Підручник з Біології і екології. 11 клас. Соболь - Нова програма

Тема 7. ЕКОЛОГІЯ

Екологія - це біологія навколишнього середовища.

Ю. Одум

§ 33. ПРЕДМЕТ ВИВЧЕННЯ ЕКОЛОГІЇ, ЇЇ ЗАВДАННЯ ТА МЕТОДИ

Основні поняття й ключові терміни: ЕКОЛОГІЯ. Методи екології. Функції екології

Пригадайте! Що таке екологія?

Знайомтеся!

«Періодичні видання і засоби масової інформації заповнили такі поняття, як “екологія культури", "екологія мистецтва", "екологія любові". Популяризатори з розпукою повідомляють про "забруднену екологію", "зіпсовану екологію" тощо. Часто "пропагандисти", не розуміючи суті явища, вдаються до застосування логічних покручів типу "екологія душі" чи "загазована екологія", дискредитуючи науку і підкреслюючи свою некомпетентність», - зазначав відомий вітчизняний еколог, академік НАН України М. А. Голубець. То що таке екологія?

ЗМІСТ

Чому сучасна екологія є самостійною наукою?

ЕКОЛОГІЯ (грец. ойкос - оселя, логос - наука) - це наука про взаємозв'язки живого між ним та з навколишнім середовищем. Термін «екологія» вперше ввів німецький зоолог Е. Геккель ще в 1866 р. Екологія виникла як суто біологічна наука, але нині є самостійною фундаментальною наукою про взаємовідносини живої й неживої природи.

Об'єкти досліджень екології - це живі організми та надорганізмові біосистеми (популяції, види, екосистеми, біосфера) у своїх взаємозв'язках із середовищем. На сьогодні основним об'єктом екологічних досліджень є екосистеми на різних рівнях організації.

Предметом екології є різноманітність взаємозв'язків між організмами, їхніми угрупованнями та середовищем існування, а також закономірності функціонування надорганізмових біосистем.

Завдання екології полягає в тому, щоб розкрити закономірності екологічних зв'язків. У рамках цього завдання вивчають: екологічні закономірності взаємодії біосистем між собою та із природним середовищем; екологічну сутність, тобто особливості внутрішньої структури та функціонування надорганізмових біо-

систем, екологічні явища, що виявляються у властивостях, функціях, адаптації до змін середовища та ін. Основні завдання екології у XXI ст.: вивчення загального екологічного стану біосфери, причин його зміни під дією різних чинників, прогнозування динаміки стану екосистем і біосфери в просторі й часі, розроблення шляхів гармонізації суспільства й природи.

У межах загальної екології виокремлюють чотири розділи:

  • аутекологія (екологія видів, факторіальна екологія) вивчає організм та умови його існування, онтогенез, розмноження, інші життєві функції в певних умовах природного або штучно створеного середовища;
  • демекологія (екологія популяцій) досліджує властивості популяцій у конкретних умовах їх існування, динаміки, адаптації до природного середовища, внутрішньо- і міжвидові взаємовідносини;
  • синекологія (екологія біоценозів, біогеоценологія) вивчає різноманітні угруповання рослин, тварин, грибів, мікроорганізмів, трофічні зв'язки між ними, форми співіснування;
  • екосистемологія (екологія екосистем) - вивчає екосистеми всіх розмірів і ступенів складності, їх розвиток, особливості, еволюцію та динаміку.

До прикладних галузей належать екологія лісових екосистем, агроекологія, гідроекологія, екологія ґрунтів, екологія міських екосистем, ландшафтна екологія, біосферологія (глобальна екологія), екологія енергетики, космічна екологія та ін.

Екологія як наука виникла у процесі розвитку біологічних наук і сформувалася в самостійну науку з притаманними їй закономірностями й завданнями.

Чому методи екології є надзвичайно різноманітними?

Методи екології - це шляхи й способи організації пізнавальної діяльності про характеристики (структуру, функціонування, розвиток тощо) екологічних об'єктів дослідження. Різноманітність і складність взаємозв'язків біосистем із навколишнім середовищем зумовлюють застосування різноманітних методів екологічних досліджень.

Іл. 56. Організми-індикатори: 1 - ксанторія настінна (індикатор пилового забруднення); 2 - зозулин льон звичайний (індикатор забруднення сульфур(IV) діоксидом); 3 - страусове перо звичайне (індикатор наявності сполук Кадмію в ґрунті)

Найважливішою групою екологічних методів є методи дослідження впливу чинників середовища на функціонування біосистем. Ці методи поділяють на польові (маршрутні, стаціонарні, описові, експериментальні) та лабораторні. Вони здійснюються за допомогою спостережень та експериментів у природних чи лабораторних умовах. Спостереження - вивчення біосистеми шляхом фіксації певних її ознак. Експеримент передбачає свідоме внесення змін і зіставлення результатів спостережень в експериментальній та контрольній групах або ділянках біосистем. Експериментальне визначення впливу чинників за допомогою живих тест-об'єктів має назву біотестування. Найчастіше як тест-об'єкти використовують крес-салат, цибулю, дафній, циклопів, інфузорій.

