Введение. Предмет и задачи экологии

ЛЕКЦИЯ 1

Структура макроэкологии

Основные разделы современной экологии:

• общая экология,

• биоэкология,

• геоэкология,

• экология человека,

• социальная экология,

• прикладная экология.

Каждый раздел имеет свои подразделения и связи с другими частями экологии и смежными науками (рис. 1.2).

Общая экология посвящена объединению разнообразных эко­логических знаний на едином научном фундаменте. Ее ядром яв­ляется теоретическая экология, которая устанавливает общие зако­номерности функционирования экологических систем. Для изучения их ме­ханизмов недостаточно одних натурных наблюдений, нужен эксперимент. Экспериментальная экология обеспечивает методи­ческим инструментарием различные разделы науки. Но воз­можности эксперимента в экологии ограничены. Поэтому ши­роко применяется моделирование, в частности, математическое моделирование. Вместе с обработкой информации и количест­венным анализом фактического материала оно входит в раздел теоретической экологии, который называют математической экологией.

Биоэкология - праматерь всей экологии. Главная ее часть - системная экология, экология естественных биологических сис­тем: особей, видов (аутоэкология), популяций (популяционная экология, или демэкология); многовидовых сообществ, биоцено­зов (синэкология), экологических систем (биогеоценология, учение об экосистемах).

Другая часть биоэкологии - экология систематических групп организмов - царств бактерий, грибов, растений, животных, а также более мелких систематических единиц: типов, классов, отрядов и т.п.

Еще одно подразделение составляет эволюционная экология - учение о роли экологических факторов в эволюции.

Геоэкология изучает взаимоотношения организмов и среды обитания с точки зрения их географической принадлежности. В нее входят: экология сред - воздушной, наземной (суши), почвен­ной, пресноводной, морской, преобразованной человеком; экология природно-климатических зон - тундры, тайги, степи, пустыни, гор, других зон и их более мелких подразделений – ландшафтов (экология речных долин, морских берегов, болот, островов, корал­ловых рифов и т.п.). К геоэкологии относится также экологическое описание различных географических областей, регионов, стран, кон­тинентов.

Совместной областью биоэкологии и геоэкологии является учение о биосфере - биосферология - главное содержание глобаль­ной экологии.

Экология человека - комплекс дисциплин, исследующих взаимодействие человека как индивида (биологической особи) и личности (социального субъекта) с окружающей его природ­ной и социальной средой.

Прикладная экология - большой комплекс дисциплин, связанных с различными областями человеческой деятельности и взаимоотношений между человеческим обществом и природой. Выделяются следующие прикладные разделы экологии:

Инженерная экология - изучение и разработка инженерных норм и средств, отвечающих экологическим требованиям.

Сельскохозяйственная экология в своей значительной части сли­вается с биологическими основами земледелия (агроэкология) и животноводства (экология сельскохозяйственных животных).

Биоресурсная и промысловая экология изучает условия, при кото­рых эксплуатация биологических ресурсов природных экосистем (лесов, континентальных водоемов, морей, океана) не приводит к их истощению и нарушению, утрате видов, уменьшению биологического разнообразия.

Экология поселений, коммунальная экология - разделы приклад­ной экологии, посвященные особенностям и влияниям различных факторов искусственно преобразованной среды обитания людей в жилищах, населенных пунктах, в городах (урбоэкология).

Медицинская экология - область изучения экологических ус­ловий возникновения, распространения и развития болезней человека, в том числе острых и хронических заболеваний, обу­словленных природными факторами и неблагоприятными тех­ногенными воздействиями среды (экология иммунодефицитов и т.п.).

Наука и практика. Экологией сейчас часто называют охрану окружающей человека среды, а иногда и просто состояние этой среды. Это неправильно. Даже при обиходном понимании эколо­гии не стоит приписывать название большой науки проявлениям, тем более нарушениям элементарной чистоплотности. Экология не нужна для уборки улиц, аккуратной эксплуатации свалки, хлориро­вания водопроводной воды или установки дымового фильтра на трубе. Это чисто технические проблемы. Экология нужна раньше - при обосновании технических условий и санитарно-гигиенических требований к таким устройствам и процессам. Разделы прикладной экологии и практика охраны окружающей среды тесно связаны между собой, но это не одно и то же.

