Структура современной экологии
Лекция 1
Тема. Введение
Актуальность темы.
Для нас, жителей Земли, наша планета — это огромное тело. По сравнению с Землей, все объекты, окружающие нас на ее поверхности, ничтожно малы. Однако, по сравнению с другими небесными телами, такими как гигантские звезды, это само по себе зерно пыли, потерянное в безграничном пространстве Вселенной.
Закономерности существования, формирования и функционирования биологических систем на всех уровнях от организмов до биосферы и их взаимодействие с внешними условиями изучаются наукой — экологией.
Цели. Учебные: Дать систематизированные основы экологии как науки. Концентрировать внимание учащиеся на наиболее сложных и узловых вопросах.
Дидактические и воспитательные: дать обучающимся современные, целостные, взаимосвязанные знания, уровень которых определяется целевой установкой к теме; обеспечить в процессе лекции творческую работу студентов совместно с преподавателем.
План
1. Экология, как наука. Цели и задачи.
2. Основные принципы экологии.
3. Структура современной экологии.
4. Слои атмосферы.
Экология, как наука. Цели и задачи.
Экология – это наука, изучающая закономерности взаимодействия организмов и среды их обитания, законы развития и существования биогеоценозов как комплексов взаимодействующих живых и неживых компонентов в различных участках биосферы. Слово «экология» впервые употребил немецкий биолог Эрнст Геккель в 1866г., обозначив им биологическую науку, изучающую взаимоотношения организмов с окружающей средой.
|
|
|
Цели и задачи современной экологии
Одной из главных целей современной экологии как науки является изучение основных закономерностей и развитие теории рационального взаимодействия в системе «человек — общество — природа», рассматривая человеческое общество как неотъемлемую часть биосферы.
Главнейшая цель современной экологии на данном этапе развития человеческого общества — вывести Человечество из глобального экологического кризиса на путь устойчивого развития, при котором будет достигнуто удовлетворение жизненных потребностей нынешнего поколения без лишения такой возможности будущих поколении.
Для достижения этих целей экологической науке предстоит решить ряд разнообразных и сложных задач, в том числе:
Ø разработать теории и методы оценивания устойчивости экологических систем на всех уровнях;
Ø исследовать механизмы регуляции численности популяций и биотического разнообразия, роли биоты (флоры и фауны) как регулятора устойчивости биосферы;
Ø изучить и создать прогнозы изменений биосферы под влиянием естественных и антропогенных факторов;
|
|
|
Ø оценивать состояния и динамики природных ресурсов и экологических последствий их потребления;
Ø разрабатывать методы управления качеством окружающей среды;
Ø формировать понимание проблем биосферы и экологическую культуру общества.
Окружающая нас живая среда не является беспорядочным и случайным сочетанием живых существ. Она представляет собой устойчивую и организованную систему, сложившуюся в процессе эволюции органического мира. Любые системы поддаются моделированию, т.е. можно предсказать, как та или иная система отреагирует на внешнее воздействие. Системный подход — основа изучения проблем экологии.
Основные принципы экологии
1.Важнейший из них – этопринцип устойчивого развития. Суть его заключается в том, что удовлетворение потребностей современного человека не должно негативно сказываться на возможности удовлетворения тех же потребностей будущих поколений. Анализ существующей сегодня экономической модели хозяйствования показал, что она не соответствует этому принципу. Обществу необходима разработка новой модели экономического развития, которая будет согласовываться с фундаментальными процессами эволюции, происходящими в окружающей его среде.
|
|
|
2.Необходимость формированияэкологического мировоззрения населения всей планеты. Только так можно гармонизировать антропогенное воздействие на окружающую среду. Только если экологическое мировоззрение станет составляющим элементом общечеловеческой культуры, земляне смогут уменьшить негативные последствия своей жизнедеятельности на планете. Для реализации этого принципа экологии человеку необходимо выработать всемирную экологическую идеологию и на уровне государств подобрать механизмы формирования экологического мышления, подходящие именно для их населения.
3.Закон необходимости регламентов при воздействии человека на окружающую среду. В целом экологическое мировоззрение является составным элементом общепланетарной идеологии устойчивого развития, которая направлена на обеспечение сохранности благоприятной обстановки в окружающей среде не только для сегодняшних людей, но и для будущих поколений. Эта система должна реализовываться на каждом из уровней организации современного общества – от конкретного индивидуума до целой планеты.
|
|
|
4.Следующий принцип экологии – развитие системы за счет окружающей ее среды. Суть его сводится к тому, что любая система способна развиваться исключительно за счет материально-энергетических, а также информационных ресурсов окружающей среды. Вследствие этого неизбежно возникают неустранимые возмущающие антропогенные воздействия на нее.
5.Внутреннее динамическое равновесие. Этот принцип имеет следующую формулировку: вещество, энергия, информация и любые динамические качества отдельных биологических систем (а также их иерархии) связаны так тесно, что даже незначительное изменение какого-либо одного из этих показателей приводит к сопутствующим функционально-структурным количественным и качественным изменениям, сохраняющим при этом общую сумму качеств системы. Вследствие этого, любое изменение в биосистеме провоцирует развитие природных цепных реакций, которые направлены в сторону нейтрализации оказанного изменения. Такое явление принято называть принципом Ле-Шателье в экологии, или же принципом саморегуляции.
6.Физико-химическое единство живого вещества. Этот закон сформулирован Вернадским и говорит о том, что все живое вещество планеты Земля физико-химически едино. А значит, любую оценку человеческого воздействия на нее необходимо осуществлять по всей цепочке последствий.
7.Принцип повышения идеальности. Гармоничность любых отношений между различными частями системы возрастает в ходе эволюции и исторического развития. Соответственно, и человечество обязано разработать и внедрить комплекс действий, направленных на снятие противоречий в экологии.
Структура современной экологии
В настоящее время экология разделилась на ряд научных отраслей и дисциплин, подчас далеких от первоначального понимания экологии как биологической науки об отношениях живых организмов с окружающей средой. Однако в основе всех современных направлений экологии лежат фундаментальные идеи биоэкологии, которая сегодня представляет собой совокупность различных научных направлений. Так, например, выделяют аутэкологию, исследующую индивидуальные связи отдельного организма со средой; популяционную экологию, занимающуюся отношениями между организмами, которые относятся к одному виду и живут на одной территории; синэкологию, комплексно изучающую группы, сообщества организмов и их взаимосвязи в природных системах (экосистемах).
Современная экология представляет собой комплекс научных дисциплин. Базовой является общая экология, изучающая основные закономерности взаимоотношений организмов и условий среды.
Теоретическая экология исследует общие закономерности организации жизни, в том числе в связи с антропогенным воздействием на природные системы.
Прикладная экология изучает механизмы разрушения биосферы человеком и способы предотвращения этого процесса, а также разрабатывает принципы рационального использования природных ресурсов. Прикладная экология базируется на системе законов правил и принципов теоретической экологии. Из прикладной экологии выделяются следующие научные направления.
Экология биосферы, изучающая глобальные изменения, происходящие на нашей планете в результате воздействия хозяйственной деятельности человека на природные явления.
Промышленная экология, изучающая влияние выбросов предприятий на окружающую среду и возможности уменьшения этого влияния путем совершенствования технологий и очистных сооружений.
Сельскохозяйственная экология, изучающая способы получения сельскохозяйственной продукции без истощения ресурсов почвы при сохранении окружающей среды.
Медицинская экология, изучающая болезни человека, связанные с загрязнением окружающей среды.
Геоэкология, изучающая строение и механизмы функционирования биосферы, связь и взаимосвязь биосферных и геологических процессов, роль живого вещества в энергетике и эволюции биосферы, участие геологических факторов в возникновении и эволюции жизни на Земле.
Математическая экология моделирует экологические процессы, т.е. изменения в природе, которые могут произойти при изменении экологических условий.
Экономическая экология разрабатывает экономические механизмы рационального природопользования и охраны окружающей среды.
Юридическая экология разрабатывает систему законов, направленных на защиту природы.
Инженерная экология — сравнительно новое направление экологической науки, изучает взаимодействия техники и природы, закономерности формирования региональных и локальных природно- технических систем и способы управления ими в целях защиты природной среды и обеспечения экологической безопасности. Она обеспечивает соответствие техники и технологии промышленных объектов экологическим требованиям
Социальная экология возникла совсем недавно. Наука о «доме», или месте обитании социума (человека, общества), изучает планету Земля, а также космос — как жизненную среду социума.
Экология человека — часть социальной экологии, рассматривающая взаимодействие человека как биосоциального существа с окружающим миром.
Валеология — одно из новых самостоятельных ответвлений экологии человека — наука о качестве жизни и здоровье.
Синтетическая эволюционная экология — новая научная дисциплина, включающая частные направления экологии — общую, био-, гео- и социальную.
Слои атмосферы
Земля состоит из четырех основных сфер или оболочек, которые зависят друг от друга и являются биологическими и физическими компонентами нашей планеты. Их научно называют биофизическими элементами, а именно гидросферой («гидро» для воды), биосферой («био» для живых существ), литосферой («лито» для суши или земной поверхности) и атмосферой («атмо» для воздуха). Эти основные сферы нашей планеты далее делятся на различные под-сферы.
Основные оболочки земли Земля имеет 6 оболочек: атмосферу, гидросферу, биосферу, литосферу, пиросферу и центросферу.
Атмосфера - внешняя газовая оболочка Земли (рис 1). Ее нижняя граница проходит по литосфере и гидросфере, а верхняя - на высоте 1000 км. В атмосфере различают тропосферу (двигающийся слой), стратосферу (слой над тропосферой) и ионосферу (верхний слой).
Рис 1. Слои атмосферы.
Средняя высота тропосферы - 10 км. Ее масса составляет 75% всей массы атмосферы. Воздух тропосферы перемещается как в горизонтальном, так и в вертикальном направлениях. Над тропосферой на 80 км поднимается стратосфера. Ее воздух, перемещающийся лишь в горизонтальном направлении, образует слои. Еще выше простирается ионосфера, получившая свое название в связи с тем, что ее воздух постоянно ионизируется под воздействием ультрафиолетовых и космических лучей.
Гидросфера занимает 71% поверхности Земли. Ее средняя соленость составляет 35 г/л. Температура океанической поверхности - от 3 до 32°С, плотность - около 1. Солнечный свет проникает на глубину 200 м, а ультрафиолетовые лучи - на глубину до 800 м.
Биосфера, или сфера жизни (рис 2), сливается с атмосферой, гидросферой и литосферой. Ее верхняя граница достигает верхних слоев тропосферы, нижняя - проходит по дну океанских впадин. Биосфера подразделяется на сферу растений (свыше 500 000 видов) и сферу животных (свыше 1 000 000 видов).
Рис 2. Биосфера.
Литосфера - каменная оболочка Земли - толщиной от 40 до 100 км (рис 3). Она включает материки, острова и дно океанов.
Рис 3. Литосфера.
Средняя высота материков над уровнем океана: Антарктиды - 2200 м, Азии - 960 м, Африки - 750 м, Северной Америки - 720 м, Южной Америки - 590 м, Европы - 340 м, Австралии - 340 м.
Под литосферой расположена пиросфера - огненная оболочка Земли (рис 4). Ее температура повышается примерно на 1°С на каждые 33 м глубины. Породы на значительных глубинах вследствие высоких температур и большого давления, вероятно, находятся в расплавленном состоянии. Огненная сфера Земли продолжает охлаждаться.
Рис 4.Пиросфера
Твердая оболочкой утолщается, огненная - сгущается. В свое время это привело к формированию твердых каменных глыб - материков. Однако влияние огненной сферы на жизнь планеты Земля все еще очень велико. Неоднократно менялись очертания материков и океанов, климат, состав атмосферы. Экзогенные и эндогенные процессы беспрерывно изменяют твердую поверхность нашей планеты, что, в свою очередь, активно влияет на биосферу Земли.
Вопросы для самоконтроля
Раскройте понятие экология.
Дата добавления: 2022-07-02; просмотров: 22; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!