1. Кто из ученых ввел термин «Экология»?

* + Э. Геккель

2. Что изучает экология?

* + закономерности взаимосвязей и взаимодействия всех живых организмов с окружающей средой

3. Период распространения экологической науки

* + конец XVIII века

4. Период формирования экологической науки как отдельной самостоятельной науки

* + конец XIX и середина XX

5. Период процветания экологической науки

* начало XIX и середина XX

* конец XVIII века

* середина XIX и начало XX

* начало XXI века

6. Объект изучения экологии:

* + биологические и географические микро и макросистемы, и их жизненный ритм (динамика) во времени и в пространстве

7. Как называется раздел, который изучает связь между отдельными организмами и их природной средой?

* +аутоэкология

8. Раздел науки, который изучает сообщество популяции, относящихся к разным видам на уровне целостности организмов?

* +синэкология

9. Раздел экологии, который изучает пути реализации человеческих планов, постоянно развивающихся на грани человека и биосферы?

* +нооэкология

10. Цель защиты природы:

* + обеспечение экологической безопасности

11. Эффективное использование природы – это:

* + самые эффективные и рациональные технологии использования природных ресурсов и их возобновления для человека

12. Первый закон Б.Коммонера:

* + все связано со всем

13. Третий закон Б.Коммонера

* + природа "знает" лучше

14. Раздел экологии, который взаимосвязывает популяции, то есть организмы, относящихся к одному типу, с окружающей средой:

* +демэкология

15. Раздел экологии, изучающий экологические права и экологические проблемы людей:

* + экология человека

16. Что такое защита природы?

* +международные, государственные и общественные меры, направленные на поиски эффективных способов против загрязнения, истощения и для возобновления природных ресурсов

17. Основная цель защиты природы:

* + эффективно пользуясь природными ресурсами, передать будущему поколению в том же виде

18. Наука о защите природы:

* + совокупность государственных, общественных мер по реализации основных концепций экологической науки

19. Второй закон Б.Коммонера:

* +все должно куда-то деваться

20. Четвертый закон Б.Коммонера:

* +ничто не дается даром

21. Современная экология изучает:

* +Взаимоотношения организмов, в том числе человека, со средой

22. Что изучает медицинская экология?

* +взаимодействие человека как биологического и социального существа со сложным многокомпонентным окружающим миром, с постоянно осложняющейся средой обитания

23. Прямое и косвенное влияние элемента на организм:

* +Экологический фактор

24. Что такое абиотические факторы?

* +совокупность условий окружающей среды, влияющих на организмы

25.

* + влияние жизнедеятельности организма на других

26. Антропогенные факторы:

* +действие человека, которое напрямую или косвенно влияет на окружающую среду

27. К эдафическим факторам относят:

* +химический состав почв

28. Трофические звенья цепей питания – это:

* + один вид питается живыми особями, падалью или их конечными продуктами

29. Обмен веществ в экосистеме проходит:

* + через продуцент с консумента к редуценту;

30. Сущность закона оптимума заключается в том, что:

* +любой экологический фактор имеет определен­ные пределы положительного влияния на жизне­деятельность организмов;

31. Закон пессимума экологических факторов:

* + опасная зона для существования или распределения организмов.

32. Ф актор, имеющий определен­ные пределы положительного влияния на жизнедеятельность организмов

* + лимитный

33. Какой ученый ввел закон толерантности?

* +В.Шелфорд

34. Кто из ученых ввел лимитный фактор?

* +Ю.Либих

35. Экологическая валентность – это:

* +способность организмов переносить количественные колебания экологического фактора

36. Относятся к с тенобионтным организмам:

* +низкий диапазон толерантности на все экологические факторы.

37. К э врибионтным организмам относятся:

* + высокий диапазон толерантности на все экологические факторы.

38. Фотопериодизм – это:

* +реакция организма на продолжительность дня

39. Что относится к абиотическим факторам?

* +температура, напряжение, радиационный фон

40. Что такое абиотические факторы?

* факторы неживой природы

* выброс вредных веществ в атмосферу

* анабиоз, симбиоз, комменсализм

* нарушение почвенных слоев

41. Что относится к биотическим факторам?

42. Что такое биотические факторы?

* +факторы живой природы

43. Что относится к антропогенным факторам?

*+ выброс вредных веществ в атмосферу

44. Что такое антропогенные факторы?

*+ факторы, создаваемые человечеством

45. Популяцией называют:

* +совокупность особей одного вида, которые обмениваются генетической информацией и достаточно долго су­ществуют на одной территории

46. Популяции делятся по объему территории:

* +элементарный, экологический, географический

47. Элементарная популяция:

* + совокупность особей одного вида, существующих на малой территории

48. Экологическая популяция – это:

* + положение, которое вид занимает в составе био­ценоза

49. Географическая популяция – это:

* + совокупность особей разных видов, которые долго су­ществуют на одной территории

50. К статической характеристике популяции относится:

* + численность, плотность, биомасса, возрастной и половой состав

51. К динамической характеристике популяции относят:

* + экологическое рождение и смертность

52. Как называется характер временного изменения основных биологических показателей популяции ?

* + динамика популяции

53. Экологическая ниша – это:

* +совокупность всех факторов среды, в пределах которого возможно существование вида в природе

54. Численность популяции – это:

* + общее количество организмов, существующих на определенной площади или территории

55. Плотность популяции – это:

* + соотношение количества организмов на единицу измерения площади или объема популяции

56. По видам распространения популяция делится на:

* + случайный, одинаковый, групповой

57. Какие типы популяционного размножения существуют?

* +экспоненциальный, логистический

58. На какие экологические сообщества делятся возрастные группы организмов популяции?

* +предрепродуктивный, репродуктивный, пострепродуктивный

59. Биоценоз – это:

60. Кто из ученых предложил понятие «Биоценоз»?

* +К.Мебиус

61. Биогеоценоз - это:

* +сообщество растительности, животного мира, микроорганизмов и среды их обитания

62. Что относится к биогеоценозу?

* +сообщество растительности, животного мира, микроорганизмов и среды их обитания

63. Ученый, который предложил понятие «Биогеоценоз

* +В.Н.Сукачев

64. Как называется сформированная природная система, состоящая из живых организмов, в которые беспрерывно поступают вещественные и энергетические течения земли?

* +экосистема

65. Назовите эколога, который первым предложил термин «Экосистема»:

* +А.Тенсли

66. Как понимать термин «Экосистема»?

* + биотоп и биоценоз

67. Состав биотопа, как один из компонентов экосистемы:

* + атмосфера, гидросфера, литосфера, педосфера

68. Основные принципы устойчивости экосистемы:

* + обмен веществ, удерживающий энергетические течения

69. Что образуется на первом этапе всех экосистем?

* +продуценты

70. Что такое относится к продуцентам?

* +растения

71. Что образуется на втором этапе всех экосистем?

* + консументы фитофагы 1-го порядка

72. Что образуется на третьем этапе всех экосистем?

* +консументы зоофагы 2-го порядка

73. По типу питания живые организмы делят на:

* +автотрофы и гетеротрофы

74. Автотрофные организмы - это

* + преобразование неорганических веществ в органические вещества

75. Гетеротрофные организмы - это

* + организмы, питающиеся готовыми органическими веществами

76. Экологическая сукцессия – это:

* + преобразование биоценоза в иной биоценоз на одной территорий в последствий природных факторов или человеческих действий

77. В каких случаях появляется экзогенетическая сукцессия?

* + внешние биотические или антропогенные влияния

78. В каких случаях появляется эндогенетическая сукцессия?

* + структурное изменение и изменение систем связи сообщества

79. Типы экологических пирамид:

* + численность, биомасса, энергия

80. Что такое гомеостаз экосистемы?

* + способность к самоподдерживанию и к саморегулированию

81. Как называются природные вещества, явления, которые люди используют для удовлетворения своих потребностей для достижения целей

* + природные ресурсы

82. Природные ресурсы делятся на:

83. Исчерпаемые невозобновляемые ресурсы:

* + полезные ископаемые

84. Исчерпаемые возобновляемые ресурсы:

* + растения, животные, микроорганизмы

85. Неисчерпаемые ресурсы:

* + солнечные, воздушные, ветровые энергии

86. Приводит к снижению количества видов, сохраненных благодаря мерам по охране природы:

* + возобновленные ресурсы

87. Природные ресурсы по использованию делятся на:

* + промышленный, научный, эстетический, рекреационный

88. Природные ресурсы по происхождению делятся на:

* +энергетический, сырьевой, пищевой

89. Полезные ископаемые, которые относятся к невозобновляемым природным ресурсам?