Охрану окружающей среды часто смешивают с охраной при­роды, ошибочно считая эти понятия равнозначными. Понятия «охрана окружающей среды» и «охрана природы» по отно­шению к современному человеку различны. Конечная цель охраны окружающей среды и охраны природы одна и та же: сохранение здоровья и благополучия людей. Но концептуальные подходы различны:

• «охранять природу» означает регламенти­ровать, ограничивать или запрещать изъятие природных ресурсов, не допускать нарушения природных систем;

• «охранять среду» озна­чает не допускать появления в среде обитания людей вредных для здоровья агентов.

Эти подходы не могут быть разъединены: загрязнение окружаю­щей человека среды наносит вред другим организмам и живой природе в целом, а деградация природных систем ослабляет их способность к естественному очищению среды. Но всегда следует понимать, что сохранить качество окружающей человека среды невозможно без участия природных экологических механизмов. Даже если мы научимся больше не наращивать загрязнение нашей сре­ды, мы ничего не достигнем, если одновременно не перестанем мешать природе регулировать состав среды, очищать ее и делать пригодной для жизни. Самые чистые технологии и самые совер­шенные средозащитные устройства не спасут нас, если будет про­должаться вырубка лесов, уменьшаться разнообразие биологи­ческих видов, нарушаться круговорот веществ в природе.

На протяжении истории цивилизации практически все формы инженерной деятельности и все технические достижения человека имели в той или иной степени антиприродную направленность. Распашка степей, сведение лесов, осу­шение болот, прокладка магистральных дорог, каналов, трубопроводов, бурение скважин, взрывы, военные действия и многое другое - наносило и наносит раны природе. Для всего этого разработан изощренный инструментарий - огромный арсе­нал орудий, механизмов, машин, оружия, веществ, материалов, источников и преобразователей энергии.

Создавая какой-нибудь совершенный средозащитный агрегат, инженер вынужден сознавать, что добыча сырья, производство материалов, деталей и энергии для него будет сопровождаться таким потреблением ресурсов и загрязнением среды, которые вряд ли сможет полностью предотвратить или компенсировать его уникальная установка. Даже расселение жи­вотных и растений, попытки обогатить флору и фауну отдельных стран и континентов чаше причиняли ущерб природным систе­мам. В лучшем случае удавалось лишь частично исправлять допу­щенные ранее грубые нарушения природной среды.

Методы экологии

Методическую основу современной экологии составляет соче­тание системного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и моделирования.

1. Методы регистрации и оценки состояния среды являются необ­ходимой частью любого экологического исследования. К ним от­носятся метеорологические наблюдения; измерения температуры, прозрачности, солености и химического состава воды; определе­ние характеристик почвенной среды, измерения радиационного фона, напряженности физических полей и т.п. Эколог вынужден иногда вносить специальные изменения в тех­нику этих измерений и проявлять немалую изобретательность, когда, например, нужно измерить температуру в гнезде высижи­вающей птенцов дикой птицы или уловить ничтожные колебания гравитационного и магнитного полей, по которым некоторые животные чувствуют приближение землетрясения.

К этой же группе методов следует отнести периодическое или непрерывное слежение - мониторинг - за состоянием экологиче­ских объектов и за качеством среды. Большое практическое значе­ние имеет регистрация состава и количества вредных примесей в воде, воздухе, почве, растениях в зонах антропогенного загрязнения, а также исследования переноса загрязнителей в разных сре­дах. В настоящее время техника экологического мониторинга бы­стро развивается, используя новейшие методы физико-химичес­кого и химического экспресс-анализа, дистанционного зондирова­ния, телеметрии и компьютерной обработки данных. Важным средством экологического мониторинга, позволяющим в ряде слу­чаев получить интегральную оценку качества среды, является биомониторинг и биоиндикация - использование для контроля состоя­ния среды некоторых организмов, особо чувствительных к изме­нениям среды и к появлению в ней вредных примесей.

2. Методы количественного учета организмов и методы оценки био­массы и продуктивности растений и животных лежат в основе изу­чения природных сообществ. Для этого применяются подсчеты особей на контрольных площадках.

