Современные представления об экологии
В последние годы термин "экология" у всех на устах, однако парадокс в том, что объем и содержание этого понятия не определены, и поэтому каждый вкладывает в него свой смысл. Вместе с тем в каждой науке имеется определенный набор понятий, формирование которых производится на основе понятий, находящихся вне рамок данной науки. Они служат как бы фундаментом, на котором строится понятийная база конкретной науки, поэтому их называют исходными, или базовыми, понятиями. Таковыми в экологии, как, впрочем, и в любой другой науке, выступают понятия о ее объекте и предмете. На их основе формируется определение самой науки.[1]
Базовые понятия позволяют определить круг явлений, изучаемых данной наукой, ее методологию и комплекс решаемых задач. К сожалению, несмотря на всеобщий интерес к экологическим проблемам, базовые понятия экологии всерьез не обсуждались даже в научных кругах.
2. Экология в системе наук о природе
Экология - наука о структуре, закономерностях формирования, развития и устойчивого функционирования биологических систем разного ранга в их взаимоотношениях с условиями среды. Термин "экология" (от греческого oikos - "дом", "местообитание") был впервые употреблен немецким биологом Эрнстом Геккелем в 1866 г. в многотомном труде о морфологии организмов. Американский эколог Юджин Одум определяет экологию как "биологию окружающей среды", место которой среди других биологических наук он определяет следующим образом:
1) фундаментальные (общие)
науки, изучающие основные
2) частные биологические
науки, включающие в себя все
вышеперечисленные
Так, например, можно выделить экологию млекопитающих, экологию приматов и экологию человеческого вида (экологию человека). Но кроме экологической характеристики отдельных таксономических единиц и видов их взаимодействия с окружающей средой (аутэкология) различают еще и экологию совокупностей организмов - более крупных (надорганизменных) систем. Выделяют несколько основных уровней организации живого, следующих за организменным: популяционный, биоценотический, биогеоценотический и биосферный. В зависимости от объекта исследования, различают следующие разделы экологических наук:
- экология популяций (
- экология биоценозов (биоценология
или синэкология) изучает
- экология биогеоценозов
или экосистем (
- экология биосферы (глобальная
экология) изучает функционирование
глобальной экосистемы - биосферы
планеты Земля. В широком
Общая экология принадлежит
к молодым биологическим
3. Этапы развития экологии
Первые ботанико-географические сообщения экологического характера связаны с такими центрами древней культуры, как Китай, Египет, Индия, Греция. Уже в работах древнегреческих философов Гераклита (530 - 470 гг. до н.э.), Гиппократа (460 - 356 гг. до н.э.), Аристотеля (384 - 322 гг. до н.э.), Теофраста Эрезийского (372 - 287 гг. до н.э.), Плиния Старшего (23 - 79 гг.) и других содержатся сведения экологического характера. Например, Аристотель описал 500 известных ему видов животных, особенности их поведения и приспособления к условиям окружающей среды. Ученик Аристотеля Теофраст Эрезийский - "отец ботаники", как его часто называют, описывал особености роста растений в разных условиях среды, зависимость их форм и особенностей их роста от грунта и климата.
В эпоху Возрождения продолжалось накопление данных о раститальном и животном мире. Первые систематики Д. Цезалпин (1519 - 1603), Д.Рей (1627 - 1705), Ж.Турнефор (1556 - 1708) в своих трудах приводят сведения экологического характера, в частности, зависимость распространения растений от условий их произрастания.
Второй период развития экологичекой науки связан с крупномасштабными ботанико-географическими исследованиями в природе. Начальный вклад в развитие этого направлния исследований внесли систематик растений и животных видный шведский ученый Карл Линней (1707 - 1778), российские ученые М.Лепехин, К.Ф.Рулье, М.А.Северцов, А.М.Бекетов, немецкий биогеограф О.Гумбольдт, швейцарские ботаники отец и сын Декандоли, английский ученый-эволюционист Чарлз Дарвин.
Третий этап системных исследований охватывает конец XIX - первую половину XX вв. и связан с именами российских ученых В.В.Докучаева, В.И.Вернадского, Г.Ф.Морозова, В.М.Сукачева, украинских ученых Г.М.Высоцкого (1865 - 1940), П.С.Погребняка (1900 - 1970). Заметное место в развитии системных экологических исследований занимают труды немецких ученых Э.Геккеля, Р.Гессе, В.Кюнельта, американских исследователей В.Шелфорда, Р.Чепмена, Г.Кларка, английских - Ч.Элтона, А.Тенсли, швейцарца К.Шретера, испанца Е.Макфельдьена и других.
