Что является предметом изучения экологии

Предмет и задачи экологии.

Экология – это наука о взаимоотношениях живых организмов между собой и окружающей их средой.

Как наука, экология возникла во второй половине 19 века, долгое время развивалась и во второй половине 20 века приобрела современные черты, очертила цели, задачи, основные принципы и положения.

Любая наука (и экология в том числе) обладает следующими обязательными признаками. Если они имеются, то можно говорить о существовании науки:

1. Цели и задачи.
2. Собственный объект и предмет исследования.
3. Систему методов исследования
4. Набор основополагающих теоретических представлений.

Цели и задачи экологии

Целью экологии является выяснение путей, с помощью которых вид сохраняется в постоянно меняющихся условиях среды . Сохранение и процветание вида заключается в поддержании оптимальной численности его популяции. Она достигается посредством наличия оптимальных связей с окружающей средой. Из окружающей среды в организмы поступает вещество, необходимое для строительства их тела, энергия, используемая для функционирования вида, выработки приспособлений, позволяющих ему комфортно существовать в условиях внешней среды. Из организмов во внешнюю среду поступают продукты жизнедеятельности и отмершие организмы, которые ей (внешней средой) утилизируются. Нарушение хотя бы одного из этих процессов ведёт к вымиранию вида, поэтому целью экологии и является изучение всех процессов, всех связей всех компонентов природных систем, позволяющих виду существовать в соотвествующей внешней среде. Цель эта весьма обширна, поэтому для её достижения решается ряд более конкретных задач:

1. Изучение механизмов адаптации организма к среде,
2. Исследование регуляции численности популяций,
3. Познание биологического разнообразия и механизмов его поддержания,
4. Исследование продукционных процессов,
5. Изучение протекающих в биосфере процессов с целью поддержания ее устойчивости,
6. Разработка общей теории устойчивости экосистем,
7. Моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Объект и предмет исследования экологии

Главным объектом исследования экологии являются 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 (популяционный уровень) и биосферы в целом (биосферный уровень). Это не противоречит сказанному, что объектом являются экосистемы, так как популяции и организмы изучаются не сами по себе, а как части экосистем, занимающие в них определённую нишу. Биосфера также является экосистемой глобального уровня. Так что можно повторить, что объектом исследования экологии является экосистема. Экосистема представляет собой любую взаимодействующую совокупность живых организмов и неживых компонентов природы на определённой территории. От отдельной лужи, кочки на болоте, до материка, природной зоны, биосферы в целом. То есть можно сказать, что вся наша биосфера состоит из бесчисленного множества экосистем различного размера, причём более мелкие экосистемы, входят в состав более крупных, те, в свою очередь, ещё более крупных и так далее.

Предметом исследования экологии является совокупность или структура связей между организмами и средой, а также между самими организмами.

Экология (от греч. "ойкос"  дом, жилище и "логос"  учение)  наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. Изначально экология развивалась как составная часть биологии, в тесной связи с другими естественными науками  химией, физикой, геологией, географией, а также математикой. Предметом изучения в экологии является совокупность и структура связей между организмами и средой. Главный объект изучения в экологии  экосистемы , т.е. единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой их обитания. В область компетенции экологии входит также изучение отдельных видов организмов (организменный уровень), их популяций , т.е. совокупностей особей одного вида (популяционно-видовой уровень) и биосферы в целом (биосферный уровень).

Традиционной частью экологии является общая экология , изучающая общие закономерности взаимоотношений любых живых организмов и среды (включая человека как биологический вид). В составе общей экологии выделяют следующие основные разделы:

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

Популяционную экологию (демэкологию), изучающую структуру и динамику популяций отдельных видов;

Синэкологию (биоценологию), изучающую взаимоотношения популяций, сообществ и экосистем со средой.

Для всех этих направлений главным является изучение выживания живых существ в окружающей среде , т.е. закономерностей адаптации организмов и их сообществ к окружающей среде, саморегуляции, устойчивости экосистем и биосферы и т.д. В таком понимании общую экологию нередко называют биоэкологией .

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

Большое значение в современной экологии уделяется проблемам взаимодействия человека с окружающей природной средой. Это связано с резким усилением взаимного отрицательного влияния человека и среды, возросшей ролью экономических, социальных и нравственных аспектов, в связи с негативными последствиями научно-технического прогресса.

Таким образом, современная экология не ограничивается только рамками биологической науки, она представляет собой междисциплинарную науку, опирающуюся на все естественные науки, а также и на науки социально-экономического цикла. На стыке экологии с другими отраслями знаний развиваются такие новые направления, как инженерная экология , геоэкология , математическая экология и др.