3. Исследования влияния факторов среды на жизнедеятельность организмов составляют наиболее разнообразную группу методов экологии. В их число входят различные, подчас сложные и дли­тельные наблюдения в природе. Но чаще применяются экспери­ментальные подходы, когда в лабораторных условиях регистриру­ется воздействие строго контролируемого фактора на те или иные функции растений или животных, а также анализируется применимость полученных на животных результатов к экологии челове­ка. Этим путем устанавливаются оптимальные или граничные ус­ловия существования. Так определяются критические и летальные дозы химических и других агентов, по которым рассчитывают пре­дельно допустимые концентрации и воздействия, лежащие в осно­ве экологического нормирования.

4. Методы изучения взаимоотношений между организмами во многовидовых сообществах составляют важную часть системной экологии. Здесь также важны натурные наблюдения и лабора­торные исследования пищевых отношений, пищевого поведе­ния. опыты с переносом «меток», например, радиоактивных изотопов, с помощью которых можно определить, сколько ор­ганического вещества и энергии переходит от одного звена пищевой цепи к другому; от растений - к травоядным живот­ным, от травоядных - к хищникам. Особо следует упомянуть экспериментальную методику создания и исследования искус­ственных сообществ и экосистем, т.е. по существу лаборатор­ное натурное моделирование взаимодействий организмов друг с другом и с окружающей средой. В ряде случаев для этих целей создают искусственные частично замкнутые и самоподдерживающиеся многовидовые системы - микрокосмы. Известны та­кие эксперименты с участием человека - «Биос-6» (Красно­ярск, Россия), «Биосфера-2» (Калифорния, США).

5. Методы математического моделирования приобретают все большее значение в экологии. Потребность в них для целей управления и прогнозирования очень велика. Существуют близкие к реальным процессам математические модели распространения загрязнителей в атмосфере, самоочищения реки. Намного сложнее моделирование экологических систем. В свое время были получены обобщенные аналитические модели многих экологических процессов. Но реальные объекты экологии столь сложны, что с трудом поддаются строгому математическому описанию даже при значительном упрощении задач. Поскольку в большинстве случаев речь идет о многоуровневых нелинейных за­дачах с большим числом переменных, аналитические решения практически невозможны, и на первое место выдвигаются чис­ленные методы имитационного моделирования, основанные на при­менении современной вычислительной техники.

В последние годы благодаря мощным компьютерам нового по­коления и новым средствам программирования появилась воз­можность численного решсния ряда сложных системных экологи­ческих задач. При этом все большее значение приобретают такие новые компьютерные методы, как применение технологии нейронных сетей и аппарата теории нечетких множеств. Быстро со­вершенствуются приемы глобального моделирования, доведенные до моделей, основанных на проблемно-прогнозном подходе. Они позво­ляют рассматривать варианты сценариев и строить обоснованные прогнозы глобального развития.

 

Главные проблемы и задачи

Главная задача современной экологии как науки - 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.

Глобальные проблемы. Природа в целом сама по себе не знает экологических проблем в их сегодняшнем понимании. Если они и возникали у некоторых групп организмов, то решались, как правило, медленным эволюционным путем на протяжении очень больших промежутков времени, когда замена одних форм другими для всей природы была почти незаметна. В отличие от этого эко­логические проблемы человечества стали весьма существенными про­блемами всей природы на Земле.

1. Объем антропогенного воздействия на природу и окружающую человека среду в XX I веке стал слишком велик и приблизился к пределу устойчивости биосферы, а по некоторым параметрам и превзошел его. Проявления и свидетельства этого многообразны:

• резкое сокращение площади ненарушенных естественных экосистем, их существенная антропогенная деградация на остальной площади суши;

• потребление и изъятие человеком возобновимых природных ресурсов достигло критической скорости или превысило темпы их естественного воспроизводства;

• отходы человеческого хозяйства загрязняют среду, так как они содержат множество веществ и материалов, не утилизи­руемых в естественных природных круговоротах;

• появились признаки нарушения биосферного рав­новесия, ослабления средообразующей и средорегулирующей функций биосферы;

• сократились и продолжают быстро уменьшать­ся запасы многих невозобновимых, главным образом мине­ральных и топливных ресурсов Земли.

В геологической истории Земли и раньше происходили значи­тельные изменения растительного покрова, ландшафтной структу­ры суши, химического состава атмосферы и климата. Негативное воздействие человека на природу также имеет длительную исто­рию. Но никогда еще эти изменения и нарушения не имели такой качественной структуры и не происходили с такой быстротой, как в наше время. Все это означает наступление глобального антропо­генного экологического кризиса.

