Структура макроэкологии

Основные разделы современной экологии:

• общая экология,

• биоэкология,

• геоэкология,

• экология человека,

• социальная экология,

• прикладная экология.

Каждый раздел имеет свои подразделения и связи с другими частями экологии и смежными науками (рис. 1.2).

Общая экология посвящена объединению разнообразных эко­логических знаний на едином научном фундаменте. Ее ядром яв­ляется теоретическая экология, которая устанавливает общие зако­номерности функционирования экологических систем. Для изучения их ме­ханизмов недостаточно одних натурных наблюдений, нужен эксперимент. Экспериментальная экология обеспечивает методи­ческим инструментарием различные разделы науки. Но воз­можности эксперимента в экологии ограничены. Поэтому ши­роко применяется моделирование, в частности, математическое моделирование. Вместе с обработкой информации и количест­венным анализом фактического материала оно входит в раздел теоретической экологии, который называют математической экологией.

Биоэкология - праматерь всей экологии. Главная ее часть - системная экология, экология естественных биологических сис­тем: особей, видов (аутоэкология), популяций (популяционная экология, или демэкология); многовидовых сообществ, биоцено­зов (синэкология), экологических систем (биогеоценология, учение об экосистемах).

Другая часть биоэкологии - экология систематических групп организмов - царств бактерий, грибов, растений, животных, а также более мелких систематических единиц: типов, классов, отрядов и т.п.

Еще одно подразделение составляет эволюционная экология -учение о роли экологических факторов в эволюции.

Геоэкология изучает взаимоотношения организмов и среды обитания с точки зрения их географической принадлежности. В нее входят: экология сред - воздушной, наземной (суши), почвен­ной, пресноводной, морской, преобразованной человеком; экология природно-климатических зон - тундры, тайги, степи, пустыни, гор, других зон и их более мелких подразделений – ландшафтов (экология речных долин, морских берегов, болот, островов, корал­ловых рифов и т.п.). К геоэкологии относится также экологическое описание различных географических областей, регионов, стран, кон­тинентов.

Совместной областью биоэкологии и геоэкологии является учение о биосфере - биосферология - главное содержание глобаль­ной экологии.

Экология человека -комплекс дисциплин, исследующих взаимодействие человека как индивида (биологической особи) и личности (социального субъекта) с окружающей его природ­ной и социальной средой.

Прикладная экология - большой комплекс дисциплин, связанных с различными областями человеческой деятельности и взаимоотношений между человеческим обществом и природой. Выделяются следующие прикладные разделы экологии:

Инженерная экология - изучение и разработка инженерных норм и средств, отвечающих экологическим требованиям.

Сельскохозяйственная экология в своей значительной части сли­вается с биологическими основами земледелия (агроэкология) и животноводства (экология сельскохозяйственных животных).

Биоресурсная и промысловая экология изучает условия, при кото­рых эксплуатация биологических ресурсов природных экосистем (лесов, континентальных водоемов, морей, океана) не приводит к их истощению и нарушению, утрате видов, уменьшению биологического разнообразия.

Экология поселений, коммунальная экология - разделы приклад­ной экологии, посвященные особенностям и влияниям различных факторов искусственно преобразованной среды обитания людей в жилищах, населенных пунктах, в городах (урбоэкология).

Медицинская экология - область изучения экологических ус­ловий возникновения, распространения и развития болезней человека, в том числе острых и хронических заболеваний, обу­словленных природными факторами и неблагоприятными тех­ногенными воздействиями среды (экология иммунодефицитов и т.п.).

Наука и практика. Экологией сейчас часто называют охрану окружающей человека среды, а иногда и просто состояние этой среды. Это неправильно. Даже при обиходном понимании эколо­гии не стоит приписывать название большой науки проявлениям, тем более нарушениям элементарной чистоплотности. Экология не нужна для уборки улиц, аккуратной эксплуатации свалки, хлориро­вания водопроводной воды или установки дымового фильтра на трубе. Это чисто технические проблемы. Экология нужна раньше - при обосновании технических условий и санитарно-гигиенических требований к таким устройствам и процессам. Разделы прикладной экологии и практика охраны окружающей среды тесно связаны между собой, но это не одно и то же.

Охрану окружающей среды часто смешивают с охраной при­роды, ошибочно считая эти понятия равнозначными. Понятия «охрана окружающей среды» и «охрана природы» по отно­шению к современному человеку различны. Конечная цель охраны окружающей среды и охраны природы одна и та же: сохранение здоровья и благополучия людей. Но концептуальные подходы различны:

«охранять природу» означает регламенти­ровать, ограничивать или запрещать изъятие природных ресурсов, не допускать нарушения природных систем;

«охранять среду» озна­чает не допускать появления в среде обитания людей вредных для здоровья агентов.

Эти подходы не могут быть разъединены: загрязнение окружаю­щей человека среды наносит вред другим организмам и живой природе в целом, а деградация природных систем ослабляет их способность к естественному очищению среды. Но всегда следует понимать, что сохранить качество окружающей человека среды невозможно без участия природных экологических механизмов. Даже если мы научимся больше не наращивать загрязнение нашей сре­ды, мы ничего не достигнем, если одновременно не перестанем мешать природе регулировать состав среды, очищать ее и делать пригодной для жизни. Самые чистые технологии и самые совер­шенные средозащитные устройства не спасут нас, если будет про­должаться вырубка лесов, уменьшаться разнообразие биологи­ческих видов, нарушаться круговорот веществ в природе.