Экологическими проблемами Земли как планеты занимается интенсивно развивающаяся глобальная экология , основным объектом изучения которой является биосфера как глобальная экосистема. Развиваются и такие специальные дисциплины, как социальная экология , изучающая взаимоотношения в системе "человеческое общество-природа" и экология человека (антропоэкология), в которой рассматривается взаимодействие человека как биосоциального существа с окружающим миром.

К задачам экологии относятся:

Разработка общей теории устойчивости экосистем;

Изучение экологических механизмов адаптации к среде;

Исследование регуляции численности популяций;

Изучение биоразнообразия и механизмов его поддержания;

Исследование продукционных процессов;

Исследование процессов, протекающих в биосфере, с целью поддержания ее устойчивости;

Моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

Основными прикладными задачами, решаемыми экологией, являются:

Прогнозирование и оценка возможных отрицательных последствий для окружающей природной среды под влиянием деятельности человека;

Улучшение качества окружающей природной среды;

Сохранение и воспроизводство природных ресурсов, рациональное природопользование;

Оптимизация инженерных, экономических, организационно-правовых, социальных и других решений для обеспечения экологически безопасного устойчивого развития, в первую очередь в экологически неблагополучных регионах.

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

Экология как совокупность знаний, определяющих взаимоотношения живого с окружающей его органической и неорганической средой, восходит к далекому прошлому. Существенно экологический подход к изучению биосистем появляется в XVIII веке в работах российского ученого С. П. Крашенинникова, французского биолога Ж. Бюффона, шведского естествоиспытателя К. Линнея и др. В этот же период Ж. Б. Ламарк и Т. Мальтус впервые предупреждают человечество о возможных негативных последствиях воздействия человека на природу.

Во второй половине XIX века экология оформилась как самостоятельная область знаний. К этому периоду относятся работы российского ученого В. В. Докучаева, которого известный современный американский эколог Ю. Одум считает одним из основоположников экологии. В конце 70-х гг. XIX века немецкий гидробиолог К. Мебиус вводит важнейшее понятие о биоценозе как о закономерном сочетании организмов в определенных условиях среды.

Существенный вклад в развитие основ экологии внес Ч. Дарвин, осознавший основные факторы эволюции живых организмов. То, что Дарвин называл "борьбой за существование", с позиций экологии можно трактовать как взаимоотношения живых организмов с абиотической (внешней) средой и с биотической (между собой) средой. Название "экология" берет свое начало в работах немецкого биолога-эволюциониста Э. Геккеля. В своем труде "Всеобщая морфология организмов" он писал: "Под экологией мы понимаем сумму знаний, относящихся к экономике природы: изучение всей совокупности взаимоотношений животного с окружающей его средой, как органической, так и неорганической, и, прежде всего  его дружественных или враждебных отношений с теми животными и растениями, с которыми он прямо или косвенно вступает в контакт. Одним словом, экология  это изучение всех сложных взаимоотношений, которые Дарвин назвал "условиями, порождающими борьбу за существование".

Как самостоятельная наука экология окончательно сформировалась в начале XX века, в частности, в работах американского ученого Ч. Адамса и российского  В. И. Вернадского, создавшего учение о биосфере.

В 30-е и 40-е гг. XX века экология поднялась на более высокую ступень развития в работах А. Тенсли, сформулировавшего понятие об экосистеме, и В. Н. Сукачева, обосновавшего близкое этому понятие о биогеоценозе. Во второй половине XX века экология окончательно сформировалась как комплексная наука, включающая в себя науки об охране природной и окружающей человека среды.

Изучение закономерностей геосферы, поиск и раскрытие связей между природой и человеком, а также конструирование оптимальной модели этого взаимодействия - вот чем занимается наука экология. Предмет и и методы исследований - какие они? Об этом пойдет речь далее.

Что такое экология?

Это наука, от которой, по сути, зависит будущее всего человеческого общества. В XXI столетии кризис во взаимоотношениях между человеком и окружающей средой обострился до предела, поэтому главные цели и задачи экологии кроются в поиске путей разрешения этого конфликта.

Название дисциплины происходит от двух грецких слов: "ойкос" - "дом, жилище", и "логос" - "учение". В 1866 году впервые упоминается наука "экология", предмет и задачи которой касаются особенностей взаимодействия общностей живых организмов между собой, а также с окружающей средой. Этот термин ввел в обиход немецкий ученый на страницах книги "Общая морфология организмов".

В широком понимании предмет изучения экологии кроется во взаимоотношениях организмов и окружающего их мира, а также в исследовании структуры и организации экосистем и популяций, выделении механизмов поддерживания их стойкости в пространственно-временном поле.

Суть экологии XXI-го века

Лишь в конце XIX века сформировалась наука экология. Предмет и задачи её в те времена сводились к изучению взаимосвязей живых организмов с внешней средой их обитания. По сути, таковой она оставалась до середины ХХ века, сохраняя черты чисто биологической дисциплины.

Ближе к концу прошлого столетия экология начинает превращаться в одну из первых синтетических (междисциплинарных) наук. В наши дни она сохранила свое греческое название. Правда оно, в сущности своей, уже не совсем точно отображает основные задачи экологии.

Современная экология XXI века - это наука о стратегиях сохранения и стабильного развития жизни на Земле в целом. Таково главное призвание этой дисциплины, соединившей в себе теоретические и практические черты.

Экология: предмет и задачи экологии

Едва ли не основным в методологическом аппарате любой науки выступает её предмет и комплекс задач. "Познание экономики природы," - такой представлялась Эрнсту Геккелю экология. Предмет и задачи экологии - какие они? Попробуем разобраться в этом вопросе.

Для ответа на него нужно опираться на известный в науке принцип системности. Он предусматривает понимание как единых, целостных систем. Исходя из принципа системности, объектом изучения экологии является экосистема (вернее, экосистемы разных рангов).

Экология в своем развитии призвана отвечать на два основополагающих вопроса:

1. Какова структура экосистемы.
2. Как функционирует и развивается экосистема.

Соответственно, вся экология делится на два больших раздела: на структурную и динамическую. Причем обе они находятся в теснейшем взаимодействии.

Исходя из общенаучного принципа системности, можно также очертить предмет изучения этой науки: это исследование структуры, особенностей, а также закономерностей функционирования экосистем разного уровня.

Какие же задачи ставит перед собой наука экология? Из них можно выделить следующие:

1. Общее и комплексное изучение биосферы и её развития под влиянием разных факторов.
2. Прогнозирование динамики состояния экосистем в пространственно-временном поле.
3. Разработка путей оптимизации взаимоотношений между природой и человеком с целью улучшения качества жизни на планете в целом.

Место экологии в общенаучной системе знаний

Современная экология соединяет в себе элементы естественных, гуманитарных, точных и Биология, география, медицина, экономика, психология, социология и рациональное природопользование - с этими и некоторыми другими дисциплинами она пребывает в теснейшем взаимодействии.

Кроме того, на стыке экологии с другими близкими ей науками сформировались совершенно новые и интересные дисциплины. Среди таких - биоэкология, геоэкология, инженерная экология, ноосферология и тому подобные.

Структура современной экологической науки

На сегодняшний день известно более 100 направлений в экологической науке, каждое из которых занимается своей узкой проблематикой. Существует несколько классификаций экологии, каждая из которых построена по своим принципам. Наиболее детальной и обоснованной является структура, предложенная ученым М. Реймерсом.

Он предлагает разделять экологическую науку на два крупных блока:

1. Теоретическая экология.
2. Прикладная экология.

Первая включает в себя биоэкологию со всеми её многочисленными подразделениями, а также рекреацию. В блок прикладной экологии входит геоэкология, социоэкология, биосферология и инженерная экология со своими ответвлениями.

Весьма важное место в прикладном блоке занимает инженерная экология - наука о факторах и критериях Её также часто называют техноэкологией. Она включает в себя множество дисциплин: экология энергетики, экология транспорта и коммуникаций, экология сельского хозяйства, космическая экология, экологическая экспертиза и другие.

Стоит отметить, что каждая из вышеперечисленных дисциплин призвана решать свой круг проблем и задач. При этом все они используют наработки и достижения других экологических дисциплин.

Задачи и методы экологии

Для решения комплекса своих задач экологическая наука использует широкий набор различных методов. Их можно представить тремя основными группами:

1. Методы для сбора информации о состоянии и функционировании экосистем.
2. Методы обработки полученной информации.
3. Методы интерпретации полученных материалов и результатов.

Самые популярные методы, используемые в экологии сегодня: стационарного наблюдения и эксперимента, математические, картографические, а также метод моделирования. Особенно популярно сегодня построение математических моделей. Для этого на основе добытых "в поле" эмпирических фактов и материалов строится абстрактная модель экосистемы (с помощью специальных символов). Потом, изменяя значения некоторых параметров, можно легко наблюдать за тем, как будет вести себя (изменяться) система.

