Современное понятие об экологии, ее основные задачи и практическая значимость в социально-экономическом развитии общества

Современное понятие об экологии, ее основные задачи и практическая значимость в социально-экономическом развитии общества.

1) В настоящий момент экологию необходимо рассматривать как комплексное научное направление, которое обобщает, синтезирует данные естественных и социальных наук о природной среде и взаимодействии ее с человеком и человеческим обществом. Она действительно стала наукой о «доме», где «дом» - вся наша планета Земля. С научной 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.

Разнообразие экологических  знаний образуют комплекс наук, рассматривающих  различные стороны взаимодействия всех компонентов природы и человеческого общества.

Глобальная (всеобщая) экология рассматривает особенности взаимодействия природы и общества в рамках всего  Земного шара, в том числе глобальные экологические проблемы (потепление климата планеты, сокращение площади  лесов, опустынивание, загрязнение  среды обитания живых организмов и т. п.).

Классическая (биологическая) экология исследует связи между  живыми системами (организмами, популяциями, сообществами) и условиями их обитания, как в настоящее время, так  и в прошлом (палеоэкология). Различные  разделы биологической экологии изучают разные живые системы: аутэкология - экологию организмов, популяционная  экология - экологию популяций, синэкология - экологию сообществ.

Прикладная экология определяет нормы (пределы) использования природных богатств, рассчитывает допустимые нагрузки на окружающую природную среду для поддержания ее в пригодном для жизнедеятельности природных систем состоянии.

Социальная экология объясняет  и прогнозирует основные направления  развития взаимодействия общества с  природной средой. Такое подразделение  экологии происходит на предметной основе (в зависимости от предмета исследования). Кроме того, выделяют также региональную экологию. Она раскрывает особенности  взаимного влияния природной  среды и деятельности человека в  конкретных условиях отдельных территорий, в административных или природных  границах.

Единой общепринятой классификации  направлений экологии не существует. Варианты структуры современной  экологии показаны в Приложении.

Экология тесно взаимодействует  с другими науками: как биологическими, так и других областей знаний. На стыке экологии и других биологических  наук возникли:

экоморфология - выясняет, как условия среды формируют строение организмов;

экофизиология - изучает физиологические адаптации организмов к факторам среды;

экоэтология - исследует зависимость поведения организмов от условий их жизни;

генетика популяций - изучает  реакции особей с разным генотипом  на условия среды обитания;

биогеография - изучает закономерности размещения организмов в пространстве.

Экология взаимодействует  и с географическими науками: геологией, физической и экономической  географией, климатологией, почвоведением, гидрологией; другими естественными  науками (химией, физикой).

Она неотделима от морали, права, экономики и т. д.

2) Главной задачей современной экологии как науки является консолидация различных ее разделов и огромного фактического материала на единой теоретической платформе, сведение их в систему, отражающую все стороны реальных взаимоотношений природы и человеческого общества.

Важнейшие общие  задачи современной экологии в ее широком понимании сводятся к  следующему:

1. раскрытие места и роли человека, цивилизации, техносферы в существовании экосферы планеты Земля с позиций экологических законов. Нахождение и уточнение естественно-научных критериев, определяющих экологическую совместимость человека и биосферы и количественные пределы развития техносферы;

2. экологизация сознания людей: формирование новой идеологии гуманистического экоцентризма, направленной на переход к экологически ориентированной постиндустриальной цивилизации, на экологизацию экономики, производства, политики, образования;

3. всеобъемлющая диагностика состояния природы планеты и ее ресурсов; определение порога выносливости биосферы по отношению к антропогенной нагрузке, т.е. к тем помехам и утратам, которые обусловлены человеческой деятельностью, и выяснение степени обратимости этих изменений;

4. разработка прогнозов изменений биосферы и состояния окружающей человека среды при разных сценариях экономического и социального развития человечества. Выработка критериев оптимизации – выбора наиболее согласованного с экологическим императивом  и экологически ориентированного социально-экономического развития общества;

5. формирование такой стратегии поведения человеческого общества, такой экономики и таких технологий, которые приведут масштабы и характер хозяйственной деятельности в соответствие  с  экологической  выносливостью  природы  и  предотвратят глобальный экологический кризис.

Содержание современной  экологии удобно определить исходя из концепции уровней организации  жизни. Обычно выделяют шесть уровней  организации живой материи, образующих иерархию: молекулярный, клеточный, организменный, популяционный (популяционно-видовой), экосистемный и биосферный.

Взаимодействие  живой материи в каждом уровне организации жизни с абиотическими  компонентами окружающей среды (веществом  и энергией) обусловливает существование  соответствующих биотических (живых) систем.

Экология изучает  системы из ряда биологического спектра  от организменного уровня и выше.

