ОСНОВЫ ОБЩЕЙ ЭКОЛОГИИ

ПОНЯТИЯ И ЗАКОНЫ ЭКОЛОГИИ

Изучив материал главы, студент должен: знать

  • • историю развития экологии;
  • • понятийный аппарат;
  • • базовые положения теории общей экологии и охраны окружающей среды;
  • • основы учения о биосфере;
  • • основные законы экологии; уметь
  • • формулировать цели, задачи экологии; ранжировать экосистемы;

владеть

• навыками классификации экологических факторов.

Становление экологии как науки

Начальный этап развития экологии.

Термин «экология» (от греч. oikos — дом, жилище и logos — наука, знание, учение) введен в 1866 г. немецким биологом Э. Геккелем, который в процессе разработки системы классификации биологических наук установил, что отсутствует специальное название для области биологии, изучающей взаимоотношения животного мира с окружающей средой.

Историю развития экологии подразделяют на три этапа.

Первый этап — появление зачатков экологических знаний в древности. Оно связано с работами Аристотеля, Плиния Старшего и др. В XVII—XVIII вв. экологические сведения являлись составной частью работ известных биологов того времени — А. Реомюра, А. Трамбле, русских ученых И. И. Лепехина, А. Ф. Миддендорфа, С. П. Крашенинникова, шведского естествоиспытателя К. Линнея и др. В трудах К. Линнея, ставшего основоположником систематики организмов, было дано представление об «экономии природы» — строгой упорядоченности различных природных процессов, направленных на поддержание природного равновесия. В работах Ж.-Б. Ламарка и Т. Мальтуса впервые появилась озабоченность негативными последствиями воздействия человека на природу.

Второй этап развития экологии охватывает период с 60-х гг. XIX в. по 40-е гг. XX в., когда шло формирование экологии как самостоятельного научного направления. Стали появляться новые идеи, постепенное осмысление которых привело к той картине мира, которая признается и современной экологической наукой. Важнейшей вехой был отказ от чисто внешнего описания природы с целью изучения внутренних, скрытых связей, определяющих ее естественное развитие. Живым организмам при этом уделялась ведущая роль. Подразумевалось, что только жизнедеятельность организмов, приводящая к созданию сложных химических соединений, способна противостоять естественным процессам разрушения и распада.

Одним из основоположников экологии как самостоятельной науки стал немецкий естествоиспытатель Л. Гумбольдт, которому принадлежит заслуга в переходе от изучения отдельных растений к познанию растительного покрова как некоторой целостности. Заложив основы «географии растений», Гумбольдт не только установил различия в распределении разных растений, но и дал им объяснения, связывая с особенностями климата.

Выяснить роль отдельных факторов в распределении растительности пытались и другие ученые. В частности, этот вопрос рассматривал О. Декандоль, отмечавший значение не только физических условий, но и межвидовой конкуренции за общие ресурсы. Ж. Б. Буссенго стоял у истоков агрохимии, доказав необходимость почвенного азота для всех растений. При этом им подчеркнуто, что для успешного завершения развития растению необходимо определенное количество тепла, которое можно оценить, суммируя температуры за каждый день для всего периода развития. Ю. Либих показал, что разные химические элементы, необходимые растению, являются незаменимыми. Если растению не хватает какого-либо элемента, например азота, то недостаток его никак не может быть компенсирован добавлением другого элемента — фосфора или калия. Эта закономерность стала позже трактоваться как «закон минимума Либиха», который имеет важное практическое значение и в настоящее время при применении в сельском хозяйстве минеральных удобрений.

Важную роль для восприятия экологии как науки играли работы Ч. Дарвина, особенно его теория естественного отбора как движущей силы эволюции органического мира. Ученый основывался на том, что любой вид живых организмов может увеличивать свою численность в геометрической прогрессии, но ограниченность ресурсов приводит к тому, что между особями обязательно возникает конкуренция - борьба за существование. Побеждают особи, наиболее приспособленные к конкретным условиям.

