Екологія і її предмет вивчення. Структура екології. Етапи розвитку

Передмова

Останніми роками вийшла низка підручників і посібників з екології. Серед них слід відзначити підручники таких авторів, як Білявський Г.О., Падун М.М., Фурдуй Р.С. (1995); Джигирей B.C. (2000); Кучерявий В.П. (2000); Шилов І.А. (2001) та інших. Однак ці підручники вийшли невеличкими тиражами, вони розраховані переважно на майбутніх фахівців у галузі екології й не завжди можуть бути ефективно використані студентами природничих факультетів педагогічних вузів, де викладається екологія.Саме тому виникла думка створити відповідний посібник з екології. Під час його написання автори узагальнили свій багаторічний досвід викладання курсу «Екологія» на природничому факультеті Харківського державного педагогічного університету ім. Г. С. Сковороди та в ліцеях, коледжах і школах м. Харкова.

В посібнику розглянуто фундаментальні основи екології як біологічної дисципліни. Розкрито сутність основних екологічних законів. Певна увага приділена впливу господарської діяльності людини на стан біосфери.

Екологія як наука

Екологія як наука виникла у 1866 році. Її засновником вважається німецький вчений Ернст Геккель. Слово «екологія» походить від грецького «oikos» — «дім», «житло» і «logos» — «слово», «вчення», «наука».

Існує багато визначень цієї науки. Найбільш поширеним є таке: екологія — це фундаментальна синтетична біологічна наука про взаємозв'язок між живими організмами й середовищем існування. Екологія досліджує фундаментальні властивості життя надорганізмового рівня організації.

Основний предмет екології — вивчення в сукупності живих організмів, які взаємодіють між собою і утворюють з навколишнім середовищем єдину систему, в межах якої відбуваються процеси трансформації енергії й органічної речовини.

Кожна наука вивчає певний рівень організації живої матерії: генетика — ген, цитологія — клітину, гістологія — тканини, анатомія — орган тощо.

Структура екології

Екологія вивчає такі рівні організації живої матерії:

• біосфера — біогеоценози;
• синекологія — екосистеми, біоценози;
• популяції — демекологія;
• особина — аутекологія.

Розділ екології, який вивчає вплив різних факторів навколишнього середовища на живі істоти, називається аутекологією. У стародавні та античні часи (Аристотель, Теофраст), в епоху Відродження (К.Лінней, Ж.Бюффон, Ж.-Б.Ламарк) учені вивчали саме аутекологію.

Але відомо, що особини самі по собі в природі не існують, вони утворюють угруповання. Особини одного виду утворюють популяції, які характеризуються певною структурою. Розділ екології, що вивчає популяційний рівень організації живого, називається демекологією.

Сукупність популяцій різних видів утворює біоценози ( від лат. біос — життя, ценоз — сукупність). Біоценози й фактори неживої природи, що їх оточують, у сукупності утворюють біогеоценози або екосистеми. Розділ екології, що вивчає екосистеми, називаєтьсясинекологією.

Синекологія вивчає структуру екосистем, механізми регуляції стабільності в екосистемах, кругообіг речовин, потік енергії та інформації, взаємодію між видами, зміну одних угруповань іншими.

Усі екосистеми Землі в сукупності утворюють глобальну, велику екосистему планети — біосферу.

На сучасному етапі розвитку суспільства екологія вирішує велике коло проблем і користується методами, матеріалами, принципами, які далеко виходять за межі суто біологічних наук. Існує декілька класифікацій її основних складових.

Найрозвиненішим і «найстарішим» за віком є блок біоекології. Структура цього блоку побудована з урахуванням ідей сучасних видатних біоекологів (Ю.Одум, Р.Дажо, М.Ф.Реймерс, І.Дедю та ін.). До біоекології входять такі розділи: аутекологія, демекологія, синекологія. До цих вже відомих підрозділів блоку біоекології останнім часом додають ще такі, як основи біоіндикації, експериментальну екологію, заповідну справу, біоекомоніторинг, екологію людини (Г.О.Білявський, М.М.Падун, Р.С.Фурдуй, 1993).

Блок геоекології включає такі напрямки: ландшафтна екологія, економіка природокористування та охорона довкілля, екологія геоекосистем (тундра, лісостеп, степ, ліси, озера, моря, океани, гори).

Основними структурними елементами блоку техноекології є екологія енергетики, промисловості, агроекологія, екологія транспорту, військової справи, екологічна експертиза.

Кожний з цих напрямків має свої підрозділи. Наприклад, екологія промисловості об'єднує такі напрямки: екологія хімічної, металургійної, паливної, електричної, лісогосподарської, машинобудівної промисловості та будматеріалів. Агроекологія поділяється на меліоративну агрохімічну екологію та екологію тваринництва.

