкологией, когда хотят подчеркнуть ее биоцентричность.

С точки зрения фактора времени экология дифференцируется на историческую и эволюционную.

Кроме того, экология классифицируется по конкретным объектам и средам исследования, т.е. различают экологию животных, экологию растений и экологию микроорганизмов.

В последнее время роль и значение биосферы как объекта экологического анализа непрерывно возрастают. Особенно большое значение в современной экологии уделяется проблемам взаимодействия человека с окружающей природной средой. Выдвижение на первый план этих разделов в экологической науке связано с резким усилением взаимного отрицательного влияния человека и среды, возросшей ролью экономических, социальных и нравственных аспектов, резко негативными последствиями научно – технического прогресса.

Таким образом, современная экология не ограничивается только рамками биологии как науки, трактующей отношения главным образом животных и растений, она превращается в междисциплинарную науку, изучающую сложнейшие проблемы взаимодействия человека с окружающей средой. Актуальность и многогранность этой проблемы, вызванной обострением экологической обстановки в масштабах всей планеты, привели к «экологизации» многих естественных, технических и гуманитарных наук.

Например, на стыке экологии с другими отраслями знаний продолжается развитие таких новых направлений, как инженерная экология, геоэкология, математическая экология, промышленная экология, сельскохозяйственная экология, космическая экология и т.д.

Соответственно более широкое толкование получил и сам термин «экология», а экологический подход при изучении взаимодействия человеческого общества и природы был принят основополагающим.

Экологическими проблемами Земли как планеты занимается интенсивно развивающаяся глобальная экология, основным объектом изучения которой является биосфера как глобальная экосистема. В настоящее время появились и такие специальные дисциплины, как социальная экология, изучающая взаимоотношения в системе «человеческое общество – природа», и ее часть - экология человека (антропоэкология), где рассматривается взаимодействие человека как биосоциального существа с окружающим миром.

Современная экология тесно связана с политикой, экономикой, правом (включая международное право), психологией и педагогикой, так как только в

союзе с ними возможно преодолеть технократический образ мышления, свойственный ХХI веку, и выработать новый тип экологического сознания, коренным образом меняющий поведение людей по отношению к природе.

С научно-практической точки зрения вполне обоснованно деление экологии на теоретическую и прикладную.

Теоретическая экология вскрывает общие закономерности организации жизни.

Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы человеком, способы предотвращения этого процесса и разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов. Научную основу прикладной экологии составляет система общеэкологических законов, правил и принципов.

Исходя из приведенных понятий и направлений следует, что задачи экологии весьма многообразны.

В общетеоретическом плане к ним относятся:

- разработка общей теории устойчивости экологических систем;

- изучение экологических механизмов адаптации к среде;

- изучение регуляции численности популяций;

- изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания;

- исследование продукционных процессов;

- исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;

- моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Основные прикладные задачи, которые экология должна решать в настоящее время, следующие:

-прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека;

- улучшение качества окружающей природной среды;

-сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов;

-оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и иных решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически наиболее неблагополучных районах.

Стратегической задачей экологии считается развитие теории взаимодействия природы и общества на основе нового взгляда, рассматривающего человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.

Таким образом, экология становится одной из важнейших наук будущего и «возможно, само существование человека на нашей планете будет зависеть от ее прогресса» (Ф. Дре, 1976).

Дата добавления: 2014-01-04