| Головна |
| « Попередня | Наступна » | |
1.3 Проблемна лекція 1.1 за модулем 1 "Вступ: Актуалізація понять. Методи. Системи. Біосфера" |
||
|
Тільки по одному поняттю "екологія" існує величезна безліч діфеніцій, які хоча, відповідно до вимог до визначення поняття і не дуже відрізняються один від одного, проте існують в літературі. упускати визначення Е. Геккеля, основоположника поняття "екологія", сформульоване ним в 1866 році, і його послідовників, про які йшлося в курсі "Вступ до спеціальності" (їх необхідно самостійно повторити), а наведемо деякі нові, для того, щоб побачити все різноманіття цих визначень ще на стадії розвитку екології як традиційної біологічної науки, не кажучи вже про сучасної екології, яка докорінно, відрізняється від традиційної і давно не є галуззю біологічної науки, а є міждисциплінарною самостійною галуззю знань. Н. Наумов зібрав цілу колекцію визначень поняття "екологія". Наведемо тільки деякі з цієї колекції. Наприклад Ф.Клеменс (1920 р.) определ екологію як "науку про спільнотах". Видатний англійський еколог Г.Елтон (1937 р.) дав таке визначення: "наукова природна історія, що має справу з соціологією та економікою тварин". Відомий американський учений Х.Б.Одум в 1959 році всі охопив екологією, його визначення звучить так: вивчення структури і функцій природи ". Французький учений Р.Дажо (1975 г) у книзі "онов екології" призводить чисто біологічне визначення: "екологія - наука, що вивчає умови існування тварин організмів і взаємозв'язки між організмами і середовищем, в якій вони живуть". Істотно відрізняються визначення академіка І.П.Герасімова (1985 р.). Він пише, що "правильніше тлумачити екологію як специфічний загальнонауковий підхід до вивчення різних об'єктів природи і суспільства на ряду, скажімо, з системним та іншими підходами. Мета екологічного підходу - виявлення та дослідження зв'язків, існуючих між досліджуваним тієї чи іншою наукою об'єктом і навколишнього його середовищем. У своєму ж прідложенія він повинен базуватися на знаннях різних наук (географія, біологія, соціологія і т.д. Радянський академік С.Шварц в 1972 році сказав, що екологія: "Наука про закони, які керують життям рослин і тварин у природному середовищі проживання ". До речі, С.Шварц сказав, що він може привести 100 визначень екології і всі вони правильні. Але, доцільно у визначенні С.Шварц підкреслити терміноелемент" управління ". Він звучить і у ряду інших досліджень. Наведемо висловлювання відомого американського еколога Е . Макфедьен "екологія присвячена вивченню взаємовідносин живих організмів, рослинних і (або) тварин із середовищем; вона має на меті виявити принципи, керуючі цими відносинами. Еколог виходить з того, що такі принципи існують. Поле його досліджень - це все розмаїття життєвих умов, в яких знаходяться досліджувані рослин і тварини, їх систематичні положення, їх реакція на дії середовища і один на одного, а також вивчення фізичних і абіотичних факторів, що утворюють абіатіческую середу ... " В.Дежкін (1975 р.) пише: "увага екології постійно зосереджена на пізнанні глибоких зв'язків у природних системах. Ніяка раціональна господарська діяльність не можлива без урахування цих взаємозв'язків. Тому екологія і перетворюється в науку про управління природними ресурсами в процесі їх експлуатації та охорони - глобальну екологію. Ця частина класичної екології, на основі якої зараз швидко зростає нова екологічна наука ". Логічність появи терміноелементом" управління ", не викликає сумніву, більше того, як тільки в поняття екології увійшов терміноелемент" система ", так автоматично за ним слід "управління". Але головне, необхідно знайти причину, спробувати пояснити чому автори визначень так широко "розмахувати" включає в екологію не тільки всю природу, а й багато інших галузей знань. Тут варто повернутися до роботи вже згадуваного американського еколога Е.