2. Природа отвечает на возрастающее антропогенное давление часто непредвиденными изменениями, создающими экологическую опасность:

• химическое и радиационное загрязнение среды ускоряет му­тации и приводит к появлению новых биологических форм, обладающих повышенной устойчивостью, адаптивностью, а иногда и опасными для человека свойствами;

• избирательное воздействие на отдельные виды микроорга­низмов, растений или животных, исключение этих организ­мов из природных сообществ вызывает неконтролируемые цепные реакции, которые затрагивают многие виды и нару­шают устойчивость экосистем;

• антропогенное преобразование ландшафтов и загрязнение среды часто имеет неконтролируемое последействие, приво­дящее к возникновению зон повышенного экологического риска.

3. Отчуждение человека от природы. Используя изобретенные им технологии и средства жиз­необеспечения, человек в большой мере освободился от давления естественного отбора и межвидовой конкуренции. Он на несколь­ко порядков превысил биологическую видовую численность и еще в десятки раз - объем использования веществ и энергии для удов­летворения надбиологических потребностей.

Огромное увеличение и продолжение роста количества людей отнюдь не связано с повышением их биологического качества. На­оборот, для людей в целом характерны совершенно немыслимые для диких животных в природе: груз наследственных заболеваний, низкий иммун­но-биологический статус и огромное число инфекций. Проблемы экологии человека все больше становятся проблемами здравоохранения.

Проблемы экологии России. Перечисленные выше про­блемы сохраняют свое значение и для России. Исключение со­ставляет разве что отсутствие перенаселения. Как крупная страна Россия вносит существенный вклад в планетарную экологическую ситуацию. Особо следует отметать три основные проблемы, кото­рые на протяжении последних десятилетий никак не решаются, напротив, усугубляются.

1. Отсутствие последовательной государственной экологической и эколого-экономической политики.

Возрастает потребность в последовательной экологической политике. Россия располагает большой площадью ненару­шенных природных систем, которые являются нашим главным природным богатством и одной из немногих областей стабилизации  биосферы всей планеты. Необходимо осознание исключи­тельной важности сохранения этого ресурса.

2. Превышение допустимой антропогенной нагрузки на природ­ную среду в России обусловленное многими факторами, среди кото­рых наиболее существенны:

• значительная территориальная неравномерность (в основном по оси восток - запад) распределения ресурсов, плотности населения и хозяйственного потенциала; большая протяжен­ность энергетических и транспортных коммуникаций;

• высокая концентрация промышленности в крупных индуст­риальных центрах;

• неблагоприятные климатические условия, требующие высо­кого удельного энергопотребления и других эксплуатацион­ных затрат;

• низкий технологический уровень многих подготовительных и производственных процессов; медленная обновляемость ос­новных производственных фондов, их высокий износ и ава­рийность;

• экстенсивная эксплуатация земельных, водных и лесных ре­сурсов при недостаточном уровне их восстановления и высо­ком проценте невозвратимых потерь; малая относительная площадь заповедных территорий;

• низкая эффективность контроля эксплуатации природных ресурсов и загрязнения среды.

3. Состояние здоровья населения России ухудшается.

Главные задачи. Перечень проблем позволяют понять многообразие важнейших общих задач современной экологии:

1. Всеобъемлющая диагностика состояния природы планеты и ее ресурсов, определение порога выносливости живой природы планеты биосферы по отношению к антропогенной нагрузке.

2. Разработка прогнозов изменений биосферы и состояния ок­ружающей человека среды при разных сценариях экономического и социального развития человечества.

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 остановят глобальный экологический кризис.

 

 

ЛЕКЦИЯ 1

ВВЕДЕНИЕ. ПРЕДМЕТ И ЗАДАЧИ ЭКОЛОГИИ

1.1. Предмет современной экологии

У экологии есть множество определений. Чаще всего она определяется как наука о взаимоотношениях живых организмов и среды их обитания. Термин «экология» (от греч. oikos - жилище, обитель, дом и logos - слово, учение) ввел в научный обиход выдающийся немецкий биолог Эрнст Геккель (1866). В его трактовке экология - «это познание экономики природы, одновременное исследование всех взаимоотно­шений живого с органическими и неорганическими ком­понентами среды».

После Геккеля в понятие экологии вносились различ­ные смысловые оттенки, которые расширяли или сужали предмет этой области знания.