В ходе развития экологической науки понятие экологии претерпело существенные изменения. Сам термин был введен немецким зоологом-эволюционистом Эрнстом Геккелем (1866) в книге "Всеобщая морфология организмов". Во втором томе этого обширного труда Э. Геккель дал свое определение экологии как науки: "Под экологией мы понимаем общую науку об отношениях организмов с окружающей средой, куда мы относим в широком смысле все "условия существования". Они частично органической, частично неорганической природы; но как те, так и другие... имеют весьма большое значение для форм организмов, так как они принуждают их приспосабливаться к себе. К неорганическим условиям существования, к которым приспосабливаются все организмы, во-первых, относятся физические и химические свойства их местообитаний - климат (свет, тепло, влажность и атмосферное электричество), неорганическая пища, состав воды и почвы и т. д. В качестве органических условий существования мы рассматриваем общие отношения организма ко всем остальным организмам, с которыми он вступает в контакт и из которых большинство содействует его пользе или вредит. Каждый организм имеет среди остальных своих друзей и врагов, таких, которые способствуют его существованию, и тех, что ему вредят. Организмы, которые служат пищей остальным или паразитируют в них, во всяком случае относятся к данной категории органических условий существования" (Е. Haeckel, 1866, Bd. II, S. 2861).
Эта большая цитата отчетливо показывает, что, формулируя понятие экологии как новой науки, Э. Геккель строил ее не на пустом месте, а на основании большого фактического материала, накопленного в биологии за время ее длительного развития. Действительно, весь предшествующий период становления биологических знаний шло накопление не только описаний отдельных видов, но и материалов по их образу жизни, а подчас и отдельных обобщений. Так, еще в 1798 г. Т. Мальтус описал уравнение экспоненциального роста популяции, на основе которого строил свои демографические концепции. Уравнение логистического роста предложено П.Ф. Ферхюлстом в 1838 г. Ж.-Б. Ламарк в "Гидрогеологии" фактически предвосхитил представление о биосфере. Французский врач В. Эдварде (1824) опубликовал книгу "Влияние физических факторов на жизнь", которая положила начало экологической и сравнительной физиологии, а Ю. Либих (1840) сформулировал знаменитый "Закон минимума", не потерявший своего значения и в современной экологии.
В России профессор Московского университета Карл Францевич Рулье на протяжении 1841-1858 гг. дал практически полный перечень принципиальных проблем экологии, не найдя, однако, выразительного термина для обозначения этой науки. Он первый четко определил принцип взаимоотношений организма и среды: "Ни одно органическое существо не живет само по себе; каждое вызывается к жизни и живет только постольку, поскольку находится во взаимодействии с относительно внешним для него миром. Это закон общения или двойственности жизненных начал, показывающий, что каждое живое существо получает возможность к жизни частию из себя, а частию из внешности".
Развивая этот принцип, К.Ф. Рулье делит взаимоотношения со средой на две категории: "явления жизни особной" и "явления жизни общей", что соответствует современным представлениям об экологических процессах на уровне организма и на уровне популяций и биоценозов. В опубликованных лекциях и отдельных статьях он поставил проблемы изменчивости, адаптации, миграций, ввел понятие "стация", рассмотрел влияние человека на природу и т. д. При этом механизмы взаимоотношений организмов со средой К.Ф. Рулье обсуждал с позиций, настолько близких к классическим принципам Ч. Дарвина, что его по праву можно считать предшественником Дарвина. К сожалению, К.Ф. Рулье умер в 1858 г., за год до выхода в свет "Происхождения видов". Труды его практически неизвестны за рубежом, но в России они имели огромное значение, послужив основой формирования мощной когорты экологов-эволюционистов, некоторые из которых были его прямыми учениками (Н.А. Северцов, А.П. Богданов, С.А. Усов).
И все же начало развития
экологии как самостоятельной науки
следует отсчитывать от трудов Э.
Геккеля, давшего четкое определение
ее содержания. Надо лишь отметить, что,
говоря об "организмах", Э. Геккель,
как это было тогда принято, не
имел в виду отдельных особей, а
рассматривал организмы как представителей
конкретных видов. По существу, основное
направление, сформулированное Э. Геккелем,
соответствует современному пониманию
аутэкологии - экологии отдельных видов.
В течение долгого времени
основное развитие экологии шло в
русле аутэкологического
В аутэкологическом направлении начала - середины XX в. на фоне продолжающихся работ по изучению образа жизни выделяется серия исследований, посвященных физиологическим механизмам адаптации. В России это направление в основном сформировалось в 30-е годы трудами Н.И Калабухова и А.Д. Слонима. Первый из них - зоолог, пришедший к необходимости применения физиологических методов для изучения адаптации; второй - физиолог, понявший необходимость исследования адаптивного значения отдельных физиологических процессов. Такие пути формирования физиологического направления в экологии характерны для мировой науки того времени. Эколого-физиологическое направление в экологии животных и растений, накопив огромный фактический материал, послужило основой появления большой серии монографий, "всплеск" которой приходится на 60-70-е годы.
Одновременно с этим в первой половине XX в. начались широкие работы по изучению надорганизменных биологических систем. Их основой послужило формирование концепции биоценозов как многовидовых сообществ живых организмов, функционально связанных друг с другом. Эта концепция в основном создана трудами К. Мёбиуса (1877), С. форбса (1887) и др. В 1916 г. Ф. Клементс показал динамичность биоценозов и адаптивный смысл этого; А. Тинеманн (1925) предложил понятие "продукция", а Ч. Элтон (1927) опубликовал первый учебник-монографию по экологии, в котором четко выделил своеобразие биоценотических процессов, определил понятие трофической ниши и сформулировал правило экологических пирамид. В 1926 г. появилась книга В. И. Вернадского "Биосфера", в которой впервые была показана планетарная роль совокупности всех видов живых организмов - "живого вещества".
Начиная с 1935 г. с введением А. Тенсли понятия "екосистема" экологические исследования надорганизменного уровня стали развиваться особенно широко; примерно с этого времени стало практиковаться возникшее в самом начале XX в. деление экологии на аутэкологию (экологию отдельных видов) и синэкологию (экологические процессы на уровне многовидовых сообществ - биоценозов). Последнее направление широко использовало количественные методы определения функций экосистем и математическое моделирование биологических процессов - направление, позднее получившее название теоретической экологии. Еще раньше (1925-1926) А. Лотка и В. Вольтерра создали математические модели роста популяций, конкурентных отношений и взаимодействия хищников и их жертв. В России (30-е годы) под руководством Г.Г. Винберга велись обширные количественные исследования продуктивности водных экосистем. В 1934 г. Г.Ф. Гаузе опубликовал книгу "Борьба за существование" (The struggle for existence. Baltimore, 1934), в которой экспериментально и с помощью математических расчетов показал принцип конкурентного исключения и исследовал взаимоотношения типа хищник - жертва. Экосистемные исследования остаются одним из основных направлений в экологии и в наше время. Уже в монографии Ч. Элтона (1927) впервые отчетливо выделено направление популяционной экологии. Практически все исследования экосистемного уровня строились на том, что межвидовые взаимоотношения в биоценозах осуществляются между популяциями конкретных видов. Таким образом, в составе экологии сформировалось популяционное направление, которое иногда называют демэкологией.
В середине нашего столетия стало ясно, что популяция - не просто "население", т. е. сумма особей на какой-то территории, а самостоятельная биологическая (экологическая) система надорганизменного уровня, обладающая определенными функциями и механизмами авторегуляции, которые поддерживают ее самостоятельность и функциональную устойчивость. Это направление наряду с интенсивным исследованием многовидовых систем занимает важное место в современной экологии (J. Christian, 1950, 1963; D. Chitty, 1960; J. Chrictian, D. Davis, 1970; V. Wynne-Edwards, 1962, Н.П. Наумов, 1967; И.А. Шилов, 1967, 1977; С.С. Шварц, 1969). Некоторые исследователи (F. Bodenheimer, 1958; С.С. Шварц, 1960; А. Макфедьен, 1965) полагают, что исследования на популяционном уровне представляют центральную проблему экологии.
Раскрытие роли многовидовых совокупностей живых организмов в осуществлении биогенного круговорота веществ и поддержании жизни на Земле привело к тому, что в последнее время экологию чаще определяют как науку о надорганизменных биологических системах или же только о многовидовых сообществах - экосистемах (J. Carpenter, 1962; Е. Odum, 1963; Н.П. Наумов, 1973; Ю. Одум, 1975). По-видимому, такой подход обедняет содержание экологии, особенно если учесть тесную функциональную связь организменного, популяционного и биоценотического уровней в глобальных экологических процессах (И.А. Шилов, 1981, 1985).
Вероятно, более правильно
рассматривать экологию как науку
о закономерностях
Экология как наука
сложна и многогранна. Условно ее
можно подразделять на отдельные
направления. Так, одно из наиболее ранних
направлений - ландшафтная экология
- изучает приспособления организмов
к разной географической среде, формирование
биоценотических комплексов различных
ландшафтов, биологические характеристики
этих комплексов, их влияние на среду
обитания. Многие проблемы ландшафтной
экологии имеют практическое значение,
так как климатическими или иными
физико-географическими
Другое напрвление экологии исследует конкретные механизмы, с помощью которых осуществляется приспособление биологических систем разного уровня к изменчивым условиям среды, необходимое для обеспечения их существования. Это напрвление называют функциональной или физиологической экологией, так как большинство адаптивных механизмов имеют физиологическую природу. Изучение механизмов и закономерностей адаптаций важно для решения ряда проблем медицины, охотоведения, животноводства, растениеводства и т.д.
В теоретическом плане важно направление эволюционной экологии, основной задачей которой служит выявление экологических закономерностей эволюционного процесса, путей и форм становления видовых адаптаций, а также реконструкция экосистем прошлого Земли (палеоэкология) и выявление роли человека в их преобразовании (археоэкология).
В современной биосфере одним из наиболее значимых факторов, определяющих ее состояние, стала деятельность человека. Это обстоятельство породило антропоцентрические тенденции (греч. - человек) в развитии экологии. Т.е. под экологией ошибочно подразумеваются негативные последствия человеческой деятельности на планете, переэксплуатация природных ресурсов, различные формы загрязнения рассматриваются с позиций их отрицательного влияния на здоровье человека и условия его жизни. Возникающие в связи с этим проблемы выходят за рамки экологии как биологической науки, приобретая социальный и политический характер. Данное направление часто обозначают как социальная экология.
Объектами экологии или ее
отраслевых подразделений в зависимости
от уровня исследований являются экосистемы
или их элементы. Главный предмет
исследований - изучение особенностей
и развития взаимосвязей между организмами,
их группировками разных рангов, экосистемами
и неживой компонентой
Итак, универсальной экологии
подчинено два блока
Теоретическая экология включает раздел "экология живых организмов" (биоэкология).
Это материнский субстрат экологической науки. Основные подразделы: экология микромира, экология растений, экология животных, экология человека. Но к известным классическим разделам (согласно идеям Ю.Одума, Р.Дажо, М.Реймерса, И.Дедю и др.) добавлены новые биоэкологические направления: биоэкомониторинг, теория заповедного дела, теория искусственных экосистем, основы биоиндикации, экотоксикология и др.
Практическая экология объединяет три раздела:
- науки об охране и
рациональном использовании
- науки о социально-
- науки о техногенных
факторах влияния на
Все разделы тесно связаны и используют данные других разделов экологии для своих исследований, оценок и прогнозов.вмешательством в процессы жизнедеятельности биосферы, должны приниматься с учетом их ближайших и отдаленных экологических последствий.
Ныне сформировалось свыше
90 направлений экологических
Высшим по рангу обобщающим понятием является универсальная (общая) экология - наука о тактике и стратегии сохранения и стабильного развития жизни на Земле. Она обобщает всю экологическую информацию, поступающую из других разделов, и на основе анализа этих данных и моделирования развития экологической ситуации на планете способствует принятию научно и логически обоснованных решений, касающихся реализации стратегических планов развития цивилизации.
Основные задачи общей экологии:
- изучение с позиций
системного подхода общего
- прогноз динамики состояния
биосферы во времени и
- разработка путей гармонизации
взаимоотношений человеческого
общества и природы,
Современные исследования должны
быть научной базой для разработки
стратегии и тактики поведения
человечества в природной среде,
рационального
4. Современные представления об экологии
Одними из первых состоянием окружающей среды заинтересовались биологи, поэтому традиционно под экологией понимают совокупность и характер связей между организмами и окружающей природной средой. При этом понятие "окружающая среда" недостаточно определено, поскольку разные исследователи вкладывают в него разное содержание. Преобладание биологического подхода привело к формированию центрального понятия "экосистема", подразумевающего совместно функционирующие сообщества живых организмов и неживой среды. Как самую крупную экосистему выделяют биосферу.[2]
В то же время многие специалисты в области охраны окружающей среды осознают, что современное понимание экологии шире традиционно сложившегося. Под объектом экологии сегодня понимают экосистемы различного ранга, вплоть до планетарного - биосферы, включающей и человека.
Хотя объект экологии большинство ученых трактуют одинаково, однозначности в понимании экологии как науки нет. Справедливость этого утверждения легко подтвердить простым перечислением "экологий", встречающихся в СМИ, правительственных документах, выступлениях политиков (именно экологий, поскольку, исходя из разного смысла, вкладываемого в это слово, они имеют разные объекты изучения и объем): инженерная экология, экология детства, химическая экология, экология человека, экология популяции, экология города, экология клетки (в биологическом смысле), социальная экология, космическая экология, экология духа, геоэкология, экология культуры и т. п.
