Тема 1 Екологія як наука про довкілля - Екологія - Навчання - Каталог статей

Екологія як самостійна наука сформувалася наприкінці XIX століття. Термін "екологія" запропонував у 1886р. німецький вчений Геккель (від грецьк. "ойкос" - будинок і "логос" - навчання). Таким чином, у буквальному значенні, екологія - наука про живі організми у себе вдома. Виникла екологія як біологічна наука і такою залишилася десь до середини XX століття.

Геккель дав таке визначення екології - це пізнання економіки природи, одночасне дослідження усіх взаємовідносин живого з органічними і неорганічними компонентами навколишнього середовища, включаючи неодмінно антагоністичні і неантагоністичні взаємовідносини тварин і рослин, що контактують один з одним.

До кінця XX століття процес диференціації наук, в основному, завершився і почався новий етап - етап синтезу наукового знання. У галузі вивчення природи почала формуватися екологія як одна з перших синтетичних міждисциплінарних наук.

Вона й досі зберігає свою назву "екологія", успадковану з періоду аналітичних наук, але мета її вже інша: на основі спеціальних аналітичних наукових дисциплін дати загальну картину структури і функціонування природи та визначити місце і роль людини в природних процесах.

У цьому розумінні, екологія - це наука майбутнього. Саме існування живої природи на нашій планеті та процвітання людського суспільства залежить від того, наскільки об'єктивно та своєчасно будуть розкриті глобальні закономірності існування біосфери, і на цій основі сформульована та реалізована стратегія дій людини щодо природи. На сучасному етапі розвитку суспільства екологія вирішує коло проблем і користується методами, що виходять далеко за межі суто біологічної науки. Антропогенний вплив на природне середовище живих організмів досяг таких масштабів, що загрожує самому життю на Землі. Виходячи з цього, можна дати таке визначення екології:

Сучасна екологія - наука про стратегію і тактику збереження і стабільного розвитку життя на Землі.

Провідним у вивченні природних комплексів є принцип системності, який забезпечує підхід до них як до органічно цілісних систем.

Виходячи з системного підходу, об'єктом вивчення екології є екосистеми різного ієрархічного рівня.

Екологія, як і більшість наук (в основному природничих), повинна відповісти на два питання: як побудований об'єкт досліджуваної науки або яка його структура і друге питання - як він функціонує і розвивається. Відповідно до цього, екологія й усі її підрозділи повинні містити дві частини. Першу можна назвати структурною, а другу - динамічною. Природно, структурна і динамічна частини знаходяться в тісній взаємодії між собою.

Виходячи із системного підходу, можна дати таке визначення екології:

Екологія – наука про структуру, властивості і закони функціонування екосистем різного ієрархічного рівня.

Завдання екології:

1. Вивчення загального стану сучасної біосфери планети, його формування й особливості розвитку під впливом природних і антропогенних чинників.

2.Прогноз динаміки стану біосфери в часі і просторі, в залежності від впливу різноманітних чинників.

3.Розробка шляхів гармонізації взаємодії суспільства і природи з метою зберігання самого життя на Землі.

2. Методи вивчення науки про довкілля.

Екологія - це комплексна наука. Вона використовує широкий арсенал різноманітних методів, які можна поділити на три основні групи:

1. Методи, за допомогою яких збирається інформація про стан екологічних об'єктів: рослин, тварин, мікроорганізмів, екосистем, біосфери.

2 .Методи обробки отриманої інформації, згортання, стиснення та узагальнення.

3. Методи інтерпретації отриманих фактичних матеріалів.

В останні десятиріччя екологічні спостереження ведуться із застосуванням різноманітних приладів та технічних засобів. Це вже начебто і є спостереження в побутовому значенні цього слова, а не отримання інформації про стан об'єктів.

