Предмет,методы, задачи экологии и устойчивого развития

Министерство науки  и образования  Республики Казахстан

Кафедра межкультурных коммуникаций и СГД

 

 

 

СРС № 1

по теме: «Предмет, методы, задачи экологии и устойчивого развития.»

 

 

Выполнила:

ст-ка ТЭ-11

Москвина В.А.

Проверил:

пр-ль

Грачева Р.А.

 

 

 

 

 

 

 

 

Караганда 2012

План.

1. Экология как наука, изучающая взаимоотношения живых организмов между собой и с окружающей средой.
2. Объекты и методы исследования.
3. Направления экологии.
4. Задачи экологии.
5. Краткая история развития экологических знаний.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Экология  как наука, изучающая взаимоотношения  живых организмов между собой  и с окружающей средой.

Экология — это наука о  взаимоотношениях живых организмов друг с другом и окружающей средой, закономерностях формирования над организменных систем (популяций, сообществ), круговороте веществ и потоке энергии в биосфере.

Термин «экология» (от греч. oikos —  дом, жилище, logos — наука) введен немецким биологом Э. Геккелем в 1866 г. Как самостоятельная  наука экология сформировалась в  начале XX столетия. Однако трудно назвать  хотя бы одно научное исследование, начиная с древнейших времен, которое  не отражало бы определенных знаний об окружающей среде, силах природы, растениях, животных.

В экологии традиционно выделяют два  основных направления: аутэкологию (факториальная  экология) и синэкологию (экология сообществ).

Аутэкология изучает взаимоотношения отдельных организмов (видов) со средой, например, каково значение природных факторов для роста сосны обыкновенной. Термин «аутэкология» ввел швейцарский ботаник К. Шретер в 1896 г. для обозначения экологии особей.

Синэкология изучает ассоциации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов (биоценозов), пути их формирования, взаимодействие с внешней средой, например, как влияют почвенные условия на видовой состав сосняков, их строение, производительность. Термин «синэкология» предложен К. Шретером в 1902 г.

Но в обоих направлениях экологии объектом исследования является живой  организм или сообщество живых организмов во взаимосвязи со средой, то есть экология — наука биологическая. Эта наука  фундаментальная, так как исследует  в указанных аспектах все организмы (различают экологию мхов, грибов, водорослей, высших растений, человека), в отличие  от наук таксономических, изучающих  систематику животных, растений.

Углубление знаний о взаимосвязях организмов между собой, а также  между организмами и окружающей средой привело к формированию помимо традиционного (классического) новых  направлений в экологии:

глобальная экология раскрывает целостность биосферы как глобальной экологической системы и закономерности глобальных процессов;

социальная экология рассматривает взаимосвязи в системе «общество — окружающая среда» и их взаимовлияние;

геоэкология исследует структуры геосистем различного ранга и их изменения под влиянием деятельности человека;

экология человека изучает взаимоотношения человека со средой обитания, влияние экологических факторов на его жизнедеятельность и здоровье;

прикладная экология рассматривает закономерности формирования агроэкосистем, городов как своеобразных экологических систем; влияние техносферы на окружающую среду;

экологический мониторинг, под которым понимают систему наблюдения, оценки, анализа и прогноза состояния окружающей среды.

Большой круг проблем, которые решает экология, разнообразие применяемых методов, разные уровни организации изучаемых  живых систем обусловили неоднозначное  понимание содержания этой науки. Поэтому  кроме приведенного в начале этого  параграфа определения экологии предлагаются и другие. Проанализировав  их, найдите более полное толкование содержания этой науки.

Ю. Одум: «Экология — это наука о структуре природы, характеризующаяся энергетическим подходом к исследованию природных явлений».

Р. Дажо: «Экология — это наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают».

Э. Макфедьен: «Экология — это наука, изучающая популяции и характеризующаяся количественным подходом к исследованию природных явлений».

 

 

 

Объекты и методы исследования.

Объектами исследований в экологии могут быть отдельные организмы, популяции, группировки, экосистемы и вся биота нашей планеты. Учитывая это в экологии выделяют три уровня изучения:

1) популяционно-видовой,

2) экосистемный,

3) эволюционно-исторический. 

Популяционно-видовой уровень предполагает изучение индивидуальных реакций отдельных организмов, популяций или вида в целом на действие факторов окружающей среды. Такой путь исследований называют также аутэкологию. Особую актуальность для медицины среди аутекологичний исследований приобрело изучение адаптивных возможностей человеческого организма, находящегося в условиях постоянной изменения параметров окружающей среды.

Экосистемный уровень исследований предусматривает изучение процессов, вызванных взаимным влиянием организмов или популяций различных видов. На этом уровне выполняются чрезвычайно сложные и трудоемкие исследования, направленные на выяснение закономерностей, которые определяют существование в пространстве и времени связей между различными видами автотрофов и гетеротрофий. Экосистемным следует считать изучение Симбиотических свойств организмов, ведь любая форма симбиоза является прежде всего результатом суммарного воздействия на объект исследования факторов неживой природы и живых организмов. Это направление исследований называют также синекология. Медицинский аспект на этом уровне исследований состоит в том, чтобы выяснить особенности взаимодействия между организмом человека и возбудителями болезней. Известный факт, что болезнетворные микроорганизмы довольно быстро приспосабливаются к действию большинства антибиотиков. Поэтому актуальна проблема поиска средств подавления их жизнедеятельности, исходя из поливекторного анализа зависимости микроорганизмов от различных параметров внутренней среды человека.

Эволюционно-исторический уровень исследований предусматривает установление стратегических возможностей развития (Изменения) объектов исследований под влиянием глобальных (Исторического масштаба) колебаний параметров окружающей среды, таких как возрастные колебания погодных условий, изменения почв или рельефа подобное.

В современной экологии применяют  чрезвычайно богатый арсенал  методов исследований. их можно сгруппировать в следующие три категории:

1) эмпирические методы;

2) экспериментальные методы,

3) методы моделирования.

К эмпирическим методам относятся  многочисленные способы регистрации  прямых наблюдений, измерений с помощью  любых технических средств. Например, массив данных, полученных врачом в  ходе обследования определенного контингента  населения, составляет эмпирическую основу последующих исследований, в частности, экологического направления. Не всегда хватает лишь наблюдений для проведения взвешенного анализа данных, поэтому  часто используют эксперименты. Эксперименты проводятся на основе теорий, требующим интерпретации результатов исследований.

К экспериментальным относятся методы, предусматривающие контроль и управление условиями, в которых находится объект исследования. Основным в выполнении экспериментов является проверка гипотез, догадок, имеющих принципиальное практическое значение. Простейшими экспериментами есть качественные, предусматривающие проверку существования предполагаемого явления.

Полевые, лабораторные и экспериментальные  исследования. Экология, как было отмечено, имеет свою специфику: объектом её исследования служат не единичные особи, а группы особей, популяции (в целом или частично) и их сообщества, т.е. биологические макросистемы. Многообразие связей, формирующихся на уровне биологических макросистем, обусловливает разнообразие методов экологических исследований. При этом обычно используются методы физиологии, биохимии, анатомии, систематики и других биологических, да и не только биологических наук. Наиболее тесно экологические исследования связаны с физиологическими. Однако между ними имеется принципиальная разница. Полевые методы позволяют установить результат влияния на организм или популяцию определённого комплекса факторов, выяснить общую картину развития и жизнедеятельности вида в конкретных условиях. Однако наблюдения не могут дать вполне точного ответа, например, на вопрос, какой же из факторов среды определяет характер жизнедеятельности особи, вида, популяции или сообщества. На этот вопрос можно ответить только с помощью эксперимента, задачей которого является выяснение причин наблюдаемых в природе отношений. В связи с этим экологический эксперимент, как правило, носит аналитический характер. Экспериментальные методы позволяют проанализировать влияние на развитие организма отдельных факторов в искусственно созданных условиях и таким образом изучить всё разнообразие экологических механизмов, обусловливающих его нормальную жизнедеятельность. На основе результатов аналитического эксперимента можно организовать новые полевые наблюдения или лабораторные эксперименты. Выводы, полученные в лабораторном эксперименте, требуют обязательной проверки в природе. Это даёт возможность глубже понять естественные экологические отношения популяций и сообществ. Эксперимент в природе отличается от наблюдения тем, что организмы искусственно ставятся в условия, при которых можно строго дозировать тот или иной фактор и точнее, чем при наблюдении, оценить его влияние.

 В экологическом эксперименте  трудно воспроизвести весь комплекс  природных условий, но изучить  влияние отдельных факторов на  вид, популяцию или сообщество  вполне возможно. Примером экологических  экспериментов широких масштабов  могут служить исследования, проводимые  при создании лесозащитных полос, при мелиоративных и различных сельскохозяйственных работах. Знание при этом конкретных экологических особенностей многих растений, животных и микроорганизмов позволяет управлять деятельностью тех или иных вредных или полезных организмов. В современных условиях экологические исследования играют существенную роль в решении ряда теоретических и практических задач. Динамика численности организмов, сезонное развитие, расселение и акклиматизация полезных и вредных видов, прогнозы размножения и распространения – вот основные в настоящее время экологические проблемы.