* + руды металла, безметальные соединения

90. Природные ресурсы по источникам происхождения и расположению делятся на:

* + земля, вода, растение, лес

91. Природные ресурсы по химической природе делятся на:

* +органические, минеральные

92. Как называется совокупность запаса лесных продуктов деревянных и недеревянных и их полезные свойства?

* + лесные ресурсы

93. природные ресурсы от воздействия человека делятся на:

* + 3 группы

94. Невозобновляемые природные ресурсы:

* +исчезающий, распростроняемый

95. Исчерпаемые природные ресурсы:

* + возобновляемый, невозобновляемый, относительно возобновляемые

96. По исчерпаемости природные ресурсы делятся на:

* + исчерпаемые, неисчерпаемые

97. Заповедники – это:

* + полностью охраняемая зона с природным комплексом и с исследовательской территорией

98. Сколько в Казахстане государственных заповедников

99. Заповедники, которые прекратили свою деятельность

* + Барсакелмес-Бурабай

100. Первый заповедник в Казахстане:

* + Аксу-Жабагылы

101. В каком году открылся первый заповедник?

102 . Заповедник в Южном Казахстане:

* + Аксу-Жабагылы

103. Заповедник, который называется и «Остров куланов»:

* + Барсакелмес

104. Заповедник на Аральском море:

* + Барсакелмес

105. В каком году был организован заповедник Маркаколь?

106. В каком году был организован заповедник Наурызым?

107. В каком году был организован заповедник Алматы?

108. В каком году был организован заповедник Коргалжын?

109. На территории какой области находится заповедник Коргалжын?

* +В Северо-Казахстанской

110. В каком заповеднике встречается реликовая чайка?

* + Алаколь

111. Что запрещается делать в зоологических заповедниках?

* + Собирать растения

112. Сколько в Казахстане национальных заповедников?

113. Сколько национальных парков в Алматинской области?

114. Сколько заповедников в Казахстане?

115. Сколько в Казахстане заказников?

116. Национальные сады Казахстана:

* + Баянауыл, Алтынемил

117. Биосферный заповедник – что это?

* + природный комплекс разных регионов земли

118. Государственный природный памятник – это:

* + уникальный природный объект культурно-познавательного и здравохранительного назначения

119. Термин, используемый для сохранения природных условии

* + Заповедник

120. Рекреативные и природозащитные участки:

* + Национальный парк

Биосфера

121. «Биосфера» это:

* +область активной жизни всех живых организмов на земле, воде и атмосфере

122. Кто ввел в науку термин «Биосфера»?

* + В.И.Вернадский

124. «Живое вещество» по В.И.Вернадскому:

* + сообщество всех живых организмов, сильная геологическая сила

125. Назовите функции живых организмов в биосфере:

* +энергетическая, деструктивная, концентрационная

126. Какую часть атмосферы охватывает биосфера?

* + Тропосферу

127. Виды обмена веществ:

* + большой (биосферный),малый (биологический)

128. Кто из ученых ввел термин «Ноосфера»в науку?

* + Э.Леруа и П.Т.Шарден

129. «Ноосфера» - это:

* + «Интеллектуальная» сфера

130. Геологический слой земли, где обитают живые организмы :

* + Биосфера

131. Основное различие биосферы?

* + Наличие живых веществ

132. Компонент биосферы:

* + Живые организмы и биогенные, биокривые тела

133. Объем биосферы по вертикали?

134. Загрязнение биосферы химическими веществами приводит к……..:

* +эндемическим заболеваниям

Атмосфера

135. Атмосфера – это:

* + газообразный слой земли, состоящий из разных частиц газа

136. К загрязнениям атмосферного воздуха относятся:

* +Антропогенное, фоновое

137. Фоновое загрязнение атмосферного воздуха это:

* +Состояние атмосферного воздуха вдали от источников загрязнения

138. Антропогенное загрязнение атмосферного воздуха это:

* +изменения качества атмосферы в результате хозяйственной деятельности человека

139. В зависимости от масштабов распространения загрязнения атмосферного воздуха бывают:

* +Глобальное, местное, региональное

140. Источники антропогенного загрязнения атмосферы:

* +Промышленные, энергетические, транспортные предприятия

141. К химическим факторам загрязнения атмосферного воздуха относятся:

* +газовые выбросы, тяжелые металлы

142. К особо токсичным веществам при атмосферных загрязнениях относятся:

* +органические перекиси

143. К канцерогенным загрязнителям атмосферного воздуха относятся:

* +радионуклиды, бенз(а)пирен

144. Радиактивное загрязнение атмосферы – это:

* + наличие в атмосфере естественных и искусственных радиактивных

145. Что относится к фоновым загрязнениям атмосферного воздуха?

* + концентрация кадмия в воздухе в результате вулканической деятельности

146. Концентрации загрязняющих веществ атмосферы выражаются в:

147. Экологические последствия глобального загрязнения атмосферы:

* +Развитие «Парникового эффекта», нарушение озонового слоя, выпадение кислотных дождей

148. По физическому состоянию загрязнители атмосферного воздуха делятся на:

* +Газообразные, пыль сложного химического состава, аэрозоли

149. Наибольший антропогенный вклад тяжелых металлов в загрязнение атмосферы – это:

* +свинец, сурьма

150. К основным источникам антропогенного загрязнения атмосферы относятся:

* +транспорт и промышленность

151. Основным источником поступления кислорода в атмосферу Земли является:

* +процесс фотосинтеза

152. На каком слою атмосферы расположен озоновый экран?

* + Стратосфера;

153. Жизненный слой атмосферы:

154. К глобальным проблемам атмосферы относится:

* + тепловой эффект

155. Нарушению атмосферного озонного слоя влияет:

* + хлор-фтор, углерод

156. От антропогенных влияний увеличевается концентрация газовых соединений, что приводит к быстрому образованию атмосферного теплового эффекта. Назовите эти соединения:

* + углекислый газ, метан, оксид азота, фреоны;

157. Глобальная проблема атмосферы:

* +Фотохимический смог

158. Доля вредных веществ, попадающих в атмосферу с автомобилей в Алматы, от общей доли иных вредных веществ составляет:

159. Назовите самый опасный газ, выбрасываемый в атмосферу:

* + угарный

160. В состав атмосферы входят:

* + азот, кислород, аргон, углекислый газ

161. Промышленные выбросы предприятий по технологическим процессам делятся на:

* + организованные, неорганизованные, смешанные

162. К городам с сильнозагрязненным атмосферным воздухом относятся:

* + Алматы, Жамбыл, Усть-Каменогорск, Темиртау

163. К городам с загрязненным атмосферным воздухом относятся

* +Шымкент, Караганда, Балхаш, Актюбинск

164. К городам с среднезагрязненным атмосферным воздухом относятся:

* +Жезказган, Костанай, Павлодар, Семей

165. К городам с слабозагрязненным атмосферным воздухом относятся:

* +Астана, Уральск, Петропавловск, Актау

166. Последствия действий повышенной концентраций кадмия на организм человека:

* + болезнь Итай-итай и повреждение почек

167. Последствия действий повышенной концентраций хрома на организм человека:

* + вызывает язвы слизистой оболочки носовой полости

168. Когда человеческий организм отравляется ртутью:

* + нервные болезни, нарушение функций почек

169. Когда в организме человека доза меди превышает норму:

* + повреждаются капилляры печени, почек

170. Влияние свинца на организм человека:

* + нервные болезни, анемия, амнезия, бесплодие

171. К выбросам промышленных предприятий относят:

* +Неорганизованные, организованные, смешанные

172. Валовые выбросы это:

* + определенная норма выброса в атмосферу

173. Что относится к организованным выбросам:

* + выбросы через централизованные пути

174. Что относится к неорганизованным выбросам:

* + выбросы в результате отсутствия герметизации

Гидросфера

175. Гидросфера – это:

* + совокупность морей, океанов, континентальных вод, ледников, атомосферных осадков

176. Объем гидросферы в земном шаре:

177. Объем морей и океанов в гидросфере:

178. Кислотные дожди окисляют воды экосистемы, они влияют:

* + на снижение биологических разновидностей

179. Организмы, свободно плавающие на поверхности воды:

* + Планктоны;

180. Бентос – это:

* + Организм, существующий на дне моря

181. Какие организмы относятся к бентосу:

* + ракообразные, то есть водные раки;

182. Автотрофные организмы в водной экосистеме:

* + водоросли;

183. Какая реакция происходит при воздействии солнечных лучей на листья растений?

* + Фотосинтез;

184. Когда был принят Водный кодекс Республики Казахстан?

185. К основным показателям естественного самоочищения воды водоемов относятся:

* +биохимическое потребление кислорода, продукты нитрификации

186. Физические загрязнители воды:

* + твердые частицы, болото,радиоактивные элементы

187. Основным источником загрязнения поверхности воды являются:

* + распространение нефти и нефтепродуктов

188. Основным источником загрязнения подземных вод являются:

* +места аккумуляции коммунальных и бытовых отходов

189. Эвтрофикация водоемов – это:

* +избыточное поступление в водоемы органических и минеральных веществ

190. К радиоактивным источникам загрязнения вод относят:

* +ядерные полигоны, аварии на атомных электростанциях,

191. Какой способ очистки сточных вод применяется при наличии в них кислот:

* +нейтрализация

192. Совокупность водных ресурсов земного шара:

* +гидросфера

193. Общий объем гидросферы:

* +1455 млн км3

194. Бытовые сточные воды характеризуются повышенным содержанием:

* +органических веществ, патогенной микрофлоры, гельминтов

195. Источниками биологического загрязнения воды являются:

* +Сельскохозяйственные сточные воды, хозяйственно-бытовые сточные воды

196. Загрязнение воды химическими веществами может привести к:

* +заболеваниям костной ткани, поражению ЦНС

197. Содержание в воде биологических загрязнителей может привести к:

* +заболеваниям брюшным тифом

198. К главным загрязнителям воды относят:

* + Химические, физические, биологические

199. Химические загрязнители воды – это:

* + СПАВ (Синтетические поверхностные активные вещества), пестициды, кислоты

200. К биологическим загрязнителям воды относят:

* +Водоросли, вирусы, бактерии

201. Причиной каких заболеваний является вода:

* +брюшной тиф, туляремия

202. Сточные воды животноводческих ферм характеризуются высоким содержанием:

* +аммиака, патогенной микрофлоры

203. Факторами риска каких заболеваний населения является минеральный состав воды?

* +флюороз, кариес

204. Факторами риска каких заболеваний населения является патогенная микрофлора воды?

* + гепатит А, брюшной тиф

Литосфера

205. Земная кора – это:

* + Литосфера

206. Пути поступления химических веществ из почвы в организм человека:

* + транслокационный

207. При самоочищении почвы образуются:

* + метан,сероводород

208. Источником каких инфекционных заболеваний являютя патогенные бактерии почв?

* + сибирская язва, газовая гангрена, холера, ботулизм

209. Т ранслокационный путь загрязнения – это :

* +Миграция загрязняющих веществ из почвы в растения через корневую систему

210. Причиной каких заболеваний могут вызывать повышенные концентрации кадмия в почве:

* +поражение костей, нарушения функции почек, протеинурия

211. Назовите территории Казахстана, где почвы наиболее бедны йодом:

* + Южный и Восточный Казахстан

212. Отчуждение земель это:

* +использование земель для несельскохозяйственных нужд

213. Для предотвращения засоления почв используют следующие мероприятия:

* + устройство дренажа, полив дождеванием

214. Меры, направленные на формирование растительных свойств почв:

* +рекультивация

215. К эдафическим факторам относят:

* +химический состав почв

216. Гумус – это:

* +коллоидная органическая фракция почвы

217. Для чего необходимо регламентирование химических загрязнителей в почве:

* +для гарантирования безвредности и пищевой полноценности произрастающих на почве растений

1. Термин экология ввел 2. основатель биогеографии 3. Раздел биологии, изучающий взаимоотношения живых организмов между собой и с неживой природой.4. в качестве самостоятельной науки экология начала развиваться 5. направление движения естественому отбору диктует 6. Факторы окружающей среды, воздействует на организм 7. Группа экологических факторов, обусловоенная влиянием живых организмов 8. Группа экологических факторов, обусловленна влинием живых огранизмов 9 . Группа экологических факторов,обусловленная влиянием неживой природы 10. Фактор неживой природы, дающий толчок сезонным изменениям в жизни растений и животных. 11. способность живых организмов именть свои биологичекие ритмы в зависимости от длины светогого дня 12. Самый значимый ддля выживания фактор 13. Свет, химический состав воздуха, воды и почвы, атмосферное давление и температура относяться к факторам 14. строительство железных дорог, распашка земель, создание шахт относяться 15. Хищничество или симбиоз относятьс к факторам 16. растения длинногодн обитают 17. растения короткого дня обитания 18.растени тундры относяться 19.РАстения полупустынь,степей и пустынь относяться 20. Характерный показатель популяции. 21. Совокупность всех видов живых организмов, населяющих определенную территорию и взаимодействующих между собой 22. Наиболее богатая видовым разнообразием экосистема нашей планеты 23. экологическая группа живых организмов, создающих органические вещества 24. экологичская группа живых организмов,потребляющиз готовые органические вещества, но не проводящих менерализации 25. экологическая группа живых организмов,потребляющих готовые органические вещесва и спосбствующих полному превращению их в минеральные вещества 26 . полезной энергии на следующий трофический(пищевой) уровень переходит 27 . консументы I порядка 28. консументы IIили III порядка 29. мера чувствительности сообществ живых организмов к изменениям определенных условий 30.способность сообществ (экосистем или биогеоценозов) полдерживать свое постоянство и противостоять извенению условий окружающей среды 31. низкая способность к саморегуляции, видовое разнообразие, использование дополнительных источников энергии и высокая продуктивность характерны для 32. искусственный биоценоз с наибольшей интенсивностью обмена веществ на единицу площади. с вовлечением круговорот новых материалов и выдежением большого количества неутилизируемых отходов характерны для 33. пахотными землями занято 34. города занимают 35. оболочка планеты, заселенная живыми организмами 36. автор учени о биосфере 37. верхняя граница беосферы 38. граница биосферы в глубинах океана. 39 нижняя граница биосферы в литосфере.40 . международная неправительственная организации, созданная в 1971 году, совершабщая наиболее действенные акции в защиту природы.

Экология – это наука, которая изучает законы природы, взаимодействие живых организмов с окружающей средой, основы которой заложил Эрнст Геккель в 1866 году. Однако люди интересовались секретами природы еще с древности, имели бережное отношение к ней. Понятий термина «экология» существуют сотни, в разные времена ученые давали свои определения экологии. Само слово состоит из двух частиц, с греческого «ойкос» переводится как дом, а «логос» — как учение.

С развитием технического прогресса состояние окружающей среды стало ухудшаться, что привлекло внимание мирового сообщества. Люди заметили, что воздух стал загрязненным, исчезают виды животных и растений, ухудшается вода в реках. Этим и многим другим явлениям дали название – .

Глобальные экологические проблемы

Большинство экологических проблем из локальных переросли в глобальные. Изменение небольшой экосистемы в конкретной точке мира может повлиять на экологию всей планеты. К примеру, изменение океанического течения Гольфстрим приведет к крупным климатическим изменениям, похолоданию климата в Европе и Северной Америке.

На сегодняшний день ученые насчитывают десятки глобальных экологических проблем. Приведем лишь наиболее актуальные из них, которые угрожают жизни на планете:

• — изменение климата;
• — истощение запасов пресной воды;
• — сокращение популяций и исчезновение видов и ;
• — истощение полезных ископаемых;

Это далеко не весь перечень глобальных проблем. Скажем так, экологические проблемы, которые можно приравнять к катастрофе, — это загрязнение биосферы и . Ежегодно температура воздуха повышается на +2 градуса по Цельсию. Причиной этого являются парниковые газы. В Париже проводилась всемирная конференция, посвященная проблемам экологии, на которой многие страны мира обязались сократить количество выбросов газов. В результате высокой концентрации газов происходит таяние льдов на полюсах, повышается уровень воды, что в дальнейшем грозит затоплению островов и берегов континентов. Чтобы предотвратить надвигающуюся катастрофу, требуется выработать совместные действия и проводить мероприятия, которые будут способствовать замедлению и прекращению процесса глобального потепления.

Предмет изучения экологии

На данный момент существует несколько разделов экологии:

• — общая экология;
• — биоэкология;

У каждого раздела экологии существует свой предмет изучения. Наиболее популярной является общая экология. Она изучает окружающий мир, который состоит из экосистем, их отдельные компоненты – и рельеф, почва, животный и растительный мир.

Значение экологии для каждого человека

Забота об экологии на сегодняшний день стала модным занятием, прситавку «эко» используют везде. Но многие из нас даже не осознают глубины всех проблем. Конечно, это хорошо, что огромное человечество людей стало неравнодушным к жизни нашей планеты. Однако стоит осознать, что состояние окружающей среды зависит от каждого человека.

Любой житель планеты может ежедневно выполнять простые действия, что поможет улучшить экологию. К примеру, можно сдавать макулатуру и уменьшить использование воды, экономить электроэнергию и выбрасывать мусор в урну, выращивать растения и использовать предметы многоразового использования. Чем больше людей будет выполнять эти правила, тем будет больше шансов сохранить нашу планету.

ВВЕДЕНИЕ. Термин "экология" был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э

Термин "экология" был введен в употребление немецким естествоиспытателем Э. Геккелем в 1866 году и в дословном пе­реводе с греческого обозначает науку о доме или домоводство (ойкос - дом, жилище; логос - учение).

Экология в течение длительного времени существовала как часть биологии и занималась выяснением взаимоотношений орга­низмов со средой обитания. Под взаимоотношениями при этом понимается как влияние среды на организмы, так и, в не мень­шей степени, влияние организмов на среду. Такую двусторон­нюю связь важно подчеркнуть в связи с тем, что это основопо­лагающее положение часто недоучитывается: экологию сводят только к влиянию среды на организмы. Ошибочность таких по­ложений очевидна, поскольку, как будет показано ниже, имен­но организмы сформировали современную среду.

Экология развивалась в рамках биологии практически на протяжении целого века - до 60-70-х годов настоящего столе­тия. Человек в этих системах, как правило, не рассматривался - полагалось, что его взаимоотношения со средой подчиняются не биологическим, а социальным закономерностям и являются объектом общественно-философских наук.

В настоящее время термин "экология" существенно транс­формировался. Она стала больше ориентированной на челове­ка, в связи с его исключительно масштабным и специфическим влиянием на среду и возникающими в связи с этим проблемами здоровья и выживания человечества.

Содержание термина "экология" таким образом приобрело социально-политический, философский аспект. Она стала про­никать практически во все отрасли знаний, с ней связывается гуманизация естественных и технических наук, она активно вне­дряется в гуманитарные области знаний. Экология при этом рас­сматривается не только как самостоятельная дисциплина, а как мировоззрение, призванное пронизывать все науки, технологи­ческие процессы и сферы деятельности людей.

Признано поэтому, что экологическая подготовка должна идти, по крайней мере, по двум направлениям: через изучение специальных интегральных курсов и через экологизацию всей научной, производственной и педагогической деятельности.

Наряду с экологическим образованием должно уделяться существенное внимание экологическому воспитанию, с кото­рым связывается бережное отношение к природе, культурному наследию, социальным благам. Появились понятия: "экология культуры", "экология сознания", "экология взаимоотношений людей" и т.п.

Вместе с тем, став, в своем роде, модной, экология не избе­жала вульгаризации понимания и содержания. Ее объем чаще всего сужается до состояния среды, окружающей человека. След­ствием этого стали обычными выражения (в том числе и в печа­ти) "хорошая и плохая экология", "чистая и грязная экология" и т.п. В ряде случаев экология становится разменной монетой в достижении определенных политических целей, положения в обществе.

Несмотря на отмеченные неясности и издержки в понима­нии объема, содержания и использования термина "экология", несомненным остается факт ее крайней актуальности в настоя­щее время.

В связи с этим особенную значимость приобретает необхо­димость экологической подготовки всех специалистов, в том чис­ле и педагогов вне зависимости от их специальности, поскольку они должны обладать необходимым минимумом экологических знаний и находить пути и методы применения их в своей дея­тельности.

В настоящем учебном пособии рассматриваются основные сведения из биологической (общей), или классической эколо­гии. Вопросы экологии, ориентированной прежде всего на че­ловека, результаты его деятельности рассматриваются обычно в курсах, которые носят различные названия: "Прикладная эко­логия", "Социальная экология", "Экология человека", "Промыш­ленная экология" и др. Мы в той или иной мере коснемся пере­численных дисциплин во второй части пособия.

В целом основная задача курса сводится к формированию хотя бы общих основ системного взгляда на природные и техногенные процессы как базы для оптимизации деятельности и по­ведения человека в окружающем мире с целью поиска путей относительно стабильного, а в дальнейшем и устойчивого раз­вития общества, к чему призвала Конференция ООН по окру­жающей среде и развитию, состоявшаяся в Рио-де-Жанейро в 1992 году.

Экологические подходы к рассмотрению и оценке природных явлений имеют длительную историю. По сути своей в зна­чительной мере экологичными были труды первых ученых-есте­ствоиспытателей, искавших зависимости между свойствами жи­вых существ и условиями обитания: Аристотель (384-322 г. до н.э.), его ученик-ботаник Теофраст (371-280 г. до н.э.). Много ценных материалов поставили исследователи-натуралисты, за­нимавшиеся описанием и систематизацией растений и живот­ных (ботаники, зоологи, географы и другие ученые).

Особо следует выделить труд Ч. Дарвина "Происхождение видов" (1859), в котором большое внимание уделяется приспо­соблениям (адаптациям) и взаимоотношениям организмов. Э. Геккель, вводя термин "экология", отмечал, что одной из задач данной науки является исследование всех тех взаимоотно­шений организмов, которые Ч. Дарвин условно обозначил как борьбу за существование.

Оригинальны в этом отношении исследования естествоис­пытателя-эволюциониста Жана-Батиста Ламарка (1744-1829). Он, наряду с раскрытием ряда закономерностей влияния среды на организмы, впервые обратил серьезное внимание на специ­фическую роль человека и ее возможные катастрофические по­следствия. Он писал: "Можно, пожалуй, сказать, что назначе­ние человека как бы заключается в том, чтобы уничтожить свой род, предварительно сделав земной шар непригодным для оби­тания". Это высказывание перекликается с "Пророчествами" Ле­онардо да Винчи (1452-1519), предрекавшего появление существ, результаты деятельности которых "... ничего не оставят ни на земле, ни под водой, что не было бы преследуемо и не подвер­галось искоренению...".

Из отечественных ученых наиболее существенный вклад в развитие отдельных разделов общей экологии и прежде всего системного взгляда на различные природные явления внесли исследования почвоведа-географа В. В. Докучаева (1846-1903) и его школы (Г. Ф. Морозов, Г. Н. Высоцкий, В. И. Вернадский и др.). В. В. Докучаев показал тесную взаимосвязь живых орга­низмов и неживой природы на примере почвообразования и вы­деления природных зон. Г. Ф. Морозов (1867-1920) раскрыл всесторонние связи в лесных сообществах и рассмотрел их как единые системы, включающие весь свойственный им комплекс живых организмов и условий обитания, их средообразовательную роль. В этом же направлении, но применительно к реше­нию конкретных вопросов степного лесоразведения, проводил свои исследования ботаник, почвовед, географ Г. Н. Высоцкий (1865-1940).

В. И. Вернадский (1863-1945) системный подход приме­нил к раскрытию основополагающих геологических явлений и их эволюции, показал определяющую рольживых организмов и продуктов их жизнедеятельности в этих явлениях, стал автором учения о биосфере и закономерностях её существования, устой­чивости и развития.

Оригинальны и интересны исследования В. Н. Сукачева (1880-1967), посвятившего многие годы комплексному изуче­нию лесных систем (сообществ), результатом чего явилось все­стороннее рассмотрение единства и взаимообусловленности при­родных явлений, живой и неживой материи. Им в 1942 г. введен в науку термин "биогеоценоз", раскрыто его содержание.

Несколько раньше (в 1935 г.) подобные идеи сформулиро­вал английский ботаник-эколог А. Тенсли и ввел в науку тер­мин "экосистема", дал его определение. В настоящее время это понятие наряду с биогеоценозом является определяющим для экологии как науки.

В числе других ученых, которые либо развивали, либо обо­гащали различные аспекты экологии как науки (многие из них являются авторами учебников и учебных пособий), следует на­звать Д. Н. Кашкарова, Ч. Элтона, Н. П. Наумова, С. С. Шварца, М. С. Гилярова - труды по вопросам экологии животных;

А. П. Шенникова, Ф. Клементса, В. Лархера и др. - комплекс работ по экологии растений; Г. Одума, Ю. Одума, Р. Уиттекера, Р. Риклефса, М. Бигона и др., Р. Дажо, Н. М. Чернову, А. М. Былову, В. А. Радкевича, И. Н. Пономареву и др. - учебни­ки и учебные пособия по проблемам общей экологии.

Различные аспекты прикладной экологии и смежных с ней дисциплин содержатся в трудах и учебниках М. И. Будыко, Н. Н. Моисеева, Н. Ф. Реймерса, А. В. Яблокова, Б. Г. Розанова, Б. Коммонера, а также в переведенных в последнее время на рус­ский язык обстоятельных сводках по вопросам различных проблем экологии Б. Небела, Т. Миллера, П. Ревелля, Ч. Ревелля, Л. Р. Брауна и других авторов. Следует также обратить внимание на оригинальный труд "Проблемы экологии России", авторами которого являются К. С. Лосев, В. Г. Горшков, К. Я. Кондратьев и другие ученые.

На первый взгляд, казалось бы, возможно при знакомстве с экологией, как дисциплиной, ограничиться ее прикладными ас­пектами и прежде всего мероприятиями по оздоровлению сре­ды, которые сводятся в конечном счете к определенной системе технологических требований, запретов и санкций. Однако такой подход недостаточен и односторонен, поскольку не позволяет видеть глубинные причины сложившейся экологической ситуа­ции и тем более обоснованно прогнозировать возможные и ча­сто труднопредсказуемые последствия планируемых или осуще­ствляемых действий, в том числе и с самыми благими намерениями. Поэтому крайне важно рассмотреть основные положе­ния биологической (общей) экологии, которая является теоре­тической основой для решения проблем рационального приро­допользования и охраны природы, а также базовой для других, более частных экологических дисциплин.

Данный курс общей экологии состоит из нескольких взаи­мосвязанных разделов, которые иногда выделяются как отдель­ные дисциплины. Это: учение о факторах среды и закономерно­стях их действия на организмы (факториальная экология), эко­логия на уровне взаимоотношения отдельных организмов и сре­ды (экология организмов, или аутэкология), экология взаимо­связанных и относительно обособленных групп организмов од­них и тех же видов (популяционная,или демографическая эко­логия), экология взаимосвязанных популяций различных видов между собой (учение о биоценозах). Если биоценозы рассмат­риваются во взаимосвязи со средой обитания (как единая систе­ма), то этот раздел выделяется в учение об экосистемах или биогеоценозах (таблица 1).

Экология

ЭКОЛО́ГИЯ -и; ж. [от греч. oikos - дом, жилище и logos - учение]

1. Наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и окружающей средой. Э. растений. Э. животных. Э. человека.

2. Экологическая система. Э. леса.

3. Природа и вообще среда обитания всего живого (обычно о плохом их состоянии). Заботы об экологии. Нарушенная э. Удручающее состояние экологии. Э. северо-запада России.

◁ Экологи́ческий (см.).

эколо́гия

(от греч. óikos - дом, жилище, местопребывание и ...логия), наука об отношениях организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой. Термин «экология» предложен в 1866 Э. Геккелем. Объектами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом. С середины XX в. в связи с усилившимся воздействием человека на природу экология приобрела особое значение как научная основа рационального природопользования и охраны живых организмов, а сам термин «экология» - более широкий смысл. С 70 -х гг. XX в. складывается экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы её охраны; включает различные философские, социологические, экономические, географические и другие аспекты (например, экология города, техническая экология, экологическая этика и др.). В этом смысле говорят об «экологизации» современной науки. Экологические проблемы, порождённые современным общественным развитием, вызвали ряд общественно-политических движений («Зелёные» и др.), выступающих против загрязнения окружающей среды и других отрицательных последствий научно-технического прогресса.

С небольшой задержкой проверим, не скрыл ли videopotok свой iframe setTimeout(function() { if(document.getElementById("adv_kod_frame").hidden) document.getElementById("video-banner-close-btn").hidden = true; }, 500); } } if (window.addEventListener) { window.addEventListener("message", postMessageReceive); } else { window.attachEvent("onmessage", postMessageReceive); } })();

ЭКОЛОГИЯ

ЭКОЛО́ГИЯ (от греч. oikos - дом, жилище, местопребывание и логос - слово, учение), наука об отношениях живых организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой.
Термин «экология» предложен в 1866 Э. Геккелем (см. ГЕККЕЛЬ Эрнст) . Объектами экологии могут быть популяции организмов, виды, сообщества, экосистемы и биосфера в целом. С сер. 20 в. в связи с усилившимся воздействием человека на природу экология приобрела особое значенние как научная основа рационального природопользования и охраны живых организмов, а сам термин «экология» - более широкий смысл.
С 70-х гг. 20 в. складывается экология человека, или социальная экология, изучающая закономерности взаимодействия общества и окружающей среды, а также практические проблемы ее охраны; включает различные философские, социологические, экономические, географические и другие аспекты (напр., экология города, техническая экология, экологическая этика и др.). В этом смысле говорят об «экологизации» современной науки. Экологические проблемы, порожденные современным общественным развитием, вызвали ряд общественно-политических движений («Зеленые» (см. ЗЕЛЕНЫЕ (движение)) и др.), выступающих против загрязнения окружающей среды и др. отрицательных последствий научно-технического прогресса.
* * *
ЭКОЛО́ГИЯ (от греч. oikos - дом, жилище, местопребывание и...логия ), наука, изучающая взаимосвязи организмов с окружающей средой, т. е. совокупностью внешних факторов, влияющих на их рост, развитие, размножение и выживаемость. До некоторой степени условно факторы эти можно разделить на «абиотические», или физико-химические (температура, влажность, длина светового дня, содержание минеральных солей в почве и др.), и «биотические», обусловленные наличием или отсутствием других живых организмов (в том числе, являющихся объектами питания, хищниками или конкурентами).
Предмет экологии
В центре внимания экологии - то, что непосредственно связывает организм с окружающей средой, позволяя жить в тех или иных условиях. Экологов интересует, например, что потребляет организм и что выделяет, как быстро он растет, в каком возрасте приступает к размножению, сколько потомков производит на свет, и какова вероятность у этих потомков дожить до определенного возраста. Объектами экологии чаще всего являются не отдельно взятые организмы, а популяции (см. ПОПУЛЯЦИЯ) , биоценозы (см. БИОЦЕНОЗ) , а также экосистемы (см. ЭКОСИСТЕМА) . Примерами экосистем могут быть озеро, море, лесной массив, небольшая лужа или даже гниющий ствол дерева. Как самую большую экосистему можно рассматривать и всю биосферу (см. БИОСФЕРА) .
В современном обществе под влиянием средств массовой информации, экология часто трактуется как сугубо прикладное знание о состоянии среды обитания человека, и даже - как само это состояние (отсюда такие нелепые выражения как «плохая экология» того или иного района, «экологически чистые» продукты или товары). Хотя проблемы качества среды для человека, безусловно, имеют очень важное практическое значение, а решение их невозможно без знания экологии, круг задач этой науки гораздо более широкий. В своих работах специалисты-экологи стараются понять, как устроена биосфера, какова роль организмов в круговороте различных химических элементов и процессах трансформации энергии, как разные организмы взаимосвязаны между собой и со средой своего обитания, что определяет распределение организмов в пространстве и изменение их численности во времени. Поскольку объекты экологии - это, как правило, совокупности организмов или даже комплексы, включающие наряду с организмами неживые объекты, ее определяют иногда как науку о надорганизменных уровнях организации жизни (популяциях, сообществах, экосистемах и биосфере), или как науку о живом облике биосферы.
История становления экологии
Термин «экология» был предложен в 1866 году немецким зоологом и философом Э. Геккелем (см. ГЕККЕЛЬ Эрнст) , который, разрабатывая систему классификации биологических наук, обнаружил, что нет никакого специального названия для области биологии, изучающей взаимоотношения организмов со средой. Геккель определял также экологию как «физиологию взаимоотношений», хотя «физиология» понималась при этом очень широко - как изучение самых разных процессов, протекающих в живой природе.
В научную литературу новый термин входил довольно медленно и более или менее регулярно стал использоваться только с 1900-х годов. Как научная дисциплина экология формировалась в 20-м столетии, но предыстория ее восходит к 19, и даже к 18 веку. Так, уже в трудах К. Линнея (см. ЛИННЕЙ Карл) , заложившего основы систематики организмов, было представление об «экономии природы» - строгой упорядоченности различных природных процессов, направленных на поддержание некоторого природного равновесия. Понималась эта упорядоченность исключительно в духе креационизма (см. КРЕАЦИОНИЗМ) - как воплощение «замысла» Творца, специально создавшего разные группы живых существ для исполнения разных ролей в «экономии природы». Так, растения должны служить пищей травоядным животным, а хищники должны не позволять травоядным размножаться в слишком большом количестве.
Во второй половине 18-го в. на смену представлениям естественной истории, неотделимым от церковных догматов, стали приходить новые идеи, постепенное развитие которых привело к той картине мира, которая разделяется и современной наукой. Важнейшим моментом был отказ от чисто внешнего описания природы и переход к выявлению внутренних, порой скрытых, связей, определяющих ее естественное развитие. Так, И. Кант (см. КАНТ Иммануил) в своих лекциях по физической географии, прочитанных в университете Кенигсберга, подчеркивал необходимость целостного описания природы, которое учитывало бы взаимодействие процессов физических и тех, что связаны с деятельностью живых организмов. Во Франции, в самом начале 19 в. Ж. Б. Ламарк (см. ЛАМАРК Жан Батист) предложил свою, в значительной мере умозрительную концепцию круговорота веществ на Земле. Живым организмам при этом уделялась очень важная роль, поскольку предполагалось, что только жизнедеятельность организмов, приводящая к созданию сложных химических соединений, способна противостоять естественным процессам разрушения и распада. Хотя концепция Ламарка была довольно наивной и не всегда соответствовала даже тогдашнему уровню знаний в области химии, в ней были предугаданы некоторые идеи о функционировании биосферы, получившие развитие уже в начале 20-го столетия.
Безусловно, предтечей экологии можно назвать немецкого естествоиспытателя А. Гумбольдта (см. ГУМБОЛЬДТ Александр) , многие работы которого сейчас с полным правом считаются экологическими. Именно Гумбольдту принадлежит заслуга в переходе от изучения отдельных растений к познанию растительного покрова, как некоторой целостности. Заложив основы «географии растений (см. ГЕОГРАФИЯ РАСТЕНИЙ) », Гумбольдт не только констатировал различия в распределении разных растений, но и пытался их объяснить, связывая с особенностями климата.
Попытки выяснить роль тех иных факторов в распределении растительности предпринимались и другими учеными. В частности, этот вопрос исследовал О. Декандоль (см. ДЕКАНДОЛЬ) , подчеркнувший важность не только физических условий, но и конкуренции между разными видами за общие ресурсы. Ж. Б. Буссенго (см. БУССЕНГО Жан Батист) заложил основы агрохимии (см. АГРОХИМИЯ) , показав, что все растения нуждаются в азоте почвы. Он же выяснил, что для успешного завершения развития растению необходимо определенное количество тепла, которое можно оценить, суммируя температуры за каждый день для всего периода развития. Ю. Либих (см. ЛИБИХ Юстус) показал, что разные химические элементы, необходимые растению, являются незаменимыми. Поэтому если растению не хватает какого-либо одного элемента, например, фосфора, то недостаток его никак не может быть компенсирован добавлением другого элемента - азота или калия. Данное правило, ставшее потом известным как «закон минимума Либиха», сыграло важную роль при внедрении в практику сельского хозяйства минеральных удобрений. Свое значение оно сохраняет и в современной экологии, особенно при изучении факторов, ограничивающих распределение или рост численности организмов.
Выдающуюся роль в подготовке научного сообщества к восприятию в дальнейшем экологических идей имели работы Ч. Дарвина (см. ДАРВИН Чарлз Роберт) , прежде всего его теория естественного отбора как движущей силы эволюции. Дарвин исходил из того, что любой вид живых организмов может увеличивать свою численность в геометрической прогрессии (по экспоненциальному закону, если пользоваться современной формулировкой), а поскольку ресурсов для поддержания растущей популяции вскоре начинает не хватать, то между особями обязательно возникает конкуренция (борьба за существование). Победителями в этой борьбе оказываются особи, наиболее приспособленные к данным конкретным условиям, т. е. сумевшие выжить и оставить жизнеспособное потомство. Теория Дарвина сохраняет свое непреходящее значение и для современной экологии, нередко задавая направление поиска определенных взаимосвязей и позволяя понять суть разных «стратегий выживания», используемых организмами в тех или иных условиях.
Во второй половине 19 века исследования, которые по сути своей были экологическими, стали проводиться во многих странах, причем как ботаниками, так и зоологами. Так, в Германии, в 1872 г. выходит капитальный труд Августа Гризебаха (1814-1879), впервые давшего описание основных растительных сообществ всего земного шара (эти работы были изданы и на русском языке), а в 1898 г. - крупная сводка Франца Шимпера (1856-1901) «География растений на физиологической основе», в которой приведено множество подробных сведений о зависимости растений от различных факторов среды. Еще один немецкий исследователь - Карл Мебиус (см. МЕБИУС Карл Август) , изучая воспроизводство устриц на отмелях (так называемых устричных банках) Северного моря, предложил термин «биоценоз (см. БИОЦЕНОЗ) », которым обозначил совокупность различных живых существ, обитающих на одной территории и между собой тесно взаимосвязанных.
На рубеже 19 и 20 столетий само слово «экология», почти не использовавшееся в первые 20-30 лет после того, как оно было предложено Геккелем, начинает употребляться все чаще и чаще. Появляются люди, называющие себя экологами и стремящиеся развивать именно экологические исследования. В 1895 г. датский исследователь Й. Э. Варминг (см. ВАРМИНГ Йоханнес Эугениус) публикует учебное пособие по «экологической географии» растений, вскоре переведенное на немецкий, польский, русский (1901 г.), а потом и на английский языки. В это время экология чаще всего рассматривается как продолжение физиологии, только перенесшей свои исследования из лаборатории непосредственно в природу. Основное внимание уделяется при этом изучению воздействия на организмы тех или иных факторов внешней среды. Иногда, однако, ставятся совсем новые задачи, например, выявить общие, регулярно повторяющиеся черты в развитии разных природных комплексов организмов (сообществ, биоценозов).
Важную роль в формировании круга проблем, изучаемых экологией, и в становлении ее методологии сыграло, в частности, представление о сукцессии (см. СУКЦЕССИЯ) . Так, в США Генри Каульс (1869-1939) восстановил детальную картину сукцессии, изучая растительность на песчаных дюнах около озера Мичиган. Дюны эти образовались в разное время, и потому на них можно было найти сообщества разного возраста - от самых молодых, представленных немногими травянистыми растениями, которые способны расти на зыбучих песках, до наиболее зрелых, являющих собой настоящие смешанные леса на старых закрепленных дюнах. В дальнейшем концепцию сукцессии детально разрабатывал другой американский исследователь - Фредерик Клементс (1874-1945). Сообщество он трактовал как в высшей мере целостное образование, чем-то напоминающее организм, например, как и организм, претерпевающее определенное развитие - от молодости до зрелости, а потом и старости. Клементс полагал, что если на начальных этапах сукцессии разные сообщества в одной местности могут сильно различаться, то на более поздних они становятся все более и более сходными. В конце концов, оказывается так, что для каждой области с определенным климатом и почвой характерно только одно зрелое (климаксное) сообщество.
Растительным сообществам немало внимания уделялось и в России. Так, Сергей Иванович Коржинский (1861-1900), изучая границу лесной и степной зон, подчеркнул, что помимо зависимости растительности от климатических условий, не менее важно и воздействие самих растений на физическую среду, их способность делать ее более пригодной для произрастания других видов. В России (а потом и в СССР) для развития исследований растительных сообществ (или иначе говоря - фитоценологии) важное значение имели научные труды и организаторская деятельность В. Н. Сукачева (см. СУКАЧЕВ Владимир Николаевич) . Сукачев одним из первых начал экспериментальные исследования конкуренции и предложил свою классификацию разных типов сукцессии. Он постоянно разрабатывал учение о растительных сообществах (фитоценозах), которые трактовал как целостные образования (в этом был близок к Клементсу, хотя идеи последнего очень часто критиковал). Позже, уже в 1940-х годах, Сукачев сформулировал представление о биогеоценозе (см. БИОГЕОЦЕНОЗ) - природном комплексе, включающем не только растительное сообщество, но также почву, климатические и гидрологические условия, животных, микроорганизмы и т. д. Исследование биогеоценозов в СССР нередко считали самостоятельной наукой - биогеоценологией. В настоящее время биогеоценология обычно рассматривается как часть экологии.
Для превращения экологии в самостоятельную науку очень важными были 1920-1940-е годы. В это время публикуется ряд книг по разным аспектам экологии, начинают выходить специализированные журналы (некоторые из них существуют до сих пор), возникают экологические общества. Но самое главное - постепенно формируется теоретическая основа новой науки, предлагаются первые математические модели и вырабатывается своя методология, позволяющая ставить и решать определенные задачи. Тогда же оформляются два достаточно разных подхода, существующие и в современной экологии: популяционный - уделяющий основное внимание динамике численности организмов и их распределению в пространстве, и экосистемный - концентрирующийся на процессах круговорота вещества и трансформации энергии.
Развитие популяционного подхода
Одной из важнейших задач популяционной экологии было выявление общих закономерностей динамики численности популяций - как отдельно взятых, так и взаимодействующих (например, конкурирующих за один ресурс или связанных отношениями «хищник-жертва»). Для решения этой задачи использовались простые математические модели - формулы, показывающие наиболее вероятные связи между отдельными, характеризующими состояние популяции величинами: рождаемостью, смертностью, скоростью роста, плотностью (числом особей на единицу пространства), и др. Математические модели позволяли проверять следствия разных допущений, выявив необходимые и достаточные условия для реализации того или иного варианта популяционной динамики.
В 1920 г. американский исследователь Р. Перль (1879-1940) выдвинул так называемую логистическую модель популяционного роста, предполагающую, что по мере увеличения плотности популяции скорость ее роста снижается, становясь равной нулю при достижении некоторой предельной плотности. Изменение численности популяции во времени описывалось таким образом S-образной кривой, выходящей на плато. Перль рассматривал логистическую модель как универсальный закон развития любой популяции. И хотя вскоре выяснилось, что это далеко не всегда так, сама идея о наличии некоторых основополагающих принципов, проявляющихся в динамике множества разных популяций, оказалась очень продуктивной.
Внедрение в практику экологии математических моделей началось с работ Альфреда Лотки (1880-1949). Свой метод он сам называл «физической биологией» - попыткой упорядочить биологическое знание с помощью подходов, обычно применяемых в физике (в том числе - математических моделей). В качестве одного из возможных примеров он предложил простую модель, описывающую сопряженную динамику численности хищника и жертвы. Модель показала, что если вся смертность в популяции жертвы определяется хищником, а рождаемость хищника зависит только от обеспеченности его кормом (т. е. числа жертв), то численность и хищника, и жертвы совершает правильные колебания. Затем Лотка разработал модель конкурентных отношений, а также показал, что в популяции, увеличивающей свою численность по экспоненте, всегда устанавливается постоянная возрастная структура (т. е. соотношение долей особей разного возраста). Позднее им же были предложены методы расчета ряда важнейших демографических показателей. Примерно в эти же годы итальянский математик В. Вольтерра (см. ВОЛЬТЕРРА Вито) , независимо от Лотки, разработал модель конкуренции двух видов за один ресурс и показал теоретически, что два вида, ограниченных в своем развитии одним ресурсом, не могут устойчиво сосуществовать - один вид неизбежно вытесняет другой.
Теоретические исследования Лотки и Вольтерры заинтересовали молодого московского биолога Г. Ф. Гаузе (см. ГАУЗЕ Георгий Францевич) . Он предложил свою, гораздо более понятную биологам, модификацию уравнений, описывающих динамику численности конкурирующих видов, и впервые осуществил экспериментальную проверку этих моделей на лабораторных культурах бактерий, дрожжей и простейших. Особенно удачными были опыты по конкуренции между разными видами инфузорий. Гаузе удалось показать, что виды могут сосуществовать только в том случае, если они ограничены разными факторами, или, иначе говоря, - если они занимают разные экологические ниши. Данное правило, получившее название «закона Гаузе», долгое время служило отправной точкой в обсуждении межвидовой конкуренции и ее роли в поддержании структуры экологических сообществ. Результаты работ Гаузе были опубликованы в ряде статей и книге «Борьба за существование» (1934), которая при содействии Перла вышла на английском языке в США. Книга эта имела громадное значение для дальнейшего развития теоретической и экспериментальной экологии. Она несколько раз переиздавалась и до сих пор часто цитируется в научной литературе.
Изучение популяций происходило не только в лаборатории, но и непосредственно в полевой обстановке. Важную роль в определении общей направленности таких исследований сыграли работы английского эколога Чарлза Элтона (1900-1991), особенно его книга «Экология животных», опубликованная впервые в 1927, а потом не раз переиздававшаяся. Проблема динамики численности выдвигалась в этой книге как одна из центральных для всей экологии. Элтон обратил внимание на циклические колебания численности мелких грызунов, происходившие с периодом в 3-4 года, а, обработав многолетние данные о заготовке пушнины в Северной Америке, выяснил, что зайцы и рыси тоже демонстрируют циклические колебания, но пики численности наблюдаются примерно раз в 10 лет. Много внимания Элтон уделял изучению структуры сообществ (предполагая, что структура эта строго закономерна), а также цепям питания и так называемым «пирамидам чисел» - последовательному уменьшению численности организмов по мере перехода от нижних трофических уровней к более высоким - от растений к травоядным, а от травоядных к хищникам. Популяционный подход в экологии долгое время развивался преимущественно зоологами. Ботаники же больше исследовали сообщества, которые чаще всего трактовали как целостные и дискретные образования, между которыми довольно легко провести границы. Тем не менее, уже в 1920-е годы отдельные экологи высказывали «еретические» (для того времени) взгляды, согласно которым разные виды растений могут по-своему реагировать на определенные факторы внешней среды, а их распределение вовсе не обязательно должно совпадать с распределением других видов того же сообщества. Из этого следовало, что границы между разными сообществами могут быть весьма размытыми, а само выделение их условно.
Наиболее четко такой, опережающей свое время, взгляд на растительное сообщество был развит российским экологом Л. Г. Раменским (см. РАМЕНСКИЙ Леонтий Григорьевич) . В 1924 в небольшой статье (ставшей потом классической) он сформулировал основные положения нового подхода, подчеркнув, с одной стороны, экологическую индивидуальность растений, а с другой - «многомерность» (т. е. зависимость от многих факторов) и непрерывность всего растительного покрова. Неизменными Раменский считал только законы сочетаемости разных растений, которые и следовало изучать. В США совершенно независимо сходные взгляды примерно в те же годы развивал Генри Аллан Глисон (1882-1975). В его «индивидуалистической концепции», выдвинутой в качестве антитезы представлениям Клементса о сообществе как об аналоге организма, также подчеркивалась независимость распределения разных видов растений друг от друга и непрерывность растительного покрова. По-настоящему работы по изучению популяций растений развернулись только в 1950-х и даже 1960-х годах. В России бесспорным лидером этого направления был Тихон Александрович Работнов (1904-2000), а в Великобритании - Джон Харпер.
Развитие экосистемных исследований
Термин «экосистема» был предложен в 1935 видным английским экологом-ботаником Артуром Тенсли (1871-1955) для обозначения естественного комплекса живых организмов и физической среды, в которой они обитают. Однако исследования, которые с полным основанием можно назвать экосистемными, начали проводиться значительно раньше, а бесспорными лидерами здесь были гидробиологи. Гидробиология, а особенно - лимнология (см. ЛИМНОЛОГИЯ) с самого начала были комплексными науками, имевшими дело сразу со многими живыми организмами, и с их средой. Изучались при этом не только взаимодействия организмов, не только их зависимость от среды, но и, что не менее важно, - влияние самих организмов на физическую среду. Нередко объектом исследований для лимнологов был целый водоем, в котором физические, химические и биологические процессы теснейшим образом взаимосвязаны. Уже в самом начале 20-го века американский лимнолог Эдвард Бердж (1851-1950) с помощью строгих количественных методов изучает «дыхание озер» - сезонную динамику содержания в воде растворенного кислорода, которая зависит как от процессов перемешивания водной массы и диффузии кислорода из воздуха, так и от жизнедеятельности организмов. Существенно, что среди последних как производители кислорода (планктонные водоросли), так и его потребители (большинство бактерий и все животные). В 1930-х годах большие успехи в изучении круговорота вещества и трансформации энергии были достигнуты в Советской России на Косинской лимнологической станции под Москвой. Возглавлял станцию в это время Леонид Леонидович Россолимо (1894-1977), предложивший так называемый «балансовый подход», уделяющий основное внимание круговороту веществ и трансформации энергии. В рамках этого подхода начал свои исследования первичной продукции (т. е. создания автотрофами органического вещества) и Г. Г. Винберг (см. ВИНБЕРГ Георгий Георгиевич) , используя остроумный метод «темных и светлых склянок». Суть его в том, что о количестве образовавшегося при фотосинтезе органического вещества судят по количеству выделившегося кислорода.
Спустя три года аналогичные измерения были осуществлены в США Г. А. Райли. Инициатором этих работ был Джордж Эвелин Хатчинсон (1903-1991), который своими собственными исследованиями, а также горячей поддержкой начинаний многих талантливых молодых ученых, оказал значительное влияние на развитие экологии не только в США, но и во всем мире. Перу Хатчинсона принадлежит «Трактат по лимнологии» - серия из четырех томов, представляющая собой самую полную в мире сводку по жизни озер.
В 1942 в журнале «Эколоджи» вышла статья ученика Хатчинсона, молодого и, к сожалению, очень рано умершего эколога - Раймонда Линдемана (1915-1942), в которой была предложена общая схема трансформации энергии в экосистеме. В частности, было теоретически продемонстрировано, что при переходе энергии с одного трофического уровня на другой (от растений к травоядным животным, от травоядных - к хищникам) количество ее уменьшается и организмам каждого последующего уровня оказывается доступной только малая часть (не более 10%) от той энергии, что была в распоряжении организмов предыдущего уровня.
Для самой возможности проведения экосистемных исследований очень важным было то, что при колоссальном разнообразии форм организмов, существующих в природе, число основных биохимических процессов, определяющих их жизнедеятельность (а следовательно - и число основных биогеохимических ролей!), весьма ограничено. Так, например, самые разные растения (и цианобактерии (см. ЦИАНОБАКТЕРИИ) ) осуществляют фотосинтез (см. ФОТОСИНТЕЗ) , при котором образуется органическое вещество и выделяется свободный кислород. А поскольку конечные продукты одинаковы, то можно суммировать результаты активности сразу большого числа организмов, например, всех планктонных водорослей в пруду, или всех растений в лесу, и таким образом оценить первичную продукцию пруда или леса. Ученые, стоявшие у истоков экосистемного подхода, хорошо это понимали, а разработанные ими представления легли в основу тех крупномасштабных исследований продуктивности разных экосистем, которые получили развитие в разных природных зонах уже в 1960-1970-х годах.
К экосистемному подходу примыкает по своей методологии и изучение биосферы. Термин «биосфера» для обозначения области на поверхности нашей планеты, охваченной жизнью, был предложен в конце 19-го века австрийским геологом Эдуардом Зюссом (1831-1914). Однако в деталях представление о биосфере, как о системе биогеохимических циклов, основной движущей силой которых является активность живых организмов («живого вещества»), было разработано уже в 1920-30-х годах российским ученым Владимиром Ивановичем Вернадским (1863-1945). Что касается непосредственных оценок этих процессов, то их получение и постоянное уточнение развернулось только во второй половине 20-го века, и продолжается до сих пор.
Развитие экологии в последние десятилетия 20-го века
Во второй половине 20-го в. завершается становление экологии как самостоятельной науки, имеющей собственную теорию и методологию, свой круг проблем, и свои подходы к их решению. Математические модели постепенно становятся более реалистичными: их предсказания могут быть проверены в эксперименте или наблюдениями в природе. Сами же эксперименты и наблюдения все чаще планируются и проводятся так, чтобы полученные результаты позволяли принять или опровергнуть заранее выдвинутую гипотезу. Заметный вклад в становление методологии современной экологии внесли работы американского исследователя Роберта Макартура (1930-1972), удачно сочетавшего в себе таланты математика и биолога-натуралиста. Макартур исследовал закономерности соотношения численностей разных видов, входящих в одно сообщество, выбор хищником наиболее оптимальной жертвы, зависимость числа видов, населяющих остров, от его размера и удаленности от материка, степень допустимого перекрывания экологических ниш сосуществующих видов и ряд других задач. Констатируя наличие в природе некой повторяющейся регулярности («паттерна»), Макартур предлагал одну или несколько альтернативных гипотез, объясняющих механизм возникновения данной регулярности, строил соответствующие математические модели, а затем сопоставлял их с эмпирическими данными. Свою точку зрения Макартур очень четко сформулировал в книге «Географическая экология» (1972), написанной им, когда он был неизлечимо болен, за несколько месяцев до своей безвременной кончины.
Подход, который развивали Макартур и его последователи, был ориентирован прежде всего на выяснение общих принципов устройства (структуры) любых сообществ. Однако, в рамках подхода, получившего распространение несколько позже, в 1980-х гг., основное внимание было перенесено на процессы и механизмы, в результате которых происходило формирование этой структуры. Например, при изучении конкурентного вытеснения одного вида другим, экологи стали интересоваться прежде всего механизмами этого вытеснения и теми особенностями видов, которые предопределяют исход их взаимодействия. Выяснилось, например, что при конкуренции разных видов растений за элементы минерального питания (азот или фосфор) победителем часто оказывается не тот вид, который в принципе (при отсутствии дефицита ресурсов) может расти быстрее, а тот, который способен поддерживать хотя бы минимальный рост при более низкой концентрации в среде этого элемента.
Особое внимание исследователи стали уделять эволюции жизненного цикла и разным стратегиям выживания. Поскольку возможности организмов всегда ограничены, а за каждое эволюционное приобретение организмам приходится чем-то расплачиваться, то между отдельными признаками неизбежно возникают четко выраженные отрицательные корреляции (так называемые «трейдоффы»). Нельзя, например, растению очень быстро расти и в то же время образовывать надежные средства защиты от травоядных животных. Изучение подобных корреляций позволяет выяснить, как в принципе достигается сама возможность существования организмов в тех или иных условиях.
В современной экологии по-прежнему сохраняют свою актуальность некоторые проблемы, имеющие уже давнюю историю исследований: например, установление общих закономерностей динамики обилия организмов, оценка роли разных факторов, ограничивающих рост популяций, выяснение причин циклических (регулярных) колебаний численности. В этой области достигнут значительный прогресс - для многих конкретных популяций выявлены механизмы регуляции их численности, в том числе и тех, которые порождают циклические изменения численности. Продолжаются и исследования взаимоотношений типа «хищник-жертва», конкуренции, а также взаимовыгодного сотрудничества разных видов - мутуализма.
Новым направлением последних лет является так называемая макроэкология - сравнительное изучение разных видов в масштабах больших пространств (сопоставимых с размерами континентов).
Громадный прогресс в конце 20-го столетия достигнут в изучении круговорота веществ и потока энергии. Прежде всего это связано с совершенствованием количественных методов оценки интенсивности тех или иных процессов, а также с растущими возможностями широкомасштабного применения этих методов. Примером может быть дистанционное (со спутников) определение содержания хлорофилла в поверхностных водах моря, позволяющее составить карты распределения фитопланктона для всего Мирового океана и оценить сезонные изменения его продукции.
Современное состояние науки
Современная экология - это быстро развивающаяся наука, характеризующаяся своим кругом проблем, своей теорией и своей методологией. Сложная структура экологии определяется тем, что объекты ее относятся к очень разным уровням организации: от целой биосферы и крупных экосистем до популяций, причем популяция нередко рассматривается как совокупность отдельных особей. Масштабы пространства и времени, в которых происходят изменения этих объектов, и которые должны быть охвачены исследованиями, также варьируют чрезвычайно широко: от тысяч километров до метров и сантиметров, от тысячелетий до недель и суток. В 1970-е гг. формируется экология человека. По мере давления на окружающую среду возрастает практическое значение экологии, ее проблемами широко интересуются философы и социологи.