Со второй половины XIX в. исследования в области экологии стали проводиться во многих странах мира различными специалистами, в особенности ботаниками и зоологами. Так, в 1872 г. в Германии вышел научный труд А. Гризебаха, где впервые дано описание основных растительных сообществ земного шара, а в 1898 г. — обширная работа Ф. Шим- пера «География растений на физиологической основе», в которой изложено множество сведений о зависимости растений от факторов окружающей среды. Немецкий исследователь К. Мебиус предложил термин «биоценоз» как совокупность различных живых существ, обитающих на одной территории и между собой тесно взаимосвязанных.

Существенную роль в изучении экологии и в становлении ее методологии сыграло представление о сукцессии. Американский ученый Г. Каульс разработал детальную картину сукцессии. Позже эту концепцию развивал американский исследователь Ф. Клементс, который сообщество рассматривал как целостное образование, напоминающее организм. Причем на начальных этапах сукцессии разные сообщества в одной местности могут сильно различаться, но на более поздних они становятся все более похожими. В конечном итоге, по его утверждению, оказывается так, что для каждой области с определенным климатом и почвой характерно только одно зрелое (климаксное) сообщество.

Позже российский ученый С. И. Коржинский при изучении границы лесной и степной зон, выяснил, что не только растительность зависит от климатических условий, но и сами растения в значительной степени влияют на физическую среду, делая ее более пригодной для произрастания других видов. Развитию экологических знаний способствовали и другие наши соотечественники — К. А. Тимирязев,

В. В. Докучаев, В. И. Вернадский, Н. И. Вавилов, В. Н. Сукачев, С. С. Шварц и др.

Российский геоботаник В. Н. Сукачев одним из первых начал проводить эксперименты по исследованию конкуренции и разработал свою классификацию разных типов сукцессии. В начале 40-х гг. XX в. В. Н. Сукачев обосновал концепцию биогеоценоза, внесшую значительный вклад в развитие теоретической основы экологии.

Важной вехой в становлении экологии как науки стали 1920—1940-е гг., когда был опубликован ряд научных трудов по разным направлениям экологии, начали выходить специализированные журналы, возникли экологические общественные организации. Началось формирование теоретической основы экологии, разрабатывались первые математические модели и специальная методология для решения определенных экологических задач. В эти же годы оформились два принципиальных для становления экологии как самостоятельной науки подхода — популяционный, в основе которого лежит динамика численности организмов и их распределение в пространстве, и экосистемный, сконцентрированный на процессах круговорота вещества и трансформации энергии.

Одной из ключевых задач популяционной экологии было установление общих закономерностей динамики численности популяций, как отдельно взятых, так и взаимодействующих. Для этого использовались простые математические модели, в которых формализованы зависимости между отдельными, характеризующими состояние популяции величинами (рождаемостью, смертностью, скоростью роста, плотностью и др.).

В 1920 г. американский ученый Р. Перль предложил логистическую модель популяционного роста, в которой учитывалась закономерность — с увеличением плотности популяции скорость ее роста снижается, становясь равной нулю при достижении некоторой предельной плотности. Такая модель рассматривалась им как универсальный закон развития любой популяции. Позже в практике экологии нашли применение математические модели А. Лотки («физическая биология» — попытка упорядочить биологическое знание с помощью подходов, применяемых в физике, модель конкурентных отношений, методы расчета важнейших демографических показателей), итальянского математика В. Вольтерра (модель конкуренции двух видов за один ресурс).

Отечественный биолог Г. Ф. Гаузе предложил более понятную модификацию уравнений для описания динамики численности конкурирующих видов. Он первым провел эксперимент по проверке моделей на лабораторных культурах бактерий, дрожжей и простейших и показал, что виды могут сосуществовать только в том случае, если они занимают разные экологические ниши.

В 20-е гг. XX в. отдельные экологи высказывали мнение, согласно которому разные виды растений могут по-своему реагировать на определенные факторы внешней среды, а их распределение не обязательно должно совпадать с распределением других видов того же сообщества. Таким образом, границы между разными сообществами могут быть размытыми, а само выделение их условно. В 1924 г. российский эколог Л. Г. Раменский сформировал основные положения нового подхода, отметив экологическую индивидуальность растений, а также зависимость от многих факторов и непрерывность всего растительного покрова.

