Экология как естественная наука. Место экологии в конгломерате естественных наук.

 

В основе естественных наук лежит эк сперимент.

 

                            гипотеза

 

                                                                                                     практика

                                                                                                                               

                       новый эксперимент

 

 

Глобальным объектом изучения экологии является природная система в целом.

Глобальной экосистемой является биосфера. Изучая природные системы экологии, конечной целью ставят изучение правил (законов) функционирования биосферы. Но биосфера сложный и уникальный объект, поэтому первый путь – эксперимент с биосферой не возможен в силу его уникальности объекта.

Второй путь – моделирование природных систем крайне сложен, так как не возможно учесть все многообразие связей в природной системе.

Существует так называемый концептуальный подход к экологии.

Таким образом, он заключается в следующем:

1. За 3,5 млрд лет существования биосферы произошли различные изменения биотических и абиотических факторов. Это и есть тот глобальный эксперимент, на котором человек должен основывать свою теоретическую и экспериментальную экологическую деятельность. Другой эксперимент не возможен.

2. Человеческая деятельность не должна выводить не один экологический фактор биосферы за пределы его средней флуктуации (отклонений), тоесть за границы зоны толерантности.

 

Чтобы лучше понять предмет и задание экологии нужно, как пишет Ю.Одум, рассмотреть отношение этой науки к остальным отраслям биологии и других «логий».

Общественный интерес к экологии, особенно в последнее десятилетие, открывает границы к смежным научным дисциплинам, а последние – расширяют границы экологии. Сегодня для большинства слово «экология» означает «общее между человеком и окружающей средой».

Если этот пирог (конгломерат естественных наук) разрезать по горизонтали, то выделяться фундаментальные науки, которые изучают основные фундаментальные свойства жизни. Это, прежде всего

- морфология

- физиология

- генетика

-  теория эволюции

- молекулярная биология

- биология развития.

Вертикальный разрез показывает токсономические подразделы.

Экология относится к фундаментальным естественным наукам, поэтому с одной стороны экология своими принципами и подходами, а так же объектами исследования, «пронизывает» другие фундаментальные естественные науки. И с другой стороны является обязательным разделом любой таксономической естественной науки.

 

Структура макроэкологии

На современном этапе экология превратилась в фундаментальную естественную науку, изучающую общие законы природных систем всех уровней.

Разные дисциплины сегодня обращаются к проблемам экологии и окружающей среды. С ее помощью решаются многие практические задачи. Экологизация – это процесс проникновения идей и подходов экологии в другие отросли знаний и практики. Экология из частного раздела биологии развилась в обширную, окончательно не сформулированную комплексную фундаментальную дисциплину, включающую прикладные аспекты и получившая названия – макроэкологии.  

Источники и составные части современной макроэкологии в процессе экологизации системы знаний и практики можно представить следующей схемой

Теория динамических систем Теоретическая экологии

Биогеография Геоэкология

Биоэкология

 

Структура макроэкологии включает общую (теоретическую) экологию, биоэкологию, геоэкологию, прикладную экологию.

1. Основа макроэкологии – это общая (теоретическая) экология, она посвещена объединению разнообразных экологических знаний на едином теоретическом фундаменте. Устанавливает общие закономерности функционирования природных систем, а так же природно-экономических, природно-технических, природно-хозяйственных. То есть, теоретическая экология дает важный фактический и теоретический материал для других разделов макроэкологии,  и обеспечивает их методическим инструментарием.

2. Биоэкология раскрывает законы функционирования биологических систем. Она представлена уровнями изучения биоэкологии:

1. Аутэкология рассматривает экологических особей как представителей определённых видов, т.е. изучает взаимоотношения организмов со средой их обитания.

2. Синэколология – изучает экологию популяций. Называется популяционная экология или демэкология. Изучает как взаимодействие популяций с окружающей средой, так и внутри популяции.

3. Биоценология – изучение экосистем и составляющих их сообществ.

4. Биогеоценология (биосферология) – изучает глобальные биосферные циклы.
Предпоследний и последний уровень составляют системную экологию.