На протяжении истории цивилизации практически все формы инженерной деятельности и все технические достижения человека имели в той или иной степени антиприродную направленность. Распашка степей, сведение лесов, осу­шение болот, прокладка магистральных дорог, каналов, трубопроводов, бурение скважин, взрывы, военные действия и многое другое - наносило и наносит раны природе. Для всего этого разработан изощренный инструментарий - огромный арсе­нал орудий, механизмов, машин, оружия, веществ, материалов, источников и преобразователей энергии.

Создавая какой-нибудь совершенный средозащитный агрегат, инженер вынужден сознавать, что добыча сырья, производство материалов, деталей и энергии для него будет сопровождаться таким потреблением ресурсов и загрязнением среды, которые вряд ли сможет полностью предотвратить или компенсировать его уникальная установка. Даже расселение жи­вотных и растений, попытки обогатить флору и фауну отдельных стран и континентов чаше причиняли ущерб природным систе­мам. В лучшем случае удавалось лишь частично исправлять допу­щенные ранее грубые нарушения природной среды.

Методы экологии

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

1. Методы регистрации и оценки состояния среды являются необ­ходимой частью любого экологического исследования. К ним от­носятся метеорологические наблюдения; измерения температуры, прозрачности, солености и химического состава воды; определе­ние характеристик почвенной среды, измерения радиационного фона, напряженности физических полей и т.п. Эколог вынужден иногда вносить специальные изменения в тех­нику этих измерений и проявлять немалую изобретательность, когда, например, нужно измерить температуру в гнезде высижи­вающей птенцов дикой птицы или уловить ничтожные колебания гравитационного и магнитного полей, по которым некоторые животные чувствуют приближение землетрясения.

К этой же группе методов следует отнести периодическое или непрерывное слежение - мониторинг - за состоянием экологиче­ских объектов и за качеством среды. Большое практическое значе­ние имеет регистрация состава и количества вредных примесей в воде, воздухе, почве, растениях в зонах антропогенного загрязнения, а также исследования переноса загрязнителей в разных сре­дах. В настоящее время техника экологического мониторинга бы­стро развивается, используя новейшие методы физико-химичес­кого и химического экспресс-анализа, дистанционного зондирова­ния, телеметрии и компьютерной обработки данных. Важным средством экологического мониторинга, позволяющим в ряде слу­чаев получить интегральную оценку качества среды, является биомониторинг и биоиндикация - использование для контроля состоя­ния среды некоторых организмов, особо чувствительных к изме­нениям среды и к появлению в ней вредных примесей.

2. Методы количественного учета организмов и методы оценки био­массы и продуктивности растений и животных лежат в основе изу­чения природных сообществ. Для этого применяются подсчеты особей на контрольных площадках.

3. Исследования влияния факторов среды на жизнедеятельность организмов составляют наиболее разнообразную группу методов экологии. В их число входят различные, подчас сложные и дли­тельные наблюдения в природе. Но чаще применяются экспери­ментальные подходы, когда в лабораторных условиях регистриру­ется воздействие строго контролируемого фактора на те или иные функции растений или животных, а также анализируется применимость полученных на животных результатов к экологии челове­ка. Этим путем устанавливаются оптимальные или граничные ус­ловия существования. Так определяются критические и летальные дозы химических и других агентов, по которым рассчитывают пре­дельно допустимые концентрации и воздействия, лежащие в осно­ве экологического нормирования.

4. Методы изучения взаимоотношений между организмами во многовидовых сообществах составляют важную часть системной экологии. Здесь также важны натурные наблюдения и лабора­торные исследования пищевых отношений, пищевого поведе­ния. опыты с переносом «меток», например, радиоактивных изотопов, с помощью которых можно определить, сколько ор­ганического вещества и энергии переходит от одного звена пищевой цепи к другому; от растений - к травоядным живот­ным, от травоядных - к хищникам. Особо следует упомянуть экспериментальную методику создания и исследования искус­ственных сообществ и экосистем, т.е. по существу лаборатор­ное натурное моделирование взаимодействий организмов друг с другом и с окружающей средой. В ряде случаев для этих целей создают искусственные частично замкнутые и самоподдерживающиеся многовидовые системы - микрокосмы. Известны та­кие эксперименты с участием человека - «Биос-6» (Красно­ярск, Россия), «Биосфера-2» (Калифорния, США).

5. Методы математического моделирования приобретают все большее значение в экологии. Потребность в них для целей управления и прогнозирования очень велика. Существуют близкие к реальным процессам математические модели распространения загрязнителей в атмосфере, самоочищения реки. Намного сложнее моделирование экологических систем. В свое время были получены обобщенные аналитические модели многих экологических процессов. Но реальные объекты экологии столь сложны, что с трудом поддаются строгому математическому описанию даже при значительном упрощении задач. Поскольку в большинстве случаев речь идет о многоуровневых нелинейных за­дачах с большим числом переменных, аналитические решения практически невозможны, и на первое место выдвигаются чис­ленные методы имитационного моделирования, основанные на при­менении современной вычислительной техники.

В последние годы благодаря мощным компьютерам нового по­коления и новым средствам программирования появилась воз­можность численного решсния ряда сложных системных экологи­ческих задач. При этом все большее значение приобретают такие новые компьютерные методы, как применение технологии нейронных сетей и аппарата теории нечетких множеств. Быстро со­вершенствуются приемы глобального моделирования, доведенные до моделей, основанных на проблемно-прогнозном подходе. Они позво­ляют рассматривать варианты сценариев и строить обоснованные прогнозы глобального развития.

 






Дата добавления: 2020-06-09; просмотров: 183; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2021 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.015 сек.