Третий этап развития экологии начался с 50-х гг. XX в. и продолжается по настоящее время. Завершается становление экологии как самостоятельной науки, имеющей свою теорию и методологию, многообразный круг проблем и специфические подходы к их решению. Математические модели стали в большей степени отражать реальную картину мира и подтверждаться экспериментально.

Современным самостоятельным направлением исследований в области экологии является макроэкология — сравнительное изучение разных видов в масштабах больших пространств.

Экология превратилась в комплексную науку, включающую в себя сведения по географии, химии, физике, социологии, экономике и другим направлениям. В последнее время в исследованиях по экологии основной акцент делается на влияние человеческой деятельности на окружающую среду в связи с развитием экологического кризиса.

Большой прогресс, который связан с совершенствованием количественных методов оценки интенсивности различных процессов, а также с растущими возможностями широкомасштабного применения этих методов для решения экологических проблем, произошел в исследовании круговорота веществ и потока энергии в конце XX столетия.

На третьем этапе развитием экологии занимались крупные зарубежные ученые Ю. Одум, Цж. М. Андерсен, Э. Пианка, Р. Риклефс, М. Бигон, А. Швейдер, Дж. Харпер,

Р. Уиттекер, Н. Борлауг, Т. Миллер и др. В России экологическим исследованиям посвящены труды И. П. Герасимова, А. М. Гилярова, В. Г. Горшкова, К). А. Израэля, К. С. Лосева, Н. Н. Моисеева, Н. Ф. Реймерса, В. В. Розанова, С. С. Шварца, А. В. Яблокова, А. Л. Яншина и др.

Хронологические рамки развития экологии. Календарь событий, отражающих периоды становления и развития экологии как науки, приведен в табл. 1.1.

Таблица 1.1

Значимые события в развитии экологии[1]

Хронология

Страна

Событие

Экологическая

значимость

VI- IV вв. до н.э.

Древняя

Индия

Эпические поэмы «Махабхарага» и «Рамаяна»

Описание образа жизни и мест обитания более 50 видов животных

IV в. до н.э.

Древняя

Греция

Труды Аристотеля «О частях животных», «Возникновение животных», «Описание животных»

Описание животных в связи с их местообитаниями

IV в. до н.э.

Древняя

Греция

Труды Теофраста «Естественная история растений», «О причинах растений»

Дано описание около 500 видов растений и их сообществ, вывод о приспособительном значении изменений в окраске животных

77 г. н.э.

Древний

Рим

Труд Плиния Старшего «Естественная история»

Представлен экономический характер зооэкологических представлений

XIII в.

Германия

Труды Альберта Болыитедтского «О животных», «О растениях»

Исследование влияния почвы на жизнь растений, причины их «зимнего сна»

1551— 1587 гг.

Швейцария

Пятитомник Конрада Гсснсра «История животных»

Дано описание животных, среды их обитания

Хронология

Страна

Событие

Экологическая

значимость

1654- 1660 гг.

Англия

Один из первых экологических экспериментов, проведенный Робертом Бойлем

Установлено влияние атмосферного давления на животных, стойкость к вакууму водных, земноводных и других пойкилотерм- ных животных

1665 г.

Англия

Эксперименты с микроскопом Роберта Гука по изучению строения растений и животных

Обнаружено клеточное строение растительных тканей

1743 - 1776 гг.

Швеция

Труды Карла Линнея, основной из них — «Система природы»

Дано описание типологии местообитаний, предложены основы систематики. Вывод о существовании баланса и гармонии в природе

1749 - 1804 гг.

Франция

Труд Жоржа Бюффона «Естественная история» в 44 т.

Дано описание сущности изменчивости видов под влиянием внешней среды

1771- 1805 гг.

Россия

Книга И. И. Лепехина «Дневные записки путешествия доктора и Академии наук адъюнкта Ивана Лепехина но разным провинциям Российского государства» (4т.)