Для вивчення властивостей природного середовища - повітря, води та ґрунту застосовуються досить різноманітні прилади та устаткування, до обслуговування яких доводиться залучати спеціально підготовлені інженерні кадри. Специфічні також і методи вивчення живих організмів. Для їх реалізації необхідні спеціалісти-біологи.

Особливістю сучасних екологічних спостережень за допомогою приладів є їх комплексність та довгостроковість, коли на одній і тій же ділянці екосистеми ведуться спостереження за живими організмами та факторами середовища протягом досить великого відрізку часу.

Окрім комплексних спостережень на стаціонарах може проводитись глобальний моніторинг екосистем і біосфери в цілому. Так, серією стаціонарів був організований глобальний моніторинг концентрації вуглекислого газу в атмосфері. За допомогою літаків, спеціальних ракет та супутників проводиться моніторинг стану озонового екрана нашої планети.

Як дисциплінарна наука екологія широко застосовує методи експерименту. Його суть полягає в тому, що до екосистеми свідомо вноситься якась зміна і, через деякий час, зіставляються результати спостережень на контрольній (вона обов'язкова) та експериментальних ділянках екосистеми.

У зв'язку зі складністю екологічних систем щодо їх вивчення часто використовують метод моделювання. Як модель може виступати матеріальна копія об'єкта екології, звичайно, до певної міри спрощена. Інший клас матеріальних моделей складають реальні об'єкти природи, спеціально виділені для вивчення в природному середовищі.

Більш широко в екології використовують абстрактні моделі. Головна вимога до абстрактних екологічних моделей - це точність та достатня узагальненість.

Зараз більш широке застосування набирають методи математичного та математико-картографічного моделювання.

Суть методу математичного моделювання складається в тому, що за допомогою математичних символів будується абстрактна, спрощена подоба досліджуваної системи; потім, змінюючи значення окремих параметрів, досліджують, як поводить себе дана штучна система, тобто як зміниться кінцевий результат.

Для того щоб побудувати математичну модель, що адекватно відбивала б реальні процеси в системі, потребуються істотні емпіричні знання, добуті в різних розділах екологи.

Відбити всю безкінечну множину зв'язків у екосистемах у єдиній математичній моделі нереально, тому користуються принципом "не всі зв'язки істинні", виділяють головні зв'язки, що дозволяють одержати більш-менш вірне наближення до дійсності.

У сучасних математичних моделях виділяють тактичні і стратегічні моделі.

Тактичні моделі розглядають окремі екосистеми з метою прогнозування їхнього стану при різноманітних впливах.

Стратегічні моделі будуються, в основному, із дослідницькими цілями для окреслення загальних властивостей екологічної системи, таких, як стабільність, усталеність, спроможність до саморегуляції.

Метематико-картографічний метод моделювання складається із декількох етапів. На першому етапі розробляється картографічна модель, що відбиває просторову диференціацію стану природних компонентів екосистеми, а також характер і ступінь їх зміни антропогенними чинниками. Потім створюється математична модель і програмне забезпечення на ЕОМ.

Кожний крок у вивчені Природи - це завжди тільки наближення до істини. У процесі вивчення екології необхідно засвоїти визначену систему знань, умінь і навичок, опанувати сучасний науково-теоретичний засіб мислення. У екології, як і у будь-якій науці, використовується науковий метод пізнання, який можна уявити у вигляді таких етапів:

1-й - накопичення і аналіз фактів і зв'язків між ними;

2-й - абстрагування від конкретних явищ і формування узагальнень із створенням тієї або іншої моделі;

3-й - одержання й аналіз конкретних висновків і слідств із головної;

4-й - застосування отриманих закономірностей до конкретної екологічної системи і перевірка отриманого результату експериментально, включаючи й ЕОМ.

3. Структура сучасної екології.

У останні роки в усьому світі виникли різноманітні напрямки екологічних досліджень, ціль яких - забезпечення

спеціалістів у всіх сферах діяльності необхідною екологічною інформацією. До 2000 р. сформувалося біля 100 напрямків екологічної діяльності, які можна об'єднати за принципами їхньої галузевої приналежності, взаємозв'язків, взаємопідпорядкованості, пріоритетності, загальнолюдського і практичного значення. Зараз існує декілька класифікацій основних складових частин сучасної екології. Деякі автори головну увагу приділяють загальнофілософським і культурним аспектам, другі - соціальним, треті - еколого-економічним, четверті - біоекологічній деталізації і т.п. Найбільш детальною й обґрунтованою є структура екології, запропонована відомим екологом М.Ф. Реймерсом, її ми і розглянемо.

Найвищим за рангом поняттям, що використовується в класифікації, є "загальна екологія". Вона узагальнює всю екологічну інформацію, що надходить з інших підрозділів і на підставі їх аналізу і моделювання розвитку екологічної ситуації на планеті, сприяє прийняттю науково і логічно обґрунтованих рішень по реалізації стратегічних планів розвитку цивілізації. Загальній екології підпорядковані два великих блоки екологічних досліджень: теоретична екологія і прикладна екологія.

Теоретична екологія включає біоекологію з усіма її підрозділами.

До блоку практичної екології відносять: біосферологію, геоекологію, соціоекологію, інженерну екологію з усіма їхніми підрозділами.

Біоекологія - екологія живих організмів, у тому числі людини як біологічного об'єкта. До блоку біоекології належать: екологія людини, екологія мікроорганізмів, екологія тварин, екологія рослин і інші (див. Рис. 1.2.).

Геоекологію і біосферологію об'єднують у єдиний блок - наука про охорону і раціональне використання природних ресурсів. До цього блоку належать: ландшафтна екологія, екологія атмосфери, екологія гідросфери, екологія літосфери, екологія глибинних надр землі та інші (див. Рис 1.2.).

Соціоекологія - наука про соціально-економічні чинники впливу на навколишнє середовище. Вона об'єднує: екологічну освіту, екологічне право, урбоекологію, екологію і демографію, екологічний менеджмент, екологічний маркетинг, національну екополітику і інші (див. Рис. 1.2.).

Інженерна екологія - наука про техногенні чинники забруднення навколишнього середовища. Інженерна екологія (техноекологія) об'єднує такі підрозділи: екологія енергетики, екологія транспорту, екологія військової справи, екологія промисловості, екологія сільського господарства, екологічна експертиза, космічна екологія і інші

Кожний із розглянутих розділів екології закликає до вирішення свого кола проблем, але усі вони тісно пов'язані між собою, та кожний використовує матеріали іншого.

4. Місце сучасної екології в системі наук.

Сучасна екологія об'єднує природничі, гуманітарні, соціальні, технічні і точні науки. На рис. 1.1. показана схема ієрархічного розподілу системи наукових знань та місце екології серед них. Найвищим ієрархічним рівнем (І) в системі наукових знань є філософія.

Рис. 1.1.

Ієрархічний розподіл системи наукових знань та місце екології серед них

На другому рівні (II) - філософія природи, філософія суспільства, філософія мислення; на третьому рівні (III) - природознавчі науки, гуманітарні науки, науки про мислення; четвертий рівень (IV) - технічні науки; п'ятий рівень (V) – приватні науки.

Проаналізувавши схему, зображену на рис. 1.1, слід зробити висновки, що екологічні науки є серед усіх підрозділів наукових знань. Серед природознавчих наук - біоекологія, геоекологія; серед гуманітарних наук - соціоекологія; серед наук про мислення - ноосферологія; серед технічних наук - інженерна екологія; серед приватних наук - наприклад, вплив гри на барабані на навколишнє середовище, та інші.

Питання для самоконтролю:

1. Дайте визначення екології як науки.

2. Що є об'єктом вивчення екології?

3. Які основні задачі екології?

4. Визначте структуру загальної екології, яку запропонував Реймерс М.Ф.

5. Які методи дослідження застосовуються в екології?