Математические методы и моделирование. При экологическом исследовании, которое обычно поводится на определённом количестве особей, изучаются природные явления во всём их разнообразии: общие закономерности, присущие макросистеме, её реакции на изменение условий существования и др. Но каждая особь, индивидуум неодинаковы, отличны друг от друга. Кроме того, выбор особи из всей популяции носит случайный характер. И лишь применение методов математической статистики даёт возможность по случайному набору различных вариантов определить достоверность тех или иных результатов (степень отклонения их от нормы, случайные отклонения или закономерности) и получить объективное представление о всей популяции. Поэтому в современной экологии широко применяются методы теории информации и кибернетики, тесно связанные с такими областями математики, как теория вероятности, математическая логика, дифференциальные и интегральные исчисления, теория чисел, матричная алгебра.

Направления экологии.

Важно, что в экологии объективно выделяются подразделения, изучающие  органический мир на уровне особи (организма), популяции, вида, биоценоза, биогеоценоза (экосистемы) и биосферы. В связи  с этим уже можно чётко выделить: аутэкологию (экология особей), демэкологию (экология популяций), эйдэкологию (экология видов) и синэкологию (экология сообществ). Задачей аутэкологии (от греч. autos – сам) является установление пределов существования особи (организма) и тех пределов физико-химических факторов, которые организм выбирает из всего диапазона их значений. Изучение реакций организмов на воздействия факторов среды позволяет выявить не только эти пределы, но и физические, а также морфологические изменения, характерные для данных особей.

Демэкология (от греч. demos – народ) изучает естественные группировки особей одного вида, т.е. популяции – элементарные над организменные макросистемы. Важнейшей задачей её является выяснение условий, при которых формируются популяции, а также изучение внутрипопуляционных группировок и их взаимоотношений, организации (структуры), динамики численности популяций. 
Эйдэкология (от греч. eidos – образ, вид), или экология видов, - наименее разработанное подразделение современной экологии. Вид как уровень организации живой природы, как над организменная биологическая макросистема еще не стал объектом экологических исследований. Это объясняется тем, что по мере развития экологии внимание и интерес исследователей с организма, т.е. с аутэкологии, переключились на популяцию – дэмэкологию, а затем на биоценоз, биогеоценоз и биосферу в целом.

Синэкология (от греч. syn – вместе), или экология сообществ (биоценология), изучает ассоциации популяций разных видов растений, животных и микроорганизмов, образующих биоценозы, пути формирования и развития последних, структуру и динамику, взаимодействие их с физико-химическими факторами среды, энергетику, продуктивность и другие особенности. Базируясь на аут-, дем-, и эйдэкологии, синэкология приобретает чётко выраженный общебиологический характер. В основе аут-, дем-, и эйдэкологических исследований лежат особь (организм), популяция и вид конкретной группы живых существ (животные, растения, микроорганизмы). Синэкологические же исследования направлены на изучение сложного многовидового комплекса взаимосвязанных организмов (биоценоз), существующего в строго определённой физико-химической среде, на рассмотрение с качественной и количественной точки их соотношения.

На базе этих направлений формируются  новые: глобальная экология, которая  разрабатывает проблемы биосферы в  целом, и социоэкология, которая  изучает проблемы взаимоотношений  природы и общества. При этом границы  между направлениями и разделами  довольно размыты: постоянно возникают  направления на стыке таких отраслей экологии, как популяционная экология и биоценология, или физиологическая  и популяционная экология. Все эти направления тесно связаны с классическими отраслями биологии: ботаникой, зоологией, физиологией. При этом пренебрежение традиционными натуралистическими направлениями экологии чревато негативными явлениями и грубыми методологическими ошибками, может привести к затормаживанию развития всех остальных направлений экологии.

 

Задачи  экологии.

• Установление закономерностей  взаимосвязей между организмами, их группировками и условиями окружающей среды; 
• Исследование структуры и функционирования группировок организмов, разработка методов определения экологического состояния природных и искусственных группировок; 
• Наблюдение за изменениями в экосистемах и биосфере в целом, прогнозирование их следе ков; 
• Создание базы данных и разработка рекомендаций для безопасного планирования хозяйственной и социальной деятельности человека; 
• Применение экологических знаний в деле охраны окружающей среды и рационального использования природных ресурсов. 
Объекты исследования в экологии - организмы, тела и вещества - материальные, а процессы с их участием подчиняются законам физики, химии, биологии и других естественных наук. 

Краткая история развития экологических  знаний.

С первых шагов своего развития человек  неразрывно связан с природой. Он всегда находился в тесной зависимости  от растительного и животного  мира, от их ресурсов и был вынужден повседневно считаться с особенностями  распределения и образа жизни  зверей, рыб, птиц др.