Сведения о взаимозависимости животных и окружающей их природы, сравнительная характеристика природных зон земного шара, описание растительных ландшафтов разных географических поясов

Конец

XVIII - начало

XIX в.

Франция

Труды Жана Батиста Ламарка, в том числе «Философия зоологии»

Первая эволюционная теория. Обоснование роли среды в жизни различных организмов

Хронология

Страна

Событие

Экологическая

значимость

1840 г.

Германия

Труды Юстуса Либиха по химическим исследованиям животных и растительных организмов

Открытие одного из фундаментальных законов экологии — «закона минимума»

1845 г.

Германия

Александр Гум- больт создал такие научные дисциплины, как физическая география, лапдшафтоведение, экологическая география растений

Сформулированы законы географической зональности и вертикальной поясности в распределении растений и животных

1852 г.

Германия

Труды Я. Моле- шотта, в том числе «Вращение жизни в природе», «Причины и действия в учении о жизни»

Идея биотического круговорота веществ

1854- 1859 гг.

Франция

Труд Исидора Жоффруа Сент- Илер «Естественная история органического мира»

Использован термин «этология», близкий по смыслу современному термину «экология»

1859 г.

Англия

Труд Чарльза Дарвина «Происхождение видов путем естественного отбора, или Сохранение благоприят- ствуемых пород в борьбе за жизнь»

Содержание книги - основа для появления экологии как науки

1863 г.

США

Книга Г. Марша «Человек и природа, или О влиянии человека на изменения физико-географических условий природы»

Впервые обращено внимание па изменения, которые вносит в природу деятельность человека

Хронология

Страна

Событие

Экологическая

значимость

1864— 1867 гг.

Англия

Труды Герберта Спенсера, в том числе «Основания биологии»

Выделены сходство и различия социального организма и биологического. Разработаны основы экологии человека

1866 г.

Германия

Труд Эрнста Геккеля «Всеобщая морфология организмов»

Введен термин «экология» в его современной трактовке

1875 г.

Австрия

Труды Эдуарда Зюсса по проблемам геологии

Предложено понятие «биосфера»

1877 г.

Германия

Труд Карла Мебиуса «Устрицы и устричное хозяйство»

Введен термин «биоценоз»

1892 г.

Россия

Труды В. В. Докучаева о почве как об особом природном теле

Единое учение о ландшафтно-географических зонах

1910 г.

Бельгия

III Международный ботанический конгресс

Разделение экологии на аутэкологию и син- экологию

1925- 1945 гг.

СССР

Труды В. И. Вернадского «Биосфера», «Живое вещество», «Биосфера и ноосфера»

Учение о биосфере и ноосфере

1927 - 1931 гг.

Франция

Работы Эдуарда Леруа «Потребность в идеализме и факт эволюции», «Происхождение человека и эволюция интеллекта»

Введен термин «ноосфера» для обозначения оболочки Земли, включающей человеческое общество с его индустрией, языком и другими видами деятельности человека

Хронология

Страна

Событие

Экологическая

значимость

1935 г.

США

Труд Артура Тен- сли «Правильное и неправильное использование ботанических терминов»

Введено понятие «экосистема»

1945 г.

Канада

Создана Продовольственная и сельскохозяйственная Организация ООН (ФАО)

Образован Департамент управления природными ресурсами и охраны окружающей среды

1946 г.

Франция

Создана Организация Объединенных Наций по вопросам образования, науки и культуры (ЮНЕСКО) '

Одно из направлений деятельности — охрана природной среды и памятников культуры

1948 г.

Швейцария

Создан Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП)

Освещение проблем сохранения биоразнообразия планеты

1962 г.

США

27-я сессия Генеральной Ассамблеи ООН. Принятие резолюции «Экономическое развитие и охрана природы»

Отмечена важная роль благоприятной среды для соблюдения основных прав человека и надлежащего экономического и социального развития, а также историческая ответственность государств за сохранение природы Земли для нынешнего и будущих поколений

1963 г.