В заключение...

Почти полтора столетия назад возникла наука, от успешного развития которой сегодня зависит будущее всего человечества. Имя этой науки - экология. Предмет и задачи экологии сводятся к изучению особенностей и закономерностей функционирования экосистем, на основе чего разрабатываются стратегии стабильного развития жизни на нашей планете. Современному человеку не надо доказывать необходимость существования этой науки.

Предметом экологии является совокупность связей между организмами и средой, рождаемость, смертность, внутривидовые отношения, потоки энергии, круговорот веществ. Главный объект изучения в экологии- экосистемы (единые природные комплексы, образованные живыми организмами и средой обитания).

Задачи экологии весьма многообразны. Их условно можно разделить на теоретические и прикладные.

К теоретическим задачам относятся:

1. Разработка общей теории устойчивости экологических систем.

2. Изучение экологических механизмов адаптации к среде.

3. Исследование регуляции численности популяции.

4. Изучение биологического разнообразия и механизмов его поддержания.

5. Исследование продукционных процессов.

6. Исследование процессов, протекающих в биосфере с целью поддержания ее устойчивости.

7. Моделирование состояния экосистем и глобальных биосферных процессов.

К прикладным задачам относят следующее:

1. Прогнозирование и оценка отрицательных последствий в окружающей природной среде под влиянием деятельности человека.

2. Улучшения качества окружающей природной среды.

3. Сохранение, воспроизводство и рациональное использование природных ресурсов.

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

Основные разделы экологии.

Структура экологии рассматривается с различных точек зрения, и единой системы пока не существует. Теоретической основой экологии является общая экология, которая включает ряд разделов:

1. Аутэкология (от греч. autos - сам) - раздел экологии, изучающий взаимоотношения организма с внешней средой, в основе которых лежат его морфофизиологические реакции на воздействия среды. С изучения этих реакций начинается любое экологическое исследование.

2. Демэкология (от греч. demos - народ) или популяционная экология изучает естественные группировки особей одного вида, то есть популяции - элементарные надорганизменные макросистемы. Важнейшая задача демэкологии - выяснение условий формирования популяции, а также внутрипопуляционных группировок и их взаимоотношений, структуры, динамики численности популяции.

3. Эйдэкология (от греческого eidos - образ, вид) , или экология ви­дов, - наименее разработанный раздел современной экологии. Вид как уровень организации живой природы, как надорганизменная био­логическая макросистема только начинает становиться объектом эко­логических исследований. В экологической науке в основе интегра­ции живых организмов в системы традиционно лежит следующая схе­ма: особь (организм) - популяция - биогеоценоз (экосистема) - биосфера. Вид в этой схеме не нашел отражения. Таким образом, любая новая особь (организм) и популяция как представители конкретного вида одновре­менно входят в состав определенного биоценоза, то есть как бы име­ют двойное подчинение. Эту вторую систему интеграции живой при­роды можно представить следующей схемой: особь - популяция - вид - биосфера.

4. Синэкология (от греч. syn - вместе) , или экология сообществ (биоцено- логия), изучает ассоциации популяций разных видов расте­ний, животных и микроорганизмов, образующих биоценозы, их фор­мирование и развитие, структуру, динамику, взаимодействия с физи­ко-химическими факторами среды, энергетику, продуктивность и дру­гие особенности. Базируясь на аут-, дем- и эйдэкологии, синэкология приобретает собственный четко выраженный характер. Синэкологические исследования направлены на изучение взаимоотношений популяций, сообществ и экосистем со средой.

Между разделами и направлениями экологии существуют тесная взаимосвязь.

С точки зрения объектов исследования экологию делят на экологию растений , животных, микроорганизмов, человека и т. д. Разделение это искусственное. Искусственный разрыв между этими науками сохраняется и в настоящее время, однако предпринимаются попытки к их объединению.

Современная наука не ограничивается только рамками биологической дисциплины. Актуальность и многогранность возникшей проблемы, вызванной обострением экологической обстановки привела к экологизации многих естественных, технических и гуманитарных наук. На стыке экологии с другими отраслями продолжается развитие новых направлений: инженерная экология, геоэкология, математическая, сельскохозяйственная, космическая и т. д.

Т.о. экология связана с биологическими науками, с небиологическими науками, социальными.