Блок соціоекології включає такі основні напрямки: психоекологія, урбоекологія, екологія народонаселення, природоохоронне законодавство та міжнародне співробітництво в охороні біосфери, екологія й освіта, екологія й виховання.

Космічна екологія — наймолодший напрямок екологічних досліджень, який має такі підрозділи: екологія космічних апаратів, екологія Космосу, екологія планет Сонячної системи, екологія зовнішнього Космосу.

Наведена схема є умовною, в літературних джерелах зустрічаються й інші. Усі блоки загальної екології тісно пов'язані між собою.

Завдання екології як науки, як твердить американський еколог Р.Ріклефс (1979), полягає в тому, що людина повинна пізнавати закони й функції природи для того, щоб не підкорити її, а врегулювати взаємовідносини між природою й людиною.

Етапи розвитку екології

В історії розвитку екологічних знань виділяють такі етапи.

1. Перший етап — до 1866 року. Це підготовчий етап накопичення екологічних знань. Елементи екології з'являються в працях зоологів, ботаніків, фізіологів, анатомів. Характерна риса цього періоду — відсутність свого понятійного апарату.
2. Другий етап — 1866-1936 роки (до введення визначення «екосистема»). Це період формування факторіальної екології. А.М.Гіляров називає його аутекологічним редукціонізмом.
3. Третій етап — з 1936 року до початку 70-х років. Це період синекологічних досліджень. На перший план вийшло вчення взаємовідносин між популяціями в екосистемах. Основний метод — системний підхід. Набуває розвитку математична екологія. Основу цього періоду складають шість положень:
   • формування екології як фундаментальної теоретичної дисципліни;
   • уявлення про перебування природи найчастіше в стані рівноваги;
   • формування синекологічних поглядів;
   • провідна роль конкурентних відносин у формуванні угруповань;
   • уявлення про дискретність екосистем;
   • незначна роль еволюційних факторів у розвитку екосистем.
4. Четвертий етап — з початку 70-х до середини 80-х років XX сторіччя. Основу цього періоду складають такі положення:
   • неможливість виділити якісь загальні закони розвитку екосистем;
   • постійне порушення стану рівноваги в екосистемах;
   • розвиток популяційних досліджень;
   • відмова від конкуренції як основного фактора формування угруповань;
   • під час вивчення екосистем домінує концепція їх дискретності;
   • з'являється погляд про зростаючу роль випадкових факторів в функціонуванні екологічних систем.
5. П'ятий етап — кінець XX сторіччя. Відбувається об'єднання популяційного, синекологічного і стохастично-популяційного періодів. Поєднуються другий, третій і четвертий етапи, тобто має місце синтез найбільш значних ідей усіх попередніх етапів.

Наведений розподіл розвитку екології на етапи звичайно умовний. Кожний етап характеризується своїми значними відкриттями.

На перших трьох етапах домінували детерміністські уявлення про структуру екологічних об'єктів. У наступних етапах домінують стохастичні уявлення (стохастичні явища — випадкові).

Як наука екологія користується методами й поняттями інших біологічних наук, а також географії, астрономії, математики, хімії тощо.

Сьогодні так багато говорять про екологію, що з'явились дві точки зору. Перша: екологія — це загальнобіологічна, міждисциплінарна наука зі своїм предметом досліджень і завданнями. Друга: екологія — це не наука, а точка зору та загальнонауковий прийом, оскільки можна говорити про екологізацію всього знання.

З двох положень треба прийняти золоту середину. Екологія — це загальнобіологічна наука й світогляд, точка зору людини на природу.

Екологія як точка зору на природу відображена в чотирьох афористичних законах, які сформулював у 60-і роки XX ст. американський біолог Коммонер:

• все пов'язане з усім;
• нічого не дається дарма;
• все повинно кудись діватись;
• природа знає краще.

У наступні роки слово «екологія» широко вживається для позначення всіх форм взаємодії людини з оточуючим середовищем.

Ніхто не протестує проти такого вживання слова «екологія», тому що служить воно благородним завданням збереження культури й природи (А.М. Гіляров, 1990).

Часто ставлять знак рівності між екологією й охороною природи. Зв'язок між цими двома поняттями такий самий, як між медициною та охороною здоров'я.

Таким чином, екологія з суто біологічної науки за довгий час перетворилась на значний цикл знань. За Реймерсом, це наука про виживання людства в навколишньому середовищі, яка сьогодні нараховує понад 50 різних напрямків.