ФАКТОРИАЛЬНАЯ ЭКОЛОГИЯ

Предмет и объекты изучения экологии

Экология и история ее развития. Место экологии в системе естественных и социальных наук. Методы экологических исследований

«Экология» (греч. оikos - дом, жилище, местообитание, убежище и logos - наука, знание) - т.е. наука, изучающая условия существования живых организмов и взаимосвязи между организмами и средой, в которой они обитают. (Слайд 1). Термин «Экология» был предложен в 1866 году немецким ботаником, профессором Йенского университета Эрнстом Геккелем (1834 - 1919), как название раздела биологии, изучающего взаимоотношения организмов между собой и с окружающей средой. (Слайд 2). В своем труде «Всеобщая морфология» (1866) он писал: «Экология - это познание экономики природы, одновременное исследование взаимоотношений всего живого с органическими и неорганическими компонентами среды, включая антагонистические и неантагонистические отношения животных и растений, контактирующих друг с другом».

Экология прошла долгий путь становления. Каковы же его основные вехи.

1 этап - накопление практических знаний о животных и растениях, местах их обитания, их отношениях первобытным обществом и передача этих знаний в устной форме, а также в виде наскальных рисунков. (Слайд 3).

экология среда организм жизнь человечество

Становление экологии на заре человечества (по К.М. Петрову, с дополнениями)

Годы

Автор

Регион, страна

Экологическая информация

3 млн л.н. до н.э.

Первобытное общество

Восточная Африка, позднее ближний Восток, Кавказ, Восточная Европа

Присваивающая форма хозяйства (собирательство, охота).

Производящая форма хозяйства (земледелие, животноводство).

Возникновение антропогенного ландшафта вблизи мест обитания людей, уничтожение некоторых видов животных, выжигание лесов. Введение в культуру всех основных видов с/х растений, одомашнивание животных.

Рост численности, быстрое расширение ареала обитания, накопление информации о природных объектах, ускоряющиеся темпы развития, возникновение рас.

2 этап - возникновение древнейших цивилизаций, продолжение накопления практических знаний об окружающем мире и описание наблюдений.

Так в поэме великого поэта Вергилия «Георгики» давались практические советы по сельскому хозяйству:

А с промежутками в год - труд спорый;

Лишь бы скупую почву вдоволь питать навозом жирным,

А также грязную сыпать золу поверх истощенного поля,

Так, сменяя плоды, поля предаются покою.

Пьер Тейяр де Шарден (1987) выделяет 5 очагов возникновения первых цивилизаций:

1. Нил и Месопотамия с Египтом и Шумером;
2. Долины Ганга и Инда с цивилизациями Индии;
3. Бассейн Желтой реки (Хуанхэ) с китайской цивилизацией;
4. Центральная Америка с цивилизациями Майя;
5. Острова тихого и Индийского океанов с полинезийской цивилизацией. (Слайд 4).

Календарь становления экологии как науки в древние века (по К.М. Петрову, с дополнениями)

VI-IV вв. до н.э.		Древняя Индия	Эпическая поэма «Махабхарата» и «Рамаяна» - описание образа жизни и места обитания около 50 видов животных.
490 - 430 гг. до н.э.	Эмпедокл из Акраганта	Древняя Греция	Рассмотрел связь растений со средой.
384 - 322 гг. до н.э.	Аристотель	Древняя Греция	«История животных» - привел классификацию животных, имеющих окраску, связанную с условиями жизни.
372 - 287 гг. до н.э.	Теофраст (Феофраст)	Древняя Греция	«Исследования о растениях» - описал около 500 видов растений и их сообществ.
79 - 23 гг. до н.э.	Плиний старший	Древний Рим	«Естественная история» - обобщил данные по зоологии, ботанике, лесному хозяйству.

Уже на этом этапе покорения природы человеком возникли первые экологические проблемы, отраженные в работах древних философов.