Методы экологии

1. полевые исследования.
2. камеральная обработка (с помощью аппаратуры)
3. математические методы (статистические)

4. моделирование (Пример: не учли местные особенности речного стока рек Амударьи и Сырдарьи, не смоделировали ситуацию, в итоге существует проблема Аральского моря);

5. прогнозирование (так известно, что мировых запасов Земли осталось [при сохранении нынешних темпов использования ресурсов]: нефть, газ - 85-80 лет; каменный уголь ­­­­­­- 140 лет; медь - 64 года; серебра - 29 лет; редкоземельные металлы - 45-60 лет; железная руда).

Предмет, цель и задачи экологии

Что такое экология? Термин «экология» возник сравнительно недавно, но свой вклад в эту науку внесли еще ученые древности - Аристотель, Гиппократ, Эпикур и др. Известен, например, постулат Эпикура, в котором говорится: «...нельзя насиловать природу, следует повиноваться ей, необходимые желания исполняя, а также естественные, если они не вредят. А вредные - сурово подавляя ». (Интересно сравнить с известным у нас - через два тысячелетия - тезисом: «Нам нельзя ждать милостей от природы! Взять их у нее - наша задача»).

Понятие экология ввел в 1866 году немецкий зоолог Эрнст Геккель. Слово «экология » образовано из двух греческих слов: («ойкос » - дом, жилище, убежище и «логос » - учение), т. е. наука о доме, обители человека, но в особом применении этих слов.

Геккель определил экологию как общую науку о взаимоотношениях живых организмов с окружающей средой, в которую входят все условия их существования. В дальнейшем это определение значительно расширилось.

Сегодня слово "экология" для многих означает "общность человека и окружающей среды". В современном понимании экология - это наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой (ОС). Под окружающей средой понимается практически вся Вселенная. Очень часто термин ОС заменяют словом «природа».

Под живыми организмами понимается не только человек, но и все остальные живые представители природы: животные, растения, простейшие организмы.

Экология приобрела практический интерес еще на заре развития человечества. В примитивном обществе каждый индивидуум для того, чтобы выжить, должен был иметь определенные знания об окружающей его среде, о силах природы, растениях и животных. Можно утверждать, что цивилизация возникла тогда, когда человек научился использовать огонь и другие средства и орудия, позволяющие ему изменять среду обитания. Для современной экологии чрезвычайно важен вопрос о закономерностях изменений этих организмов и их сообществ под воздействием самой природы и человека.

Предметом (объектом) исследования экологии являются биологические экосистемы (популяции, биоценозы), размещенные выше уровня организмов и их динамика во времени и пространстве.

Природные условия жизни организмов - климат и природные ресурсы, определяют структуру, количественный и качественный состав биологических сообществ. Эта структура значительно богаче на берегу и в толще воды теплого южного моря, чем на берегу холодного северного моря или в безводной пустыне. К природным ресурсам относятся земля, вода, растения, животные, полезные ископаемые и другое, что составляет основу жизни и саму жизнь.

Взаимоотношения живых организмов и их сообществ между собой и со средой обитания. Человек бесцеремонно стал входить в любую среду обитания: он вырубает леса, распахивает землю, возводит плотины на реках, строит заводы. Подобная его деятельность резко изменяет природные условия жизни других обитателей планеты и загрязняет окружающую среду. Это пагубно влияет на все живые организмы, в том числе и на самого человека.

Основной целью изучения дисциплины "Экология и охрана окружающей среды" (ЭКОС) является познание закономерностей взаимодействия общества с окружающих естественной средой для обеспечения конструктивного природопользования; формирования умений и навыков экологической ориентации, эффективного внедрения природоохранных мероприятий.

Основными задачам курса ЭКОС являются:

1. формирование экологического мировоззрения;
2. обретение умений и навыков эффективного внедрения природоохранных мероприятий;
3. усвоение основных закономерностей взаимодействия человека, общества и природы посредством обретения эколого-экономических знаний.

Понятие популяция (от лат. populus - народ) сначала использовали для определения групп людей, в экологии оно приобрело более широкое значение и характеризует группу особей любого вида.

Рассматривая уровни организации жизни – сообщество, популяции, организм, орган, клетку и ген мы видим, что они расположены в иерархическом порядке – от малых систем к крупным. На каждом уровне или ступени в результате взаимодействия с окружающей физической средой (энергией и веществом) возникают характерные функциональные системы. Под системой понимаются упорядоченно взаимодействующие и взаимозависимые компоненты, образующие единое целое. Экология изучает главным образом, системы надорганизменных уровней организации: популяционные, экологические.