Формирование ведущих экологических идей в природоохранном воспитании учащихся в современной школе

       Ген – клетка – ткань – орган  – организм – популяция – биоценоз – биогеоценоз – биом - биосфера - ноосфера. Современная экология изучает жизнь, интегрированную в биологические системы более высокого ранга, чем организм.

       Экология  исследует три основных уровня организации  живой материи: отдельные особи, популяции, сообщества. Изучая особи, экология исследует, как влияют на организмы абиотические и биотические факторы и наоборот. На уровне популяций изучаются свойства популяции (численность, плотность, возрастной и половой состав, пространственная структура, рождаемость, смертность), динамика регуляции численности популяции. Экология сообществ рассматривает состав и структуру сообществ, закономерности функционирования, трансформацию вещества и энергии. 

       В конце XX века экология превратилась в одну из ведущих наук. Это обусловлено тем, что решение проблем, связанных с рациональным использованием природных ресурсов биосферы, возможно только с экологических позиций.

         Экология как наука является  теоретической основой охраны  природы. Она изучает принципы  и законы, определяющие типы объединения  организмов, потоки вещества и  энергии через трофические уровни, закономерности функционирования экосистем и биосферы в целом. Велико разнообразие особей, населяющих биосферу. Растительный мир представлен 500 тысячами видов, животный мир около 1.5 миллионов видов.

       Зеленым растениям принадлежит особая космическая и земная роль. Климент Аркадьевич Тимирязев писал: «Когда где-то на Землю упал луч Солнца, но он упал не на бесплодную почву, он упал на зелёную былинку пшенично-ростка... Ударяясь об него, он потух, перестал быть светом, но не исчез. Он только затратился на внутреннюю работу. И в той или иной форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Этот луч Солнца согревает нас,…быть может, в эту минуту он играет в нашем мозгу».

       Растения освобождают воздух от углекислого газа, обогащая его кислородом и, являясь продуцентами (автотрофамй), т.к. только они способны образовать из неорганических веществ органические соединения, от которых зависит существование всех остальных форм жизни. Значительная часть энергии, запасенная в процессе фотосинтеза, необходима самому растению для поддержания жизненных процессов, построения собственного тела. Часть ее передается животным с растительным кормом. В результате то, чем питается человек, имеет растительное происхождение.

       Мы  привыкли представлять нефть, газ, торф, бурый и каменный уголь как  нечто, связанное только с геологией, между тем у них чисто растительное происхождение. Надо признать, что именно растёния управляют нашими автомобилями, обогревают наши дома, участвуют в производстве промышленных товаров. Однако и этим не ограничивается зависимость человека от растений. История начала человеческой цивилизации — это история окультуривания растений. Каждый центр цивилизации базировался на своей собственной растительной культуре: Египет и Месопотамия - на пшенице, Китай— на рисе, майа и ацтеки — на кукурузе,, инки - на кукурузе и картофеле. Растения являются окружающей средой для человека. Это источник технического и лекарственного сырья, стройматериалов. Многие растения стали объектами и изучения бионики в целях использования особенностей их строения в технике. Полый стебель (соломинка) подсказал идею создания опорных столбов и свай.

       Исключительно важное значение имеют растения в  сохранении окружающей среды, в поддержании единства и целостности природы в биосфере. Они покрывают поверхность почвы, чем препятствуют развитию и возникновению воздушных и водных эрозий, колебанию температуры, дают прохладу, смягчают климат, осушают заболоченные места. ¹⁰

       Растения, как и животные, участвуют в поддержании баланса минеральных солей в почве. Они усваивают минеральные вещества и передают их животным. Животные, как и растения, после своей гибели возвращают почве минеральные вещества, что сохраняет ее плодородие. Так происходит миграция веществ в природе. Так растения получают животных через почву необходимые микроэлементы. Животные - важнейший компонент в, миграции химических элементов в природе. Они способны питаться только готовыми органическими веществами (гетеротрофы), которые им поставляют растения или другие животные. Животные, таким образом, зависят от растений. Однако и жизненный цикл растений часто невозможен без животных. Так опылители (насекомые, птицы, летучие мыши, лемуры) переносят пыльцу, поэтому и выделяют, следующие типы перекрестного опыления: энтомофилия, орнитофилия, зоофилия. Соответствуют этим процессам особенности строения пыльцы (липкая, с выростами) и строение самого цветка (яркий венчик, наличие нектара, запаха). Животные способствуют расселению растений на Земле. Зоохория — распространение плодов и семян животными, для чего растения имеют специальные приспособления в виде колючек, крючков, шипиков, клейких выделений. Неоценимо значение животных в процессе почвообразования. Велика ценность животных и в хозяйственной деятельности. Шерсть, яйца и молочные продукты, мясо, воск, прополис, шелк. Животные — источник сырья для промышленности.