Постепенно экологические закономерности стали от­носить к совокупностям организмов - популяциям, ви­дам, многовидовым сообществам, наконец, к живой при­роде в целом. Экология приобрела статус науки об орга­низации и функционировании надорганизменных биологиче­ских систем всех уровней.

В последние десятилетия, когда угроза глобального экологического кризиса коснулась самого человека, про­изошло быстрое расширение экологии. Вобрав в себя проблемы окружающей среды, она не только использует достижения других разделов биологии, но и вторгается в смежные с биологией дисциплины - в науки о Зем­ле, в физику и химию, в различные инженерные от­расли, предъявляет новые требования к информатике и вычислительной технике, находит приложения за пределами есте­ственных наук - в экономике, политике, социологии, этике. Эко­логия становится гипернаукой. Этот процесс проникновения идей и проблем экологии в другие области знания получил название экологизацией. Экологизация отвечает потребности общества в объединении науки и практики для предотвращения экологической катастрофы.

Экология превратилась из частного разде­ла биологии, знакомого узкому кругу специалистов, в обширный и ещё окончательно не сформировавшийся комплекс фундамен­тальных и прикладных дисциплин, который Н.Ф. Реймерс (1992) назвал мегаэкологией, т.е. «большой экологией». В настоящее время целесо­образно пользоваться термином макроэкологией. На схеме (рис. 1.1) отображены слагаемые макроэкологии.

 

Не все согласны с таким расширением предмета экологии. Некоторые из биологов настаивают на сохранении традиционного круга объектов и методов экологии растений и животных, а всю проблематику, связанную с экологией человека и охраной приро­ды, обозначают как науку об окружающей среде. Такое разделение преобладает в западной литературе, где понятия ecology (экология) и environmental science (наука об окружающей среде) не совпадают по содержанию. В нашей, отечественной, трактовке оба эти поня­тия чаше сливаются под именем «экология». Но дело не только в терминах.

Два подхода. В современной экологии, в науке об окружаю­щей среде сталкиваются две системы взглядов, два разных подхода к проблеме взаимоотношений Человека и Природы.

1. Согласно одному подходу эти взаимоотношения строятся по правилам, которые устанавливает сам человек. Овладевая законами природы, подчиняя их своим интересам, опираясь на свой разум, человек счи­тает себя свободным от давления живой природы. Возникшие проблемы окружающей среды представляются только как следствие неправильного веде­ния хозяйства. Считается, что все проблемы могут быть устранены путем технологической реорганизации и модернизации, что зако­ны природы не могут и не должны мешать научно-техническому и социальному прогрессу человечество.

Этот подход называют антропоцентрическим, или техноло­гическим, т.е. ставящим человека, его технологии, его «власть над природой» в центр экологических проблем. Он характерен для многих политиков, экономистов, хозяйственников и представляет­ся естественным для большинства инженеров.

2. Согласно другому подходу человек как биологический вид в значительной мере остается под контролем главных экологиче­ских законов и в своих взаимоотношениях с природой вынужден и должен принимать ее условия. Развитие человеческого общества рассматривается как часть эволюции природы, где действуют законы экологических пределов, необратимости и отбора. Функций биосфе­ры не могут быть восстановлены или изменены технологическим путем. Прогресс человечества ограничивается требованием подчинения законам природы. Это биоцентрический, или эксцентрический подход. Он характерен для относительно небольшого круга профессиональных экологов и системных аналитиков, воспринявших экологическую ориента­цию глобальных проблем.

Выбор между этими двумя подходами или компромисс между ними во многом определяет стратегию дальнейшего развития че­ловеческого общества. Большинство людей пока еще склоняется  к антропоцентрической точке зрения, так как она выглядит проще, оптимистичнее и отталкивается от предыдущего практического опыта человечества. Однако в настоящее время уже существуют очень веские аргументы в пользу эксцентризма, пренебрегать ко­торыми нельзя.

 

Структура макроэкологии

Основные разделы современной экологии:

• общая экология,

• биоэкология,

• геоэкология,

• экология человека,

• социальная экология,

• прикладная экология.

Каждый раздел имеет свои подразделения и связи с другими частями экологии и смежными науками (рис. 1.2).

Общая экология посвящена объединению разнообразных эко­логических знаний на едином научном фундаменте. Ее ядром яв­ляется теоретическая экология, которая устанавливает общие зако­номерности функционирования экологических систем. Для изучения их ме­ханизмов недостаточно одних натурных наблюдений, нужен эксперимент. Экспериментальная экология обеспечивает методи­ческим инструментарием различные разделы науки. Но воз­можности эксперимента в экологии ограничены. Поэтому ши­роко применяется моделирование, в частности, математическое моделирование. Вместе с обработкой информации и количест­венным анализом фактического материала оно входит в раздел теоретической экологии, который называют математической экологией.

Биоэкология - праматерь всей экологии. Главная ее часть - системная экология, экология естественных биологических сис­тем: особей, видов (аутоэкология), популяций (популяционная экология, или демэкология); многовидовых сообществ, биоцено­зов (синэкология), экологических систем (биогеоценология, учение об экосистемах).

Другая часть биоэкологии - экология систематических групп организмов - царств бактерий, грибов, растений, животных, а также более мелких систематических единиц: типов, классов, отрядов и т.п.

Еще одно подразделение составляет эволюционная экология - учение о роли экологических факторов в эволюции.

Геоэкология изучает взаимоотношения организмов и среды обитания с точки зрения их географической принадлежности. В нее входят: экология сред - воздушной, наземной (суши), почвен­ной, пресноводной, морской, преобразованной человеком; экология природно-климатических зон - тундры, тайги, степи, пустыни, гор, других зон и их более мелких подразделений – ландшафтов (экология речных долин, морских берегов, болот, островов, корал­ловых рифов и т.п.). К геоэкологии относится также экологическое описание различных географических областей, регионов, стран, кон­тинентов.

Совместной областью биоэкологии и геоэкологии является учение о биосфере - биосферология - главное содержание глобаль­ной экологии.

Экология человека - комплекс дисциплин, исследующих взаимодействие человека как индивида (биологической особи) и личности (социального субъекта) с окружающей его природ­ной и социальной средой.

Прикладная экология - большой комплекс дисциплин, связанных с различными областями человеческой деятельности и взаимоотношений между человеческим обществом и природой. Выделяются следующие прикладные разделы экологии:

Инженерная экология - изучение и разработка инженерных норм и средств, отвечающих экологическим требованиям.

Сельскохозяйственная экология в своей значительной части сли­вается с биологическими основами земледелия (агроэкология) и животноводства (экология сельскохозяйственных животных).

Биоресурсная и промысловая экология изучает условия, при кото­рых эксплуатация биологических ресурсов природных экосистем (лесов, континентальных водоемов, морей, океана) не приводит к их истощению и нарушению, утрате видов, уменьшению биологического разнообразия.

Экология поселений, коммунальная экология - разделы приклад­ной экологии, посвященные особенностям и влияниям различных факторов искусственно преобразованной среды обитания людей в жилищах, населенных пунктах, в городах (урбоэкология).

Медицинская экология - область изучения экологических ус­ловий возникновения, распространения и развития болезней человека, в том числе острых и хронических заболеваний, обу­словленных природными факторами и неблагоприятными тех­ногенными воздействиями среды (экология иммунодефицитов и т.п.).

Наука и практика. Экологией сейчас часто называют охрану окружающей человека среды, а иногда и просто состояние этой среды. Это неправильно. Даже при обиходном понимании эколо­гии не стоит приписывать название большой науки проявлениям, тем более нарушениям элементарной чистоплотности. Экология не нужна для уборки улиц, аккуратной эксплуатации свалки, хлориро­вания водопроводной воды или установки дымового фильтра на трубе. Это чисто технические проблемы. Экология нужна раньше - при обосновании технических условий и санитарно-гигиенических требований к таким устройствам и процессам. Разделы прикладной экологии и практика охраны окружающей среды тесно связаны между собой, но это не одно и то же.

Охрану окружающей среды часто смешивают с охраной при­роды, ошибочно считая эти понятия равнозначными. Понятия «охрана окружающей среды» и «охрана природы» по отно­шению к современному человеку различны. Конечная цель охраны окружающей среды и охраны природы одна и та же: сохранение здоровья и благополучия людей. Но концептуальные подходы различны:

• «охранять природу» означает регламенти­ровать, ограничивать или запрещать изъятие природных ресурсов, не допускать нарушения природных систем;

• «охранять среду» озна­чает не допускать появления в среде обитания людей вредных для здоровья агентов.