Лукреций Кар писал:

И уже пахарь-старик, головою качая, со вздохом

Чаще и чаще глядит на бесплодность тяжелой работы,

Если же с прошлым начнет настоящее сравнивать время,

То постоянно тогда восхваляет родителей долю.

И виноградарь, смотря на тщедушные, чахлые розы,

Век, злополучный, клянет и на время он сетует горько,

И беспрестанно ворчит, что народ, благочестия полный,

В древности жизнь проводил беззаботно, довольствуясь малым,

Хоть и земельный надел был в то время значительно меньше,

Не понимая, что все дряхлеет и мало-помалу,

Жизни далеким путем истомленное, сходит в могилу.

3 этап - период средневековья, прошел под влиянием различных религиозных конфессий, определяющих мораль, философию, этические и эстетические нормы и др. Несомненной ценностью этого периода является то, что силой всех религий является призыв к духовному совершенству, признании гармоничности созданной творцом природы. Но природа воспринималась как неоскудевающая дающая длань господа. Активно развивается сельское хозяйство, однако, это развитие идет по экстенсивному пути: активно вырубаются леса под земледелие, ради топлива, строительства домов, кораблестроения, металлургии. Жители говорили, что становится все больше «земель с ободранной шкурой».

На рубеже 13 - 14 вв. экологическая ситуация в Европе осложняется, т.к. возможности экстенсивного пути развития земледелия оказались исчерпанными.

Оборонительные стены ограничивали рост городов. Увеличивалась скученность людей, мусор и нечистоты выливались прями на улицы, отсутствовала канализация, что приводило к загрязнению грунтовых вод. Все это способствовало распространению эпидемий, резко снижающих численность населения. Так, в годы чумы 1346 - 1353 вымерло от 20 до 50% всего населения Европы (Бондарев, 1996).

Науки занимались обоснованием и прославлением мудрости творца. Изучение природы на этом этапе практически не осуществлялось. Большая часть знаний, накопленных греками была утрачена еще с разрушением знаменитой Александрийской библиотеки Юлием Цезарем в 48г. До н.э., окончательно библиотека была сожжена арабами после падения Римской империи в 642г. н.э.

4 этап - эпоха Возрождения (ренессанса) положила начало новому этапу в развитии мировой культуры и сформировала новые отношения человека к природе. Это период великих географических открытий. Раздвигаются рамки известного мира, происходит невиданное накопление фактического материала в различных областях естествознания, начинается активное изучение человека и природы. Открыт морской путь из Европы в Индию (Васко-да-Гама); Христофор Колумб достиг Багамских островов; Магеллан совершил первое кругосветное путешествие, Америго веспучи объездил и описал материк, названный в последствии его именем; Бальбоа перешел Панамский перешеек и открыл Великий (Тихий) океан. Ширились торговые связи с Востоком.

Френсис Бекон (англ.) писал «… дальние плаванья и странствия (кои в наши века участились) открыли и показали в природе много такого, что может подать новый свет философии».

Распространению знаний способствовало начатое Иваном Федоровым книгопечатанье. В 1552г. Иван Грозный велел «землю измерить и чертеж государства сделать». Этот чертеж охватывал огромную территорию от Студеного до черного моря и от Котлина озера (Финского залива) до Оби. В 1627 году был составлен еще один «новый» чертеж государства и к нему написана обширная объяснительная записка «Книга Большому чертежу».

5 этап - век просвещения 17 - 18 вв. - обобщение большого накопленного ботанического и зоологического материала, прямые наблюдения в природе. Креационизм сменяется трансформизмом, позднее возникает натурфилософия. Возникает эволюционное учение. Проследим логику развития основных экологических идей. (Слайд 5).

Календарь становления экологии как науки в эпоху просвещения (по К.М. Петрову, с дополнениями)

1749	Карл Линней	Швеция	«Экономика природы» - описал типологию местообитаний. Основы систематики.
1749	Жорж Бюффон	Франция	«Естественная история» - высказал идеи изменчивости видов под влиянием среды.
1798	Томас Мальтус	Англия	«Опыты о законе народонаселения» - предложил уравнение геометрического (экспоненциального) роста популяции, представил первую математическую модель роста популяции.