Макфедьена і навести такі його висловлювання: "доводиться визнавати, що еколог - це щось на зразок дипломованого вільнодумця. Він самовільно бродить по законним володінь ботаніка і зоолога, систематика, фізіолога, метеоролога, зоопсихолога, геолога, фізика і навіть соціолога; Він браконьєрством у всіх названих і в багатьох інших вже сформованих і поважних дисциплінах ". Підіб'ємо короткий підсумок і зробимо самим собою напрошується висновок - яке б кількість визначень понять ми не розглядали, бачимо принаймні, два аспекти: 1) ряд дослідників раніше намагаються в тій чи іншій мірі дотримуватися первинного визначення, зробленого Е. Геккелем, злегка його коректуючи, що абсолютно правомірно, 2) ряд дослідників залишаючи базові терміноелементи, геккелевского визначення вводить нові, намагаючись відтінити (відобразити) ті зміни у змісті самої науки, які відбулися, аж до додання зовсім іншого сенсу самої науки, тобто повністю забуваючи про пріоритет першого визначення. Але цілком очевидно, навіть не для спеціаліста, що не досягає успіх ні першим, ні другим, аспектами тому, що силу об'єктивних і суб'єктивних причин докорінно змінився зміст самої науки, і ніякі "підгонки" не можуть допомогти об'єднати старе поняття і новий зміст науки. Необхідний зовсім інший підхід. Залишити в спокої, чого ця наука заслуговує, екологію в тому розумінні, яке їй було надано засновником Е. Геккелем, а то (у що перетворили стару науку!), що зараз називають всі без винятку " сучасної екологією "визначити новою наукою, зі старою базовою основою -" неоекологія ", зі своїм об'єктом дослідження, методами, понятійно-термінологічним апаратом і, природно, своєю структурою науки. Про це докладно йтиметься у другій частині лекційного курсу, а зараз, щоб чітко розділити традиційну і сучасну екологію, необхідне розуміння, що ці дві частини екології є відносно самостійними науками. При тому, що у них єдина базова основа - взаємини живого між собою і його середовищем. Слід особливо підкреслити, що без вивчення традиційної (геккелевской) екології неможливо повноцінне розуміння сучасної екології, тобто неоекології. Чи не менше невизначеностей і по поняттю "геоекологія". На першому курсі було вивчено визначення цього поняття за Н. Ф. Реймерс (1990 г) і по І.І.Дедю (1990 р.). Нагадаємо їх. Реймерс Н.Ф. (1990р.) подає таке визначення: геоекологія - розділ екології (за іншими поглядам географії) досліджує екосистеми (геосистеми), вищих ієрархічних рівнів - до біосфери включно (синоніми). ландшафтна екологія; біоценологія). Дедю І.І. (1990 р.) наводить слід визначення з посиланням на К.Троля (1966р.): Геоекологія - екологія ландшафтів. Наведено визначення цього поняття деякими іншими авторами. В "Екологічному словнику" (1993) автором укладачем, якого є Сергій Делятніцкій та інші (Конкорд ЛтД, Екопром, М.1993г., стор.202). (тобто більш пізніше видання) наводиться таке визначення. Геоекологія - практично розділ екології , що займається вивченням регіональних і глобальних змін компонентів природного середовища, обумовлених техногенним впливом; в конкретній практиці об'єктом вивчення геоекології є екосистеми або їх складові частини: грунти, поверхневі і підземні води, приземна атмосфера і гірські породи. Як бачимо, цей погляд дещо інший, але головне, що автори вважають, що ця наука вивчає тільки техногенно змінені компоненти. Автори науково-методичної книги В. О. Боков та ін "Геоекологія" (Сімферополь, Таврія, 1996р) наводять такі визначення . "Геоекологія" аналізує різноманітні ланцюжки зв'язків між природою, людиною, соціум) і господарством пропонує шляхи раціональної просторової організації природних, соціальних і господарських систем. Далі автори підкреслюють, що сфера інтересів геоекології більшою мірою перетинаються з географією, але в геоекології більш чітко, ніж в географії проглядаються оцінний, т. У" Словнику-довіднику з екології "К.Ситника та ін (1994). визначення поняття" геоекологія "взагалі відсутня, ймовірно , через відповідних поглядів авторів. Таким чином, у визначенні поняття "геоекологія" також існує суттєва невизначеність і неоднозначність. Якоюсь мірою це закономірно, так як відбувається становлення науки і формування понятійно- термінологічного апарату. Будико М. (1977р). в числі методів дослідження виділяє: 1) спостереження на стаціонарах; 2) експедиційні дослідження; У світі 10 000 метеостанцій, близько 1000 актинометричні станцій, близько 1 000 аерологічних станцій (зонди контролюють режим вільної атмосфери до висоти 30-40 км.) кораблі погоди (кількість їх невелика). Виконано близько 200000 океанографічних станцій. Головна характеристика гідрологічного режиму - величина річкового стоку. В Європі та Північній Америці існує один пункт на 1-2 тис. км.кв. Значно менший контроль (спостереження) здійснюється за біологічними компонентами. Це МБП - основна мета програми - вивчення продуктивності живих організмів. Треба це робити в заповідниках, яких мало. Зараз застосовують супутники. Необхідно дослідження про зміну біологічних компонентів в минулому. Дуже важливий метод - чисельне моделювання атмосферних процесів, фотосинтезу. Отже, головне завдання - розробка прогнозів можливих змін біосфери. З цією метою М.