Эти подходы не могут быть разъединены: загрязнение окружаю­щей человека среды наносит вред другим организмам и живой природе в целом, а деградация природных систем ослабляет их способность к естественному очищению среды. Но всегда следует понимать, что сохранить качество окружающей человека среды невозможно без участия природных экологических механизмов. Даже если мы научимся больше не наращивать загрязнение нашей сре­ды, мы ничего не достигнем, если одновременно не перестанем мешать природе регулировать состав среды, очищать ее и делать пригодной для жизни. Самые чистые технологии и самые совер­шенные средозащитные устройства не спасут нас, если будет про­должаться вырубка лесов, уменьшаться разнообразие биологи­ческих видов, нарушаться круговорот веществ в природе.

На протяжении истории цивилизации практически все формы инженерной деятельности и все технические достижения человека имели в той или иной степени антиприродную направленность. Распашка степей, сведение лесов, осу­шение болот, прокладка магистральных дорог, каналов, трубопроводов, бурение скважин, взрывы, военные действия и многое другое - наносило и наносит раны природе. Для всего этого разработан изощренный инструментарий - огромный арсе­нал орудий, механизмов, машин, оружия, веществ, материалов, источников и преобразователей энергии.

Создавая какой-нибудь совершенный средозащитный агрегат, инженер вынужден сознавать, что добыча сырья, производство материалов, деталей и энергии для него будет сопровождаться таким потреблением ресурсов и загрязнением среды, которые вряд ли сможет полностью предотвратить или компенсировать его уникальная установка. Даже расселение жи­вотных и растений, попытки обогатить флору и фауну отдельных стран и континентов чаше причиняли ущерб природным систе­мам. В лучшем случае удавалось лишь частично исправлять допу­щенные ранее грубые нарушения природной среды.

Методы экологии

Методическую основу современной экологии составляет соче­тание системного подхода, натурных наблюдений, эксперимента и моделирования.

1. Методы регистрации и оценки состояния среды являются необ­ходимой частью любого экологического исследования. К ним от­носятся метеорологические наблюдения; измерения температуры, прозрачности, солености и химического состава воды; определе­ние характеристик почвенной среды, измерения радиационного фона, напряженности физических полей и т.п. Эколог вынужден иногда вносить специальные изменения в тех­нику этих измерений и проявлять немалую изобретательность, когда, например, нужно измерить температуру в гнезде высижи­вающей птенцов дикой птицы или уловить ничтожные колебания гравитационного и магнитного полей, по которым некоторые животные чувствуют приближение землетрясения.

К этой же группе методов следует отнести периодическое или непрерывное слежение - мониторинг - за состоянием экологиче­ских объектов и за качеством среды. Большое практическое значе­ние имеет регистрация состава и количества вредных примесей в воде, воздухе, почве, растениях в зонах антропогенного загрязнения, а также исследования переноса загрязнителей в разных сре­дах. В настоящее время техника экологического мониторинга бы­стро развивается, используя новейшие методы физико-химичес­кого и химического экспресс-анализа, дистанционного зондирова­ния, телеметрии и компьютерной обработки данных. Важным средством экологического мониторинга, позволяющим в ряде слу­чаев получить интегральную оценку качества среды, является биомониторинг и биоиндикация - использование для контроля состоя­ния среды некоторых организмов, особо чувствительных к изме­нениям среды и к появлению в ней вредных примесей.

2. Методы количественного учета организмов и методы оценки био­массы и продуктивности растений и животных лежат в основе изу­чения природных сообществ. Для этого применяются подсчеты особей на контрольных площадках.

3. Исследования влияния факторов среды на жизнедеятельность организмов составляют наиболее разнообразную группу методов экологии. В их число входят различные, подчас сложные и дли­тельные наблюдения в природе. Но чаще применяются экспери­ментальные подходы, когда в лабораторных условиях регистриру­ется воздействие строго контролируемого фактора на те или иные функции растений или животных, а также анализируется применимость полученных на животных результатов к экологии челове­ка. Этим путем устанавливаются оптимальные или граничные ус­ловия существования. Так определяются критические и летальные дозы химических и других агентов, по которым рассчитывают пре­дельно допустимые концентрации и воздействия, лежащие в осно­ве экологического нормирования.

4. Методы изучен