СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЭКОЛОГИИ

<

061614 0221 1 СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЭКОЛОГИИ

О зависимости растений от внешних условий хорошо знали уже первые земледельцы 10-15 тыс. лет назад. О том, что разные виды животных связаны с определенными условиями, что их численность зависит от урожая семян и плодов, которыми питаются животные, наверняка знали древние охотники уже 100-150 тыс. лет назад. Оборот сельскохозяйственных культур на полях и огородах (севооборот) применяли в древнем Египте, древнем Китае и древней Индии 5 тысячелетий назад. Сложнейшая и экологически выверенная система земледелия была у индейцев майя в древней Америке.

Древняя Греция: Аристотель классифицировал животных по образу их жизни, а Теофраст писал о зависимости формы роста растений от почвы и климата. Древний Рим: Плиний старший в своей многотомной «Философии природы» многие явления природы рассматривал с подлинно экологических позиций. Читайте древних в подлиннике, и вы убедитесь в том, что они задумывались о многом, о чем задумываемся и мы с вами.

В средние века в Европе произошел откат человеческой мысли далеко назад, церковь явилась тормозом развития всех естественных наук. Однако великие географические открытия ХV и XVI веков заставили переосмыслить многие религиозные догматы, новая географическая и биологическая информация, полученная в этих экспедициях не умещалась в той системе мира, которую насаждала христианская религия. Путешественники из дальних стран привозили неведомых животных и семена неведомых растений. Чтобы разобраться во всем этом многообразии форм живых существ, необходимо было создать таксономическую систему и, таким образом, осмыслить это разнообразие. И такое осмысление произошло. Карл Линней в первой половине 18 века создал таксономическую систему животных и растений. Ж.Л. Бюффон (1707-1788) в своей «Естественной истории» писал о влиянии климата на животные организмы, Ж.Б. Ламарк (1744-1829) обращал внимание на роль внешних условий в эволюции животных и растений, а Альфонс Де-Кандоль (1806-1895) в своей «Ботанической географии» описывал влияние абиотических факторов на растительные организмы.

Большой вклад в развитие экологических представлений в это время внесли и российские ученые такие, как П.С. Паллас (1741-1811), И.И. Лепехин (1740-1802), С.П. Крашенинников (1711-1755), М.В. Ломоносов (1711-1765). И это не случайно, так как Россия в XVII веке сильно расширила свои границы, выйдя своими восточными рубежами на побережье Тихого океана. Так в 1775г. русский ученый А.А. Каверзнев (годы жизни неизвестны) издал книгу «О перерождении животных», в которой с экологических позиций рассматривал вопрос об изменениях животных. Другой русский исследователь А.Т. Болотов (1738-1833) разработал классификацию местообитаний растений.

Огромную роль в развитии экологических идей сыграл немецкий ученый А. Гумбольдт (1769-1859), который в 1807 г. издал книгу «Идеи географии растений», в которой ввел ряд научных понятий, которые и сегодня используются экологами (например, экобиоморфа растений, ассоциация видов, формация растительности и др.) Профессор Московского университета К.Ф. Рулье (1814-1858) четко сформулировал мысль о том, что развитие органического мира обусловлено воздействием изменяющейся внешней среды. Считается, что К.Ф. Рулье в своих трудах заложил основы экологии животных. Его идеи развил ученик Н.А. Северцев (1827-1885), опубликовавший в 1855г. работу «Периодические явления в жизни зверей, птиц и гадов Воронежской губернии». Значимость этой магистерской диссертации Н.А. Северцева для науки можно оценить тем, что через 100 лет в 1950г. эта работа была переиздана, и она не утратила своего значения и сегодня.

Важной вехой в развитии экологических представлений о природе явился выход знаменитой книги Ч.Дарвина (1809-1882) о происхождении видов путем естественного отбора. Это великое открытие в биологии явилось мощным толчком для развития экологических идей. Не случайно в 1866г., вскоре после выхода в свет учения Ч.Дарвина, Э. Геккель (1834-1919) предложил термин для новой науки — «экология», который впоследствии прижился, и именно его используют современные ученые для обозначения целой системы наук. Думаю, что 1866 г. следует считать годом рождения новой науки, которая через 100 лет превратилась в целое мировоззрение. Э. Геккель был не одинок, в 1877 г. немецкий гидробиолог К. Мебиус (1825-1908) разработал учение о биоценозе как сообществе организмов, которые через среду обитания теснейшим образом связаны друг с другом. Термин биоценоз также широко используется современными учеными. Считается, что биоценоз — это часть любой экосистемы. Если к биоценозу добавить компоненты внешней среды, с которыми связаны организмы, составляющие биоценоз, то мы получим экосистему.