       В медицине они являются объектом научных  исследований.

         Экологические потребности животных  и растений обусловлены факторами окружающей среды, которые делают возможным их жизнедеятельность. Выделяются абиотически и биотические природные факторы. Абиотические факторы в свою очередь, подразделяются на климатические (воздействие температуры, света, воздуха), эдафические (почвенные, орографические (факторы рельефа), гидрологические (вода во всех агрегатных состояниях). Показатели каждого из них колеблются от оптимальна для организма до критических (экстремальных значений). Если изменения какого-то фактора ограничены возможностью существования организма, то фактор называют лимитирующие.

       Температура - основной климатический параметр. Относительно постоянная между экватором и тропиками, в более высоких широтах она изменяется в зависимости от сезона, времени суток, высоты склона. У холоднокровных животных (пойкилотермных) снижение температуры воздуха вызывает замедление физиологических процессов и приводит к оцепенению (у насекомых, земноводных, пресмыкающихся) и даже анабиозу у многих простейших, беспозвоночных). У млекопитающих животные с постоянной температурой тела — гомойотермные) волосяной покров редкий и низкий (летний) меняется: а густой и пышный (зимний). У растений (особенно однолетних) приспособлением к низким температурам можно считать образование семян.

       Свет - Источник энергии для фотосинтеза. Для растений и животных высоких широт характерна реакция на фотопериод (продолжительность светового дня), которая синхронизирует их активность со временем года. Адаптации растений к недостатку света проявляются в форме отрицательной реакции на затемнение у светолюбивых растений (береза, осина) и высокой активности фотосинтеза  у теневыносливых (сосна, граб, дуб, липа) и тенелюбивых (ель, кислица, мхи, папоротники) растений.

       Вода - Необходимая составная часть всего живого.

       Вода  часто выступает в качестве лимитирующего  фактора для наземных организмов. Влажность почвы в значительной мере обусловливает смену растительных поясов с севера на юг. По способности  переносить недостаток воды растениями делятся на ксерофиты , мезофиты, гигро - и гидрофиты.

       Воздух — перемещение его в виде ветра влияет на развитие растений, особенно на деревья открытых мест. Ветер может влиять на миграцию животных (птиц, пауков, некоторых бабочек), участвует в распространении плодов и семян, поэтому семена у таких растений мелкие, легкие, с крылатыми выростами.

       Ветер — одно из условий перекрестного  опыления растений (анемофилия). Воздух является средой обитания для птиц, насекомых, пауков, некоторых млекопитающих. Животные, благодаря полету, добывают корм, спасаются от врагов, находят удобные места для размножения.

       Способы перемещения в воздухе у птиц — парение, планирование, машущий  полет.

       Эдафические факторы. Их воздействие сказывается на возникновении адаптации у почвенных животных. Безусловно, основное влияние эдафические факторы оказывают на растительность и через нее уже — на мир животных. Поэтому эдафические факторы являются связующим звеном между абиотическими факторами и биотическими компонентами окружающей среды. Биотические факторы — сложные уникальные взаимосвязи взаимоотношения между живыми организмами. Связи между организмами обеспечивают возможность питания, размножения, защиту от врагов, снижения действий неблагоприятных условий. Любой организм входит в состав популяции, тогда между ними возникают конкретные внутривидовые отношения: это соревнование и конкуренция.

       Современная экология изучает не только отдельные  сообщества, популяции, но и экосистемы. Экосистемы выступают в качестве фундаментального единства живой природы  и неживой среды.

       Видовое разнообразие в экосистемах — источник устойчивости (и наоборот). Разнообразие экосистем — необходимое условие устойчивости биосферы в целом. Термин «экосистема» был предложен в 1935г. английским экологом Артуром Тенсли, который рассматривал экосистем как основные единицы природы на поверхности Земли. В качестве отдельных экосистем могут рассматриваться разрушающийся пень с его «населением», луг, пустыня и, наконец биосфера—экосистема высшего ранга.