3) При обсуждении этого вопроса следует определить грани этой зависимости. Очевидно, что какие то из них будут иметь непосредственное проявление, иные - опосредованы через использование природных ресурсов и экологическое состояние природной среды. Можно представить себе такой ряд причинно-следственных связей:

1. по мере исторического  своего развития, как это было  показано выше, человечество использовало  все большие количества и все  более расширяющийся ассортимент  компонентов природы, причем этот  процесс никак не закончен, а  продолжается в геометрической  прогрессии;

2. сроки, временные  интервалы, образующиеся между  глобальными экологическими кризисами  и, соответственно - революциями  в природопользовании, сокращаются в той же прогрессии и в случае сохранения этой тенденции человечеству грозит уже состояние непрерывного экологического кризиса;

3. использование  в сельском и лесном хозяйстве  инсекцтидов и произведенные уже более 2000 раз испытания атомного оружия, изменили общий геохимический и радиационный фон поверхности Земли. Соответственно,

4. если ранние  экологические кризисы затрагивали  интересы, состояние здоровья, и  самой жизни, сравнительно ограниченного  количества людей, населявших  ограниченную же территорию, то  в настоящих условиях они затрагивают  здоровье и жизнь огромного  количества людей на огромных  же площадях, а в отдельных  странах и случаях - практически  на всей территории планеты  Земли; 

5. если на ранних  стадиях развития человечества, отходы жизни людей составляли  естественную компоненту биологического  оборота веществ, в последующем  - вызывали загрязнение локальных  территорий, в геохимических рамках  естественного кругооборота веществ,  но в настоящее время, в связи  с синтезированием массы соединений, чуждых природе, природный геохимический баланс оказывается нарушенным, а проблема рециркуляции отходов сочетается с проблемой изъятия все новых и новых территорий и геологического пространства для их складирования или захоронения;

6. огромный энергетический  и химический вклад человечества  в развитие производства, сопоставимый  с глобальными геологическими  процессами, вызывает активизацию  глобальных же природных процессов,  в частности - развитие тепличного  эффекта и разрушение защитного  озонового слоя, что грозит очередной  экологической катастрофе уже  не только всему человечеству, а биосфере в целом. Ее предотвращение  уже сейчас требует совместных  действий всех экономически развитых  стран, к чему пока не готовы  ни правительства, ни народы  этих стран; 

7. наконец, природа  значительных территорий Земли  существенно загрязнена, что вызывает  ухудшение здоровья людей, сокращение  продолжительности жизни, высокую  смертность детей в раннем  возрасте

Из всего сказанного позволительно сделать парадоксальный вывод о том, что зависимость  людей от природы не ослабевает со временем, а наоборот, усиливается. И этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока не будут найдены  принципиально новые пути взаимодействия между людьми и природой.

Приведенные примеры  раскрывают и принципы взаимосвязи  социально-экономических и экологических  ситуаций. Осложнения с использованием естественных ресурсов возникающие  в результате природных катаклизмов  или просто исчерпания ресурсов незамедлительно  приводят к реакции общества и  приспособления к какой то новой ситуации. Полную тому аналогию можно продолжить и до нашего времени, однако уже с другими уровнями взаимосвязей и вовлечения в проблему не только ресурсов и территорий, но и массы населения Земли. Они же позволяют усмотреть и смену приоритетов природопользования в процессе развития человеческой цивилизации. Ее можно представить в форме следующей таблицы 1 в которой виды ресурсов каждого предыдущего уровня используются также во всех последующих. Таблица 1 определена как смена приоритетов природопользования, соответственно на пяти уровнях, которые отвечают условным временным интервалам развития человеческих цивилизаций. И это действительно так, если оценивать эти приоритеты с учетом, например, затрачиваемой на их достижение энергии, других природных, материальных и интеллектуальных ресурсов. Однако если иметь ввиду, что каждый уровень включает в себя все предыдущие, практически происходит не только смена, но также и приращение приоритетов природопользования. Действительно, при всей сложности современной космонавтики и космической навигации, многообразии используемых для них материалов и технических средств, на обширных северных территориях сохраняются и сосуществуют рядом с космонавтами оленеводы, охотники, рыбаки. Для них приоритеты природопользования первых, казалось бы ушедших в далекое прошлое, уровней совершенно не потеряли своего смысла, и именно они определяют в значительной мере благополучие коренного населения.

Популяция как форма существования  вида, обеспечивающая приспособляемость  его к конкретным условиям среды, и характерные для нее типы взаимодействий.

1)Популяция — это совокупность особей одного вида, длительно существующая на определенной территории (ареале) и отделенная от других популяций той или иной формой изоляции. Популяция является элементарной структурой вида, в форме которой вид существует в природе. 
 
Популяция является элементарной эволюционной структурой. Под действием факторов окружающей среды в популяции постоянно происходят наследственные изменения (мутации). Поскольку мутации передаются потомству, в результате скрещивания они распространяются в популяции и насыщают ее, популяция становится неоднородной. В результате действия факторов эволюции выживают и оставляют потомство те особи, которые приобрели наследственные изменения, полезные в данных условиях среды. Так формируется экологический критерий популяции и вида в целом. 
 
Основными характеристиками популяции являются: плотность, численность, рождаемость, смертность, возрастной состав, характер распределения в пределах территории и темп роста. 
 
Плотность популяции определяется числом особей, приходящихся на единицу площади или объема. Территория, занимаемая разными популяциями одного вида, колеблется и зависит от степени подвижности особей. Каждому виду присуща определенная плотность популяции, отклонения от которой в обе стороны отрицательно сказываются на темпах воспроизводства и жизнедеятельности особей. 
 
Численность — это общее число особей на выделяемой территории. Численность или число особей в популяции различно у разных видов и в значительной мере зависит от стабильности экологической ситуации. Численность не может быть ниже определенных пределов, сокращение численности за эти пределы может привести к вымиранию популяции. При половом размножении обмен генами превращает популяцию в относительно целостную генетическую систему. Если перекрестное оплодотворение отсутствует и преобладает вегетативное размножение, генетические связи слабее и популяция представляет собой систему клонов или чистых линий, совместно использующих среду. Такие популяции объединены в основном экологическими связями. 
 
Во всех случаях в популяциях действуют законы, позволяющие использовать даже ограниченные ресурсы среды для оставления потомства. Популяции многих видов обладают свойствами, позволяющими им регулировать свою численность. 
 
Поддержание численности, оптимальной в данных условиях, называется гомеостазом популяции. Гомеостатические возможности популяций различны и осуществляются они через взаимоотношения особей между собой и с окружающей средой. 
 
Рождаемость — это число новых особей, появившихся в результате размножения в единицу времени. Рождаемость определяется многими факторами, например, биологическим положением вида. Низкая плодовитость характерна для тех видов, которые проявляют большую заботу о потомстве. Рождаемость зависит от скорости полового созревания, числа генераций в году, соотношения в популяции самцов и самок. В огромной степени рождаемость в природе определяется обеспеченностью пищей, возможностью выкормить потомство и влиянием природных условий. 
 
Смертность — показатель, отражающий количество погибших в популяции особей за определенный отрезок времени. Она бывает очень высокой и изменяется в зависимости от условий среды, возраста и состояния популяции. У большинства видов смертность в раннем возрасте всегда 
 
бывает выше, чем у взрослых особей. Факторы смертности очень разнообразны. Она может быть вызвана влиянием абиотических факторов среды (низкие и высокие температуры, ливневые осадки, град, избыточная или недостаточная влажность), биотическими факторами (отсутствие корма, инфекционные заболевания), антропогенными факторами (загрязнение окружающей среды, уничтожение животных, деревьев). 
 
Прирост популяции — это разница между рождаемостью и смертностью, прирост популяции может быть как положительным, так и отрицательным. 
 
Темп роста популяции — это средний прирост популяции за единицу времени. 
 
Возрастной состав — имеет важное значение для ее существования. При благоприятных условиях в популяции имеются все возрастные группы и поддерживается более или менее стабильный возрастной состав. В быстро растущих популяциях преобладают молодые особи, а в сокращающихся — старые, уже не способные интенсивно размножаться. Такие популяции малопродуктивны, недостаточно устойчивы. 
 
Популяции свойственна определенная организация. Распределение особей по территории, соотношение групп по полу, возрасту, морфологическим, физиологическим, поведенческим и генетическим особенностям отражают структуры популяции. Она формируется, с одной стороны, на основе общих биологических свойств вида, а с другой — под влиянием абиотических факторов среды и популяций других видов. Структура популяции имеет, таким образом, приспособительный характер. Разные популяции одного вида имеют как сходные особенности, так и отличительные, характеризующие специфику экологических условий в местах их обитания. 
 
В целом, кроме адаптивных возможностей отдельных особей, на определенных территориях формируются приспособительные черты групповой адаптации популяции как надиндивидуальной системы.

2)  
В состав любой экосистемы или биоценоза обычно входит множество видов растений, животных, грибов, бактерий, каждый из которых представлен здесь популяцией. Все живые организмы испытывают влияние со стороны организмов как своего, так и других видов. 
 
Внутри одной популяции между организмами могут существовать как положительные взаимодействия, т.е. сотрудничество, без которого популяция не может существовать, так и отрицательные взаимодействия, проявляющиеся в конкуренции и внутривидовой борьбе. 
 
Взаимодействия между различными популяциями могут также быть как положительными, так и отрицательными. В некоторых случаях взаимодействие оказывается положительным для обеих популяций (мутуализм), иногда положительным для одной и отрицательным для другой (хищничество, паразитизм), отрицательным для обеих (конкуренция) или положительным для одной и безразличным для другой (комменсализм). Совокупность всех взаимодействий между организмами составляет биотические факторы, действующие в экосистеме. 
 
Конкуренция — это взаимоотношения, возникающие между организмами одного или различных видов в одинаковых условиях среды или со сходными экологическими требованиями. Например, саранчовые, грызуны и копытные, питающиеся травами, вступают между собой в конкурентные взаимоотношения. Такие взаимоотношения существуют между хищными птицами и лисами, основной пищей которых служат мышевидные грызуны. У организмов, являющихся потенциальной жертвой для хищников, происходит конкуренция за лучшие способы защиты. У растений постоянно происходит конкуренция за свет, влагу, лучшую защиту от поедания животными. Конкуренция — единственная форма экологических отношений, отрицательно сказывающаяся на обоих взаимодействующих партнерах. Обычно, если два вида с одинаковыми потребностями оказываются в одном сообществе, рано или поздно один конкурент вытесняет другого. Это экологическое правило было сформулировано Г.Ф. Гаузе и получило название «закон конкурентного исключения». Дарвин считал конкуренцию одной из важнейших сторон борьбы за существование, играющей важную роль в эволюции видов. 
 
Хищничество — прямое уничтожение одного вида другим или однократное использование добычи хищником таким образом, что используемый организм погибает. Отношения типа «хищник — жертва» — это прямые пищевые связи, которые для одного из партнеров имеют отрицательные, для другого — положительные последствия. 
 
Хищниками обычно называют животных, питающихся другими животными, которых они ловят и умерщвляют. Для хищника характерно охотничье поведение. 
 
Паразитизм — это форма взаимоотношений между организмами разных видов, при которой один организм (паразит) использует другой организм (хозяина) как среду обитания и источник питания, причиняя ему вред, но, как правило, не уничтожая его. 
 
Паразитический образ жизни обычно служит специфическим признаком вида, он свойственней всем особям без исключения и закреплен в эволюции. 
 
Формы проявления паразитизма чрезвычайно многообразны. Паразиты могут обитать в различных тканях и органах хозяина, питаться его тканями или переваренной пищей, проводить на теле или в теле хозяина всю свою жизнь или только часть ее, а также быть постоянными или временными паразитами. Паразитизм широко распространен в природе, существует 60 — 65 тысяч видов животных, ведущих паразитический образ жизни, что составляет 6 - 7% от общего числа всех видов, живущих на Земле. Количество паразитических форм у разных типов животного мира неодинаково. Наибольшее число паразитов установлено у типа простейших, плоских и круглых червей, а также членистоногих. Паразитическими организмами являются все вирусы, некоторые бактерии и грибы. Даже среди высших растений встречаются паразитические, поселяющиеся на других растениях, например, невелика, заразиха и др. 
 
Комменсализм — использование партнера в качестве жилища и в качестве источника питания, но без вреда для него. Комменсализм, основанный на потреблении остатков пищи хозяев, называют еще нахлебничеством. Например, комменсалами крупных акул являются сопровождающие их рыбы-прилипалы; пресноводная рыба горчак откладывает икринки в раковину моллюсков, икринки развиваются, не нанося вреда хозяину; некоторые морские кишечнополостные — полипы, поселяясь на крупных рыбах, используют в пищу их испражнения. 
 
Мутуализм — широко распространенная форма взаимовыгодных отношений между видами. Классическим примером мутуализма могут служить лишайники. Симбионты в лишайнике — гриб и водоросль — физиологически дополняют друг друга. Гифы гриба, оплетая клетки и нити водорослей, образуют специальные всасывающие отростки, гаустории, через которые гриб получает вещества, ассимилированные водорослями. Минеральные вещества водоросли получают из воды. Многие травы и деревья нормально существуют лишь в сожительстве с почвенными грибами, поселяющимися на их корнях. Микоризные грибы способствуют проникновению воды, минеральных и органических веществ из почвы в корни растений, а также усвоению ряда веществ. В свою очередь они получают из корней растений углеводы и другие органические вещества, необходимые для их существования. 
 
 
Морское животное актиния и рак-отшельник поселяются в пустых раковинах моллюсков. Актиния использует рака как средство передвижения; защищаясь от врагов стрекательными клетками, она защищает и рака-отшельника. 
 
Все формы сожительства, которые встречаются между организмами, относящимися к разным видам, называют симбиозами. Между вышеперечисленными видами сожительства существует множество переходных форм, что делает связи между организмами в биосфере чрезвычайно разнообразными. Чем разнообразнее связи, поддерживающие совместное существование видов, тем устойчивее их сожительство.