Эволюционная экология – учение о роли экологических факторов в эволюции и смене экологических условий в истории земли.

Геоэкология – изучает взаимоотношения организмов и среды обитания с точки зрения их географической принадлежности и влияния географических факторов. В рамках геоэкологии существуют подразделы:

1. Экология обитания различных сред.

2. Экология природно-климатических зон.

3. Экология ландшафтов.

4. Экологическое описание областей, стран, континентов.

5. Учение о биосфере как о самоорганизующейся климатической системе.

Экология человека – комплекс дисциплин, исследующих взаимодействие человека как биологической особи и как личности, как социальной особи с окружающей средой.

Экология человека отличается от экологии вида многообразием условий обитания видов деятельности, богатством технологических средств, приспособлений к окружающей среде.

Социоэкология – рассматривает взаимосвязь общественных структур с природной и социальной средой.

Прикладная экология – большой комплекс дисциплин связанных с теми областями человеческой деятельности, которые прямо или косвенно влияют на окружающую природную среду.

Отрасли:

1. Формирование экологических критериев экономики.

2. Исследования и формирование механизмов влияния антропогенной деятельности на ОПС.

3. Обоснование нормативов ресурсопользования.

4. Регламентация хозяйственной деятельности.

5. Контроль экологического соответствия планов и проектов (экологическая экспертиза).

6. Разработка технических средств защиты ОПС и ресурсосбережения (инженерная экология).

Поэтому к разделам прикладной экологии относятся:

- инженерная экология;

- сельскохозяйственная экология;

- промышленная экология;

- биоресурсная экология;

- коммунальная экология;

- строительная экология;

- медицинская экология;

 

1.4. Методы экологии

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

Системный подход – основа экологических исследований, так как любой объект экологии – это либо система, либо ее структурным элементом.

Разнообразие задач экологии влияет на разнообразие применяемых методов, которые можно условно объединить в несколько групп:

1. Методы регистрации и оценки среды (метод мониторинга):

- метеорологические наблюдения: изменения температуры, давления, прозрачности атмосферы, солености и состава воды, химический состав почвы и рН почвы. Это методы измерения химического состава и физических параметров всех компонентов ОПС;

- методы радиологического контроля;

- методы определения количественных и качественных характеристик загрязняющих веществ во всех трех средах, включая физические загрязнения;

- методы биотестирования и биоиндикации;

2. Методы количественного учета организмов и их продуктивности:

- методы количественного учета;

- методы оценки массы и продуктивности растений и животных;

3. Методы изучения влияния факторов среды на жизнедеятельность организмов.

Сложные и длительные наблюдения в природе, проведения лабораторных экспериментов, которые устанавливают оптимальные или граничные условия существования организмов, нормы их реакции на факторы ОС. Эта группа методов используется при определении доз, лежащих в основе нормирования.

4. Методы, изучающие взаимоотношения между организмами в многовидовых сообществах.

Эти методы составляют важную часть системной экологии. В них входят натуральные наблюдения и лабораторные исследования пищевых отношений, пищевого наблюдения, а также радиоизотопный метод, определяющий перенос вещества и энергии, создание искусственных сообществ.

5. Методы математического моделирования:

- математическое моделирование техногенных эмиссий, распространение загрязнителей в атмосфере, воде, почве;

- имитационное моделирование;

- глобальное моделирование, основанное на проблемно-прогнозном подходе, позволяющее рассматривать различные варианты сценариев и прогнозов глобального развития.

6. Методы прикладной экологии:

- создание геоинформационных систем, банкирование экологической информации, относящейся к различным регионам территорий, ландшафтов, агросистемам, городам;

- комплексный эколого-экономический анализ;

-  методы инженерно-экологических испытаний. Необходимы оптимизации размещения, проектирования, строительства, реконструкции гражданских и хозяйственных объектов;

- метод снижения вредного воздействия производственных комплексов, процессов, устройств;

- экологическая аттестация и паспортизация.

- Вся совокупность методов исследований: 

- натуральные наблюдения;

- лабораторные исследования;

- моделирование в лабораторных условиях;

- математическое моделирование.