       Какую же пользу приносят экосистемы человеку? Они обогащают почву и очищают воздух для дыхания. Без этого существование человечества будет мрачным и недолгим. Зеленые растения, микроорганизмы, множество маленьких и неприметных существ эффективно поддерживают жизнь на планете, и они живут и трудятся на каждом клочке земной поверхности. Земля является общей для живых организмов, постоянно поддерживающих физическое окружение, которое дестабилизируется и погибнет, если отдельным организмам будет наносить вред. Пренебрегая природой, мы можем оказаться в чуждой нам среде.

       Отношения между людьми и животными увековечены  в памятниках разных веков г. Солт-Лейк-Сити (США), гранитная колонна увенчана глобусом с двумя чайками на вершине, а у подножия - бассейн для чаек. Чайки когда-то спасли первых поселенцев от голодной смерти — птицы уничтожили саранчу, поедавшую посевы.

       В 1915г. в американский штат Алабама попал хлопковый долгоносик — вредитель хлопковых полей. Местное население было вынуждено, чтобы выжить, заняться животноводством, что оказалось более прибыльным делом. Поэтому жители г. Энтерпрайза воздвигли памятник хлопковому долгоносику. Надпись гласит: «С глубокой признательностью хлопковому долгоносику за то, что он был причиной благосостояния».

       Таким образом, наряду с огромным разнообразием  особей, населяющих биосферу, существует прочная сеть их взаимоотношений между собой и окружающей средой, что делает целостной природу в биосфере. 

       2.2 Идея зависимости здоровья человека от действия факторов окружающей среды 

       Природу побеждают только когда подчиняются  ее законам

       Ф.И. Тютчев.

       Человек—часть природы, природа для него — дом, в котором он находит не только еду, воздух, тепло и т.д., отдых  для усталой души и тела, приятные минуты.

       Человек—творение  природы. Он появился в биосфере около 3 млн. лет назад. Но человек является и социальным существом. Он перестраивает по мере склонностей и возможностей окружающую среду с целью удовлетворения своих потребностей— так возникает социальная адаптация. И хотя человек существо разумное, он сам себе медленно и верно создает условия для самоуничтожения. Совокупность биотических, абиотических, социальных (антропогенных) факторов приобретают такие характеристики, которые выходят за рамки адаптивных возможностей человека. И только создание человеком себе искусственного окружения позволяет как-то смягчить действие природных факторов, улучшить качество своей жизни.

       Качество  жизни человека — это совокупность природных и социальных условий, которые обеспечивают (или нет) комплекс здоровья человека, что означает соответствие окружающей среды человека, его потребностям. Качество жизни характеризуется средней ее продолжительностью, мерой здоровья человека и уровнем заболеваемости (физической и  химической). Техногенное загрязнение окружающей среды становится с каждым годом все более экологически вредным и опасным для жизни. Основными загрязнителями атмосферы на сегодняшний день являются окись углерода и сернистый газ. Сейчас общепризнанно, что наиболее сильно загрязняет воздух промышленное производство. Источники загрязнений - теплоэлектростанции, которые вместе с дымом выбрасывают в воздух сернистый и углекислый газ; металлургические предприятия, особенно цветной металлургии, которые выбрасывают в воздух окислы азота, сероводород, хлор, фтор, аммиак, соединения фосфора, частицы и соединения ртути и мышьяка; химические и цементные заводы. Вредные газы попадают в воздух в результате сжигания топлива для нужд промышленности, отопления жилищ, работы транспорта, сжигания и переработки бытовых и промышленных отходов. Воздействия хозяйственной деятельности на природную среду стали поистине гигантскими. Поступление в воды суши и океана, в атмосферу и почвы различных химических соединений (а их примерно 100 тыс.), образующихся в результате производственной деятельности человека, в десятки раз превосходит естественное поступление веществ при выветривании горных пород и вулканизме. Ежегодно из недр Земли извлекается свыше 100 млрд. т полезных ископаемых, выплавляется 800 млн. тонн различных металлов, производится более 60 млн. т неизвестных в природе синтетических материалов, вносится в почвы сельскохозяйственных угодий свыше 500 млн. т минеральных удобрений и примерно 3 млн. т различных ядохимикатов, 1/3  которых смывается поверхностными стоками в водоемы или задерживается в атмосфере (при рассеивании с самолетов). Количество железа, поступающего антропогенным путем в природную среду, составило за последние 150 лет около 6,5 млрд. т, а возможные последствия «ожелезнения» земной коры пока не известны. На порядок увеличилось поступление в окружающую среду свинца и кадмия - элементов с высокими токсическими свойствами.