ПРЕДМЕТ І ЗАВДАННЯ ЕКОЛОГІЇ. МЕТОДИ ЕКОЛОГІЧНИХ ДОСЛІДЖЕНЬ
Згадаєте! Що таке моніторинг і моделювання в біології?
доет і завдання екології. Як і генетика, екологія відносно молода наука. Вона оформилася як самостійний напрямок біологічних досліджень тільки в другій половині XIX ст., коли остаточно стало зрозумілим, що неможливо вивчати живі організми поза середовищем їхнього перебування. Сам термін «екологія» запропонував в 1866 році видатний німецький біолог Э. Геккель (мал. 1).
Екологія (від греч. ойкос - будинок, житло й логос - слово, навчання) - наука про взаємозв'язки живих організмів і їхніх популяцій між собою й середовищем перебування, про структуру й функціонування надорганизменных систем. Основні завдання екології: виявлення закономірностей взаємозв'язків між організмами, їхніми популяціями й умовами середовища перебування; вивчення структури й закономірностей функціонування співтовариств організмів; спостереження за змінами в окремих экосистемах і біосфері в цілому, прогнозування їхніх наслідків; створення бази даних і розробка рекомендацій для екологічно безпечного планування господарської й соціальної діяльності людини; застосування екологічних знань у питаннях охорони навколишнього середовища й раціонального використання природних ресурсів.
Предметом екології є: розмаїтість і структура взаємозв'язків між організмами, їхніми співтовариствами й середовищем
перебування; а також склад і закономірності функціонування співтовариств організмів: популяцій, біоценозів, біогеоценозів, біосфери.
Основні напрямки екологічних досліджень. В екології розрізняють такі основні напрямки: вчення про екологічних факторів, популяционную екологію й биогеоценоло-гию. Вчення про екологічних факторів класифікує їх по походженню, особливостям дії, досліджує вплив на живі організми і їхні співтовариства як окремих факторів, так і їхня комплексна дія. Екологічні фактори - це все компоненти середовища перебування, що впливають на живі організми і їхні співтовариства.
Популяционная екологія вивчає популяції організмів як особливий рівень організації живої матерії: їхню структуру, стан, механізми саморегуляції.
Биогеоценология - наука про структуру, функціонування, саморегуляцію й саморозвитку многовидовых співтовариств організмів (біогеоценозів) і біосфери в цілому.
До екологічних наук ставляться також: екологія бактерій, грибів, рослин і тварин; гідробіологія (наука про співтовариства водних організмів); ґрунтова біологія (наука про співтовариства організмів ґрунту); радіоекологія (наука про вплив радіаційного випромінювання на окремі організми і їхні співтовариства) і ін. науки.
Таким чином, екологія - це комплексна біологічна наука, тісно взаємодіюча з багатьма іншими як біологічними, так і небіологічними (математикою, фізикою, хімією й ін.) науками. Нині перед погрозою глобальної екологічної кризи як ніколи актуальна проблема об'єднання зусиль учених різних країн для проведення спільних екологічних досліджень. Ще в 1964 році почалися роботи із загальної Міжнародної біологічної програми (МБП), завдяки яким удалося встановити потенційну продуктивність біосфери й ту частину її продукції, що без значного збитку для навколишнього середовища людин може використати для своїх потреб.
Об'єднання зусиль екологів різних країн необхідно й у створенні біологічних основ охорони навколишнього середовища. Це пов'язане з тим, що не існує екологічних катастроф місцевого значення: наслідку подій, що відбулися в одній країні, можуть відчуватися навіть у тих країнах, які з нею не мають безпосередніх границь. Актуальність цієї проблеми наочно продемонструвала аварія на Чорнобильської АЕС, що відбулася в 1986 р.
На рішення проблем природокористування, взаємин суспільства людей і природи спрямована також реалізація міжнародної програми «Людина й біосфера». Її ціль - разви-
тие в людей екологічного мислення, тобто підпорядкування практичної повсякденної діяльності людини законам природи й перебудовування економіки відповідно вимогам охорони навколишнього середовища. Тільки экологизация суспільства, тобто екологічна грамотність всіх людей, виховання дбайливого відношення до природи, може допомогти людині уникнути екологічної катастрофи, здатної знищити життя на нашій планеті.
Методи екологічних досліджень. Екологія сьогодні є тією крапкою, у якій перетинаються інтереси різних учених: систематиків, зоологів, ботаніків, генетиків, фізіологів, біохіміків, географів, фізиків, хіміків і ін. Тому екологи використають концепції й методи, застосовувані в інших науках.
Методи екологічної індикації дозволяють визначити стан і властивості экосистем по видовому складі й співвідношенню чисельності певних, спеціально для цього обраних, груп організмів. Метод екологічного моніторингу, про яке ви довідалися раніше, буває локальним, регіональним або глобальним. Відповідно проводять постійні спостереження за змінами, що відбуваються, у певній місцевості (найчастіше на природоохоронних територіях), регіоні або біосфері в цілому. Моніторинг дозволяє визначати функціональні (продуктивність, круговорот речовин, потоки енергії) або структурні (видовий склад, чисельність окремих видів) зміни в экосистемах. Для проведення екологічного моніторингу часто використають автоматичні й дистанційні прилади, що дозволяють одержувати інформацію про ті ділянки, на яких складно або неможливо проводити безпосередні спостереження (напр., зона саркофага Чорнобильської АЕС).
За допомогою математичного моделювання можна вивчати взаємозв'язку організмів в экосистемах (харчові, конкурентні й ін.), установити залежність змін чисельності популяцій і їхньої продуктивності від зміни інтенсивності дії екологічних факторів і т.д. Математичні моделі дозволяють прогнозувати можливі варіанти ходу подій, виділяти окремі типи взаємозв'язків між організмами, комбінувати їх. Завдяки моделюванню людин, наприклад, може прогнозувати, яке кількість особин промислових тварин можна вилучити із природних популяцій, щоб не підірвати їхня чисельність; можливі спалахи чисельності вредящих господарству людини видів; наслідку впливу господарської діяльності людини на окремі экосистемы й біосферу в цілому.
висновки
Екологія - біологічна наука про взаємозв'язки живих організмів і їхніх співтовариств між собою й умовами середовища перебування, про структуру й функціонування надорганизменных систем. Екологія взаємодіє з багатьма науками. У своїх дослідженнях вчені-екологи використають різноманітні методи: екологічної індикації, моніторингу, математичного моделювання й ін.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ:
1. Що таке екологія? 2. Які завдання коштують перед екологією? 3. Які основні напрямки екологічних досліджень? 4. Які методи використаються в екологічних дослідженнях?
Подумайте! Чому сучасна електронно-обчислювальна техніка відіграє важливу роль в екологічних дослідженнях?