В 1895 г. датский ученый Е. Варминг (1841-1924) ввел термин «экология» в ботанику для обозначения самостоятельной научной дисциплины — экологии растений. Русский ученый В.В. Докучаев (1846-1903) создал учение о природных зонах и учение о почве, как особом биокосном теле (системе). Идеи В.В. Докучаева положили начало развитию геоботаники и ландшафтоведения, ведь почва — это неотъемлемый компонент практически всех экосистем суши нашей планеты.

Для становления науки экологии в конце XIX — начале ХХ веков большую роль сыграли многие русские ученые. Из них можно назвать нескольких, считающихся основоположниками новых научных направлений: А.Н. Бекетов, С.А. Усов, М.А. Мензбир, П.П. Сушкин, Б.М. Житков, Д.Н. Кошкаров, В.В. Станчинский, Н.П. Наумов, А.Н. Формозов, Н.И. Калабуков, Н.Ф. Леваковский, С.И. Коржинский, А.Я. Гордягин, И.К. Пачоский, А.Н. Краснов, Г.И. Танфильев, П.Н. Крылов, Г.Ф. Морозов и многие другие. В это время вышло много монографий и учебных пособий по географии растений, экологии животных и экологии растений.

Годом рождения общей экологии как науки об экосистемах принято считать 1935 г. — год выхода в свет учения об экосистемах английского геоботаника А. Тенсли. В 1942 г. сходные идеи опубликовал русский ученый В.Н. Сукачев, выдвинувший систему понятий о биогеоценозе. Биогеоценоз В.Н. Сукачева — практически полный аналог экосистемы А. Тенсли.

В первой половине и в середине ХХ века развитие экологии в России было связано с такими именами, как: Б.Г. Иоганзен, М.С. Гиляров, Г.А. Викторов, В.Н. Беклемишев, С.С. Шварц, П.Д. Ярошенко, Г.И. Поплавская, А.П. Шенников, В.Г. Карпов, Т.А. Работнов, Л.Г. Раменский, Т.К. Горышина, В.Д. Александрова, Б.А. Тихомиров, В.И. Василевич, Л.Е. Родин, В.Б. Сочава и др. Из зарубежный ученых ХХ столетия следует выделить следующих: А. Пирс, Ч. Элтон, В. Шелфорд, В. Мак-Дуголл, Ф. Клементс, Ю. Одум, Э. Пианка, Р. Риклефс, Ф. Рамада и др. Многие из перечисленных исследователей являются авторами монографий, учебников и учебных пособий.

Особую и важнейшую роль в становлении и развитии экологии сыграл великий русский ученый В.И. Вернадский — создатель учения о биосфере. Открытие биосферы В.И. Вернадским в начале ХХ столетия принадлежит к величайшим научным открытиям человечества, соизмеримым с теорией видообразования, законом сохранения энергии, общей теорией относительности, открытием наследственного кода у живых организмов и теорией расширяющейся Вселенной. В.И. Вернадский доказал, что жизнь на земле — явление общепланетарное и космическое, что биосфера — это вещественно-энергетическая система, обеспечивающая биологический круговорот химических элементов и эволюцию всех живых организмов, включая и человека.

Владимир Иванович Вернадский был первым, кто увидел в биосфере сложную и хорошо отрегулированную за много сотен миллионов лет эволюции общепланетарную биогеохимическую систему. Не только составом атмосферы и гидросферы обязаны мы работе биосферы, но и сама земная кора – это продукт биосферы.

 

 

 

 

2. ПОПУЛЯЦИЯ И ЕЕ ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. СВОЙСТВА ПОПУЛЯЦИОННЫХ ГРУПП

 

Объектом изучения демоэкологии, или популяционной экологии, служит популяция. Ее определяют как группу организмов одного вида (внутри которой особи могут обмениваться генетической информацией), занимающую конкретное пространство и функционирующую как часть биотического сообщества. Популяция характеризуется рядом признаков; единственным их носителем является группа, но не особи в этой группе.

Популяция — это совокупность особей одного вида, обитающих на определенной территории, свободно скрещивающихся между собой и частично или полностью изолированных от других популяций.