Оцінювання стану навколишнього середовища є необхідною частиною будь-якого екологічного дослідження. Для цього застосовують вимірювання (отримання кількісних характеристик об'єктів і явищ), екологічний моніторинг (організоване періодичне або безперервне спостереження за станом екологічних об'єктів), екологічну індикацію (оцінювання стану середовища за допомогою живих об'єктів, наприклад, ліхено- або бріоіндикацію) (іл. 56).

Для кількісного обліку організмів, оцінювання біомаси та продуктивності рослин і тварин застосовують метод аерокосмічної реєстрації (наприклад, чисельності стад, скупчень риби). Через складність надорганізмових біосистем щодо їхнього вивчення часто використовують метод екологічного моделювання, що уможливлює прогнозування динаміки розвитку біосистем.

Отже, сучасна екологія використовує різні методи величезної різноманітності й складності об'єктів вивчення екології.

Чому сучасна екологія є фундаментальною міжгалузевою наукою?

Функції науки екології підпорядковані потребам суспільства. Екологія пізнає фундаментальні рівні й властивості життя та пояснює сутність закономірностей розвитку природи, екологічних явищ і процесів (пізнавальна функція). Екологія дає людині знання для того, щоб розумно та раціонально користуватися природними ресурсами, усвідомити роль природного середовища для життя й здоров'я людини, сформувати уміння й навички здорового способу життя (освітня функція). Екологічні знання формують узагальнену систему ідей та поглядів на світ, людину, її місце в світі (світоглядна функція). Екологія є теоретичним фундаментом для прикладних галузей діяльності людини (медицини, сільського господарства, селекції).

Результати екологічних досліджень є надзвичайно важливими і для заповідної справи, природокористування та охорони природи. Зростає роль екології у прогнозуванні розвитку біосфери, наслідків антропогенного впливу та створенні нових виробничих технологій, проектів і планів соціального й економічного розвитку, для розв'язування глобальних проблем сучасності (практична функція).

Реалізація функцій екології забезпечується тісним взаємозв'язком з іншими галузями біології, що визначає формування багатьох нових екологічних розділів: екологічної фізіології, цитоекології, еволюційної екології, біохімічної екології, палеоекології, космічної екології тощо. Для ефективного розв'язування сучасних екологічних проблем необхідний науковий матеріал фізичного, хімічного, геологічного, соціального, кліматологічного, економічного та іншого характеру. Крім того, не обійтися без статистичної обробки, програмування прогнозування, моделювання різних процесів. Ось чому сучасна екологія використовує всі ефективні найновіші методи й технічні засоби природничих, технічних, суспільних й гуманітарних наук.

Отже, екологія є фундаментальною наукою з розвинутими міжгалузевими зв'язками, що й забезпечує реалізацію її основних функцій.

ДІЯЛЬНІСТЬ

Самостійна робота з таблицею. Екологія як наука

Заповніть таблицю і поясніть, чому екологія є комплексною, фундаментальною, міжгалузевою наукою.

Ознака

Пояснення

Об'єкти дослідження

Предмет досліджень

Структурні розділи екології

Завдання екології

Методи екологічних досліджень

Зв'язки з іншими науками

Функції (значення) екології

Біологія + Клімат. Екологічна кліматологія

Глобальна зміна клімату - одна з найгостріших проблем людства. Підвищення температури повітря, потепління Океану й танення льодовиків свідчать про стрімку зміну клімату, спричинену зростанням викидів парникових газів. Цей феномен виникає з-за водяної пари, СО2, СН4 та інших газів, що затримують сонячну енергію й призводять до нагрівання земної поверхні. Що вивчає екологічна кліматологія? Яким чином екологія може допомогти у розв'язуванні проблеми глобальної зміни клімату?

СТАВЛЕННЯ

Біологія + Екологія. Космічна екологія й суспільство

Космічна екологія - наймолодший напрям екологічних досліджень, що складається з таких підрозділів: екологія космічних апаратів, екологія ближнього космосу, екологія дальнього космосу. Що вивчає космічна екологія? Для яких галузей практичної діяльності людини дослідження цього напряму екології матимуть найбільше значення?

РЕЗУЛЬТАТ

Оцінка

Завдання для самоконтролю

1-6

1. Що є предметом вивчення екології? 2. Назвіть основні розділи екології. 3. Що таке методи екології? 4. Назвіть основні методи екологічних досліджень. 5. Які функції екології? 6. З якими науками екологія має найтісніші зв'язки?

7-9

7. Чому сучасна екологія є самостійною наукою? 8. Чому методи екології є надзвичайно різноманітними? 9. Чому сучасна екологія є фундаментальною міжгалузевою наукою?

10-12

10. Висловіть свої судження щодо ролі та значення екології у сучасному світі.