Будико відзначає необхідність розробки семи основних напрямків: 1. Вивчення компонентів біосфери з метою складання їх докладного кількісного опису по всіх районах земної кулі. 2. Вивчення круговоротів енергії та головних видів мінерального і органічного речовини в біосфері. 3. Побудова чисельних моделей для кожного компонента біосфери, потім чисельна модель для біосфери в цілому. 4. Отримання емпіричних матеріалів станом біосфери в геохімічному минулому, для з'ясування закономірностей еволюції біосфери. 5. Застосування чисельних моделей для розрахунків в минулому, що допоможе з'ясувати еволюцію біосфери; порівняння результатів розрахунків змін біосфери з емпіричними даними з метою з'ясування можливостей використання чисельних моделей при розробці прогнозів. 6. Застосування чисельних моделей для прогнозів антропогенних змін біосфери, а також прогнозів її змін під впливом природних причин з метою використання цих прогнозів в обгрунтуванні оптимальних шляхів господарського розвитку. 7. Вишукування методів впливу на великомасштабні процеси в біосфері для створення глобальної системи регулювання біосфери в інтересах людського суспільства. Крім того, для традиційної екології характерні численні біологічні методи. Широко використовуються хімічні, фізичні та інші методи, що забезпечують отримання даних про функціонуванні живого речовини. Екологічні дослідження, як такі виникли задовго до появи першого визначення поняття екологія. З першого курсу відомо, що вони розвивалися одночасно з розвитком людського суспільства. Ще в 1273 році англійський король Едуард 1V видав перший закон про охорону навколишнього середовища (Едикт), що забороняє використання кам'яного вугілля для опалення осель м.Лондоні. Першим у Росії глибоким екологічним дослідженням тваринного світу окремого регіону є праця Н.А.Северцева (1855) і т.д. Вивчена на першому курсі історія досліджень дозволяє визначити основні віхи становлення екології як науки. Через майже 50 років після поява поняття екології офіційно приймається членування екології рослин на аутекологію, сінекологію і демекологія. Пізніше це поділ поширився на екологію тварин і загальну екологію. Це, як відомо, відбулося в 1910 році в Брюсселі на III ботанічному конгресі. Нагадаємо визначення цих галузей знань з К.Ситнику (1994). Аутекологія, екологія видів - наука про пристосовність окремих видів рослин і тварин до умов проживання. Сінекологія - розділ екології, який на відміну від аутекологіі вивчає багатовидові співтовариства організмів (біоценози та екосистеми). Термін запропонований в 1902 році швейцарським ботаніком К.Шретером і позначає вчення про фітоценозах.
демекологія (дем - популяція, локальна) - розділ загальної екології, що вивчає структурні та функціональні характеристики локальних популяцій, динаміку їх чисельності, внутрипопуляционной угруповання та їх взаємини. Для розуміння значення визначень екосистема, геосистема та ін, де родовим термоелементом виступає "система" , коротко ознайомилися з елементами системного аналізу, зокрема вивчимо визначення поняття "система". Тут дамо визначення цього поняття в екології. (За К.Ситнику, 1994) "Система" - саморазвивающаяся і саморегулююча, відкрита (принаймні, термодинамічно), певним чином, впорядкована матеріальна та (або) енергетична сукупність, існуюча і керована як відносно стійке єдине ціле за рахунок взаємодії, розподілу і не розподілу наявних, що надходять ззовні і продукуються сукупністю речовин, енергії та інформації, а також забезпечує переважання внутрішніх зв'язків (в т . ч. переміщень речовин, енергії, інформації) над зовнішніми. Система екологічна володіє тими ж ознаками, якими володіє і система взагалі і які нами були вивчені на першому курсі. Визначення понять "екосистема" і "Геосистема" передують необхідність засвоєння понять біоценоз і біогеоценоз. Нагадаємо, що біоценоз - це сукупність популяцій різних видів рослин, тварин і мікроорганізмів, що населяють небудь ділянку земної поверхні. Термін запропонований К.Мебіусом (1877) як складова частина біогеоценозу. Біогеоценоз - історично сформувався взаємообумовлених комплекс живих і неживих компонентів однорідної ділянки земної поверхні, пов'язані обміном речовини і енергії. Поняття ввів В.