Понятия как форма мышления играют важнейшую роль в становлении науки. Немодный сегодня В.И. Ленин так характеризовал их важность: "естествоиспытатели должны знать, что итоги естествознания суть понятия".[3]
Множественность экологий показывает,
что понятие "экология" не выполняет
свою родовую функцию, заключающуюся
в сохранении однозначности при
его использовании. Не выполняется
и условие подчиненности
Однако если оставить пока в стороне нечеткость понятий и взять за основу биологический подход к экологии, то выясняется, что и он несовершенен. Указанный подход сужает проблему и упускает как минимум два принципиальных момента, связанных с феноменом человека. Во-первых, недостаточно учитывается его уникальность как мыслящего существа, активно преобразующего природную среду и создавшего техносферу - плод его интеллектуальных и физических усилий. Во-вторых, недооценивается роль (а главное, ответственность) человека в гармонизации отношений с окружающей средой. И это не проявление антропоцентризма, а отражение объективных процессов эволюции общества и масштабов его воздействия на природу. Главное для человека - осознать, что он не сможет погубить биосферу, поскольку, защищаясь от варварского отношения к ней, она сама погубит его и восстановит свое функционирование, но уже без участия человека, по крайней мере как доминирующего вида, замкнувшего на себя все вещественные, энергетические и информационные потоки. Осознание этого желания выжить заставит человека с антропоцентристских (а каких же еще?) позиций изменить свое отношение к окружающему миру и создать модель развития общества, позволяющую сохранить эволюцию биосферы в том режиме, где человек остается ее органичной составляющей.
Попытаемся проанализировать нынешний объем понятия "экология", отбросив, конечно, его бытовое и экзотическое использование. Еще В.И. Вернадский сделал вывод о человечестве как о ведущей геологообразующей силе. Расчеты показывают, что миграционные потоки, создаваемые человеком, сегодня для многих химических элементов в десятки и сотни раз превышают уровни их рассеяния в геологических процессах. Масса антропогенного обмена газов составляет 15- 18 % всего биотического газообмена, уровень изъятия биопродукции достиг 10%. При этом антропогенный массообмен в отличие от биотического разомкнут. Сегодня ксенобиотизм производства ученые считают одним из основных противоречий между экономикой и экологией.
Кроме того, человек ежегодно
создает тысячи новых веществ, которые
не встречались в биосфере. В ней
уже содержится более миллиона(!)
антропогенных веществ в
К сожалению, факты говорят о том, что антропогенное воздействие ведет к деградации и даже гибели биосистем. Более того, все больше урбанизированных территорий превращаются в зоны экологического бедствия.
Что же позволит кардинально изменить складывающуюся неблагоприятную ситуацию? Многие исследователи считают, что решение проблемы нужно искать в рамках системы "человек - окружающая среда". Естественно возникает вопрос, какие же факторы являются системообразующими в данной системе? Прежде всего осознанная цель - обеспечение прогрессивного развития человеческого общества при сохранении окружающей природной среды. Как достичь системообразующей цели? Что может изменить характер воздействия человека на биосистемы и окружающую среду в целом? Что заставит его создать комфортную искусственную среду обитания, отвечающую биологическим, социальным, медицинским, эстетическим, иными словами, экологическим требованиям? По мнению многих специалистов, которое разделяет и автор, изменить ситуацию может только разработка новых правовых и морально-этических принципов отношения человека к окружающему миру, основанных на знании законов природы и общества. Причем одной декларации указанных принципов недостаточно. Они должны через систему образования и воспитания стать мировоззрением, а также найти правовое, юридическое и экономическое воплощение.
Осознание человеком его
места и роли в эволюции природы
с необходимостью приводит к разработке
правовых и морально-этических норм
поведения, служащих гармонизации его
отношений с окружающей средой и
оптимизации антропогенной
Разделяя идеи Вернадского,
который оптимистически оценивал будущее
человечества и рассматривал создание
сферы разума как неизбежный процесс
становления цивилизации "

- Современные представления об этапах развития психики. Понятие о сознании
- Современные представления о возникновении жизни на земле
- Современные представления о возникновении жизни на Земле Современные представлени
- Современные представления о возникновении и развитии Вселенной
- Современные представления о Вселенной
- Современные представления о гражданском обществе
- Современные представления о жизни
- Современные предметы гигиены рта
- Современные представители школы «новые правые. «Новые правые в современной геополитике»
- Современные представления в развитии сестринского дела
- Современные представления об информационном обществе
- Современные представления об информационном обществе
- Современные представления об основных этапах эволюции гоминид
- Современные представления об отклоняющемся развитии – одаренные дети