<

Популяция обладает только ей присущими особенностями: численностью, плотностью, пространственным распределением особей. Различают возрастную, половую, размерную структуру популяции. Соотношение разных по возрасту и полу групп в популяции определяют ее основные функции. Соотношение разных возрастных групп зависит от двух причин: от особенностей жизненного цикла вида и от внешних условий.

Условно в популяции можно выделить три экологические возрастные группы: пререпродуктивная — группа особей, возраст которых не достиг способности воспроизведения; репродуктивная — группа, воспроизводящая новые особи; пострепродуктивная — особи, утратившие способность участвовать в воспроизведении новых поколений. Длительность этих возрастов по отношению к общей продолжительности жизни сильно варьирует у разных организмов.

Выделяют виды с простой возрастной структурой, когда популяция представлена организмами одного возраста, и виды со сложной возрастной структурой, когда в популяции представлены все возрастные группы или одновременно живут несколько поколений.

Численность и плотность выражают количественные характеристики популяции как целого. Численность популяции выражается числом особей данного вида, обитающих на единице занимаемой ею площади. Динамика численности популяций во времени определяется соотношением показателей рождаемости, смертности, выживаемости, которые в свою очередь определяются условиями жизни.

Плотность популяции — это величина популяции, отнесенная к единице пространства: число особей, или биомасса, популяции на единицу площади или объема. Плотность зависит от трофического уровня, на котором находится популяция. Чем ниже трофический уровень, тем выше плотность.

У многих видов в тех или иных условиях рождаются преимущественно самцы или самки, а иногда особи, неспособные к воспроизведению. У тлей, например, летом сменяют друг друга поколения, состоящие из одних самок. При неблагоприятных условиях появляются самцы. У некоторых брюхоногих моллюсков, многощетинковых червей, рыб, ракообразных происходит изменение пола особи с возрастом.

Для понимания механизмов функционирования и решения вопросов использования популяций большое значение имеют сведения об их структуре.

Различают половую, возрастную, территориальную и другие виды структуры. В теоретическом и прикладном планах наиболее важны данные о возрастной структуре, под которой понимают соотношение особей (часто объединенных в группы) различных возрастов.

У животных выделяют следующие возрастные группы:

  • ювенильная группа (детская)
  • сенильная группа (старческая, не участвующая в воспроизводстве)
  • взрослая группа (особи, осуществляющие репродукцию)

    Популяции свойственно также определенное соотношение полов, причем, как правило, количество самцов и самок различно (соотношение полов не равно 1:1). Известны случаи резкого преобладания того или иного пола, чередование поколений с отсутствием самцов. Каждая популяция может иметь и сложную пространственную структуру (рис.2), подразделяясь на более или менее крупные иерархические группы — от географической до элементарной (микропопуляции).

    061614 0221 2 СТАНОВЛЕНИЕ И РАЗВИТИЕ ЭКОЛОГИИ

    Рис.3. Пространственные подразделения популяций.

    1— ареал вида; 2— географическая популяция; 3— экологическая, или местная популяция; 4— микропопуляция (элементарная)

     

    Обычно наибольшей жизнеспособностью отличаются популяции, в которых все возраста представлены относительно равномерно. Такие популяции называют нормальными. Если в популяции преобладают старческие особи, это однозначно свидетельствует о наличии отрицательных факторов в ее существовании, нарушающих воспроизводительные функции. Такие популяции рассматривают как регрессивные, или вымирающие. Требуются срочные меры по выявлению причин такого состояния и их исключению. Популяции, представленные в основном молодыми особями, рассматриваются как внедряющиеся, или инвазионные. Жизненность их обычно не вызывает опасений, но велика вероятность вспышек чрезмерно высокой численности особей, поскольку в таких популяциях не сформировались трофические и другие связи. Особенно опасно, если такие популяции представлены видами, которые здесь ранее отсутствовали. В таком случае популяции обычно находят и занимают свободную экологическую нишу и реализуют свой потенциал размножения, интенсивно увеличивая численность.

    Если популяция находится в нормальном или близком к нормальному состоянии, человек из нее может изымать то количество особей или биомассу (последний показатель обычно используется применительно к растительным сообществам), которая прирастает за промежуток времени между изъятиями. Ясно, что изыматься должны прежде всего особи послепродуктивного возраста (окончившие размножение). Если преследуется цель получения определенного продукта, то возраст, пол или другие характеристики популяций корректируются с учетом поставленной задачи.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    3. БОРЬБА С ВЫХЛОПНЫМИ ГАЗАМИ АВТОТРАНСПОРТА

     

    Представить жизнь современного человека без автотранспорта невозможно. Однако, загрязняя атмосферу токсичными веществами и шумовыми эффектами, он наносит вред здоровью населения. Больше всего страдают жители мегаполисов, в которых число автомобилей достигает нескольких миллионов. Борьба с выхлопными газами автотранспорта серьезная социальная проблема, просто и дешево ее не решить. Казавшаяся когда-то близкой перспектива перехода к электромобилям все еще весьма далека от реальности. Достаточно сказать, что из уже созданных в развитых странах сотен тысяч таких средств передвижения более 90% используются, например, как тележки для перевоза мелких грузов и продуктов. Основные недостатки электромобилей их малая скорость и необходимость ежедневной заправки аккумуляторных батарей. Важен, безусловно, и экономический фактор: стоимость бензиновых двигателей существенно ниже. Выходит, альтернативы автомобилю, увы, пока нет.

    Чтобы наметить меры борьбы с  загрязнением  воздуха  выхлопными  газами автотранспорта, химики изучили  процессы  горения  топлива  и  возникновения загрязнителей. Так, в двигателях внутреннего сгорания оксид  углерода  (II), углеводороды, сажа возникают в результате  неполного  сгорания  бензина  или дизельного топлива. Поэтому в первую  очередь  проводят  регулировку  работы двигателя,  увеличивая  подачу  кислорода  воздуха,  а  также  устанавливают дополнительные устройства, нейтрализаторы  с  катализаторами  и  специальные фильтры, которые задерживают твердые частицы (дым).  При  больших  скоростях соотношения смеси топлива и воздуха наиболее экономичные, сгорание полное  и концентрация СО и сажи  в  выхлопных  газах  низкая.  Однако,  к  сожалению, концентрация оксидов азота при этом увеличивается, поскольку большая  порция реагирует с кислородом при высоких температурах.  Кроме  того,  в  выхлопных газах автотранспорта присутствуют и ядовитые соединения свинца, потому что  в бензин добавляют  (для  повышения  мощности  двигателя)  этиловую  жидкость, которая включает тетераэтилсвинец Pb(C2H5).
    

    Проблема   может   быть   решена,   если   перейти   на   использование электромобилей на аккумуляторах, топливных  элементах,  на  использование  в качестве топлива сжиженных газов, водорода, метанола.
    

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    4. МЕТОДИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ОХРАНЫ ПРИРОДЫ

     

    Под охраной окружающей среды понимается деятельность органов государственной власти, органов местного самоуправления, общественных организаций, юридических и физических лиц по обеспечению гармоничного взаимодействия общества и природы, предупреждения негативных (вредных) воздействий на окружающую среду в результате хозяйственной и иной деятельности и ликвидации их последствий.

    Согласно закону Российской Федерации об охране окружающей среды (2002) основными принципами охраны окружающей среды являются следующие:

    – приоритет охраны жизни и здоровья человека;

    – научно-обоснованное сочетание экологических и экономических интересов;

    – рациональное и неистощительное использование природных ресурсов;

    – платность природопользования;

    – соблюдение требований природоохранительного законодательства, неотвратимость ответственности за его нарушение;

    – гласность в работе экологических организаций и тесная связь их с общественными объединениями и населением в решении природоохранных задач;

    – международное сотрудничество в области охраны окружающей природной среды.

    Важнейший природоохранный принцип – научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов – отвечает духу Международной конференции ООН в Рйо-де-Жа-нейро (1992), где был взят курс на модель устойчивого развития общества, на разумное сочетание экологической и экономической составляющих, на сохранение окружающей природной среды наряду, вместе с экономическим ростом.

    Основы экологической политики России закреплены в Конституции Российской Федерации; Законе РСФСР «Об охране окружающей природной среды»; указах Президента Российской Федерации «О государственной стратегии Российской Федерации по охране окружающей среды и обеспечению устойчивого развития» (от 4 февраля 1994 г. № 236), «О Концепции перехода Российской Федерации к устойчивому развитию» (от 1 апреля 1996 г. № 440) и «О Концепции национальной безопасности Российской Федерации» (от 10 декабря 1997 г. № 1300 и от 10 января 2000 г. № 24); планах действий Правительства Российской Федерации в области охраны окружающей среды на 1994–1995 годы и 1996–1997 годы (постановления Правительства Российской Федерации от 18 мая 1994 г. № 496 и от 19 февраля 1996 г. № 155).

    Конституционные основы охраны окружающей природной среды закреплены в Конституции Российской Федерации, принятой 12 декабря 1993 г. Конституция провозглашает право граждан на землю и другие природные ресурсы, закрепляет право каждого человека на благоприятную окружающую среду (экологическую безопасность) и на возмещение ущерба, причиненного его здоровью. Она также определяет организационные и контрольные функции высших и местных органов власти по рациональному использованию и охране природных ресурсов, устанавливает обязанности граждан по отношению к природе, охране ее богатств.

    Законы и кодексы в области охраны окружающей природной среды составляют природоресурсную правовую основу. В их число входят Законы о земле, недрах, охране атмосферного воздуха, об охране и использовании животного мира и др.

    Систему экологического законодательства возглавляет Федеральный Закон Российской Федерации «Об охране окружающей среды» от 10 января 2002 г. №7 ФЗ. В вопросах охраны природной среды нормы других законов не должны противоречить Конституции России и данному законодательному акту.

    Кроме того: Земельный кодекс РФ (2001 г.); Водный кодекс Российской Федерации (1995 г.); Закон РФ об охране окружающей среды (2002), а также в законе «Об охране атмосферного воздуха» (1999); Закон Российской Федерации «О радиационной безопасности населения» (1995); Закон Российской Федерации «О недрах» (1992); Основы лесного законодательства (1977); Закон Российской Федерации «О животном мире» (1995); Закон Российской Федерации «Об отходах производства и потребления» (1998); Законе РФ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» (1999), «Основах законодательства Российской Федерации об охране здоровья» (1993) и др.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    5. ВОДНЫЕ РЕСУРСЫ И ИХ ЗНАЧЕНИЕ

     

    Гидросфера — водная оболочка земли, совокупность океанов, морей, озер, рек, ледяных образований, подземных и атмосферных вод. Общая площадь океанов в 2,5 раза превышает территорию суши.

    Общие запасы воды на Земле составляют 138,6 млн. км3. Около 97,5% воды — соленая или в значительной мере минерализованная. На Мировой океан приходится 96,5% объема водной массы планеты. С полным основанием можно сказать, что наша планета является планетой воды, а не суши, но только с точки зрения распространения ее по поверхности Земли и в литосфере.

    Воде принадлежит наиважнейшая роль в формировании всего живого вещества планеты. Являясь универсальным естественным растворителем, она гомогенизирует в своем составе все необходимые питательные вещества и обеспечивает ими клетки живых организмов. И от того, какой состав имеет вода, такое питание будет принесено живым системам

    Современное потребление в мире этого драгоценного ресурса достигает 3500 км3 в год, т.е на каждого жителя планеты приходится по 650 м3 воды. Это огромное количество, ведь для удовлетворения лишь физиологических потребностей человека достаточно около 2,5 л в день, но даже этим мизерным количеством воды многие регионы и страны мира не обеспечены.

    Около 60% общей площади суши на Земле приходится на хоны, где нет достаточного количества пресной воды. Четвертая часть человечества ощущает ее недостаток, а свыше 1 млрд. жителей страдают от недостатка и плохого качества питьевой воды (что вызывает кишечные заболевания).

    Пресная вода используется также в промышленности и сельском хозяйстве. Однако большая часть водных ресурсов – это воды мирового океана, а они не только для питья, но и для технологических нужд. Несмотря на достижения современной технологии и инженерного искусства, проблема надежного водоснабжения для многих стран мира останется в ближайшие годы неразрешенной.

    Ограниченность и неравномерное распределение пресных воды по земной поверхности, растущее загрязнение поверхностных и подземных вод являются одной составляющих глобальной ресурсной проблемы человечества. Основной путь преодоления дефицита воды – рациональное ее использование.

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

     

  1. Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология. Учебное пособие. –М.: ДОНИТИ, 2005.
  2. Горелов А.А. Экология (курс лекций). Учебное пособие. — М.: Центр. 2006.
  3. Моисеев А.Н. Экология в современном мире // Энергия. 2003. № 4.

     

     


     

<

Комментирование закрыто.

WordPress: 23.12MB | MySQL:118 | 1,378sec