Н.Сукачев (1940). За С.Шварц (1969) біогеоценоз являє собою елементарну одиницю, осередок біосфери. Таким чином, біоценоз - це сукупність живих компонентів, а біогеоценоз - це не тільки жива, але і нежива матерія, яка в комплексі відокремлюється, робить певну ділянку земної поверхні щодо неповторним. Принципові відмінності між екосистемою і Геосистема та їх ієрархія детально нами раніше розглядалися. Тут лише підкреслимо, що головні відмінності, полягають у тому в екосистемі завжди компоненти нерівноправні, тобто в екосистемі завжди є "хазяїн" по відношенню до якого розглядаються всі інші, і відсутність єдності кордонів. На відміну від екосистеми в геосистеме всі компоненти рівноправні і з відносно чітко визначеними межами. Ключовими поняттями загальної екології нами були також визначені продуценти, консументи і редуценти. Продуцент, виробник - 1) автотрофи, який за допомогою фотосинтезу і хемосинтезу запасає потенційну енергію у вигляді органічної речовини з простих неорганічних складових; 2) організми, які служать джерелом отримання певної речовини, що використовуються людиною (мікроорганізми - продуценти антібіотоков; рослини - продуценти ефірних масел, фармакологічно цінних сполук та ін.) Консумент - організм, який живиться органічними речовинами, синтезованими автотрофами, безпосередньо або через інші організми. Сюди відносяться всі тварини, частина мікроорганізмів (паразитичні і сапрофітні) і рослини. Редуцентам, деструктури - організми, головним чином, бактерії і гриби, в ході життєдіяльності минерализующие мертве орга ническое речовина, тобто перетворюють його на більш-менш прості неорганічні сполуки, які потім використовуються продуцентами. Редуценти - це "очищувачі" біосфери від забруднювачів. Ланцюги харчування, харчові ланцюги, трофічні ланцюга - основоположний питання екології. Це види рослин, тварин, грибів і мікроорганізмів, пов'язаних один з одним відносинами типу їжа - споживач, тобто організм кожної попередньої ланки служать їжею для подальшого з втратою 80-90% потенційної енергії. У ланцюг харчування зазвичай включається чотири-п'ять ланок. Існує два основних типи ланцюга живлення - пасовищний і детрітовие. Найважливішим поняттям в загальній екології явлется поняття "екологічна піраміда" існує кілька видів екологічних пірамід, піраміда біомаси, піраміда вікова, піраміда чисел (піраміда Елтона), піраміда енергії. Кожен вид піраміди являє собою графічну модель у вигляді піраміди. Наприклад, піраміди Елтона - це тип екологічної піраміди, що відображає співвідношення між чисельністю організмів і послідовно супідрядних трофічних рівнів ланцюгів живлення в спільнотах біотичних. Екологічні піраміди відображають основні етапи біогенного кругообігу речовин у природі. Невід'ємними складовими єдиної термінологічної системи безсумнівно є такі поняття як "природокористування", "охорона навколишнього середовища", "охорона природи", "раціональне природокористування" та деяких інших про які йшла мова раніше. Знання цих понять необхідно відновити. Все вище описане створило основу для початку розгляду основ глобальної екології, яку доцільно розділити на дві частини: перша частина - загальна, яка розкриває загальні відомості про біосферу та про її стан; друга частина-вплив забруднювачів на стан біосфери, буде розглянута в неоекології. Це, насамперед, дві головні проблеми глобалістики - кислотні дощі і озоновий шар, які будуть розглянуті пізніше. Біосфера, як відомо, як самостійне поняття введено Зюссом (1875). Сучасне уявлення про біосферу сформулював В. І. Вернадський. Межі біосфери-в атмосфері до шару озону (25 км, в гідросфері - до максимальних глибин (11 км); в літосфері - до залягання нафтоносних шарів (8-10км). За структурою біосфери думку дослідників практично одностайне. Проте є деякі відмінності в деталях. Наприклад, М.И. Будико (1977) дає таку структуру: атмосфера, гідросфера, грунту, живі організми. У зв'язку з цим наведемо і деякі інші визначення поняття "біосфери". Біосфера за визначенням В.А.Ковди (1971) - це зовнішня оболонка земної кулі, в якій розвивалося життя у великій кількості різноманітних організмів, які населяють поверхню суші, грунту, нижні шари атмосфери та гідросфери і які являють собою надзвичайно складну загальнопланетарну, термодинамічну відкриту саморегулюючу систему живого і неживого речовини (по М.А.Голубец. Журнал "Екологія і ноосфера", № 1-2, 1995). Біосфера, з одного боку, складається з великої кількості різноманітних систем між якими існують тісні матеріально-енергетичні та інформаційні зв'язки, з іншого - її структурно-функціональна організація визначає будову і режим роботи всіх підпорядкованих їй систем в тому числі популяцій і навіть організмів. (Вернадський, 1967; Камшилов, 1974; Ковда, 1975, Шмальгаузен, 1968). На явище саморегуляції в біоценозі звертає увагу А.Н.Тюрюканов (1970). Він вважає, що основний механізм стабілізації біоценотичного процесу знаходиться в грунтах, а надійність роботи біогеоценозу як складної системи прямих і зворотних зв'язків між його ланками забезпечується грунтовими організмами, які здійснюють деструкцію і реутилізацію метаболітів вищих рослин (Деякі аспекти вчення про біосферу та біоценозі) Научн. докл. вищої школи. Біол.наук 1970, № 4, с.46-52). Ці доповнення до знань раніше придбаним, і самостійна робота студентів над літературними джерелами забезпечує фундаментальними знаннями про глобальній екосистемі - біосфері. Але вони будуть неповними, якщо не будуть детально висвітлені питання фотосинтезу і кругообігу речовин в біосфері, сутність біологічних кругообігів. Всі природні процеси за рідкісним винятком обумовлені сонячною радіацією, яка є єдиним джерелом енергії для їх функціонування. Причому найважливішим є схема перетворення сонячної енергії. Детально ці питання розглядаються в курсі "Фізика геосфер", який паралельно читається студентам. Досить повно це питання також висвітлений у численній літературі, яку необхідно опрацювати. Тут наведемо тільки загальну картину перетворення сонячної енергії в біосфері. Потік сонячної радіації при середній відстані Землі від Сонця приблизно дорівнює 1000 ккал / см.кв. на рік. Внаслідок кулястості Землі на одиницю поверхні зовнішнього кордону атмосфери в середньому надходить 1/4 від загальної величини потоки - близько 250 ккал / см.кв. на рік, причому приблизно 170 ккал / см.кв. на рік поглинається Землею, як планетою. Земля потім нагріває атмосферу і зумовлює виникнення різних атмосферних процесів. Особливості функціонування атмосфери обумовлюють особливості життєдіяльності живого. Вологооборот в біосфері включає в себе обмін водою (пізніше, ми будемо детально розглядати кругообіг води) між гідросферою, атмосферою, верхніми шарами атмосфери і живими організмами. Процес влагооборота описаний рівнянням водного балансу, складеними для різних компонентів біосфери. Детально тепло і влагооборота біосфери розглядаються в курсі "Метеорологія і кліматологія". У конкретному випадку доцільно звернутися до книги М.И. Будико "Глобальна екологія", М.Мисль, 1977р. Особливо слід підкреслити вузькість температурних меж існування цивілізації. Ці межі укладені в межах зміни температури на +3 град. і +4 град. і -2 град. -3 Град. Еволюція біосфери характеризується на підставі численних моделей. Вони в даний час сильно схематизувати, так як це надзвичайно складна система про яку можна отримати лише окремі суттєві особливості. Велике значення для обгрунтування зазначених моделей мають матеріали про зміни біосфери і її головних компонентів в минулому. Вивчення цих змін шляхом їх чисельного моделювання уможливлює з'ясування причинно-наслідкових механізмів розвитку біосфери. Наприклад, встановлено, що зміна маси вуглекислого газу пов'язане з рівнем вулканічної активності (Будико М.І. 1977). Найменшого значення за весь фанерозой маса вуглекислого газу досягла наприкінці пліоцену, а почала зменшуватися з середини крейдяного періоду, причому цей процес прискорився в олігоцені і особливо на початку пліоцену. Змінювалося і вміст кисню в фанерозое. Велика кількість кількість кисню містилося в атмосфері верхнього девону - карбону, а також верхньоюрського і крейдяного часу. Найбільше зниження маси кисню відноситься до тріасу. Посилення вулканічний активності в ряді випадків супроводжувалося зменшенням маси кисню. Загалом існує залежність загальної маси живих організмів від концентрації вуглекислого газу. Прогнозується продовження зниження концентрації вуглекислоти, що супроводжуватиметься поступовим зменшенням продуктивності автотрофних рослин і зменшенням загальної маси живих організмів на Землі. Одночасно з цим буде поступово розширюватися зона полярних оледенений (Будико М.І., 1977).
|
||
| « Попередня | Наступна » | |
|
|
||
Інформація, релевантна "1.3 Проблемна лекція 1.1 за модулем 1" Вступ: Актуалізація понять. Методи. Системи. Біосфера "" |
||
|
||