Швейцария

Первая Красная книга МСОП

Создан мировой аннотированный список животных, которым грозит исчезновение

Хронология

Страна

Событие

Экологическая

значимость

1964 г.

Нидерланды

Принята Международная биологическая программа

Первая в истории многолетняя программа изучения в масштабе всей планеты биологической продуктивности естественных и созданных человеком растительных и животных сообществ

1970 г.

США

Принята Международная научно- исследовательская программа «Человек и биосфера» — продолжение Международной биологической программы

Одна из задач программы — создание биосферных заповедников

1971 г.

Канада

Образована международная неправительственная организация Гринпис (Зеленый мир)

Привлечение внимания общественности и политиков к экологическим проблемам

1972 г.

Швеция

Первая международная конференция но охране окружающей среды

Образована Программа ООП по окружающей среде (ЮНЕП) и определен Всемирный день охраны окружающей среды (5 июня)

1972 г.

Франция

Принята Конвенция об охране всемирного культурного и природного наследия

Составлен список объектов всемирного наследия для контроля за состоянием их сохранности

1974 г.

Нидерланды

Первый международный конгресс экологов

Рассматривались вопросы изучения экосистем, влияния на них антропогенных факторов

Хронология

Страна

Событие

Экологическая

значимость

1981 г.

Германия

Генеральная Ассамблея ООН приняла резолюцию «Об исторической ответственности государств за сохранение природы Земли для нынешнего и будущих поколений»

Призыв ко всем государствам и народам предпринять конкретные меры но сокращению вооружений и разработке мероприятий по охране окружающей среды

1982 г.

Венгрия

Принята Всемирная хартия природы

Совокупность программных положен и й о принципах взаимоотношения человечества с окружающей средой

1985 г.

Австрия

Принята Венская конвенция об охране озонового СЛОЯ

«Рамочное» международное соглашение, содержащее общие принципы и направления сотрудничества, на основе которого подписаны дополнительные протоколы, конкретизирующие положения конвенции и содержащие обязательства государств по снижению антропогенного воздействия на окружающую среду

1986 г.

СССР

Чернобыльская

катастрофа

Привела к радиоактивному загрязнению значительной территории Украины, Белоруссии и России, а также стран Европы; поставила перед человечеством проблемы исключительной сложности, затрагивающие практически все сферы жизни, в том числе производство, многие отрасли науки, культуры, морали и психологии

Хронология

Страна

Событие

Экологическая

значимость

1992 г.

Бразилия

Вторая международная конференция ООН по окружающей среде и развитию

Разработаны основные принципы взаимодействия человеческого общества и природы на XXI в., принята декларация, провозглашена концепция устойчивого развития

1993 г.

Швейцария

Создан Международный зеленый крест

Принятие мер, направленных на обеспечение устойчивого и безопасного будущего планеты, экологическое просвещение, воспитание чувства ответственности за последствия влияния цивилизации на окружающую среду

1997 г.

Япония

Принят Киотский протокол

Обязательства для стран сократить или стабилизировать выбросы парниковых газов в 2008—2012 гг. по сравнению с уровнем 1990 г.

2003 г.

США

Генеральная Ассамблея ООН провозгласила период 2005-2015 гг.

М еж ду народ н ы м десятилетием действий «Вода для жизни»

Выполнение принятых на международном уровне обязательств по вопросам воды и водоснабжения к 2015 г.

2008 г.

США

Совещание Генеральной Ассамблеи ООН

Объявлен Международный год планеты Земля. Деятельность, связанная с этим годом, охватывает период с 2007 по 2009 г. Самая большая международная попытка содействовать развитию наук о Земле

Хронология

Страна

Событие

Экологическая

значимость

2012 г.

Россия

Саммит Азиатеко- Т ихооксанского экономического сотрудничества (АТЭС)

Обсуждались вопросы сохранения биологического разнообразия, рационального использования природных ресурсов, экономика «зеленого» роста и трансграничное загрязнение

  • [1] По материалам: Экологическое право : учебник для бакалавров /под рсд. С. А. Боголюбова. 3-с издм перераб. и доп., 2011.
 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >