Современные экологические концепции кратко

Обновлено: 05.07.2024

Зарождение экологии как части концепции современного естествознания происходило в рамках биологической науки. Изначально задачей экологии было изучение всех связей организма с окружающим миром. Однако проведение исследований в такой широкой области были невозможны, поэтому экологи первоначально стали изучать процессы приспособления живых организмов к жилищу – дуплу, норе, пещере и т.д. В процессе развития науки область исследований экологии расширялась, стала исследоваться территория обитания организма, в том числе места охоты, отдыха и т.д. Включение в область исследования обширных территорий привело к необходимости привлечения к экологическим исследованиям ученых в сфере географии.

Совместная работа географов и биологов привела к формированию ключевого понятия современной экологии – экосистемы или биогеоценоза. Биогеоценоз – это устойчивая совокупность совместно обитающих организмов и условий их обитания.

Предмет изучения экологии

Определение экологии выглядит так: экология – это наука, занимающаяся изучением взаимодействия объекта с окружающей средой. Экология является метанаукой, объединяющей философию с конкретными науками.

Предметом изучения экологии является взаимосвязь объектов и окружающей среды.

На современном этапе развития экологии выделяют четыре объекта исследования:

Планета Земля. Окружающей средой для нее являются галактика Млечного Пути, Солнечная система и Вселенная. Экология Земли изучает взаимосвязь Земли и космоса.
органическая природа Земли, под которой понимается совокупность всех живых организмов, населяющих Землю. В качестве окружающей среды в этом случае выступает неживая природа Земли и космос. Результатом функционирования живой природы является биосфера.
отдельные популяции, сообщества, виды живых организмов. Окружающей средой в этом случает является: живая и неживая природа Земли, космос. В результате взаимодействия видов с окружающей средой формируются экосистемы.
Человечество. Окружающей средой для человека является живая и неживая природа Земли, искусственная среда обитания, космос.

Готовые работы на аналогичную тему

Результат взаимодействия видов и сообществ с окружающей средой – формирование биогеоценозов (экосистем) как устойчиво воспроизводящихся совокупностей живых организмов и условий их обитания. В результате взаимодействия человека и окружающей среды формируется ноосфера.

На основе выделения четырех основных объектов исследования экологии определяются четыре основные отрасли экологических знаний:

глобальная экология - экология Земли, которая включает в себя космическую экологию, геопланетарную экологию.
общая экология – экология живой природы. Сюда относится биосферная экология, ноосферная экология.
специальная экология – экология видом и сообществ живой природы. Она включает аутэкологию и синэкологию.
социальная экология – экология человечества. Сюда относятся этнокультурная экология, социальная экология, экономическая экология, техноэкология.

Цели и задачи экологии

Главной целью экологии является обеспечении общества и граждан достоверной экологической информацией, на основе которой можно принимать решения, способствующие выживанию и развитию в объекта в условиях изменений окружающей среды, несущих негативный характер. Для этого существует пять основных задач экологии:

проведение экологического мониторинга.
экологический анализ и синтез полученной информации
экологический процесс, в ходе которого осуществляется предсказание изменений окружающей среды
экологическое программирование. В рамках этой задачи осуществляется разработка рекомендаций по предотвращению негативных последствий
экологическое информирование. На этом этапе полученная информация передается гражданам посредством средств массовой информации и образовательных программ.

Экология человека

Экология человека является частью общей экологии. Экология человека занимается изучением, в первую очередь, воздействия на людей изменяемой ими же окружающей среды.

В конце 19 века возник гармония человека и природы нарушилась, возник дисбаланс. На современном этапе объем допустимого воздействия на биосферу превышен практически в десять раз.

Экологическая проблема имеет глобальный характер, однако в разных регионах имеет разное проявление.

Если рассматривать в качестве примера Россию, то здесь имеется 13 зон с опасной экологической ситуацией. Это районы аварии Чернобыльской АЭС, окрестности Челябинска и т.д.

Неблагоприятное состояние экологии приводит к ухудшению состояния здоровья населения.

Еще одной важной задачей является формирование экологического сознания населения.

Экологическая валентность человека достаточно высокая, человек способен населять любую территорию земной поверхности, создавая при этом искусственную среду обитания.

Однако, адаптируя природу под свои потребности, человечество изменяет ее, и чаще всего изменения становятся неблагоприятными.

Развитие цивилизации приводит к повышению потребления природных ресурсов. К сожалению, о необходимости бережного отношения к окружающей среде человечество задумалось лишь тогда, когда масштабы проблемы стали глобальными, и грозят экологической катастрофой. Несмотря на попытки минимизировать ущерб природе со стороны промышленных объектов, несмотря на попытки создания экологически чистого транспорта, экономичных приборов и оборудования, ужесточение законодательства и другие меры, проблема остается нерешенной. И ее невозможно решить, не поменяв при этом сознание человека. в первую очередь нужно воспитывать в человеке стремление оберегать природу, уменьшить свое влияние на нее, минимизировать ущерб, причиняемы каждым конкретным человеком.

Соответственно, предметом изучения экологии является система “организмы плюс среда их обитания”, причем среда, преобразованная самими организмами и, в частности, человеком.

С развитием науки и техники в промышленное производство вовлекается всё большое количество природных ресурсов (полезные ископаемые – нефть, руда, дерево, вода, земельные участки), соответственно увеличивается и количество образующихся твердых, жидких и газообразных отходов, которые в большинстве случае негативно влияют на природу и, в частности, людей, снижая качество нашей жизни.

До 60-х годов XXстолетия экология рассматривалась как раздел биологии, то сейчас экология сформировалась в интегрированную дисциплину, связанную с естественными, инженерно-техническими и гуманитарными науками. Важность и актуальность экологических проблем для судеб человечества столь велика, что для их решения необходима мобилизация всех отраслей знаний, накопленных человечеством. Происходит взаимопроникновение и взаимообогащение целями, идеями и методами между такими науками, как: науки о Земле, математика, физика, химия, классическая экология, вычислительная техника, теория больших систем, экономика, социология, политология, юриспруденция, этика, философия, медицина и др.

Процесс проникновения идей и задач экологии в другие области знания (физика, химия, математика) получил название экологизации. Экология становится интегральной гипернаукой - “Экология – междисциплинарная область знания об устройстве и функционировании многоуровневых систем в природе и обществе в их взаимосвязи” (Юджин Одум, 1986 год).Экология приобретает роль всеобъемлющего мировоззрения и превращается в учение о выборе путей выживания человечества.

Рассмотрение вопросов ноосферы как информационного пространства становится одним из самых важных проблем современности. Эти проблемы связаны прежде всего с человеком, с его внутренним самоосознанием. Экологические, нравственные, социальные, творческие проблемы станут иными, если человек решит для себя вопрос свободы выбора. К этому его подталкивает создавшаяся ситуация. Человеку необходимо в современном обществе не раствориться в бесконечных потоках информации и в человеческих массах, подвластных влиянию, а сохранить свою индивидуальность, а значит и свободу.

Содержание работы

ВВЕДЕНИЕ
1. Эволюция представления о биосфере
2. Концепция В.И.Вернадского о биосфере
3 Переход от биосферы к ноосфере
4. Современная концепция экологии
4.1. Экологические системы и их структура
4.2. Взаимодействие экосистемы и окружающей её среды
4.3. Информация и управление в экосистемах
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Содержимое работы - 1 файл

caths.docx

Вернадский сформулировал идею автотрофности человека, которая приобрела интересный поворот в рамках обсуждения проблемы создания искусственных экосистем в космических кораблях. Пока искусственная биосфера представляет собой очень сложную и громоздкую систему. То что в природе функционирует само собой, человек может воспроизвести только ценой больших усилий. Но ему придется это делать, если он хочет осваивать космос и совершать длительные полеты. Необходимость создания искусственной биосферы в космических кораблях поможет лучше понять биосферу естественную.

Исходной основой существования биосферы и происходящих в ней био-геохимических процессов является астрономическое положение нашей планеты и в первую очередь её расстояние от Солнца и наклон земной оси к плоскости земной орбиты (эклиптики). Это пространственное расположение Земли определяет в основном климат на планете, а последний в свою очередь жизненные циклы всех существующих на ней организмов. Солнце является основным источником энергии биосферы и регулятором всех геологических, химических и биологических процессов на нашей планете. Эту её роль образно выразил один из авторов закона сохранения и превращения энергии Юлиус Майер (1814 - 1878 гг.), отметивший, что жизнь есть создание солнечного луча.

Решающее отличие живого вещества от костного заключается в следующем:

* изменения и процессы в живом веществе происходят значительно быстрее, чем в костных телах. Поэтому для характеристики изменений в живом веществе используется понятие исторического, а в костных телах - геологического времени. Для сравнения отметим, что секунда геологического времени соответствует примерно ста тысячам лет исторического;

* в ходе геологического времени возрастает мощь живого вещества и его воздействие на костное вещество биосферы. Это воздействие, указывает Вернадский, проявляется прежде всего “в непрерывном биогенном токе атомов из живого вещества в костное вещество биосферы и обратно”;

* только в живом веществе происходят качественные изменения организмов в ходе геологического времени. Процесс и механизмы этих изменений впервые нашли объяснения в теории происхождения видов путём естественного отбора Ч. Дарвина;

* живые организмы изменяются в зависимости от изменения окружающей среды, адаптируются к ней и, согласно теории Дарвина, именно постепенное накопление таких изменений служит источником эволюции. В. И. Вернадский высказывает предположение, что живое вещество, возможно, имеет и свой процесс эволюции, проявляющийся в изменении с ходом геологического времени, вне зависимости от изменения среды.

Непрерывный процесс эволюции, сопровождающийся появлением новых видов организмов, оказывает воздействие на всю биосферу в целом, в том числе и на природные биокостные тела, например, почвы, надземной и подземной воды.

Возникновение жизни на Земле, образование биосферы, её прогрессивная эволюция и появление человека долгое время не укладывались в строгую физическую картину мира, считались термодинамически маловероятными. Однако недавно оформилось представление, согласно которому по законам физики в открытых системах с протоком энергии вынужденно возникают динамические структуры в виде материальных циклов, интенсивно переносящих энергию. Во многих случаях кажется, что они возникают сами по себе, и поэтому явление называется самоорганизацией структур.

Но всегда есть внешняя материальная причина. На Земле - это поток солнечной энергии, который вызывает и организует круговороты вещества: от простых физических (воды, воздуха) до сложных, биологических. Цикл синтеза и распада органических веществ в биосфере, названный биотическим круговоротом, возник на основе круговорота неорганических масс под воздействием потока солнечной энергии.

На рис.1. схематически представлена эволюция биосферы в виде усложнения системы взаимосвязанных циклов.

Рис. 1 Стадии эволюции биосферы (по М.М. Камшилову):

1 - абиотический круговорот (климатический и почвенно- грунтовый), возникновение первичного примитивного биотического круговорота (Б); 2 - рост биосферы и биотического круговорота; 3 - стабильный биотический круговорот, появление человека (Ч); 4- рост человечества, появление техногенеза и техносферы (Т);5 - современная фаза, рост техносферы и влияние её на биотический и абиотический круговороты

Первая стадия соответствует возникновению первичного биотического цикла, осуществлённого сообществом фотосинтезирующих цианобактерий - сине-зелёных водорослей - первых примитивных, но чрезвычайно жизнестойких продуцентов. Поскольку круговорот ещё не сбалансирован с абиотическим, глобальной биосферы как таковой ещё нет.

Вторая стадия соответствует установлению сбалансированного биотического круговорота с участием аэробных форм автотрофов и гетеротрофов, способствующих развитию и росту биосферы.

К третьей стадии биосфера уже давно сформировалась и стабилизировалась, выполнила свои геологические функции, биотический круговорот достиг высокой степени совершенства; появился человек.

Четвёртая стадия характеризуется развитием человеческой цивилизации. И это создаёт новую ситуацию в эволюции биосферы. Новые циклы техносферы ещё не вписаны в биотический круговорот, во многих случаях даже угнетающе действует на функции биосферы.

Пятая стадия современной эпохи характеризуется тем, что человеческое общество поглощает вещество и энергию не только через биосферу, но непосредственно из абиотической среды. Это было бы кардинальным преобразованием хода эволюции биосферы, если бы при этом техногенная нагрузка на биосферу уменьшилась. К несчастью, пока что обращение человека к абиогенным ресурсам только увеличивает эту нагрузку.

3 Переход от биосферы к ноосфере

Превращение разума и труда человечества в геологическую силу планетного масштаба происходило в рамках биосферы, составной частью которой они являются. В.И.Вернадский в своих исследованиях неизменно подчёркивал, какое огромное воздействие человечество оказывает на расширение жизни путём создания новых культурных видов растений и животных. Опираясь на его идеи о биохимической основе биосферы, французский математик и философ Эдуард Леруа (1870 - 1954 гг.) ввёл в 1927 г. понятие ноосферы, или сферы разума, для характеристики современной геологической стадии развития биосферы. Его позицию разделял также крупнейший французский геолог и палеонтолог Пьер Тейяр де Шарден (1881 - 1951 гг.), впоследствии в своём труде “Феномен человека” определивший ноосферу как одну из стадий эволюции мира. Признавая, что эта стадия, как и сам человек, является результатом тысячелетней истории развития органического мира, он считал движущей силой эволюции целеустремлённое сознание (“ортогенез”).

В отличие от него И.В. Вернадский рассматривает возникновение сознания как закономерный результат эволюции биосферы, но, однажды возникнув, оно затем начинает оказывать всё возрастающее влияние на биосферу благодаря трудовой деятельности человека.

Ноосфера есть новое геологическое явление на нашей планете. В ней впервые человек становится крупнейшей геологической силой. Он может и должен перестраивать своим трудом и мыслью область своей жизни, перестраивать коренным образом по сравнению с тем, что было раньше.

Первоначальные представления о направленности эволюционного процесса в сторону возникновения мыслящих существ и признание геологической роли человечества высказывались многими учёными и до Вернадского. Так, уже в XVIII в. французский естествоиспытатель Ж. Бюффон высказал идею о царстве человека, которая в XIX в. была развита основателем современной геологии Жаном Луи Агассисом (1807 - 1873 гг.). Хотя эти идеи и опирались на признание всё возрастающей роли человечества в изменении лика Земли, но не были связаны с принципом направленности эволюции живого вещества биосферы.

Этот принцип в качестве эмпирического обобщения выдвинул американский учёный Джеймс Дана (1813 - 1895 гг.), который ещё до появления труда Ч. Дарвина впервые чётко заявил, что эволюция живого вещества идет в определённом направлении. Его последователь Ле Конт, основываясь на принципе направленности эволюции, назвал эру, связанную с появлением на Земле человека, психозойской. Ближе к нашему времени известный русский геолог Алексей Петрович Павлов (1854-1929 гг.) говорил об антропогенной эре в эволюции биосферы.

Хорошо сознавая, что труд представляет собой целесообразную деятельность, Вернадский указывал, что ноосфера, или сфера разума, будет всё больше и больше определять не только прогресс общества, но и эволюцию биосферы в целом, а через неё и процессы, совершающиеся на Земле. Недаром он рассматривает мысль как планетарное явление.

Эволюционный процесс получает особое геологическое значение благодаря тому, что он создал новую геологическую силу - научную мысль социального человечества. Под влиянием научной мысли и человеческого труда биосфера переходит в новое состояние -- в ноосферу.

Каким же образом человеческая деятельность влияет на процессы в биосфере, как она способствует её эволюции?

Прежде всего следует отметить, что биологическая эволюция присуща лишь живому организму (веществу) биосферы, т.е. различным видам растений и животных и, разумеется, человеку в той мере, в какой он развивался до возникновения цивилизации и превращения в человека разумного. В дальнейшем эволюция биологического развития человека переходит в эволюцию социальную.

Эволюция живого вещества биосферы приводит к возникновению новых видов растений и животных, связанных с окружающей средой посредством питания и дыхания, обменом веществ. Такой обмен приводит к миграции, движению атомов от живого вещества к неживому, в особенности к биогенному, в котором живые элементы объединены с неживыми. А всё это во многом меняет характер взаимодействия живого вещества биосферы не только с её неживой частью, но и с остальными сферами оболочки Земли.

В период перехода от биосферы к ноосфере на сцену выступает такой мощный геохимический фактор, как постоянно увеличивающееся количество зелёного живого вещества в биосфере, получаемого посредством расширения посевных площадей и интенсификации земледелия. В результате искусственного отбора новых сортов растений и пород животных значительно ускоряются процессы эволюции, быстрее возникают новые виды. А это в свою очередь в ещё большей степени способствует ускорению процессов обмена между живым и костным веществом в биосфере.

По-видимому, постепенный переход к ноосфере начался ещё сотни тысяч лет назад, когда человек овладел огнём и стал изготовлять первые, несовершенные ещё орудия производства и охоты. Благодаря этому он получил огромное преимущество перед животными, но с геологической точки зрения гораздо более важным был длительный процесс приручения диких стадных животных и создание новых сортов культурных растений. Как известно, именно этот процесс положил начало скотоводству и земледелию, которые исторически привели к первому наиболее значительному разделению общественного труда и систематическому обмену его продуктами между различными племенами. В.И. Вернадский указывает:

Человек этим путём стал менять окружающий его мир и создавать для себя новую, не бывшую никогда на Планете живую природу. Огромное значение этого проявилось ещё и в другом - в том, что он избавился от голода новым путём, лишь в слабой степени известным животным - сознательным, творческим обеспечением от голода и, следовательно, нашёл возможность неограниченного проявления своего размножения.

Что же касается борьбы с животными, то человек одержал в ней победу по существу с изобретением огнестрельного оружия, и поэтому теперь он должен предпринимать особые меры, чтобы не допустить истребления всех диких животных. Еще большие усилия необходимы для сохранения самой биосферы в связи с многократно возросшими техногенными нагрузками на неё. В связи с этим возникает общая для всего человечества глобальная проблема сохранения окружающей среды и прежде всего живой природы.

4. Современная концепция экологии

О проблемах экологии по-настоящему заговорили в 70-е годы нашего века, когда не только специалисты, но и рядовые граждане почувствовали, какую возрастающую угрозу несёт нынешнему и будущим поколениям техногенная цивилизация. Загрязнение атмосферы, отравление рек и озёр, кислотные дожди, всё увеличивающиеся отходы производства, в особенности использованных радиоактивных веществ и многое другое -всё это проблемы сегодняшнего дня. В связи с этим изменился и сам взгляд на предмет экологии. Сам термин “Экология” был введён Э. Геккелем свыше ста лет назад, и как самостоятельная дисциплина она сформировалась ещё в 1900 г., тем не менее долгое время она оставалась чисто биологической дисциплиной. В настоящее время экология вышла уже из этих узких рамок и стала по сути дела междисциплинарным направлением исследований процессов, связанных с взаимодействием биосферы и общества. Как указывает известный специалист по этим вопросам Ю.Одум, сейчас экология оформилась в принципиально новую интегрированную дисциплину, связывающую физические и биологические явления и образующую мост между естественными и общественными науками.

К экологическим системам обычно относят все живые системы вместе с окружающей их средой, начиная от отдельной популяции и кончая биосферой. Все они являются открытыми системами, которые обмениваются с окружающей природной средой веществом, энергией или информацией. Наименьшей единицей экологии является совокупность организмов определенного вида, которые взаимодействуют между собой внутри вида, а вид как целостная система - с окружающей средой. Следовательно, ни молекулярный, ни клеточный, ни организменный уровни, о которых шла речь выше, не рассматриваются в экологии, хотя и живая молекула, и клетка, и тем более организм представляют собой открытые системы, которые могут существовать благодаря взаимодействию со средой. Даже отдельные популяции в чистом виде выделить трудно, поскольку в естественной природе они объединяются в более обширные сообщества живых систем и взаимодействуют также с неживыми факторами среды. На популяционном уровне, как мы видели, различают такие сообщества, или экологические системы, как биоценозы и биогеоценозы, в которых сообщества живых организмов исследуются в тесной связи с неорганическими условиями их существования, например, почвой, микроклиматом, гидрологией местности и т.п. Еще более крупным системным объединением в экологии считается биом, который включает в свой состав живые системы и неживые факторы на обширной территории, например, лиственные породы деревьев на среднерусской возвышенности. Наконец, биосфера охватывает, согласно В.И. Вернадскому, все живое, биокосное и косное вещество на поверхности нашей планеты. И хотя она в известных пределах функционирует автономно, но в конечном итоге может существовать и развиваться только за счет энергии Солнца и потому является также открытой системой, которую, в отличие от других систем, называют экосферой.

В экологии наибольшее значение для изучения структуры ее систем приобретает анализ тех трофических, или пищевых, связей, которые соединяют различные популяции друг с другом. О них кратко говорилось выше, но теперь мы обратимся к более подробной классификации, чтобы выяснить механизм функционирования трофических связей. Как и раньше, будем различать автотрофные и гетеротрофные организмы соответственно тому, питаются ли они самостоятельно за счет преобразования неорганической энергии или же поедают другие живые организмы. Поэтому в экосистеме можно выделить два уровня:

- на верхнем, автотрофном уровне, который называют также зеленым поясом, мы встречаемся с растениями, содержащими хлорофилл и перерабатывающими солнечную энергию и простые неорганические вещества в сложные органические соединения;

- на нижнем, гетеротрофном уровне происходит преобразование и разложение этих органических соединений в простые. Таким образом, в механизме трофических связей можно выделить следующие элементы:

- продуценты автотрофных организмов, главным образом зеленых растений, которые могут производить пищу из простых неорганических веществ;

- фаготрофы, к которым принадлежат гетеротрофные животные, питающиеся другими живыми организмами, растительными и животными;

- сапротрофы, которые получают энергию путем разложения мертвых тканей или растворенного органического вещества. В связи с этим гетеротрофные организмы разделяют на биофагов, поедающих живые организмы, и сапрофагов, питающихся мертвыми тканями.

Одна из характерных черт всех экосистем состоит в том, что в них происходит постоянное взаимодействие автотрофных и гетеротрофных подсистем организмов. Такое взаимодействие приводит к круговороту вещества в природе, несмотря на то, что иногда организмы разделены в пространстве. Как мы видели, автотрофные процессы наиболее интенсивно протекают на зеленом ярусе системы, где растениям доступен солнечный свет, в то время как на нижнем ярусе усиленно протекают гетеротрофные процессы. Аналогичный разрыв между этими процессами может происходить и во времени, причем значительный разрыв между производством органического вещества автотрофами и гетеротрофами приводит к его накоплению. Именно благодаря такому временному разрыву на нашей планете образовались огромные запасы ископаемого топлива. Взаимодействия между частями и целым в экологических системах могут исследоваться двумя путями. С одной стороны, изучением свойств частей и экстраполяцией их на свойства целого. Такое сведение свойств целого к сумме свойств его частей представляет собой типичный случай редукционизма и потому сталкивается с немалыми трудностями. С другой стороны, признание специфичности свойств целого, несводимости их к свойствам частей открывает значительные перспективы для исследования и получения эффективных новых результатов. Обычно в конкретных исследованиях системный метод изучения становится совершенно необходимым в тех случаях, когда части целого настолько тесно связаны между собой, что их трудно отделять друг от друга и посредством такого приема получать знание о свойствах системы в целом. В противоположность этому суммативный метод используется тогда, когда отдельные части совокупности могут изучаться относительно независимо друг от друга, и поэтому свойства целого можно выявить путем суммирования свойств частей. Отсюда становится ясным, что каждый из этих методов следует применять на своем месте, в зависимости от конкретных условий исследования, а следовательно, они не исключают, а предполагают и дополняют друг друга. Суммативный подход часто оказывается целесообразным при проведении экспериментов с такими экологическими совокупностями, которые исследуют, например, воздействие различных внешних факторов на систему. Системный подход нередко используется при построении теоретических моделей, когда необходимо выяснить взаимодействие различных частей экосистемы. Моделирование представляет собой абстрактное выражение реальных процессов, происходящих в природе. Оно может осуществляться в словесной форме с помощью соответствующих понятий и величин, характеризующих поведение и развитие экосистем. Нередко для большей ясности и наглядности в этих же целях используются графические модели. Поскольку важной целью моделирования является предсказание поведения системы в различных условиях и в разные периоды времени, постольку в последние годы в экологии стали чаще прибегать к построению математических моделей, начиная от простейших, типа так называемого черного ящика, и кончая сложнейшими, в которых учитывается действие большого числа переменных. Для их расчета используются мощные компьютеры и другая вычислительная техника.

Читайте также: