Учебный курс  дисциплины «Экология»

Доцент, к.т.н. Афонина Марина Игоревна

Лекция 1.

Еще в 17-м веке человек жил в мире, который с точки зрения количества энергии, приходящейся на душу населения, мало отличался от доисторических времен. Лишь в 18-м веке была изобретена паровая машина; Уатт (и независимо от него Ползунов) с помощью паровой машины преобразовали тепло в механическую работу.

19 век был веком великого оптимизма. Он дал человечеству одно из величайших достижений фундаментальной науки — электромагнитную теорию — основу современной техники. 19 век породил уверенность в том, что рационализм вместе с наукой и техникой принесут миру облегчение и покой.

Первая половина 20 века была временем колоссального прогресса в фундаментальных научных исследованиях. Теория относительности связала воедино массу и энергию; квантовая механика дала возможность понять, что микромир подчиняется совершенно другим законом, чем макромир. После открытия в 1939 году О. Ганом и Ф.Штрассманом процессов ядерного деления, м в 1942 г. создания группой ученых во главе с Э.Ферми первого атомного реактора весь период после 1945 г. до середины 70-х годов характерен кульминацией оптимистических взглядов на науку и технику. Тогда многие всерьез считали, что в технически развитых странах спустя несколько десятилетий физическому труду не будет места и наступит полностью автоматизированный «рай».

Однако в 60-х годах при разработке долговременных проектов экономического развития столкнулись со множеством препятствий, вызванных прежде всего экспоненциальным ростом населения и распространением экономического влияния развитых стран на 2/3 человечества, которые раньше его не испытывали. В настоящее время население растет со скоростью 2,1% в год; время удвоения населения — 33 года.

Значительное увеличение роста населения приводит к ускорению темпов антропогенного воздействия на окружающую среду и в настоящее время оно уже соизмеримо с действием при родных факторов, что приводит к качественному изменению соотношения сил между обществом и природой. На современном этапе человечество поставлено перед фактом возникновения в природе необратимых процессов, новых путей перемещения и превращения энергии и вещества. В результате в природу внедряется все больше и больше новых веществ, чуждых ей, порой сильно токсичных для организмов. Часть из них не включается в естественный круговорот и накапливается в биосфере, что приводит к нежелательных экологическим последствиям.

В 70-х годах прошлого века Медоуз с сотрудниками (США) в своей работе пытались предсказать качественную и количественную причины того, как промышленное производство и повышение уровня благосостояния приводят к загрязнению окружающей среды. Они подчеркнули, что истощение природных ресурсов наступит гораздо раньше, чем его ожидали; например, металлов не будет хватать через 35-40 лет. Природное топливо — основа тепло- , энергоресурсов — будет исчерпано еще до того, как на смену придут альтернативные источники энергии (например, АЭС, о безопасности которых отдельных разговор).

Таким образом, в 70-е годы, когда человечество начало осознавать серьезность встающих перед ним экологических проблем, возник вопрос: сколько времени у нас осталось, прежде чем мы столкнемся с последствиями нашего пренебрежительного отношения к окружающей среде? Ответом было: те же 35-40 лет. Сейчас мы приближаемся к концу назначенного срока и видим, что состязание, в котором участвуют, с одной стороны, технологии (потребляющие ресурсы), а с другой — источники энергии и рециркуляция, к сожалению, выигрывают первые. Следовательно, прогресс человечества стал казаться угрожающим даже тем, кто его желал. В настоящее время уже налицо потепление климата, кислотные дожди, дыры в защитном озоновом слое над полюсами, повсеместное присутствие токсичных веществ в грунтовых водах, загрязнение пищевых продуктов остатками пестицидов, сокращение количества лесов и вымирание огромного числа видов организма и т.п. К сожалению, у нас уже нет еще тридцати или хотя бы десяти лет для изучения и обсуждения экологических проблем. Необходимо уже сейчас предпринять решительные меры по спасению биосферы, которая испытывает сильнейшие нагрузки, ведущие к ее угнетению, гибели. Только в 1992 г. В Рио-де-Жанейро впервые был проведен Всемирный форум по экологии с участием руководителей многих стран, обративший внимание на экологические проблемы, перед которыми отступают государственные и национальные интересы. Эти проблемы уже сейчас требуют согласованных действий мирового сообщества. Еще через 35-50 лет мы либо создадим устойчивое общество, либо станем свидетелями угасания цивилизации.

Для понимания всех этих проблем любой высококвалифицированный специалист должен изучить цикл экологических дисциплин, и прежде всего — общую экологию. В настоящее время в числе задач инженера производства, подлежащих ответственному выполнению, находится и охрана природы. Причем, в ряде случаев природоохранительные  задачи в ближайшем будущем должны оказаться приоритетными по отношению ко всем остальным задачам, хотя сегодня строительство пока еще не ориентировано на охрану природы.

Чтобы сохранить природу и рационально пользоваться природными ресурсами, необходимо знать основные законы существования и развития природы, а также предельно допустимые нагрузки на природные системы. Это и является предметом экологии.

Несколько слов об истории развития экологии.

Период развития первобытнообщинного строя. Сокращение численности круп­ных животных повысило интерес первобытных охотников к мелким и средним. А по­скольку добывать небольших животных для обеспечения потребностей целой общины приходилось в большом количестве, внимание охотников переместилось с отдельных особей крупных видов на популяции мелких. С этим связано появление в конце па­леолита охотничьих снастей (крючка для ловли рыбы, лука и стрел, ловушек и капканов). У людей неолита возникает система охоты, основанная на знании эколо­гии животных. Выработанные на практике представления о рациональных принци­пах использования природных ресурсов, отчего полностью зависело процветание первобытной общины, закрепилось культом и даже дошли до наших дней (почитание кедра у алтайцев; почти все «священные» урочища манси, ненцев и хантов — место размножения важнейших промысловых животных. Такие «священные» запо­ведные угодья, основанные людьми первобытного общества, известны во всех частях Земли. Люди первобытно-общинного строя заботились о воспроизводстве не только животных, но и любых других ресурсов природы, в частности, полезной растительно­сти. Хищническое отношение к природе у многих народов каралось смертью. Суще­ственнейшим, с точки зрения усиления воздействия человека на природу, явилось приручение стадных животных и выведение культурных растений.

Считается, что на ближнем Востоке одомашнивание овцы произошло 11 тыс. лет назад; в это же время в Северной Америке уже была одомашнена собака; 10 тыс. лет назад люди уже выращивали первые зерновые культуры (пшеницу, ячмень). Однако сам процесс одомашнивания животных и окультуривания растений начался в значи­тельно более древние времена. Медленно и трудно накапливавшиеся знания и опыт нередко полностью утрачивались с гибелью рода, становились ненужными и преда­вались забвению при перемене общиной места жительства и пр.

В ходе процесса приручения и одомашнивания животных, окультуривания расте­ний человек более 10 тыс. лет назад начал изменять окружающий его живой мир, создавая для себя новую, не бывшую никогда на планете окружающую среду. Созна­тельным творчеством человек избавил себя от голода и таким образом получил воз­можность к резкому увеличению своей численности и заселению всей суши. Зародившееся в первобытных общинах направленное использование природы (земледелие и скотоводство) успешнее всего развивалось в зоне смешанных лесов и лесостепей (богатые почвы, оптимальная влажность, продолжительный вегетативный период), в степях (кочевое скотоводство), а также на замачиваемых в половодье зем­лях долин крупных рек. Особенностью наиболее распространенных форм первобыт­нообщинного хозяйства было повсеместное использование огня. Урожаи на вы­жженных землях — обычно, это были участки уничтоженного огнем леса — достигали огромной величины, но через 2-3 года резко падали. Использование подсечно-огневой системы земледелия очень сильно изменило среду: нарушалась структура поч­вы, возникала эрозия, мелели реки, менялся видовой состав животных и растений. Но в условиях избытка земельных угодий она имела положительное значение для че­ловека, по-видимому, поэтому законы племен запрещали долго оставаться на одном месте.

Развивающееся как подспорье к земледелию скотоводство сопровождалось вытес­нением редких животных. Концентрируясь у поселений человека, домашние животные нарушали почвенный покров, загрязняли продуктами своей жизнедеятельности окру­жающую человека среду. Однако в целом во времена первобытнообщинного строя сохранялась замкнутость в пользовании природными ресурсами. Достижение опреде­ленного равновесия в темпах использования продуктов Земли и естественного возоб­новления потребляемых ресурсов и обеспечивало стабильность взаимоотношений первобытных людей с природой и исключительную устойчивость самого родового общества.

Период рабовладельческого общества.  Разделение труда и развитие техники повысили производительность и суммарный выход продукции (следовательно, и силу воздействия на природу), а незаинтересованность рабов в результатах своего труда и в сохранении условий, обеспечивающих его производительность, привела к опреде­ленной деградации в принципах использования природных ресурсов. Грабительские войны приводили к экономически нецелесообразным перемещениям населения сла­бых государств, что вело к разрушению сложившихся культурно-хозяйственных цен­ностей и традиций. Именно рабовладельческие цивилизации превратили обширные пространства Земли в пустыни. Последствия этого процесса неизгладимы до сих пор. Например, в Греции в настоящее время сохранилось только 2% первоначального слоя почвы и только 20% земель, относимых к культурным, пригодны к возделыванию.

В странах Востока, где развитие рабовладельческих отношений не было столь вы­ражено, экономический упадок был менее резок, в отношение к природе было более рациональное. Первые дошедшие до нас законы об охране природы (лесов) были из­даны в Древнем Вавилоне царем Хамурапи в XVIII в. до н.э. Инки запрещали под страхом смертной казни появляться посторонним на Гуановых островах (Южная Аме­рика) во время гнездования там бакланов и олушей, так как применение гуано обеспе­чивало высокое плодородие засушливых западных склонов Анд. В III в. до н.э. ин­дийский император Ашока издал большое количество опиравшихся на религию зако­нов об охране природы. Задолго до нашего летоисчисления в Китае отдельными при­вилегиями княжества были учреждены несколько заповедников.

Период феодализма. В системе ведения хозяйства большинство методов, применявшихся при общинном строе, было унаследовано феодальными крестьянами (в почву возвращали все то, что брали у нее). Однако разделение людей на подчиненных про­изводителей и господствующих потребителей исключало разумное использование тер­ритории, не являвшейся собственностью крестьян. В то же время для феодального общества характерны частные мероприятия по охране природы — наделов земли, ко­торые находились в личной собственности и которые феодал стремился не только со­хранить для себя, но и передать наследнику. Охота была той областью, где феодал наиболее тесно соприкасался с природой, поэтому сохранению охотничьих угодий и дичи уделялось особое внимание.

В середине XVI в. было создано немало заповедников. Однако большинство из них представляли собой своеобразные закрытые охотничьи хозяйства, служивших резерв­ными источниками местного продовольствия. Тем не менее заповедники обусловили сохранение до наших дней европейского зубра, благородного оленя, лани, серны и др. Таким образом, охрана природы диктовалась исключительно хозяйственными интере­сами феодального государства, а главным назначением регламентаций по использова­нию природных ресурсов была защита феодальной собственности. Трудящиеся слои населения полностью лишались возможности охоты, рыбной ловли, сбора в лесу хвороста и так далее.

Период интенсивного научно-технического развития (XIX-XX вв.). Возросшие технические возможности воздействия на природу обусловили самую хищническую эксплуатацию природных ресурсов, которую когда-либо  знало человечество. Безудержная эксплуатация только объектов максимально прибыльных препятствует рациональному использованию ресурсов природы, предопределяет конъюнктурный подход к использованию ее богатств. Например, в начале XX в. Бразилия была основным экспортером  каучука в мире. Когда в 20-х годах оказалocь более выгодным добывать каучук в Юго-Восточной Азии, бразильские планта­ции забросили. Во время второй мировой войны, когда японские милитаристы захва­тили азиатские каучуковые плантации, монополии США вновь начали добывать кау­чук в Бразилии. После войны эти разработки опять были заброшены. Неслучайно поэтому в последние десятилетия отдельные руководители и прогрессивные организации ряда стран стали усматривать в охране природы залог поддержания высокого уровня национальной экономики и международного престижа страны. Именно по­этому сейчас серьезное внимание уделяется природо­охранному просвещению, совершенствуется законодательство по охране природы, создаются заповедники и национальные парки.

Современное положение. В настоящее время, начиная с середины 90-х годов ХХ века, возникли новые проблемы. Численность населения Земли по сравнению с 1965 годом почти удвоилась. Ес­ли в 1960- и 1970-е годы проявлялись только лишь нечеткие прогнозы относительно кислотных дождей, разрушения озонового слоя и потепления климата, связанного с выбросом в атмосферу углекислого газа при горении, то сейчас для всех очевидно: почва, вода и многие другие жизненно необходимые нам ресурсы приблизились к пределу их возможного использования. В то же время природоохранное движение 1990-х годов стала  приводить к быстрым и глубоким переменам, так как подготови­тельная работа уже проделана. При его участии через 30-50 лет возможно сделать неустойчивое сейчас развитие цивилизации устойчивым.

Экология- это наука о взаимоотношениях живых существ между собой и с окру­жающей их природной средой, о связях и  надорганизменных системах, о структуре и функционировании этих систем.

Экология как наука сформировалась лишь в середине прошлого столетия, после то­го, как были накоплены сведения о многообразии живых организмов на Земле, об особенностях их образа жизни. Возникло понимание, что не только строение и разви­тие организмов, но и взаимоотношения их со средой обитания подчинены опреде­ленным закономерностям, которые заслуживают специального и тщательного изуче­ния.

Термин «экология» ввел известный немецкий зоолог Э.Геккель, который в своих трудах «Всеобщая морфология организмов» (1866) и «Естественная история миротворения», (1868) впервые попытался дать определение сущности новой науки. Слово «экология»   происходит  от  греческого  oikos,  что  означает  «жилище», «местопребывание», «убежище». Э.Геккель определил экологию как «общую науку об отношениях организмов к окружающей среде, куда мы относим в широком смысле все условия существования». По Э.Геккелю, экология представляет науку о «домашнем быте» живых организмов, она призвана исследовать «все те запутанные взаимоотношения, которые Дарвин условно обозначил, как борьбу за существование».

Среди других названий этого нового направления в XIX в. часто употреблялось» «экономия природы». Этот термин подчеркивал проблему естественного баланса, «равновесия видов», которая и сейчас является одним из важнейших вопросов эколо­гии.

Можно считать, что общая экология — отрасль науки об общих закономерностях жизнедеятельности организмов в их естественной среде обитания с учетом изменений, вносимых в среду деятельностью человека.

В соответствии с уровнями организации жизни экология подразделяется на аутоэкологию и синэкологию.

Аутоэкология изучает отдельный организм, его индивидуальные связи со средой, жизненные отправления и поведение, при этом такой организм как бы изолируется от других компонентов системы («аут» — вне). Иногда аутэкологию  рассматривают несколько шире, включая в ее задачи изучение отдельных групп особей, относящихся к одному виду.

 

Поделись:
  • Добавить ВКонтакте заметку об этой странице
  • Facebook
  • Twitter
  • В закладки Google
  • Яндекс.Закладки