6 этап -19 в. можно по праву назвать веком естествознания. Именно в этот период экология выделилась как самостоятельная наука.

Один из самых крупных представителей науки первой трети 19в. - Жан-Батист Ламарк. (Слайд 6). Вот как писал о нем Осип Мандельштам.

Был старик, застенчивый, как мальчик,

Неуклюжий робкий патриарх.

Кто за честь природы фехтовальщик?

Ну, конечно, пламенный Ламарк.

Календарь становления экологии в 19 веке. (по К.М. Петрову, с дополнениями)

1802	Жан-Батист Ламарк	Франция	«Гидрогеология» - заложил основы концепции о биосфере, подложил термин «биология».
1809	Жан-Батист Ламарк	Франция	«Философия зоологии» - дал представление о сущности взаимодействий в системе «организм - среда».
1830	Иоганн Вольфганг Гете	Германия	«Опыт объяснения метаморфоза растений». Основатель морфологии или «науки об образовании и преобразовании органических тел», работы о росте и развитии растений, о видоизменении листьев под влиянием света, тепла и влаги.
1836	Чарльз Дарвин	Англия	Кругосветное путешествие на корабле «Бигль» - описал экологические наблюдения, которые легли в основу труда «Происхождение видов путем естественного отбора».
1840	Ю. Либих	Германия	Сформулировал закон минимума.
1845	Александр Гумбольдт	Германия	«Космос» в 5 томах - сформулировал законы географической зональности и вертикальной поясности в распределении растений и животных.
1859	Чарльз Дарвин	Англия	«Происхождение видов путем естественного отбора» - привел большой материал о влиянии абиотических и биотических факторов среды на изменчивость организмов.
1861	Иван Михайлович Сеченов	Россия	Влияние среды на организм «…организм без внешней среды, поддерживающей его существование, невозможен; поэтому в научное определение организма должна входить и среда, влияющая на него».
1866	Эрнст Геккель	Германия	Предложил понятие «экология».
1870	Г. Спенсер	Англия	«Изучение социологии» - заложил основы экологии человека.
1875	Э. Зюсс	Австрия	Предложил понятие «биосфера».
1877	К. Мебиус	Германия	Предложил понятие «биоценоз».
1895	Е. Варминг	Дания	«Экологическая география растений» - впервые использовал термин «экология» по отношению к растениям; предложил понятие «жизненная форма».
1896	У. Хэдсон	Англия	Предложил понятие «волны жизни» для описания динамики численности животных
1898	А. Шимпер	Германия	«География растений на физиологической основе» - одна из первых работ по экофизиологии

7 этап - ХХ век - развитие экологии как науки. (Слайд 7).

Примерно с середины 20-го века предмет изучения экологии расширился и трансформировался в связи с усилением воздействия человека на природу. Содержание термина также претерпевает изменения и наполняется социально-политическим и философским смыслом. Экология выросшая из естественных наук преобразуется в социально-естественную науку.

Календарь становления экологии в 20 веке. (по Н.И. Николайкину, с дополнениями)

1903	К. Раункиер	Дания	Создал учение о жизненных формах растений на основе понятия, введенного Е. Вармингом.
1910			Решением IIIМеждународного ботанического конгресса закреплено разделение экологии на экологию организмов (аутэкологию) и сообществ (синэкологию)
1911	В. Шелфорд	США	Сформулировал закон толерантности
1912	Г.Ф. Морозов	Россия	«Учение о лесе» - классическая работа по изучению лесных сообществ.
1915	Г.Н. Высоцкий	Россия	Предложил понятие «экотоп».
1915	И.К. Пачоский	Россия	Предложил понятие «фитоценоз».
1918	Х. Гамс	Швейцария Австрия	Предложил понятие «биоценологии» как науки о сообществах живых организмов; «фитоценологии» - науки о растительных сообществах.
1921	Х. Берроуз	США	«География как человеческая экология» - сформулировал задачу изучения взаимоотношения человека и территории, на которой он проживает.
1926	В.И. Вернадский	СССР	«Биосфера» - определил глобальные функции живого вещества.
1927	Э. Леруа	Франция	Предложил понятие «ноосфера», получившее дальнейшее развитие в трудах Пьер Тейяр де Шардена и В.И. Вернадского.
1933	Д.Н. Кашкаров	СССР	«Среда и сообщества», «Основы экологии животных» - первые отечественные учебники по экологии.
1935	А. Тенсли	США	Предложил понятие «экосистема».
1939	Ф. Клементс В. Шелфорд	США	Предложили понятие «биоэкология», опубликовав одноименную монографию.
1939	К. Тролль	Германия	Обосновал новое научное направление - 2экология ландшафта».
1942	В.Н. Сукачев	СССР	Предложил понятие «биогеоценоз», заложил основы биогеоценологии.
1942	Р. Линдерман	США	Развил представление о трофических уровнях и «пирамиде энергий», установил правило 10%.
1944	В.И. Вернадский	СССР	«Несколько слов о ноосфере».
1953	Ю. Одум	США	«Основы экологии» и «Зкология» - одни из лучших современных учебников по экологии. Неоднократно переиздаваемы. Русские переводы - 1975, 1986гг.
1963	В.Б. Сочава	СССР	Предложил понятие «геосистема».
1968	Дж. Форрестер, Д. Медоуз	США	Выдвинули идеи глобальной экологии в работах «Римского клуба».
1971	Барри Коммонер	США	«Замыкающийся круг» - сформулировал четыре закона экологии, русский перевод - 1974г.
1994	Н.Ф. Реймерс	Россия	«Экология (теории, законы, принципы и гипотезы)» - систематизировал понятия современной экологии.

Экология начала развиваться как составная часть естествознания, а затем раздел биологической науки. (Слайд 8). Однако, ее специфика в тесной связи с другими естественными науками: химией, физикой, геологией, географией, почвоведением, математикой, а также социальными: социологией, историей, психологией, педагогикой. Фундаментальной теоретической базой экологии является философия. На стыке экологии с другими отраслями знаний возникли и продолжают развиваться много ответвлений экологии.

В экологических исследованиях используется весь арсенал методов, разработанных совокупностью естественных наук и специфические методы.

Все экологические исследования являются системными.

Основные методы экологических исследований: полевые (метод наблюдения), экспериментальные, лабораторные исследования, сравнительный метод. Относительно новым методом в экологии является моделирование, позволяющее изучать сложные объекты, явления и процессы путем их упрощенного имитирования (натурального, математического, логического). Существенным преимуществом экспериментов на модели является то, что при этом могут быть воспроизведены такие крайние положения (например, температура), которые в ряде случаев не могут быть воссозданы на самом объекте.

В экологии используются экосистемный, популяционный, эволюционный и исторический подходы.

Экосистемный подход выдвигает на первый план общность всех существ, поток энергии и круговорот веществ между биотическим и абиотическим компонентами экосферы. На основе этого подхода изучаются функциональные связи организмов (Н: цепи питания).

Популяционный подход рассматривает популяцию как морфологически-функциональную единицу, эволюционирующую во времени и пространстве. Он широко применяет методы математической статистики, моделирования. Построение моделей связано с такими понятиями, как рождаемость, выживаемость, смертность, численность, плотность и др.

Эволюционный и исторический подходы рассматривают закономерности появления и развития организмов, становления их структуры и функций, изменение популяций и экосистем во времени. Эволюционная экология изучает изменения, связанные с развитием жизни на Земле, позволяет выявить закономерности развития живой материи, антропогенное влияние на природу.